蔬菜氣霧栽培技術(shù)應(yīng)用推廣

李漢銑

氣霧栽培技術(shù)是當(dāng)前世界上所有栽培模式中最為先進(jìn)的無土栽培技術(shù)，它的根系懸吊生長于高濕度的營養(yǎng)霧環(huán)境中，能從環(huán)境中獲取最充足的氧氣，同時，通過彌霧技術(shù)又可以以最直接的方式獲取水分及營養(yǎng)，是一種水肥氣三因子最適宜、最充足與最直接供應(yīng)的方法，所以它表現(xiàn)出任何一種栽培模式都所不具備的生長速度與發(fā)育進(jìn)度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上表現(xiàn)出神奇的生長效果與超常規(guī)的產(chǎn)量表達(dá)。其主要具有根系活力強(qiáng)、生長快速（蔬菜收獲期比常規(guī)栽培提早10天左右）、提高單位面積種植效率（葉菜類種植密度比常規(guī)栽培高3-5倍，瓜果類采摘時間提早1-2倍）、節(jié)水（節(jié)水90%）、病蟲害發(fā)生少，便于工廠化栽培的特點。2014年1月，五華縣春日高新農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司引進(jìn)一套氣霧栽培設(shè)備在華陽鎮(zhèn)坪南村公司基地進(jìn)行試運(yùn)行，種植的品種為蔬菜，面積5畝，種植的品種主要有菜心、羅馬生菜、西紅柿、苦瓜等。通過精心管理，所種產(chǎn)品產(chǎn)量高、質(zhì)量好，畝平增收13萬元，取得了增產(chǎn)增收。2014-2016年，全縣累計推廣應(yīng)用蔬菜氣霧栽培技術(shù)50畝（種植羅馬生菜20畝，菜心20畝，西紅柿10畝），畝產(chǎn)蔬菜65000公斤，共采收蔬菜3250噸，銷售價6元/公斤，畝產(chǎn)值達(dá)390000元，總產(chǎn)值1950萬元，畝純收入達(dá)288000元，總純收入達(dá)1440萬元。對比常規(guī)栽培蔬菜銷售價4元/公斤，畝產(chǎn)值48000元，總產(chǎn)值240萬元，畝純收入40000元，總純收入200萬元，畝產(chǎn)、銷售價、畝產(chǎn)值、畝純收入和總純收入，分別增長53000公斤、2元/公斤、342000元、248000元和1240萬元，增長率分別達(dá)到442%、50%、713%、620%和620%，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)極顯著水平。

一、立項背景

1.氣霧栽培技術(shù)的優(yōu)勢

氣霧栽培可以大幅度提高生產(chǎn)的質(zhì)量與數(shù)量，大大減少人力、水及農(nóng)藥的投入，特別是溫室氣霧栽培具有更低的電能消耗量，是未來溫室栽培的一個主要發(fā)展項目與高效農(nóng)業(yè)技術(shù)。其主要有如下幾個優(yōu)勢：一是生長快速的特點外，更重要的是，它便于立體化垂直化三維耕作，這樣可以讓單位面積的種植效率得以數(shù)倍地提高，二是一種最為節(jié)水的栽培模式，特適合在水資源缺乏的環(huán)境下發(fā)展氣霧栽培生產(chǎn)山區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)。三是無需土壤只需空間的耕作方法，打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程的所有局限與減少了繁瑣的耕作流程種植植物，只需簡單的播種與收獲環(huán)節(jié)。四是病蟲害的控制發(fā)生可減少75%以上。五是離開土壤進(jìn)入空氣當(dāng)中，是根系生長環(huán)境的一次全新變革，這樣就可以在沒有任何土壤及水流的環(huán)境下生長，大大拓展了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕作空間與運(yùn)用場所。六是在空氣當(dāng)中生長，脫離了易污染的土壤環(huán)境，可以實現(xiàn)生產(chǎn)場所與過程的潔凈化，利于組織工業(yè)化工廠化栽培。七是保持根系活力。

2.我縣發(fā)展氣霧栽培技術(shù)的必要性

2015年全縣耕地面積62.39萬畝，其中水田47.84萬畝，旱地14.29萬畝，水澆地0.26萬畝，大部分農(nóng)田進(jìn)行“水稻—水稻”一年二熟耕作制。溫室氣霧栽培在我縣山區(qū)缺水田塊推廣應(yīng)用，可大幅度提高種植經(jīng)濟(jì)作物效益，是既可減少經(jīng)濟(jì)作物與糧食作物爭地，又可提高山區(qū)農(nóng)業(yè)效益的必由之路。

