基于輪作的溫室?guī)r棉循環(huán)利用技術(shù)

丁小濤 何立中 周強(qiáng) 卜立君 余紀(jì)柱 金海軍

導(dǎo)讀：在半封閉溫室栽培條件下，研究了巖棉在番茄—甜瓜—茄子—黃秋葵輪作模式下長(zhǎng)季節(jié)循環(huán)利用的栽培技術(shù)，結(jié)果表明，巖棉栽培基質(zhì)有效使用期在2年以上， 不僅節(jié)約了生產(chǎn)成本，還能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，使產(chǎn)量穩(wěn)定， 實(shí)現(xiàn)了蔬菜的低碳、綠色生產(chǎn)。

近年來(lái)我國(guó)設(shè)施園藝發(fā)展迅速， 設(shè)施園藝種植面積逐年增加，已經(jīng)成為世界設(shè)施園藝面積最大的國(guó)家[1，2]。巖棉是一種很好的栽培基質(zhì)，其孔隙率90%以上，具有吸水和保水性強(qiáng)、無(wú)毒無(wú)菌、物理特性穩(wěn)定、質(zhì)量輕、易搬運(yùn)等優(yōu)點(diǎn)。荷蘭園藝生產(chǎn)中采用巖棉栽培的面積占世界無(wú)土栽培總面積的70%，溫室?guī)r棉栽培的黃瓜、番茄的產(chǎn)量高、質(zhì)量好[3，4]。但我國(guó)以巖棉作為主要基質(zhì)的栽培模式較少，究其原因，主要還是我國(guó)栽培管理專(zhuān)業(yè)化程度不高、巖棉的后續(xù)處理比較麻煩等[5]。荷蘭溫室栽培的巖棉使用1年后有專(zhuān)業(yè)的企業(yè)回收，可以作建筑用磚等無(wú)害化處理， 而我國(guó)暫無(wú)巖棉回收的有效辦法，那么研究巖棉的循環(huán)利用，最大限度地延長(zhǎng)巖棉有效使用時(shí)間，是促進(jìn)巖棉栽培發(fā)展的重要途徑。 據(jù)此，研究了巖棉在番茄—甜瓜—茄子—黃秋葵輪作模式下的栽培技術(shù)，該技術(shù)模式下巖棉栽培基質(zhì)有效使用期在2年以上，實(shí)現(xiàn)了巖棉有效循環(huán)利用。

1 番茄巖棉栽培

1.1 溫室和苗床消毒

栽培所用溫室為Velon 型連棟玻璃溫室，位于國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心崇明基地。 用0.3%～0.5%的衛(wèi)可或漂白粉溶液對(duì)整個(gè)育苗溫室進(jìn)行噴施消毒， 播種前再?lài)娛?5%百菌清可濕性粉劑800 倍液和45%啶蟲(chóng)脒水分散粒劑2000 倍液1次， 并確保溫室沒(méi)有雜草，播種前保證整個(gè)溫室處于封閉狀態(tài)。 用0.3%的84 消毒液對(duì)苗床（苗床尺寸6.1 m×1.7 m）進(jìn)行消毒，晾干后待用。

1.2 巖棉基質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)液配制

栽培基質(zhì)選擇荷蘭Groda 生產(chǎn)的巖棉條（Master，100 cm×20 cm×7.5 cm）、巖棉塊（10 cm×10 cm×7.5 cm），巖棉穴盤(pán)尺寸為60 cm×41 cm×5 cm，240 孔，內(nèi)置240 個(gè)巖棉塞，播種前將巖棉塞用EC 值為1.5～2.0 dS/m、pH 值為5.5 的營(yíng)養(yǎng)液浸泡24 h， 保證所有巖棉塞充分吸水。 營(yíng)養(yǎng)液配方參考栽培咨詢(xún)公司并加以改進(jìn)。 現(xiàn)代溫室灌溉用水全部為收集的雨水，雨水經(jīng)超濾處理后使用。

