蔬菜優(yōu)質(zhì)高效立體栽培模式技術(shù)研究

張 莉

（江蘇省徐州市銅山區(qū)新區(qū)街道綜合服務中心，江蘇 徐州 221116）

1 蔬菜優(yōu)質(zhì)高效立體栽培概述

蔬菜優(yōu)質(zhì)高效立體栽培技術(shù)是指以蔬菜種植學、營養(yǎng)學、生態(tài)學、病理學、昆蟲學、植物保護學等學科知識為基礎，通過合理搭建立體栽培架、科學搭配蔬菜栽培液、合理布局不同蔬菜的混搭和種植密度，從而實現(xiàn)光照、空間、營養(yǎng)物質(zhì)的有效利用，為高品質(zhì)蔬菜的生產(chǎn)奠定基礎。

現(xiàn)階段，應用相對廣泛的蔬菜優(yōu)質(zhì)高效立體栽培模式主要包括以栽培架為基礎的多層立體栽培模式，以及以蔬菜間套種為主的平地栽培模式。與平地立體栽培模式相比較，多層立體栽培模式具有陽光、水資源、土壤資源利用率更高、單位面積蔬菜產(chǎn)量更大、蔬菜品質(zhì)更優(yōu)等方面的優(yōu)勢，但是其基礎建設的成本較高，且需要較高的農(nóng)藝技術(shù)作為支撐。

2 多層蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)立體栽培的主要技術(shù)分析

2.1 栽培架的搭建

構(gòu)造合理的栽培架，可以實現(xiàn)對光能、熱能、氧氣、二氧化碳、肥料等自然資源的有效利用，從而構(gòu)建相對平衡的蔬菜生態(tài)系統(tǒng)，提升土地的有效利用率（相關數(shù)據(jù)顯示，立體栽培模式對土地有效利用率是普通種植模式的5倍以上），提高管理效率，為自動播種、自動水肥管理、病蟲害精準防控等措施的落實提供一定的基礎。伴隨著現(xiàn)代化技術(shù)在蔬菜栽培過程中應用率越來越高，我國的蔬菜栽培架已經(jīng)由單一性多面體、圓柱體向囊括垂掛式、錯層凹槽式、管道式等多形式的多層平面、平面圓柱混合搭配、多角體方向發(fā)展。

平面多層立體栽培框架一般包括以下基本結(jié)構(gòu)：（1）主管道的位于栽培架的底層，主要負責營養(yǎng)液的運輸以及向平面槽的供應。（2）平面層標配有承載營養(yǎng)液的栽培池（或栽培板）。由于平面多層的種植模式，導致陽光自上而下衰減，再加上栽培溫室高度以及作業(yè)管理方面的制約，一般而言自然型平面立體栽培框架的栽培層在3～5層，而具備栽培棚高度達標、LED補光、施藥、施肥、采摘等作業(yè)自動化、機械化程度較高的智能化平面立體栽培框架的栽培層已經(jīng)達10～15層。受基本結(jié)構(gòu)的限制，平面多層立體栽培框架只適用于蔬菜的水培模式。

圓柱式立體栽培框架的基本結(jié)構(gòu)：（1）主干圓柱，構(gòu)成栽培架的主體，負責營養(yǎng)物質(zhì)的整體運輸和精準供應。（2）栽培孔，以圓圈或者螺旋狀分布于栽培柱周圍，其主要功能是將根系固定在栽培柱內(nèi)部。圓柱式立體栽培架主要是通過安裝在栽培柱內(nèi)部的霧化設備，將營養(yǎng)液分散成細小的霧滴供應給農(nóng)作物的根系，滿足其對于營養(yǎng)物質(zhì)以及水分的需求。

多面體立體栽培框架是在平面多層立體栽培框架的基礎上進行的改良。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面：（1）可以依據(jù)該地區(qū)的光照強度、日照時長、不同方位的溫濕度等特征，進行多面體的形狀和栽培層的科學規(guī)劃，提高立體框架與基本設施、周圍環(huán)境之間的匹配性，進一步提高對自然資源的有效利用率。（2）在營養(yǎng)物質(zhì)供應方面，以霧化栽培技術(shù)取代傳統(tǒng)的水培，實現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)和水分更加精準的供應。

幕墻式立體栽培框架的主要是通過在設施溫室內(nèi)規(guī)劃栽培墻體（依據(jù)蔬菜栽培種類，規(guī)劃為單面墻、雙面墻）為基礎，進行農(nóng)作物栽培結(jié)構(gòu)的合理布局，其營養(yǎng)液的供應模式是潮汐灌溉，主要補光方式是自然照射+LED補光。幕墻式立體栽培具有設計簡單、作業(yè)方面、布局科學等方面的優(yōu)勢。