二、 項目基本情況

1.引種情況

2014年1月，五華縣春日高新農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司引進(jìn)一套氣霧栽培設(shè)備在華陽鎮(zhèn)坪南村公司基地進(jìn)行試運(yùn)行，種植的品種為蔬菜，面積5畝，通過育苗箱育苗、合理密植、科學(xué)配備營養(yǎng)液及自動控制光、溫、水、氣技術(shù)，所種產(chǎn)品產(chǎn)量高、質(zhì)量好，畝平增收13萬元，取得了增產(chǎn)增收。

2.推廣應(yīng)用情況

根據(jù)前期的經(jīng)驗，我們對蔬菜氣霧栽培技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，并在全縣范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，2015年，種植氣霧栽培蔬菜15畝，2016年，種植氣霧栽培蔬菜30畝，2014-2016年合計種植氣霧栽培蔬菜50畝。

三、氣霧栽培技術(shù)方案

1.氣霧栽培蔬菜工廠建設(shè)

（1）氣霧栽培地面隔離。工廠化生產(chǎn)與傳統(tǒng)耕作最大的不同，就是工廠化環(huán)境的清潔性與衛(wèi)生的可控性，而土壤耕作條件下，雜草與泥土成為滋生病蟲的主要場所，環(huán)境衛(wèi)生難以做到潔凈化與可控化。 本項目的霧培工廠建設(shè)，采用人工過道鋪設(shè)水泥地面，操作臺底部土工布隔離，阻斷土壤病蟲的傳播途徑與滋生場所。

（2） 搭建大棚。采用鐵架搭建支撐大棚，高6米，頂棚覆蓋特殊透光膜，設(shè)計使用年限10年。

（3）霧培設(shè)施安裝。

①根域環(huán)境智能控制安裝。智能溫室控制主要由自動控制器、電場發(fā)生器、電功能水設(shè)備、PH控制系統(tǒng)、光溫控制系統(tǒng)等組成，可根據(jù)外界環(huán)境的溫度、濕度、CO2含量、光照以及風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等氣候因素，來控制溫室內(nèi)的溫度、濕度、通風(fēng)、光照，創(chuàng)造出適合作物生長的最佳環(huán)境，同時還需對影響作物生長的各種營養(yǎng)元素進(jìn)行動態(tài)的配方管理。

②反滲透水處理設(shè)備安裝。氣霧栽培是營養(yǎng)液栽培的一種新型模式，為了有效而徹底地解決水質(zhì)處于動態(tài)變化狀態(tài)問題，栽培養(yǎng)液用水，本項目采用反滲透處理設(shè)備進(jìn)行去離子，達(dá)到純水要求，使用時只需按照即定的配方配制即可。而且在工廠化生產(chǎn)上，可以徹底解決水質(zhì)問題帶來的污染困惑及缺素障礙，同時也讓水變得無菌而潔凈，更能體現(xiàn)蔬菜工廠化生產(chǎn)的效果，是無土養(yǎng)液栽培的重要保障。

③塔型種植臺安裝。本項目采用空間利用率高塔形種植臺，塔形氣霧培系統(tǒng)由泡沫扣板、金字塔形的支架、霧化系統(tǒng)、控制器、貯液池等組成，具有可栽培的表面積大，空間利用率高的特點，另外制作簡單，便于人們的直接操作與田間的走動管理，又具有良好的通風(fēng)透光性，是蔬菜的最佳模式。如下圖所示：種植臺高3米，底部寬1米，頂部寬0.3米，過道寬0.8米。

2.蔬菜氣霧栽培技術(shù)

（1） 葉菜類作物栽培。

①無土育苗。本項目主要種植菜心、羅馬生菜為主，把種子植入定植棉中，并放置在以珍珠巖為基質(zhì)的育苗箱中，播后做好基質(zhì)濕度管理，做到濕度大而不積水，這樣有利于幼苗水生根系的發(fā)育，發(fā)牙后2～3片真葉時即可移栽。endprint