1.3 播種和育苗

①播種 選用品種為佳西娜，由瑞克斯旺（中國(guó)）農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，于2016年8月29日播種于巖棉塞中，每個(gè)巖棉塞中播1粒種子，上面覆蓋0.5～1.0 cm 厚的蛭石，將巖棉穴盤(pán)放入培養(yǎng)箱中，設(shè)置為溫度28℃、濕度90%，出苗后放置到栽培溫室苗床上。 溫室光照強(qiáng)度大于400 W/m2（1 W/m2=98 lx）時(shí)，打開(kāi)外遮陽(yáng)網(wǎng)；溫室溫度超過(guò)30℃時(shí)，打開(kāi)風(fēng)機(jī)排管降溫，晚上打開(kāi)溫室所有天窗降溫，根據(jù)降溫成本，降溫至25℃左右。

②移栽 將巖棉塊放置在苗床上， 每個(gè)苗床（10 m2）放置960 個(gè)巖棉塊，移栽前1 天用EC 值為2.0 dS/m、pH 值為5.5 的營(yíng)養(yǎng)液浸泡24 h， 番茄苗子葉完全展開(kāi)后（出苗5 天左右），將幼苗移栽至巖棉塊中，移栽時(shí)注意輕拿輕放。

③育苗期管理 當(dāng)幼苗長(zhǎng)至2 葉1 心時(shí)，為防止徒長(zhǎng)，可適時(shí)安排定植，一般12～20 株/m2，如果現(xiàn)花蕾時(shí)定植，間距最好不大于12 株/m2。 此時(shí)灌溉可以根據(jù)巖棉塊質(zhì)量進(jìn)行，保證每個(gè)巖棉塊質(zhì)量不低于300 g， 一般灌溉（營(yíng)養(yǎng)液EC 值為2.0 dS/m，pH值為5.5）至巖棉塊1/2 以上高度為宜，半小時(shí)后將多余的營(yíng)養(yǎng)液排掉。

1.4 定植及定植后管理

①定植 2016年9月20日定植， 定植前將所有巖棉條放置在栽培架指定位置并開(kāi)孔，于定植前1 天灌滿(mǎn)營(yíng)養(yǎng)液并浸泡24 h，將幼苗直接定植到開(kāi)好孔的巖棉條上，每個(gè)巖棉條定植5 株，定植密度約為2.3 株/m2，每株幼苗附近插1 個(gè)滴箭，插入2/3為宜。 定植后巖棉條末端底部開(kāi)口，利于排掉多余的營(yíng)養(yǎng)液。

②灌溉及溫濕度管理 定植時(shí)，巖棉中營(yíng)養(yǎng)液較多，要適當(dāng)控制灌水，前3 天每天滴灌1次即可，灌水量為200 mL/m2，以促進(jìn)番茄根系盡快扎入巖棉條中。3 天后正常灌溉，灌水最大等待時(shí)間設(shè)置為3 h，最小等待時(shí)間1 h，每次灌水量為200 mL/m2。光輻射累積的影響設(shè)置為200 J/cm2。定植后每天記錄單個(gè)滴箭的灌水量及EC 值、pH 值， 巖棉條內(nèi)的EC 值、pH 值，排液量及其EC 值、pH 值，并適當(dāng)修正光照累積的影響值和單次灌水量，使溫室中的排液量控制為灌水量的20%左右。至果實(shí)采收前滴灌的營(yíng)養(yǎng)液EC 值保持為2.0～2.5 dS/m，pH 值保持在5.5。 設(shè)置日出后2 h 開(kāi)始滴灌，日落前2 h 停止灌溉。 定植后通過(guò)遮陽(yáng)網(wǎng)和溫室降溫設(shè)備（ATU，空氣處理機(jī)組），使溫室白天溫度盡量不高于30℃，夜間增加通風(fēng)和使用降溫設(shè)備， 降低溫室夜間溫度，盡量使溫室白天和晚上的溫差保持在10℃左右，濕度控制在60%～90%。 及時(shí)打掉所有側(cè)枝，只保留1 個(gè)主枝，保證成株約有20 個(gè)展開(kāi)的功能葉。

