我國家庭立體菜園的發(fā)展前景與趨勢

雷雨 李樹和 楊建忠 王廣 張海龍 吳博慧 楊天歌

摘 要：根據(jù)對陽臺菜園的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，討論了陽臺菜園在宣傳、配套服務體系、日后管理成本以及家庭無土栽培技術(shù)、設備存在的重要問題，指出陽臺菜園創(chuàng)業(yè)的發(fā)展方向。

關鍵詞：陽臺菜園；發(fā)展趨勢；制約因素；解決方法

中圖分類號：S62 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.09.036

Abstract： According to analysing the present situation of the balcony gardens domestic development ， discussed the balcony garden on the propaganda， supporting service system， management cost in the future and family important problems of soilless cultivation technology and equipment，point out the development direction of the balcony garden business in the future.

Key words： balcony garden； development trend；constraint；solution

在忙碌的21世紀，被鋼筋水泥包圍的我們幾乎與綠色絕緣，對于長期生活在節(jié)奏緊張、空氣污濁的大城市中的居民無比渴望回歸自然，感受悠閑平淡的田園生活。同時農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留、濫用激素等問題的出現(xiàn)，更是引發(fā)人們對農(nóng)產(chǎn)品安全問題的擔憂。家庭立體菜園的出現(xiàn)可謂一舉兩得，它能夠充分利用都市樓房的有限空間，如陽臺、天臺、院子空地等來種植蔬菜，既讓家中增加綠意，讓人們在緊張工作之余，放松心情，緩解壓力，又可以自己動手種出安全綠色的蔬菜，緩解農(nóng)產(chǎn)品安全帶來的困擾，對城市的“熱島效應”也有一定的改善。

1 未來家庭立體菜園的發(fā)展趨勢

1.1 經(jīng)濟性

陽臺菜園的目標是走向普通家庭，雖然降低設施投入成本非常必要，但絕不能追求栽培設備的低廉而忽視生產(chǎn)實用性，未來發(fā)展重點是要通過設施工程手段降低無土栽培的勞動強度，簡化種植管理的操作程序，通過無土栽培技術(shù)手段，使作物生長更健壯，產(chǎn)量、品質(zhì)和商品性顯著提高，達到觀賞和食用的雙重目的，從而體現(xiàn)出隱藏的經(jīng)濟價值。

1.2 多功能性

在家中種植蔬菜不能像溫室大田那樣，因為陽臺是家的重要組成部分，我們既要保持它的整潔還要保證它的美觀，且大多數(shù)一線城市的居民住宅面積并不大，陽臺也是儲物的重要空間，把陽臺蔬菜的栽培設施和居民的儲物空間完美結(jié)合，并保證整潔美觀，是陽臺菜園理念推向大眾居民的關鍵。

1.3 大眾居民可操作性

經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，人們大多忙于自己的事業(yè)與生活，陽臺菜園要向大眾推廣，必然要考慮到它的可操作性。許多蔬菜不同于花卉，管理難度較大，在一些關鍵生長期一旦出現(xiàn)管理不善就會影響果蔬品質(zhì)和產(chǎn)量，因此，采用無土栽培設施和無土栽培技術(shù)等手段可到達管理方便、植物生長良好，品質(zhì)優(yōu)，產(chǎn)量高的目的，是陽臺菜園發(fā)展的首選。

1.4 可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)性

研發(fā)新型的無土栽培設備是降低陽臺菜園前期投入與日后管理成本的根本解決方法，這需要我們?nèi)パ邪l(fā)經(jīng)濟有效的材料來制作無土栽培設備，同時找到合適的無土栽培基質(zhì)或營養(yǎng)液，這也是滿足其規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化高效生產(chǎn)的前提。

2 目前陽臺菜園發(fā)展的制約因素

陽臺菜園雖在利用閑置資源、創(chuàng)造低碳環(huán)境、提供有機蔬果等方面有著很好的實際作用，但目前陽臺菜園在發(fā)展過程中還存在不少制約因素。

2.1 宣傳不到位，大眾了解甚少

人們對陽臺農(nóng)業(yè)的認識尚處于轉(zhuǎn)型期。由于市民獲得信息的渠道單一，不能及時了解陽臺農(nóng)業(yè)發(fā)展動態(tài)，對新產(chǎn)品、新栽培模式較為陌生[1]，對種植出來的農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量品質(zhì)大多持懷疑態(tài)度，甚至在食用安全性方面也存在一定顧慮。