②移栽定植。本項目采用塔形氣霧栽培蔬菜種植密度可以提高3～5倍，再加上生長速度加快，輪轉(zhuǎn)茬數(shù)增加，栽培產(chǎn)量可以比土壤平面耕作至少提高至8倍以上。蔬菜植物的氣霧栽培通常在時間上可以縮短1/3，在生長速度上可以加快，在株型的發(fā)育上與相同播期的土壤栽培相比生物量積累更多更快，可以邊收獲邊播種，而且可以天天播種天天收獲，為計劃應(yīng)市提供了方便，使設(shè)施與基地的利用率、周轉(zhuǎn)率大大提高，也就是每個定植孔可以發(fā)揮最大利用率，沒有閑置的時間。除了周轉(zhuǎn)率及復(fù)種指數(shù)提高所帶來總體產(chǎn)量的提高外，種植于空間的蔬菜，具有更好的通風(fēng)透氣性，比土壤栽培可以有更大表面積與更高的栽植密度。移栽時只需把幼苗植入栽培池上的定植孔內(nèi)即可，如種植菜心，定植孔為20*20厘米，畝植約9萬株，（常規(guī)地面土壤種植畝植約3萬株）然后開啟循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行營養(yǎng)液循環(huán)。

③ 營養(yǎng)管理。在營養(yǎng)液的配方上選擇蔬菜專用配方，它具有較高的氮元素含量，可以對莖葉的生長起到比常規(guī)配方更大的促進(jìn)。蔬菜采用氣霧栽培，許多品種都可以實現(xiàn)足月生產(chǎn)，也就是它的周期可以控制在一個月以內(nèi)，是效率極高周轉(zhuǎn)次數(shù)與復(fù)種指數(shù)較高的品種。利用養(yǎng)液控制智能模塊實現(xiàn)營養(yǎng)液EC值的自動調(diào)控，主要由在線的EC傳感器及自動控制裝置來完成管理工作。常規(guī)栽培必須根據(jù)土壤肥力情況制定施肥配方，并由于作物吸收能力有限，部分肥料殘留土壤，造成污染。

④ 環(huán)境控制。本項目采用自動控制技術(shù)，運(yùn)用智能模塊及各類傳感器和執(zhí)行部件，進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)設(shè)定與植物專家模式的建立運(yùn)用，實現(xiàn)溫光氣熱等環(huán)境因子的自動調(diào)節(jié)，對空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、人工光照等進(jìn)行自動調(diào)整。常規(guī)地面土壤種植蔬菜受氣候影響較大，各種蔬菜耐寒、耐熱性能各有不同，不能實現(xiàn)全年栽培，氣霧栽培則可以不氣候影響，實現(xiàn)全年種植。

⑤病蟲害防治。蔬菜氣霧栽培，采用人工過道鋪設(shè)水泥地面，操作臺底部土工布隔離，阻斷土壤病蟲的傳播途徑與滋生場所，利用智能化系統(tǒng)實現(xiàn)各項因子的全面可控化生產(chǎn)，可以完全實現(xiàn)減農(nóng)藥或者免農(nóng)藥生產(chǎn)，為市民提供健康綠色無污染殘留的安全型蔬菜，病蟲害的控制發(fā)生可減少75%以上。

⑥科學(xué)采收。蔬菜的氣霧栽培通常在時間上可以縮短1/3，在生長速度上可以加快，在株型的發(fā)育上與相同播期的土壤栽培相比生物量積累更多更快，可以邊收獲邊播種，而且可以天天播種天天收獲。1畝氣霧栽培蔬菜至少可以達(dá)到6畝常規(guī)土壤栽培產(chǎn)量，年產(chǎn)可達(dá)65噸。

（2）瓜果類蔬菜栽培。

本項目主要種植西紅柿和苦瓜。瓜果類的氣霧栽培與其它蔬菜栽培基本類似，但不同之處是瓜果類的根系特別發(fā)達(dá)，需要對根系進(jìn)行特殊管理，定植時最好把瓜果類的凈根苗先定植于一個塑料籮筐中，根莖部同樣用海綿固定，再把籮筐套植于定植板上，根系通過籮筐后，就會呈自然的疏散延伸生長，這樣，后期隨著根量的增加不會疊擠成團(tuán)而影響到霧化供液效果，否則內(nèi)部的根常因噴不到水而壞死。如果一些根量更大的品種，最好還要于桶內(nèi)分層地布設(shè)篩網(wǎng)，讓根系更加舒展，對防止植株后期老化與保持根系的活力來說是極為重要的?？傊还懿捎檬裁捶椒?，后期讓根系展開，少積壓重疊是非常重要的。除了根系的舒展管理外，對一些根量特別大或栽培時間已久，部份根系開始老化的植株，還可以對根系進(jìn)行修剪更新，讓它發(fā)揮強(qiáng)大的根系修復(fù)能力，形成更具活力的新根，對后期生長促進(jìn)具有明顯的效果，但是修剪時，一次修剪的根量最好不要超過總根量的1/3，這對生長的影響不會很大，而且又能讓根系更新促壯。

