日光溫室層架式葉菜基質(zhì)栽培技術(shù)＊

張雨翔，趙永華，許玉坤，溫祥珍，李亞靈（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西太谷 030801）

隨著農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的推進(jìn)和“大食物觀”的提出，設(shè)施農(nóng)業(yè)對(duì)土地利用率和單位產(chǎn)出率要求更高，利用立體栽培可以提高單位面積的蔬菜產(chǎn)量，更有效的利用溫室的空間[1-2]。特別是對(duì)于葉菜來說，日常需求量大，本身含水分又多，不適于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，植物工廠就成為了葉菜生產(chǎn)的首選，為此受到世界各國(guó)的高度重視，然而植物工廠建設(shè)成本高、運(yùn)行成本和設(shè)備成本也很高，限制了其走向更廣闊的市場(chǎng)[3-4]。日光溫室是北方城市近郊蔬菜生產(chǎn)的主要載體，在溫室中進(jìn)行層架式栽培發(fā)揮立體優(yōu)勢(shì)可顯著提高單位面積產(chǎn)量，降低單位產(chǎn)量生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)者獲取更大收益。

層架式立體栽培較傳統(tǒng)平面種植模式可以提高單位面積產(chǎn)量4～6 倍，有效提高土地和自然資源的利用率，同時(shí)便于人工管理和機(jī)械化[5-6]。栽培類型主要有營(yíng)養(yǎng)液栽培和基質(zhì)栽培兩種類型。目前大多數(shù)層架式立體栽培所選用的都是比較流行的營(yíng)養(yǎng)液栽培，但營(yíng)養(yǎng)液配制和管理相對(duì)復(fù)雜，所耗費(fèi)的成本也較高，有時(shí)由于停水停電造成很大的損失?；|(zhì)栽培是指用固體基質(zhì)固定植物的根系，并提供一定的水分和營(yíng)養(yǎng)的一種無土栽培方式[7]。相對(duì)來說基質(zhì)栽培成本較低，現(xiàn)已逐步被推廣[8]。本課題組就基質(zhì)鋪設(shè)厚度、基質(zhì)配比和追肥等技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)，總結(jié)出了一套在日光溫室中進(jìn)行葉用萵苣層架式立體基質(zhì)培的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)介紹如下，供大家參考。

栽培層架制作

栽培層架主要由30 mm×50 mm 的多功能角鋼組裝而成，綜合考慮其承受力和操作便利性，設(shè)置為長(zhǎng)1.5 m、寬0.5 m、高1.5 m 的架子，共分四層，自上到下依次為1（頂層）、2、3、4（底層）層，層間距均為0.45 m（根據(jù)葉用萵苣生長(zhǎng)的高度確定），最下層距地面0.15 m，連接處用螺絲固定，各層間用鐵片支撐。為了提高栽培層架承重能力和減少水分流失，在各層間鋪設(shè)硬質(zhì)塑料網(wǎng)、窗紗和黑色地膜。在該設(shè)計(jì)模式下，每層栽培30 株葉用萵苣‘意大利生菜’，一個(gè)栽培架四層共種植120 株?？紤]到采光，栽培層架在日光溫室中采用南北擺放，栽培架與栽培架之間的間距為60 cm（圖1）。

圖1 立體栽培層架種植生菜實(shí)景

層架基質(zhì)培技術(shù)

基質(zhì)鋪設(shè)厚度

立體栽培模式選用基質(zhì)培時(shí)，不僅要選用輕型基質(zhì)，同時(shí)基質(zhì)的鋪設(shè)厚度選擇也很重要，既要考慮栽培架的承重能力，還要顧及根系環(huán)境的穩(wěn)定性?；|(zhì)太厚，對(duì)立體栽培架的承重要求高，進(jìn)行工廠化生產(chǎn)的設(shè)備和管理成本都會(huì)相應(yīng)增加；基質(zhì)太薄，作物根系環(huán)境穩(wěn)定性差，保水保肥性能差，養(yǎng)護(hù)成本高[9-10]。為此課題組就基質(zhì)厚度進(jìn)行了探究。以育苗基質(zhì)與羊糞體積比3∶2復(fù)混基質(zhì)為主，采用春、夏兩季溫室栽培，研究了不同基質(zhì)厚度（6、10、14 cm）對(duì)葉用萵苣根系環(huán)境和產(chǎn)量的影響。主要研究結(jié)果如下。