2.2 沒有完整產(chǎn)業(yè)鏈，相關配套服務體系不健全

目前陽臺菜園還沒有完整的產(chǎn)業(yè)鏈。經(jīng)調(diào)查，全國只有幾十家企業(yè)從事該領域的研究與開發(fā)，且規(guī)模都較小，因此，陽臺菜園在無土栽培設施配套、產(chǎn)品開發(fā)、管理技術(shù)等方面還相對落后。其次，陽臺菜園相關的配套服務體系尚未建立健全，在針對陽臺種植農(nóng)作物過程中發(fā)生病蟲害以及在栽培技術(shù)、管理方式等方面的問題沒有任何機構(gòu)、組織對居民進行培訓或指導，使得居民在陽臺種植農(nóng)作物的過程中大多靠自身經(jīng)驗，導致很難達到預期效果。

2.3 前期投入和日后管理成本高

陽臺上進行農(nóng)作物種植的成本較高。目前市場上銷售的家庭無土栽培設施中，梯形管道和圓形管道的價格達100～500元，用一個可種50株左右的水培架進行無土栽培，所用的營養(yǎng)液每月也需幾十元，如在陽臺上做到儲物種植，美觀整潔一體，則需花費更多的人力、物力、財力，同時，對于開放式和半開放式陽臺來講，花卉、果蔬受氣候影響較大，不易管理，維護費用更高。

2.4 無土栽培設施問題

現(xiàn)有水培設施存在的主要問題是：（1）營養(yǎng)液的儲液池設計、布局、安裝不夠合理，封閉性差，甚至一些水培設施直接在地表安裝使用，不采取地表隔離與凈化措施，造成栽培系統(tǒng)污染并且水培槽、定植板的連接性、封閉性較差，昆蟲、病菌、塵土易進入根際環(huán)境，污染營養(yǎng)液，而管道式水培存在清洗、消毒難度大、操作不方便的問題，導致根系受害卻不能及時清理作物根際，病蟲害一旦發(fā)生，存在毀滅的風險；（2）營養(yǎng)液循環(huán)泵、供回液管路及配件選材不合理，易腐蝕，影響營養(yǎng)液的化學性狀，對作物根系造成毒害，影響產(chǎn)量和品質(zhì)，設施的壽命短；（3）家庭陽臺種植大多采取深液流水培、漂浮深水培，但在夏季高溫季節(jié)，根系容易發(fā)生缺氧腐爛的現(xiàn)象。

2.5 種植光照等環(huán)境問題

陽臺種植時光照是影響植物生長的最大問題。植物的生長靠有機物的積累，即使是弱光的蔬菜，其光補償點也在15 000 lx左右，光飽和點為30 000～50 000 lx。在逆境光照條件下，蔬菜的生理生化特性會發(fā)生相應的變化，如過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）的活性，膜脂過氧化物（MDA）和葉綠素的含量都會發(fā)生變化[2-6]。而且蔬菜葉綠體的超微結(jié)構(gòu)遭到較大的破壞，其類囊體膜上附著的光合碳循環(huán)中的關鍵酶Rubisco含量下降[7]。因此，在弱光下蔬菜的各項生理生化反應均遭到嚴重的破壞，其生長受到抑制，主要表現(xiàn)為植株矮小，根冠比擴大，無側(cè)根，且根尖缺乏根毛，有的甚至直接死亡，在弱光條件下蔬菜的產(chǎn)量無法滿足家庭正常食用的需要。

