一種適合湖南都市家庭使用的陽臺農(nóng)業(yè)系統(tǒng)研究

侯成剛

[摘要]本文分析了國內(nèi)外陽臺農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀，綜合湖南都市地理、人文和農(nóng)業(yè)發(fā)展特性，提出了適合湖南都市應(yīng)用的陽臺農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。同時將傳統(tǒng)種植與現(xiàn)代化栽培管理聯(lián)合，實現(xiàn)家庭版微型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園。

[關(guān)鍵詞]湖南;陽臺農(nóng)業(yè);無土栽培

陽臺農(nóng)業(yè)顧名思義是在陽臺上進(jìn)行的農(nóng)業(yè)活動，與直接在土地上耕作大致相同，是將所有生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)移到居室、辦公場所、城市樓頂平臺等陽臺或閑置空間上進(jìn)行生產(chǎn)管理。陽臺農(nóng)業(yè)對自然環(huán)境的依賴性沒有傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)強(qiáng)，但是技術(shù)管理和設(shè)備要求更高[1]。

1 國內(nèi)外陽臺農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外

陽臺農(nóng)業(yè)目前在國外已經(jīng)有了深厚的發(fā)展基礎(chǔ)、廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)和廣闊的發(fā)展前景。美國、歐洲部分國家、日本等是最早發(fā)展陽臺農(nóng)業(yè)的國家，經(jīng)過一段時間的發(fā)展，其技術(shù)在日趨完善的同時也不斷發(fā)生著創(chuàng)新與改革[2]。部分發(fā)達(dá)國家城市居民食用蔬菜有20%～30%依靠自家陽臺農(nóng)業(yè)獲得，其中美國的陽臺農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)最蓬勃、陽臺作物應(yīng)用也最廣泛[3]。美國關(guān)于陽臺農(nóng)業(yè)的研究和具體應(yīng)用都排在世界前列，關(guān)于陽臺農(nóng)業(yè)的政策立法、質(zhì)量檢測體系和標(biāo)準(zhǔn)也比較完善，其他國家如英國、德國和巴西等政府重視并號召，舉辦一系列活動讓民眾了解并參與陽臺農(nóng)業(yè)，使陽臺農(nóng)業(yè)得到了快速發(fā)展，達(dá)到了推廣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗的作用[4]。日本東京規(guī)定，市內(nèi)建筑的屋頂綠化覆蓋率要達(dá)到20%，這也間接促進(jìn)了日本陽臺農(nóng)業(yè)的發(fā)展[5]。

1.2 國內(nèi)

和發(fā)達(dá)國家相比，我國陽臺農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)起步晚、設(shè)施科技相對落后，但是可發(fā)展空間巨大[6]。隨著我國城市化進(jìn)程加快，民眾對陽臺農(nóng)業(yè)的需求會進(jìn)一步加大，土地資源更加珍貴，加之國家對綠色發(fā)展、對農(nóng)業(yè)的重視，城市陽臺農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景良好。陽臺農(nóng)業(yè)符合國家對都市農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策，符合陽臺、屋頂綠化的國家政策。2001年，“設(shè)施園藝可控環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)”被列入國家“863”計劃，體現(xiàn)出了政府對設(shè)施農(nóng)業(yè)的重視。北京早在2005年就將該年列為屋頂綠化試驗推廣年，正式出臺了《北京市屋頂綠化標(biāo)準(zhǔn)》|7]，政府出資興建屋頂綠化13萬m2，取得了非常好的效果;上海加緊屋頂綠化立法進(jìn)程;深圳在1999年即頒布了全國第一個屋頂綠化的政府文件——《深圳市屋頂美化綠化實施辦法》;武漢、成都、重慶、廣州、濟(jì)南等也都先后將屋頂綠化計劃提上日程。中國是人口大國，中國的一線城市將是陽臺農(nóng)業(yè)的主要市場，城市居民數(shù)量龐大，2017年末.我國城鎮(zhèn)化率已達(dá)到58.52%[8]。在南方，氣候條件使得城市適合種植蔬菜;在北方，一線城市大部分家庭都有封閉式的暖氣設(shè)施直達(dá)陽臺，等于構(gòu)建_『蔬菜種植的溫室，并且北方蔬菜相對緊缺。在四季分明的城市，可以按照季節(jié)推出不同的蔬菜、花卉等品種。