垂掛式立體栽培框架的主要設計和構(gòu)造包括以下幾方面：（1）通過搭配固定支架的方式，在設施溫室上部，合理布局栽培管道、栽培凹槽。（2）在栽培管道或栽培槽內(nèi)填充配置好的營養(yǎng)基質(zhì)，并合理布局滴灌管道。垂掛式立體栽培模式具有以下優(yōu)勢：（1）蔬菜的播種、灌溉、施肥、病蟲害防治等作業(yè)，均位于設施上部，離開地表土后，可以有效抑制根莖腐病、根結(jié)線蟲病、根腐病、蠐螬、螻蛄等病原微生物以及靶標害蟲的傳播，從而降低土傳病蟲害的發(fā)生概率。（2）可以根據(jù)黃瓜、冬瓜、苦瓜等蔬菜的垂蔓高度，合理規(guī)劃栽培管道的高度，即可保證蔬菜的正常垂蔓，又省略了嫩枝蔓向上生長所需的搭架作業(yè)。（3）其自上而下的垂蔓結(jié)構(gòu)，可以有效提高蔬菜葉片對于光照資源的利用率。（4）與傳統(tǒng)的蔬菜栽培模式相比較，垂掛式立體栽培可以顯著提高蔬菜的種植密度，提高作業(yè)效率、降低勞動強度、增加經(jīng)濟效益。

2.2 不同蔬菜立體栽培模式的合理混搭

蔬菜立體栽培的合理混搭是指依據(jù)栽培模式的基本框架，結(jié)合區(qū)域生態(tài)環(huán)境（有效光照量、晝夜溫差、空氣溫濕度等指標）以及農(nóng)藝技術(shù)，合理規(guī)劃蔬菜的栽培品種。

蔬菜多層立體栽培模式，可以在上層種植芹菜、生菜、菠菜等喜光作物，而在下層則種植耐陰性良好的食用菌、蒜黃、韭黃等作物。在栽培層的兩側(cè)則可以種植黃瓜、番茄、茄子等植株相對較大的蔬菜品種。

豎向圓柱式立體栽培模式與幕墻式立體栽培，主要以栽培小白菜、娃娃菜、生菜、香菜、莧菜等占用空間較小的小型葉菜為主，而橫向圓柱式立體栽培模式，則以種植番茄、茄子、辣椒等體型較大的茄果類蔬菜為主。

垂掛式立體栽培模式以種植黃瓜、苦瓜、甜瓜等需要搭架枝蔓的蔬菜為主。

2.3 營養(yǎng)液的復配與循環(huán)

與普通的蔬菜栽培模式不同，多層蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)立體栽培模式一般以營養(yǎng)液的供應或者營養(yǎng)基質(zhì)種植為主，其中營養(yǎng)基質(zhì)中一般所包含的營養(yǎng)成分相對有限，主要以種植菠菜、芹菜、萵苣等體型較小的葉菜為主。而營養(yǎng)液的合理復配，則是保證蔬菜在不同生長周期對于不同營養(yǎng)物質(zhì)需求的關鍵。

首先按照蔬菜在不同生長周期對于各類營養(yǎng)成分的實際需求，將營養(yǎng)物質(zhì)按照一定的比例在儲液池內(nèi)復配完成，然后在壓力泵提供動力的基礎上，由循環(huán)泵進入主管道，然后再通過支干道，經(jīng)過毛細管的滴管孔或者霧化器供應給蔬菜的根系周圍，隨后在經(jīng)過回水槽循環(huán)至儲液池，一般而言，要定期對營養(yǎng)液循環(huán)體系的霧化頭、滴管孔進行清理，避免堵塞導致營養(yǎng)物質(zhì)的供應量不足。

依據(jù)所種植蔬菜的種類以及生長周期，進行營養(yǎng)液的合理搭配，一般而言，葉菜類的營養(yǎng)液的配備（按照1t水計算）可以按照硝酸鈣180～250g、硝酸鉀300～430g、磷酸二氫鉀50～60g、硫酸鎂110～130g、螯合鐵12～18g、硼酸1.0～1.3g、氯化錳0.5～0.8g、硫酸鋅0.07～0.10g、硫酸銅0.03～0.05g、鉬酸鈉0.010～0.015g的比例進行復配，而茄果類的蔬菜，可以參照以下比例進行復配（以1t水計計算），硝酸鉀500～700g、硝酸鈣900～1100g、硫酸鎂350～450g、硫酸鉀180～220g、乙二胺四乙酸二鈉18～22g、硫酸亞鐵13～16g、硼酸5～6g、硫酸錳3～5g、硫酸鋅0.8～1.0g、硫酸銅0.1～0.15g、鉬酸銨0.15～0.20g。