瓜果類栽培與葉菜類栽培管理不同之處還有枝葉的管理，矮小的葉菜無需枝葉管理，它通過立體化的栽培設(shè)計就可以占領(lǐng)空間，而瓜果類的大植株管理，還得進(jìn)行專門的修剪整枝或綁蔓。蔬菜樹狀的栽培通常都有較大的樹冠與樹型，它與普通的木本植物不同的地方就是枝葉通常柔軟少木質(zhì)，不能靠自己的支撐力而占據(jù)空間形成樹冠，必須靠外界的支撐來占領(lǐng)空間形成樹型。目前，瓜果類的氣霧栽培大多采用棚架式的鐵絲網(wǎng)架作為支撐，所以一般整成棚架形的樹冠，如枝蔓狀的葡萄棚架。不管西瓜、苦瓜、甜瓜還是番茄等，都需配建棚架設(shè)施，當(dāng)植株長到上架的高度時，就進(jìn)行人為的引蔓與調(diào)整方向，讓枝蔓向四方均勻布蔓與發(fā)散式生長，而且每隔40～50cm距離就用薄膜繩進(jìn)行綁蔓引枝，為盡快占領(lǐng)空間與棚架形成豐產(chǎn)樹冠打下基礎(chǔ)。另外，通過實踐證明這種平棚式的樹冠，具有光照最充足，枝蔓固著少損傷，利于高糖度的栽培，是栽培高質(zhì)量瓜果的一種重要方法。日本利用平棚整枝栽培的番茄，其糖度可達(dá)普通種植的一倍以上，是生產(chǎn)水果型番茄或高質(zhì)量瓜果的主要方法。另外，氣霧栽培瓜果大多以種植巨型植株為培育目標(biāo)，所以盡量少剪枝與抹芽，讓枝葉生長最大化，如番茄可以不打杈，西瓜可以不除子蔓或?qū)O蔓，采用放任式栽培，才能獲取更高的單株產(chǎn)量。

四、技術(shù)關(guān)鍵點

1.育苗箱育苗

把種子植入定植棉中，并放置在以珍珠巖為基質(zhì)的育苗箱中，播后只需做好基質(zhì)濕度管理，培育的苗齊、壯，苗期短。

2.合理密植

采用塔形氣霧栽培蔬菜種植密度可以提高3～5倍，如菜心畝植約9萬株（常規(guī)栽培畝植約3萬株）。

3.營養(yǎng)液配備

在營養(yǎng)液的配方上選擇蔬菜專用配方，它具有較高的氮元素含量，可以對莖葉的生長起到比常規(guī)配方更大的促進(jìn)，利用養(yǎng)液控制智能模塊實現(xiàn)營養(yǎng)液EC值的自動調(diào)控，主要由在線的EC傳感器及自動控制裝置來完成管理工作。

4.控制生長環(huán)境

采用自動控制技術(shù)，運(yùn)用智能模塊及各類傳感器和執(zhí)行部件，進(jìn)行科學(xué)的參數(shù)設(shè)定與植物專家模式的建立運(yùn)用，實現(xiàn)溫光氣熱等環(huán)境因子的自動調(diào)節(jié)，對空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、人工光照等進(jìn)行自動調(diào)整。

五、創(chuàng)新點

1.因為本項目采用自動控制技術(shù)，實現(xiàn)溫光氣熱等環(huán)境因子的自動調(diào)節(jié)，對空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、人工光照等進(jìn)行自動調(diào)整，可不受外界環(huán)境影響，實現(xiàn)全年播種收獲。endprint

2.本項目除了蔬菜生長快速的特點外，更重要的是，它便于立體化垂直化三維耕作，這樣可以讓單位面積的種植效率得以數(shù)倍地提高，可以在最小的土地上生產(chǎn)出最大化的農(nóng)產(chǎn)品，達(dá)到數(shù)倍于常規(guī)的耕作效果。