基質(zhì)厚度影響葉用萵苣的根系環(huán)境

隨機(jī)選取4 天典型的陰、晴天作代表，觀察葉用萵苣根際溫度的日變化。由圖2 可知，晴天6 cm 處理的葉用萵苣根際溫度的日較差最大，并且升溫和降溫都很迅速，而10 cm和14 cm 處理的根際溫度變化幅度相對(duì)較小。陰天時(shí)根際溫度日變化幅度均較小，10 cm 和14 cm 處理的根際最低溫均高于6 cm處理，起到了一定的保溫和緩溫作用。

圖2 不同基質(zhì)厚度處理下根際溫度的日變化

對(duì)葉用萵苣單株干鮮重的影響

圖3 為采收后不同基質(zhì)厚度處理葉用萵苣的單株鮮重和干重。由圖可以看 出，10 cm 和14 cm 處理的單株鮮重及干重差異不大，且均顯著高于6 cm處理。春季試驗(yàn)中，10 cm和14 cm 處理的單株鮮重分別比6 cm 處理高45.4%、47.8%，達(dá)到了100.3 g 和102.0 g，且兩處理間差異不顯著。同時(shí)，單株干重與其鮮重保持著相同的變化規(guī)律，10 cm 和14 cm 處理的單株干重差異不顯著，均高于6 cm 處理。夏季試驗(yàn)與春季試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

圖3 不同基質(zhì)厚度對(duì)葉用萵苣單株鮮重和干重的影響

從上述結(jié)果可以看到，基質(zhì)厚度10 cm 和14 cm 處理葉用萵苣的根系環(huán)境穩(wěn)定，生長(zhǎng)差異較小，均顯著優(yōu)于基質(zhì)厚度6 cm 處理。綜合考慮栽培架承重及成本，認(rèn)為10 cm 厚度的基質(zhì)適用于葉用萵苣層架式栽培。

基質(zhì)配比

基質(zhì)培選用栽培基質(zhì)的好壞直接影響蔬菜的生長(zhǎng)與品質(zhì)。泥炭是世界公認(rèn)的一種優(yōu)良的栽培基質(zhì)，且屬于輕型基質(zhì)，適用于層架式栽培，但其成本高且不可再生，而且養(yǎng)分不能滿足植株的生長(zhǎng)[11]。因此，來源廣泛、價(jià)格低廉且肥效較高的農(nóng)業(yè)廢棄物開始被種植戶所重視。農(nóng)業(yè)廢棄物是種植業(yè)廢棄物、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物、畜禽糞便和農(nóng)村居民生活廢棄物的總稱，通過一定的處理，農(nóng)業(yè)廢棄物可以變廢為寶，成為良好的栽培基質(zhì)[4]。

為此課題組選用泥炭與當(dāng)?shù)匾兹∏覂r(jià)格低廉的農(nóng)家肥（羊糞、牛糞）做基質(zhì)原料，將泥炭與羊糞、牛糞按不同體積比混合，設(shè)計(jì)了7 個(gè)處理，以純泥炭作為對(duì)照組，各處理的基質(zhì)配方見表1。定植前提前按體積比將基質(zhì)混合均勻，鋪設(shè)在栽培床上，基質(zhì)鋪設(shè)厚度為10 cm。一個(gè)配方用于一個(gè)栽培架，主要分析不同的基質(zhì)配方對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)的影響，力求尋找適宜葉用萵苣生長(zhǎng)且成本較低的基質(zhì)配方。

表1 不同處理基質(zhì)的配方（體積比）

表2 為栽培結(jié)束后不同基質(zhì)配方處理各栽培層的葉用萵苣地上部單株干、鮮重。由表2 可知，地上部單株鮮重（4 個(gè)栽培層的平均值）以T3、T5、T7 的處理較高，分別比純泥炭CK 高10.41%、3.25%、0.22%，其他處理均低于CK。地上部單株干重以T3 與T5 處理較大，分別比CK 高33.21%、35.42%，其他處理間差異不顯著。由此可見有機(jī)肥可以部分替代泥炭，不僅降低成本，還可以提高葉用萵苣的產(chǎn)量，以泥炭∶羊糞∶牛糞體積比為3∶1∶1 效果最佳。