2陽臺農(nóng)業(yè)的特點

（1）陽臺農(nóng)業(yè)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，具有廣泛的可行性。因陽臺農(nóng)業(yè)與建筑物的關(guān)系，使其在很大程度上擺脫了溫、光、氣、土壤、水等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制約要素的影響，可以更加自由地進(jìn)行生產(chǎn)管理、植物品種選擇。

（2）陽臺農(nóng)業(yè)更加現(xiàn)代化。陽臺農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不同，陽臺農(nóng)業(yè)更加依賴現(xiàn)代化的設(shè)備和技術(shù)，更傾向于無土栽培，包括水培、霧培和基質(zhì)栽培等方式，相關(guān)配套實施如培養(yǎng)箱、培養(yǎng)穴、輸水管道、基質(zhì)土配置、環(huán)境因子監(jiān)測及傳感設(shè)備需要更多的相關(guān)研究與轉(zhuǎn)化。

（3）陽臺農(nóng)業(yè)操作更加簡單、產(chǎn)品品質(zhì)更高。陽臺農(nóng)業(yè)生產(chǎn)免去了很多傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的管理環(huán)節(jié)，比如各個時期的施肥、除草、針對不同病蟲害的噴施農(nóng)藥等。這些生產(chǎn)方式也使所生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品更加安全健康、品質(zhì)更高，同時也為居室提供更加綠色的環(huán)境。

3湖南都市陽臺農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)

3.1 自然環(huán)境

湖南省位于我國東部季風(fēng)氣候濕潤區(qū)，屬于中亞地帶，自然地理環(huán)境具有多變性，山地占全省總面積的49%，丘陵占26%，崗地占13%，平原僅占70%[9]。因為適宜耕種的平原面積少，農(nóng)業(yè)需要向多區(qū)域發(fā)展，這也給陽臺農(nóng)業(yè)在湖南發(fā)展提供了更多機(jī)遇。湖南省屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，熱量、雨量充沛，無霜期長，全省年平均氣溫16～18℃，1月平均溫度4～70C，7月平均氣溫27～300C，全年降水量1200～1700mm，雨熱同期，適合農(nóng)作物種植生長和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展。

3.2 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)環(huán)境

湖南是農(nóng)業(yè)大省，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有廣泛深厚的基礎(chǔ)，其農(nóng)業(yè)科技也較為發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)專業(yè)化、現(xiàn)代化形式不斷加強(qiáng)，高新技術(shù)不斷向農(nóng)業(yè)滲透，是發(fā)展都市農(nóng)業(yè)及陽臺農(nóng)業(yè)便利條件。湖南農(nóng)產(chǎn)品資源豐富，主要農(nóng)產(chǎn)品在全國有重要的地位，發(fā)展“公司+都市農(nóng)業(yè)園區(qū)+市外農(nóng)戶”方式，可以充分發(fā)揮都市農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)動功能。湖南還有農(nóng)產(chǎn)品交易會，例如長沙紅星農(nóng)副產(chǎn)品大市場，是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部定點市場，湖南（國際）農(nóng)博會每年在此舉辦，是湖南省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、科技轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)交流的重要場所[10]。但是湖南農(nóng)業(yè)也存在著許多問題，包括農(nóng)村人口老齡化也日趨嚴(yán)重，勞動力從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意愿低，農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不高，自然資源的污染消耗等問題[11]。其中湖南蔬菜產(chǎn)值在2016年就已經(jīng)超過糧食產(chǎn)值和生豬產(chǎn)值，躍居第一位，蔬菜產(chǎn)業(yè)成為湖南省重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。蔬菜總產(chǎn)量排序為大湘南區(qū)域>長株潭區(qū)域>洞庭湖區(qū)域>大湘西區(qū)域，應(yīng)根據(jù)湖南省不同區(qū)域蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展實況，確立湖南發(fā)展都市農(nóng)業(yè)，陽臺農(nóng)業(yè)計劃和發(fā)展方向[12]。