3.本項目是一種最為節(jié)水的栽培模式，特適合在水資源缺乏的山區(qū)發(fā)展氣霧栽培生產(chǎn)，它的節(jié)水效率可達(dá)90%。

4.本項目蔬菜種植完全離開土壤進(jìn)入空氣當(dāng)中，是根系生長環(huán)境的一次全新變革，這樣就可以在沒有任何土壤及水流的環(huán)境下生長，大大拓展了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕作空間與運(yùn)用場所，也就是只要有空間、有光照、有電、有水的地方就可以進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。根部完全懸掛于空中栽培，不需傳統(tǒng)土壤為媒介的耕作，沒有任何水土流失之擔(dān)憂。解決當(dāng)前農(nóng)耕土壤流失影響生態(tài)的嚴(yán)重問題。

5.本項目的霧培工廠建設(shè)，采用人工過道鋪設(shè)水泥地面，操作臺底部土工布隔離，阻斷土壤病蟲的傳播途徑與滋生場所，利用智能化系統(tǒng)實現(xiàn)各項因子的全面可控化生產(chǎn)，可以完全實現(xiàn)減農(nóng)藥或者免農(nóng)藥生產(chǎn)，為市民提供健康綠色無污染殘留的安全型蔬菜，病蟲害的控制發(fā)生可減少75%以上。

六、 效益分析

1.經(jīng)濟(jì)效益分析

從表1-表6可看出，2014-2016年全縣累計推廣應(yīng)用蔬菜氣霧栽培技術(shù)50畝（其中，種植羅馬生菜20畝，菜心20畝，西紅柿10畝），畝產(chǎn)蔬菜65000公斤，共采收蔬菜3250噸，銷售價6元/公斤，畝產(chǎn)值達(dá)390000元，總產(chǎn)值1950萬元，畝純收入達(dá)288000元，總純收入達(dá)1440萬元。對比常規(guī)栽培蔬菜銷售價4元/公斤，畝產(chǎn)值48000元，總產(chǎn)值240萬元，畝純收入40000元，總純收入200萬元，畝產(chǎn)、銷售價、畝產(chǎn)值、畝純收入和總純收入，分別增長53000公斤、2元/公斤、342000元、248000元和1240萬元，增長率分別達(dá)到442%、50%、713%、620%和620%，經(jīng)濟(jì)效益達(dá)極顯著水平。

2.社會效益分析

（1）節(jié)約地方。氣霧栽培蔬菜生長快速，可以立體化垂直化三維耕作，這樣可以讓單位面積的種植效率得以數(shù)倍地提高，非常適合在我縣地少人多的地區(qū)推廣。

（2）節(jié)約用水。氣霧栽培蔬菜節(jié)水效率可達(dá)90%，也就是說只需土壤栽培的1/10用水量，就可完成相同生物量的增長，特別適合在我縣水資源缺乏的山區(qū)推廣。

（3）推進(jìn)我縣農(nóng)業(yè)工廠化生產(chǎn)進(jìn)程。氣霧栽培蔬菜離開土壤進(jìn)入空氣當(dāng)中，是根系生長環(huán)境的一次全新變革，這樣就可以在沒有任何土壤及水流的環(huán)境下生長，大大拓展了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕作空間與運(yùn)用場所，同時脫離了易污染的土壤環(huán)境，可以實現(xiàn)生產(chǎn)場所與過程的潔凈化，利于組織工業(yè)化工廠化栽培。

3.生態(tài)效益分析

本項目阻斷土壤病蟲的傳播途徑與滋生場所，利用智能化系統(tǒng)實現(xiàn)各項因子的全面可控化生產(chǎn)，可以完全實現(xiàn)減農(nóng)藥或者免農(nóng)藥生產(chǎn)，為市民提供健康綠色無污染殘留的安全型蔬菜，病蟲害的控制發(fā)生可減少75%以上，對比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，肥料、農(nóng)藥殘留大幅減少，改善了環(huán)境。

七、 推廣前景

蔬菜氣霧培技術(shù)結(jié)合的垂直農(nóng)業(yè)模式，不受外環(huán)境條件的局限，只需要有空間、有水、有電的基本條件就行，是當(dāng)前我國最為實用的垂直農(nóng)業(yè)設(shè)計模式采用塔型霧培，可以輕松實現(xiàn)年單產(chǎn)65噸的產(chǎn)出額，而與平面耕作相比，不管采用什么技術(shù)措施或品種改良，在目前生產(chǎn)力與科技水平下是難以實現(xiàn)的，而霧培的垂直設(shè)計可以實現(xiàn)。蔬菜氣霧培技術(shù)還可應(yīng)用于其他根莖類作物及園藝作物生產(chǎn)中，可大幅縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)量和質(zhì)量，具有廣闊的空間與市場前景。endprint