番茄

③結(jié)果期管理 開(kāi)花前1 天將熊蜂放入溫室，一般1 箱熊蜂（50 只）可以保證800 m2番茄的授粉。 坐果后及時(shí)疏果，佳西娜為雞尾酒串番茄品種，一串保留8 個(gè)果實(shí)即可； 待整串番茄都轉(zhuǎn)色變紅后，及時(shí)采收，一般玻璃溫室每周采收1次。 采收期， 營(yíng)養(yǎng)液EC 值調(diào)整為2.5～3.0 dS/m，pH 值保持5.5，每次灌水量為240 mL/m2；光輻射累積的影響設(shè)置為100 J/cm2。 灌溉最短等待時(shí)間為15 min，最長(zhǎng)等待時(shí)間為1.5 h。 白天通風(fēng)溫度設(shè)置為22～25℃，加溫溫度設(shè)置為20～23℃；晚上通風(fēng)溫度設(shè)置為16～18℃，加溫溫度設(shè)置為14～16℃；有補(bǔ)光條件的溫室，可以在陰雨天或者光照較弱時(shí)補(bǔ)光，如白天外界光照強(qiáng)度低于100 μmol·m-2·s-1時(shí)， 打開(kāi)補(bǔ)光燈補(bǔ)光。 采收期，應(yīng)根據(jù)情況去除老葉和落蔓，一般1 周去下部老葉1次、落蔓1次。 現(xiàn)代溫室生產(chǎn)中因溫室濕度可以有效控制，同時(shí)保持空氣持續(xù)循環(huán)，所以較少發(fā)生真菌性病害。 主要蟲(chóng)害為白粉虱，4月白粉虱逐漸增多，此時(shí)要注重溫室衛(wèi)生，保持溫室清潔，避免無(wú)關(guān)人員進(jìn)入溫室，番茄采收后可以用生物肥皂100 倍液或45%啶蟲(chóng)脒水分散粒劑2500 倍液噴霧防治；如白粉虱不嚴(yán)重，可通過(guò)定期投放天敵捕食螨進(jìn)行防治。

2016年11月25日開(kāi)始采收，2017年7月24日拉秧，采收期8 個(gè)月，667 m2產(chǎn)量約17400 kg。

2 甜瓜巖棉循環(huán)栽培

2.1 播種及出苗后管理

①播種 2017年7月14日，對(duì)甜瓜品種脆禧、綠天使（由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所提供）用55℃溫水燙種15 min，常溫浸種5 h 后放在30℃培養(yǎng)箱中催芽，種子發(fā)芽后，將種番茄的巖棉條直接戳直徑為1.5 cm、深2.0 cm 的小洞，將發(fā)芽的種子放入洞中，然后蓋上蛭石，灌適量清水保濕。 此時(shí)番茄仍正常生長(zhǎng)，能對(duì)巖棉起到遮蔭降溫的效果，同時(shí)因番茄植株的蒸騰作用， 溫室內(nèi)溫濕度較為適宜，有利于甜瓜出苗，2～3 天后，甜瓜全部出苗，種植密度為2.5 株/m2。

②出苗后管理 甜瓜出苗后， 打掉巖棉條上方50 cm的番茄老葉，防止過(guò)度遮蔭造成甜瓜苗徒長(zhǎng)。甜瓜1 葉1 心時(shí)，將番茄植株全部拉秧，調(diào)整灌溉策略。 灌溉營(yíng)養(yǎng)液EC 值保持2.0 dS/m，pH 值保持5.5， 灌溉量以光照累積和每天排液20%為依據(jù)進(jìn)行設(shè)置。 溫室用ATU 進(jìn)行降溫，保持溫室白天溫度不高于38℃，晚上25℃左右。

2.2 授粉及授粉后管理

①授粉和留果 保留第12～15 節(jié)的側(cè)枝，一般側(cè)枝第1 節(jié)便會(huì)有雌花， 側(cè)枝留2 片葉后摘心，雌花開(kāi)放當(dāng)天早上，用當(dāng)天開(kāi)放的雄花在雌花柱頭上輕輕涂抹。 如果工作量過(guò)大，下午也可以授粉，但授粉效果以9：00～11：00 較好。 一般保證每株有2 個(gè)雌花授粉坐果，然后將多余的側(cè)枝全部打掉。 授粉后及時(shí)去除老葉，防止消耗營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)有利于通風(fēng)。當(dāng)幼瓜雞蛋大小時(shí)疏果，每株只保留1 個(gè)長(zhǎng)勢(shì)良好的甜瓜。 植株長(zhǎng)至25 片葉左右時(shí)（根據(jù)溫室高度和植株生長(zhǎng)狀況確定）摘心。