3 平面蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)立體栽培的主要技術(shù)分析

平面蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)立體栽培是指依據(jù)不同蔬菜的生長習性，采用“蔬菜間套種”、合理種植的方式，在蔬菜栽培田形成復合立體栽培的基本框架，有效提高溫室設施內(nèi)蔬菜種植對于陽光、土壤、水分、空間等資源的利用率。

3.1 同種類蔬菜立體栽培模式

同種類蔬菜的立體栽培模式是指利用不同蔬菜的收獲周期、植株大小、葉面積大小之間的差異，進行栽培時間、栽培模式、種植密度的合理調(diào)整。主要包括以下幾種：（1）在保證黃瓜正常生長的基礎上，在黃瓜栽培行之間添加矮化植株，可以使黃瓜的總產(chǎn)量增加1/3左右。（2）以番茄早熟品種為主栽培行，其栽培行距一般控制在0.9～1.0m，株距控制在28～30cm之間，在主栽培行一側(cè)40～43cm處，按照26～28cm的株距栽培番茄晚熟品種，早熟品種留2～3穗果后，進行封頂作業(yè)，晚熟番茄留6穗果左右，進行封頂，從而有效保證番茄營養(yǎng)物質(zhì)的供應，提升其品質(zhì)。

3.2 不同蔬菜之間的立體栽培技術(shù)

不同蔬菜之間的立體栽培技術(shù)，主要是利用蔬菜植株大小的不同，通過合理規(guī)劃栽培密度和栽培模式，進行蔬菜的錯位栽培。（1）黃瓜、苦瓜套種技術(shù)，在9月下旬～10月上旬，先進性黃瓜的栽培（優(yōu)先選擇抗逆性強、耐低溫、光照需求量低的黃瓜品種），其栽培行距一般為70～75cm，株距為29～31cm，然后進行苦瓜的栽培，其種植行距一般控制在160～165cm，株距一般控制在200～210cm，前期以培養(yǎng)黃瓜生長為主，在進入三月中旬～四月上旬的時候，對黃瓜進行拔除作業(yè)，進行苦瓜枝蔓的培養(yǎng)、采摘，一直到6月份左右，進行苦瓜枝蔓的清理。（2）春季辣椒與萵苣的套種技術(shù)，首先按照壟寬80～85cm，畦寬95～100cm的標準進行起壟作業(yè)，然后以壟上雙行的栽培模式，進行甜椒的種植（推薦農(nóng)大40、牟農(nóng)1號等晚熟品種），在平畦內(nèi)，按照株距、株距均為30～32cm的標準種植萵苣，萵苣一般于3月中下旬～4月上旬進行采收，采收完成后，可以在田間搭建“人”字形枝蔓架，然后進行豆角的栽培，在盛夏季，豆角枝蔓具有為甜椒遮陰降溫的效果。

4 推進蔬菜優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)進程的必要性

4.1 節(jié)約資源、提高單位面積蔬菜的產(chǎn)量

進行蔬菜的立體化栽培，可以推進蔬菜集約化、規(guī)模化種植的進程，從而實現(xiàn)相同生產(chǎn)資源（肥料、農(nóng)藥、土地、陽關、水等）的前提下，生產(chǎn)出更多的蔬菜，有效緩解我國農(nóng)耕地不足、灌溉用水緊缺的現(xiàn)狀。

4.2 提高效率、節(jié)約成本

傳統(tǒng)的蔬菜種植，其種植、水肥管理、采摘等環(huán)節(jié)，需要較大的勞動力輸出，而立體栽培模式可以實現(xiàn)蔬菜種植的機械化、水肥管理的智能化、蔬菜采摘的簡約化，從而全面提高作業(yè)效率，節(jié)省人工成本，使得農(nóng)民可以種植更大面積的蔬菜，提高農(nóng)民收益、助力鄉(xiāng)村振興。

4.3 推進蔬菜種植向綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展

蔬菜品質(zhì)較低一直是影響我國人民“舌尖上”的安全，制約蔬菜進出口貿(mào)易的重要因素。而蔬菜優(yōu)質(zhì)高效立體模式的推廣，可以從以下幾方面有效提高蔬菜的品質(zhì)。（1）依據(jù)蔬菜的實際生長需求，進行營養(yǎng)物質(zhì)和水分的補充，從而加速精準灌溉技術(shù)、科學施肥技術(shù)的普及，有效提升蔬菜品質(zhì)、產(chǎn)量的同時，降低蔬菜的肥殘。（2）立體式栽培模式的推廣，可以創(chuàng)造利于蔬菜生長、而不利于病原微生物以及靶標害蟲擴散的基礎環(huán)境，有效降低病蟲害的發(fā)生概率，降低化學農(nóng)藥的使用量，降低農(nóng)殘，為培育高品質(zhì)、綠色、有機蔬菜奠定基礎。