“云上蔬”植物工廠育苗實踐

張雪川　馬德林　付德飛

“云上蔬”植物工廠項目是昆明立深新園生物科技有限公司于2015年投資建設(shè)完成的，并于當(dāng)年投產(chǎn)市場。在植物工廠內(nèi)引進(jìn)了先進(jìn)的日本技術(shù)，主要生產(chǎn)無農(nóng)藥、無激素葉類蔬菜。其中，在育苗環(huán)節(jié)使用密閉式人工光育苗系統(tǒng)。本文基于5個多月的連續(xù)批量育苗試驗，主要介紹蔬菜育苗的流程、經(jīng)驗和存在問題。

密閉式人工光育苗系統(tǒng)

密閉式人工光育苗系統(tǒng)（以下簡稱育苗箱）是“云上蔬”植物工廠項目引進(jìn)的核心技術(shù)之一。育苗箱是以聚苯乙烯保溫板作為主體結(jié)構(gòu)材料的長方形箱體（圖1）?！霸粕鲜摺敝参锕S共引進(jìn)3個育苗箱，每個箱體中有6個育苗架，每架5層，每層可放置4個288穴盤，即每個育苗箱滿載量是34560株，合計育苗量可達(dá)10萬余株，可以供應(yīng)5000 m2左右的日式NFT水培系統(tǒng)周年生產(chǎn)用苗。

該育苗箱采用熒光燈為光源，空調(diào)控溫，小風(fēng)扇調(diào)節(jié)穴盤上部風(fēng)速，且利用潮汐式灌溉系統(tǒng)和CO2施肥裝置對育苗箱中的苗進(jìn)行控水控肥。但育苗箱中無新風(fēng)系統(tǒng)和濕度控制裝置。

播種前準(zhǔn)備

品種選擇

種子的發(fā)芽率對于育苗成本有很大的影響，而且不是所有的品種都適合無土栽培。因此，尋找可靠的種源，并進(jìn)行大量的試驗是必須的。

經(jīng)過5個多月的運(yùn)行，“云上蔬”植物工廠已經(jīng)根據(jù)產(chǎn)量、口味、營養(yǎng)等因素篩選出20多個適宜種植的品種。

基質(zhì)準(zhǔn)備

◎ 基質(zhì)選擇 日本方面提供的基質(zhì)太細(xì)小，容易隨灌溉水流失，而且價格偏高。因此，基質(zhì)選用了立深新園玲瓏育苗基質(zhì)配方，該基質(zhì)配方用進(jìn)口泥炭和蛭石（粒徑3～6 mm）以4：1的比例進(jìn)行混合，并在每100 L的基質(zhì)中以25 L/min的流量加水?dāng)嚢?0 s混合而成，實際應(yīng)用效果優(yōu)于日方提供的基質(zhì)。

◎ 基質(zhì)消毒 蒸汽消毒40 min。

◎ 基質(zhì)裝盤 日方原來提供的白色PS穴盤非標(biāo)準(zhǔn)尺寸，無法使用裝盤機(jī)，只能手工操作，導(dǎo)致效率下降且裝盤不均勻。經(jīng)過試驗，改用玲瓏育苗的288穴盤，并使用裝盤機(jī)裝盤，確保每個穴孔的基質(zhì)均勻且適量?；|(zhì)過多導(dǎo)致種子發(fā)芽時根系扎不進(jìn)去；如果過少，澆水后基質(zhì)下陷，影響后期的根系生長。按照“云上蔬”植物工廠項目的標(biāo)準(zhǔn)，采用288黑色穴盤，裝盤后的重量標(biāo)準(zhǔn)為900～1000 g/盤。

◎ 壓穴 壓穴的深度需要根據(jù)不同種子的大小以及播種的粒數(shù)來決定。菠菜、萊菔等的種子較大，壓穴深度需要7 mm左右；其他的葉菜，如芊草、菘苗、芝麻菜等種子較小，壓穴深度5 mm左右即可。穴孔過深會導(dǎo)致種子發(fā)芽后出土較慢，穴孔過淺會使種子裸露，致使種子的濕度不夠而不能出芽。因此，采用錐形壓穴盤進(jìn)行壓穴（圖2），可使種子集中在穴孔內(nèi)，不易裸露，出芽更齊。

播種準(zhǔn)備

播種

根據(jù)品種不同，使用播種機(jī)或人工播種。一般來說，生菜類1～2粒/穴，其他葉菜類（菠菜等）3～5粒/穴。

覆土

播種完成后對種子進(jìn)行覆土，覆土的目的是不讓種子裸露在基質(zhì)表面，充分在潮濕的環(huán)境下更好地萌發(fā)，其次是防止?jié)菜畷r沖走部分種子。

澆水

覆土完成后開始澆水。其中，菠菜比較特殊，每盤水量在350 mL左右最適宜種子的出芽和生長；其余的葉菜類品種，每盤水量以700 mL最為適宜。

催芽

使用銀膜包裹、密封穴盤（圖3），保證種子在黑暗的情況下催芽，最適宜的催芽時間為44±2 h，時間過短則出芽不齊，時間過長則會徒長。催芽環(huán)節(jié)除保證不透光外，必須保證不透風(fēng)，否則會使基質(zhì)的水分流失。