②授粉后管理 甜瓜生長(zhǎng)期間及時(shí)繞蔓，防止繞蔓不及時(shí)導(dǎo)致斷頭現(xiàn)象， 一般3 天左右繞蔓1次，繞蔓時(shí)及時(shí)將新長(zhǎng)出來(lái)的卷須去掉，減少養(yǎng)分消耗。此時(shí)灌溉營(yíng)養(yǎng)液的EC 值保持為2.5 dS/m，pH值5.5， 灌溉量以光照累積和每天排液的20%進(jìn)行設(shè)置。使用ATU、天窗和外遮陽(yáng)網(wǎng)進(jìn)行降溫，保持溫室白天溫度不高于38℃，晚上25℃左右。

一般授粉后40～55 天即可采收，因此授粉時(shí)要做好記錄，做到及時(shí)采收，否則過(guò)熟采收，果實(shí)品質(zhì)下降，不利于銷(xiāo)售。 本茬口甜瓜脆禧授粉后約45 天采收，單果質(zhì)量2.0～2.5 kg；綠天使授粉后50～55 天采收，單果質(zhì)量1.5～2.0 kg。 整個(gè)栽培茬口甜瓜667 m2產(chǎn)量可達(dá)3000 kg。2017年10月10日對(duì)所有甜瓜植株拉秧，并用0.3%～0.5%的衛(wèi)可或漂白粉溶液對(duì)溫室進(jìn)行噴施消毒。

2.3 植保管理

現(xiàn)代溫室因可以有效控制室內(nèi)溫濕度，真菌性病害發(fā)生很少，但白粉病時(shí)有發(fā)生，可以通過(guò)噴施25%乙嘧酚懸浮劑1000 倍液或43%露娜森（氟菌·肟菌酯）懸浮劑2000～3000 倍液噴霧防治。蟲(chóng)害主要有白粉虱、薊馬和紅蜘蛛等。 白粉虱可以通過(guò)張貼黃板、噴施45%啶蟲(chóng)脒水分散粒劑2500 倍液進(jìn)行防治；薊馬可噴施60 g/L 艾綠士（乙基多殺菌素）1500～2000 倍液防治；紅蜘蛛可噴施110 g/L 乙螨唑懸浮劑3000 倍液進(jìn)行防治； 此外， 白粉虱、蚜蟲(chóng)、紅蜘蛛等還可以通過(guò)噴施生物肥皂100 倍液或使用天敵捕食螨（根據(jù)蟲(chóng)害為害程度分次投放，每次500 頭/m2）進(jìn)行有效防治。

3 茄子巖棉循環(huán)栽培

3.1 播種及出苗后管理

①播種 2017年10月9日，以蛭石作基質(zhì)，對(duì)2 個(gè)不同茄子品種[安吉拉、薩蔓莎，包衣種子，由瑞克斯旺（中國(guó)）農(nóng)業(yè)科技有限公司提供]進(jìn)行播種。2017年10月18日茄子子葉展平后直接定植于種植甜瓜的巖棉條上，用滴箭插定植孔，深約2 cm；之后將幼苗種入，輕輕壓緊，再將滴箭插在距幼苗1 cm 左右的位置，灌水，每株澆灌清水50 mL。定植后3 天內(nèi)晴天時(shí)要適當(dāng)遮蔭，9：00 開(kāi)始滴灌EC 值為1.5 dS/m、pH 值為5.5 的營(yíng)養(yǎng)液， 每次每株滴灌60 mL，每2 h 滴灌1次，日落前2 h 停止灌溉，以利于緩苗。 緩苗后，每天滴灌1次EC 值為1.5 dS/m、pH 值為5.5 的營(yíng)養(yǎng)液即可。

②出苗后管理 苗期溫室白天通風(fēng)，溫度設(shè)置為23℃，晚上設(shè)置為18℃；此期室外溫度較為適宜，不需要加溫，以通風(fēng)為主，晴天要適當(dāng)利用外遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭，一般當(dāng)外界光照強(qiáng)度超過(guò)500 W/m2時(shí)，遮陽(yáng)網(wǎng)設(shè)置為80%打開(kāi)。 隨著幼苗不斷長(zhǎng)大，適時(shí)調(diào)整灌溉策略，適當(dāng)增加灌溉量，確保溫室每天的排液量占灌水量的20%左右， 營(yíng)養(yǎng)液EC 值提高至2.0 dS/m，pH 值保持為5.5。