3.3 發(fā)展模式

包括湖南省在內(nèi)，我國陽臺農(nóng)業(yè)的發(fā)展都處于萌芽階段，處于民眾有需求、技術(shù)可支撐、專業(yè)企業(yè)缺乏的狀態(tài)，因此陽臺農(nóng)業(yè)在湖南省的發(fā)展市場廣闊。湖南省是綠色可持續(xù)發(fā)展優(yōu)先發(fā)展區(qū)，已建成一批現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式示范區(qū)。初步形成了長株潭地區(qū)核心的都市農(nóng)業(yè)，以岳陽市屈原管理區(qū)為例的兩型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，以張家界為例的觀光休閑農(nóng)業(yè)區(qū)等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，其現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域包含了陽臺農(nóng)業(yè)。湖南的陽臺農(nóng)業(yè)可以在綠色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的輻射帶動下實現(xiàn)初步發(fā)展，借助現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、都市農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，與都市農(nóng)業(yè)發(fā)展并肩，實現(xiàn)使農(nóng)業(yè)從農(nóng)村到城市、從野外到家庭的過程。經(jīng)過一段時間的發(fā)展，逐步分化形成專業(yè)從事陽臺農(nóng)業(yè)的專業(yè)化團(tuán)隊企業(yè)，更加精準(zhǔn)地進(jìn)行陽臺農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究和實踐的科研團(tuán)隊，使陽臺農(nóng)業(yè)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

4 陽臺農(nóng)業(yè)系統(tǒng)分析

4.1 植物選擇及種植設(shè)計

湖南省地處暖溫帶，地理條件優(yōu)越，雨熱同期，自然植物種類廣泛，既適宜種植我國南方生長的園藝作物，又可以種植北方的作物。陽臺農(nóng)作物種植溫度和光照是主要的限制因子。湖南省洞庭湖周邊城市日照時數(shù)長，可達(dá)1700h以上，岳陽可達(dá)1840h，是同緯度中光能比較充分的省份，因此在這些城市陽臺農(nóng)業(yè)的植物選擇上可以相對寬松，除一般生態(tài)型園藝作物外，可以選擇喜光喜溫類蔬菜，包括油麥菜、生菜、茼蒿等菊科葉菜，韭菜、蒜苗、蔥等百合科蔬菜，油菜、白菜、甘藍(lán)、蘿卜等十字花科蔬菜，芹菜、香菜、茴香、胡蘿卜等傘形花科蔬菜，薄荷、羅勒、荊芥等唇形科調(diào)味蔬菜，茄子、辣椒、番茄、馬鈴薯等茄科蔬菜，黃瓜、西葫蘆、南瓜等葫蘆科蔬菜，蓮藕等睡蓮科蔬菜。此外也可種植一些陽臺觀賞植物用來點綴，與蔬菜作物相互映襯，增加美感和設(shè)計感，同時種植一些在空間利用互補(bǔ)的蔬菜提高生產(chǎn)效率。

湘西大部分地區(qū)區(qū)域自然條件、土壤耕作性差，加之農(nóng)民種植水平不一，湘西地區(qū)更有發(fā)展陽臺農(nóng)業(yè)的必要性。但是湘西地區(qū)全年日照時數(shù)相對較低，城市陽臺蔬菜作物不適宜種植果菜類等生長期長、對光照要求高的蔬菜，適合大多數(shù)葉菜類生長和生長期短的果實類蔬菜，因此要盡可能種植春夏季蔬菜。

4.2 栽培方式設(shè)施選擇

4.2.1 基質(zhì)栽培

（1）基質(zhì)選擇要求：透氣性好、有較好的保水保肥性、清潔無味無病蟲害、化學(xué)性質(zhì)恒定、酸堿度適宜、質(zhì)輕有支持性、不易彌散、價格適中。常用基質(zhì)包括草炭土、蛭石、珍珠巖、腐葉土、巖棉、河沙煤渣、稻殼、陶粒。

（2）基質(zhì)消毒包括日光消毒、蒸汽消毒、藥物（多菌靈、甲醛、硫磺粉）消毒、物理（火焰、微波）消毒。

（3）基質(zhì)使用。經(jīng)過消毒的基質(zhì)根據(jù)植物生長需求特性選擇單一或是按比例混合的基質(zhì)攪拌均勻裝到培養(yǎng)盤中，葉菜類一般要求基質(zhì)保水保肥性好，蛭石、腐葉土、草炭比較適宜，地下根莖類蔬菜要求基質(zhì)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)更為疏松，黏度較低，透水、透氣性好，可在選擇珍珠巖、蛭石、草炭等或在基質(zhì)中摻入或下層使用煤渣河沙等。其中腐熟的薏仁糠：珍珠巖=1：1的基質(zhì)適宜馬鈴薯栽培，既能提供一定養(yǎng)分，又能有合適保水透氣性[13]。

4.2.2 水培

廣義的水培包括狹義的水培和霧培，兩者的栽培介質(zhì)都是水（營養(yǎng)液），無基質(zhì)，需要支持物支撐植株。水培一般包括深液流水培技術(shù)（ DFT）和營養(yǎng)液膜技術(shù)（NFT）。