育苗管理

使用育苗箱育苗，管理工作比較簡單，根據(jù)系統(tǒng)軟件設(shè)置自動運(yùn)行，每天只需要人工檢查即可（圖4）。

育苗箱的主要設(shè)置參數(shù)

◎ 光照管理 由于各品種都是在統(tǒng)一的條件下生長，因此光照時間是統(tǒng)一的，原日方提出的生產(chǎn)數(shù)據(jù)是明期暗期均為12 h，經(jīng)過對比試驗得出結(jié)論：① 光照12 h，種苗生長緩慢，育苗周期較長；② 光照14 h，種苗生長較快，育苗周期縮短；③ 光照16 h，種苗生長較壯，周期沒有改變。因此，最終使用的明期為14～16 h，暗期為8～10 h，由于夜晚溫度低，空調(diào)的能耗較高，為了節(jié)能，將19：00～次日11：00設(shè)為明期。

◎ 溫度管理 明期的溫度為22 ℃，暗期的溫度為19 ℃。

◎ 水肥管理 每天自動灌溉1～2次，每次10 min；營養(yǎng)液使用生產(chǎn)配方，EC值控制在1.2～

1.8 mS/cm，pH為5.5～6.5。CO2濃度保持在1000 μmol/mol。

◎ 通風(fēng)設(shè)置 室內(nèi)循環(huán)風(fēng)保持24 h不間斷，盤面運(yùn)行速率為1.5 m/s。

育苗時間

生菜類在育苗箱的生長時間是12～15天，其他葉菜類（菠菜等）的生長時間是8～10天。前期定植苗的標(biāo)準(zhǔn)為4葉1心，但是經(jīng)過多次的試驗總結(jié)，目前定植苗的標(biāo)準(zhǔn)為苗的根部能夠完全包裹基質(zhì)，一般來說，每穴播3～5 株，單顆苗長到4葉1心即可定植，每穴定植1株。根據(jù)品種不同，也可長到6葉1心或8葉1心再定植。

定植苗過小會導(dǎo)致生長緩慢，大小不一；在育苗箱內(nèi)育苗的時間過長，苗過大會引起育苗箱空間不足等問題。

存在問題

◎ 播種方式 由于蔬菜的品種過多，種植規(guī)模較小，而種子的形狀差異較大，無法固定使用一種播種方式，所以大部分還是人工播種，效率較低。

◎ 育苗基質(zhì) 目前的育苗基質(zhì)用量較大，定植時會有部分基質(zhì)散落?！霸粕鲜摺钡氖卟丝梢悦馇逑?，但散落的基質(zhì)會污染蔬菜，從而導(dǎo)致不便直接食用。而且長期使用草炭基質(zhì)，還會導(dǎo)致營養(yǎng)液污染和不穩(wěn)定。

◎ 設(shè)備控制繁復(fù) 育苗箱所有的設(shè)置完全自動化，但又無法不進(jìn)行某些臨時開閉的手動操作，員工在使用的過程中，極易出錯。

◎ 保溫層過薄 室外溫度過高時，因育苗箱保溫層過薄，致使箱內(nèi)降溫慢，溫度易高于設(shè)定值；室外溫度過低，且育苗箱在暗期時，箱內(nèi)溫度容易低于設(shè)定值。因此，如果在室外溫度過高或過低，都不能嚴(yán)格保證育苗箱內(nèi)的溫度，空調(diào)耗能很大。

◎ 光源 育苗箱內(nèi)使用熒光燈作為光源，線路容易出現(xiàn)問題，而且能耗極高，一個育苗箱平均每天用電約200 kW·h，相當(dāng)于每公斤蔬菜的育苗電費高達(dá)1.00元以上。

◎ 新風(fēng)系統(tǒng) 育苗箱無新風(fēng)系統(tǒng)，為了保證CO2濃度，箱內(nèi)空氣污濁，氣味難聞。

◎ 催芽方式 催芽方式簡陋，出芽均勻性不好。

改進(jìn)方案

試驗使用非泥炭基質(zhì)，如酚醛樹脂發(fā)泡材料（類花泥）（如圖5），可避免定植傷根，保證植株和營養(yǎng)液的清潔。

通過試驗仔細(xì)評估CO2和新風(fēng)對小苗生長的影響，在

其中一個育苗箱加裝了新風(fēng)機(jī)（圖6）和空氣凈化器，用同一批次，同一品種穴盤苗進(jìn)行對比試驗，結(jié)果表明，加入新風(fēng)有利于苗的生長（圖7）。

建設(shè)集中催芽室，保證種子萌發(fā)的一致性。

重新設(shè)計建造育苗箱，主要改進(jìn)為：簡化操作系統(tǒng)、使用LED照明，改變室內(nèi)空氣循環(huán)方式，增加新風(fēng)系統(tǒng)，增加濕度控制，增加育苗層架等。

總結(jié)

使用日本進(jìn)口育苗箱育苗，品質(zhì)穩(wěn)定而且均一，操作簡單，可以按時、按質(zhì)、按量生產(chǎn)所需的種苗。但由于設(shè)計保守，能耗極高，應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)既不經(jīng)濟(jì)，也不環(huán)保。但在改進(jìn)后，綜合成本有望降低60%～70%，屆時將會是花卉和蔬菜育苗的優(yōu)選之一。