3 對現(xiàn)有問題的解決與設想

現(xiàn)有的眾多問題不能一一完美解決，筆者對部分問題得出了解決方案，對其他問題提出解決設想。

3.1 加深民眾對陽臺農(nóng)業(yè)的認識

據(jù)調(diào)查資料顯示，2012年上海市約有500多戶家庭陸續(xù)在陽臺上開辟了自家的“陽臺菜園”[1]，顯然城市中目前開辟自家陽臺的人還很少。通過對天津40多戶已開始在陽臺種植的居民的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分居民利用陽臺種植依然局限于傳統(tǒng)單一的有土種植模式，在栽培管理上大多借鑒大田栽培經(jīng)驗，而經(jīng)過實際的測試與統(tǒng)計，營養(yǎng)液無土栽培因其自身方便潔凈，植株成活率高，產(chǎn)品質(zhì)量好的特點更適合家庭菜園的種植。因此，要加大現(xiàn)代無土栽培技術(shù)及產(chǎn)品優(yōu)勢的推廣和宣傳力度，比如可以先選擇試點區(qū)域進行鼓勵性支持與推廣，再以試點為基礎進行輻射式推廣。同時，逐步加深人們對現(xiàn)代陽臺農(nóng)業(yè)的認識，并理解相應的技術(shù)原理，讓人們意識到陽臺菜園營養(yǎng)液栽培的優(yōu)勢和經(jīng)濟利益，直至主動接受并愿意主動改進相應的種植技巧?；谏鲜鰡栴}，2015年8月，我們請?zhí)旖蜣r(nóng)學院園藝園林學院李樹和教授和項目負責人王廣，在天津市五一陽光社區(qū)居委會，向廣大居民宣講了園藝療法和無土栽培知識及室內(nèi)家居植物擺放知識，并現(xiàn)場解答了住戶在種植中遇到的問題?；顒拥膱A滿完成讓我們看到了居民對陽臺菜園的興趣和目前困擾他們的問題，因此，為推行陽臺農(nóng)業(yè)讓更多人接受就要展開各類宣傳活動從根本上增強民眾對陽臺農(nóng)業(yè)的感性認識。

3.2 無土栽培系統(tǒng)的消毒改良

目前大部分立體栽培系統(tǒng)的設計，使營養(yǎng)液在有了病蟲害后很難得到防治，并會使病害傳播。目前營養(yǎng)液消毒方法主要包括高溫消毒、氧化劑消毒、紫外線消毒及過濾消毒。在對比研究后發(fā)現(xiàn)，紫外線消毒是很適合用來配合陽臺農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的，在儲存營養(yǎng)液的裝置里加裝紫外線燈進行消毒就可以很好地控制和消除由外界進入的植物病害，解決病害難題。

3.3 補光

經(jīng)調(diào)查，太陽光經(jīng)過一層玻璃的阻隔作用，光強一般會減少1/3，越往里光強減少越多，在離窗2 m處其光照強度減至室外的20%左右，若其光照強度為室外的20%以上，則適合種植蔬菜，其生長情況與室外沒有顯著性差異。而在弱光條件下蔬菜的產(chǎn)量無法滿足家庭正常食用的需要，這時我們就要通過人工補光來維持植物的正常生長發(fā)育了。對于生長階段，光照是蔬菜生長的必要條件[8-9]，即使是對光照條件要求低的蔬菜在光照弱的條件下也無法正常生長，而且即使是弱光的蔬菜，其光飽和點也在15 000 lx左右，光飽和點為30 000～50 000 lx左右。對于這種情況，我們一方面應該考慮采用弱光性蔬菜品種，另一方面應該用藍、紫光燈進行光照的補充，來保證植物生長與產(chǎn)量[10]。

3.4 立體栽培自動循環(huán)系統(tǒng)的使用

植物的生長發(fā)育過程中要不斷從外界吸收各種營養(yǎng)物質(zhì)，使用營養(yǎng)液栽培，可以為植物提供其所需的營養(yǎng)，促進其生長發(fā)育，并提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)。而且運用營養(yǎng)液自動循環(huán)系統(tǒng)可以減少人力的消耗，降低因居民工作繁忙無暇顧及而使所栽植物死亡的概率。為解決陽臺農(nóng)業(yè)立體栽培系統(tǒng)的自動補水、補光問題，研究人員已設計開發(fā)了基于STM32 F 103微控制器的立體栽培架自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了硬件和軟件結(jié)合的自動補水與補光控制。測試結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)可以較好地實現(xiàn)通過時鐘實現(xiàn)人工定時的準確精量補水、補光控制，其精確度可達到毫秒級，達到栽培架中營養(yǎng)液水分的補充及植物需光有效補給的目的。通過多次運行，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，可滿足陽臺農(nóng)業(yè)立體栽培系統(tǒng)自動補水、補光的要求。

4 小 結(jié)

在人們越來越重視生活質(zhì)量的今天，更多的人迫切想在自己的居所增添一份綠意，可以在每天的繁忙過后享受一會兒閑適的田園生活，同時還以吃到自己種出的真正無污染的綠色蔬菜，這也是越來越多的人愿意參加到陽臺菜園的原因，因此，做好推廣，加大對陽臺菜園的種植與栽培設備的研究，就可以讓陽臺菜園成為新型產(chǎn)業(yè)與商機。

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