（1） DFT。DFT營養(yǎng)液層較深，根系深入營養(yǎng)液，植株由定植板或定植網(wǎng)固定。經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，DFT適宜南方熱帶地區(qū)的氣候條件，種植效果良好。需要的設(shè)施結(jié)構(gòu)包括種植槽（塑料板、水泥、磚塊）、定植板（苯板）、定植杯（塑料）儲液池或儲液桶、循環(huán)流動系統(tǒng)（供液排液管道、水泵、計時器）、供電系統(tǒng)。排水供水管道使用塑料管道等耐腐蝕密封性好的材料，同時注意遮陰，避免老化。陽臺種植最好使用間歇供液法，因為其不同于完全的設(shè)施栽培，植物生長速度快，可以根據(jù)植物特性設(shè)定供液的頻率。

（2）NFT。種植系統(tǒng)中營養(yǎng)液總量較少，可以更好地為根系供氧，營養(yǎng)液濃度和組分變化快、穩(wěn)定性差，要求管理更精細(xì)，管理水平較高，對系統(tǒng)的依賴性高。需要的設(shè)備系統(tǒng)與DFT大致相同，但是種植槽一般為塑料薄膜圍合的等腰三角形或類似形狀，用來栽培較大株型作物如辣椒、番茄等。小株型作物如生菜等多種葉菜類，可采用波紋瓦、定植板來固定植株。

4.2.3 霧培

霧培又稱氣霧培或是噴霧培，利用可噴霧設(shè)備將培養(yǎng)液霧化為小霧滴狀，使植物根處于這種霧氣中，從而獲得營養(yǎng)和水分的栽培技術(shù)。霧培是解決水培中根系水氣矛盾最好的一種形式，也是空間利用率高的一種方式。趙旭等[14]研究證明霧培明顯提高了植株根的代謝水平，明顯加強(qiáng)了地下部養(yǎng)分向地上部的運(yùn)輸，促進(jìn)_『植株的生長發(fā)育。種植槽一般為梯形或A型，供水管道位于種植槽底部，通過噴頭使槽內(nèi)彌漫營養(yǎng)液，植株固定在種植槽周圍。此種栽培方式對系統(tǒng)依賴性最強(qiáng)，尤其是電的持續(xù)供應(yīng)，斷電導(dǎo)致噴霧停止會使根系暴露干枯，導(dǎo)致植株死亡。霧培的營養(yǎng)液濃度應(yīng)該比其他DFT和NFT高20%～30%左右，防止植株根系吸不到足夠養(yǎng)分，影響生長。

4.3 建筑及陽臺要求

陽臺種植除考慮植物及設(shè)施要求以外，還要考慮陽臺的承受能力?？紤]陽臺的承重能力，應(yīng)嚴(yán)格處理好陽臺地面的防水，防止其發(fā)生滲漏情況;合理布置供排水系統(tǒng)，保證陽臺排水通暢;優(yōu)化植物配置，保障陽臺農(nóng)業(yè)效益最大化;考慮陽臺光照情況，如向北陽臺應(yīng)種植耐陰的作物[15-16]。

5陽臺農(nóng)業(yè)功能分析

（1）綠化美化功能。植物可以增加家居環(huán)境的綠色，增加空氣濕度，吸收有毒有害氣體，不同的植物搭配，生長開花等可以增加環(huán)境的美感。

（2）休閑教育功能。久居在城市中的人們尤其是孩童遠(yuǎn)離田園，遠(yuǎn)離大自然，缺乏對農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)常識，陽臺農(nóng)業(yè)可以增進(jìn)人們對農(nóng)業(yè)、植物的理解與喜愛，同時園藝勞作也可以讓人們精神放松，適度勞動可以使人更加健康。

（3）經(jīng)濟(jì)功能。陽臺農(nóng)業(yè)前期要有一部分投入，但是其直接的間接地經(jīng)濟(jì)效益是巨大的?？梢宰屓藗冏悴怀鰬舯憧梢垣@得新鮮、綠色、安全、有營養(yǎng)的農(nóng)產(chǎn)品。同時也節(jié)約了儲藏運(yùn)輸這部分產(chǎn)品所產(chǎn)生的能源消耗。

（4）社會效益。陽臺農(nóng)業(yè)可以大幅度提升土地使用效率，增進(jìn)城市綠化面積，緩解城市“熱島效應(yīng)”，改善城市生態(tài)環(huán)境，使城市更加生態(tài)宦居。

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