表2 不同基質(zhì)配方下各層架的地上部單株鮮重與干重/g

追肥量

在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，無論哪種基質(zhì)配比，在葉用萵苣生長(zhǎng)后期都發(fā)生了缺肥的現(xiàn)象。為此，課題組在篩選出的基質(zhì)配方（泥炭∶羊糞∶牛糞體積比為3∶1∶1）基礎(chǔ)上進(jìn)行了不同追肥量的試驗(yàn)，把總追肥量等分成3 個(gè)梯度，設(shè)計(jì)成3 個(gè)處理（高施肥量組F1、中施肥量組F2、低施肥量組F3），以不施肥組F0 作為對(duì)照組。第一次統(tǒng)一追總施肥量的2/3，第二次追1/3，定植18 天后進(jìn)行第一次追肥，28 天后進(jìn)行第二次追肥，每次按0.5% 的濃度稀釋后，用量杯按體積均分準(zhǔn)確追肥于每株葉用萵苣的根部。每個(gè)處理的追肥量見表3，表中的追肥量為一個(gè)栽培架的量（體積為0.3 m3）。定植前提前按體積比將基質(zhì)混合均勻，鋪設(shè)在栽培床上，基質(zhì)鋪設(shè)厚度為10 cm。一個(gè)處理用于一個(gè)栽培架，每個(gè)栽培架（四層）定植120 株葉用萵苣。

表3 不同處理的追肥量

表4 為定植28 天與38 天（采收時(shí)）不同追肥量處理下各栽培層葉用萵苣的地上部單株干、鮮重。由表4 可以看出，地上部單株鮮重在28天與38 天時(shí)表現(xiàn)出的結(jié)果一致，各栽培層的結(jié)果也大致相同：F1＞F2＞F3＞F0，追肥能顯著提高葉用萵苣地上部的單株鮮重，隨著追肥量的增加，單株鮮重也在增加。同時(shí)，單株干重與其鮮重保持著相同的變化規(guī)律，單株干重隨著追肥量的增加也在增加。

表4 不同追肥量處理下各栽培層的地上部單株鮮重與干重/g

試驗(yàn)表明，基質(zhì)中增加有機(jī)肥的配方并不能完全滿足葉用萵苣快速生長(zhǎng)期的養(yǎng)分需求，中后期追施氮、鉀肥能提高葉用萵苣的產(chǎn)量。同時(shí)得出在泥炭∶羊糞∶牛糞按體積比為3∶1∶1 配方的基礎(chǔ)上，定植18 天、28 天后，分別追施50 g/m3尿素+48 g/m3硫酸鉀、25 g/m3尿素+24 g/m3硫酸鉀時(shí)更能促進(jìn)葉用萵苣的生長(zhǎng)。

基質(zhì)層架栽培生菜，生長(zhǎng)28 天單株重可達(dá)80 g，補(bǔ)充追肥生長(zhǎng)38 天后，單株重可達(dá)122.5 g，達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)。每層栽培30 株，四層（實(shí)際占地面積0.75 m2）可栽培120 株，產(chǎn)量約為15 kg。以38 天1 茬記，年內(nèi)可達(dá)8～9 茬，生產(chǎn)效率是非常高的，接近植物工廠水平。本技術(shù)可以在日光溫室、塑料大棚等大中型設(shè)施中應(yīng)用，設(shè)計(jì)建造成本與運(yùn)行費(fèi)用較低。也可在室內(nèi)補(bǔ)光利用、在庭院、設(shè)施周邊應(yīng)用，是提升土地利用效率的途徑之一。

總結(jié)

日光溫室中葉用萵苣的層架式栽培，可以充分利用溫室后墻或地面，增加栽培面積，提高土地利用率和提高產(chǎn)量，同時(shí)能夠降低運(yùn)行成本，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，但是層架式栽培的基質(zhì)厚度、基質(zhì)配比以及追肥量顯著影響葉用萵苣的生產(chǎn)效果。研究證明基質(zhì)厚度為10 cm，基質(zhì)配比以泥炭∶羊糞∶牛糞按體積比為3∶1∶1，且在定植18、28 天后，分別追施50 g/m3尿素+48 g/m3硫酸鉀、25 g/m3尿素+24 g/m3硫酸鉀時(shí)更能促進(jìn)葉用萵苣的生長(zhǎng)，提高單位面積產(chǎn)量，獲得更大效益。在實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)施內(nèi)栽培層架的擺放可以根據(jù)不同設(shè)施類型的跨度以及通風(fēng)透光情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。綜合來看，在設(shè)施內(nèi)進(jìn)行層架式基質(zhì)培是可行的，以期為種植者提供技術(shù)參考。