3.2 結(jié)果期管理

此時(shí)要注意保溫， 晚上溫度低于17℃時(shí)應(yīng)加溫，日出前2 h 通過(guò)ATU 和加熱管道將溫度提高至19℃，太陽(yáng)出來(lái)之后，通風(fēng)溫度設(shè)置為22～24℃；日落后溫室內(nèi)溫度下降較快，一般日落前2 h 打開(kāi)保溫簾幕保溫，第2 天日出后2 h 逐漸收起。

結(jié)果期灌溉營(yíng)養(yǎng)液的EC 值為2.5 dS/m，pH 值5.5，一般日出后2 h 開(kāi)始灌溉，日落前2 h 停止灌溉， 以光照累積量為依據(jù)設(shè)置灌溉時(shí)間和灌溉量，確保溫室每天的排液量占灌水量的20%左右。結(jié)果期要及時(shí)采收果實(shí)、去除老葉；注意溫室濕度不能太高，尤其是夜間，濕度盡量控制在90%以下，可有效防止真菌性病害的發(fā)生。 同時(shí)注意及時(shí)通風(fēng)，盡量增加溫室CO2的含量，晴朗天氣可以結(jié)合天窗開(kāi)關(guān)和ATU 換新風(fēng)提高溫室內(nèi)CO2濃度。

茄子從2018年1月17日采收至2018年4月23日，667 m2產(chǎn)量約4000 kg。 拉秧后，用0.5%的漂白粉溶液對(duì)溫室進(jìn)行消毒。

3.3 植保管理

茄子抗病性強(qiáng)，另外溫室環(huán)境可控，病害基本不發(fā)生。 主要蟲(chóng)害為紅蜘蛛、薊馬，防治方法同甜瓜。

4 黃秋葵巖棉循環(huán)栽培

4.1 播種及出苗后管理

2018年4月25日對(duì)黃秋葵（黃秋葵1 號(hào)，由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝所提供） 進(jìn)行浸種催芽，4月27日出芽后直接播種到種植茄子的巖棉條上，播種前按種植密度為2 株/m2戳直徑約1 cm、深1 cm 的小洞，播種后蓋蛭石，將灌箭插在種子旁邊，播后先澆灌1次清水（每顆種子澆水約100 mL），出苗前每天滴灌2次，每次約200 mL/m2，營(yíng)養(yǎng)液EC 值設(shè)置為1.0 dS/m、pH 值5.5。

出苗后灌溉營(yíng)養(yǎng)液EC 值設(shè)置為1.5 dS/m、pH值5.5，灌溉最大等待時(shí)間4 h，最小等待時(shí)間2 h，光照積累量設(shè)置為300 J/cm2，灌溉量為排液量的20%～30%為宜。 設(shè)置白天通風(fēng)溫度為25℃， 晚上16℃， 白天外界氣溫較為適宜，ATU 換新風(fēng)的比例應(yīng)超過(guò)50%。 且此期外界光照充足，當(dāng)外界光照超過(guò)500 W/m2時(shí)，遮陽(yáng)網(wǎng)設(shè)置為80%打開(kāi)。

4.2 結(jié)果期管理

黃秋葵采收期，外界溫度較高，且光照充足，此期以通風(fēng)降溫及適當(dāng)遮蔭為管理重點(diǎn)。 使用ATU結(jié)合遮陽(yáng)網(wǎng)進(jìn)行降溫， 確保溫室白天溫度不高于35℃，晚上25℃左右。 白天光照超過(guò)700 W/m2時(shí)，外遮陽(yáng)打開(kāi)80%，白天ATU 運(yùn)行仍以換新風(fēng)為主，一方面降低溫室溫度，另一方面提高溫室內(nèi)CO2濃度。 營(yíng)養(yǎng)液EC 逐漸增加到2.5 dS/m，pH 值保持5.5，日出后2 h 開(kāi)始灌溉，日落前2 h 停止灌溉，以光照累積量為依據(jù)設(shè)置灌溉時(shí)間和灌溉量，確保溫室每天的排液量占總灌水量的20%左右。黃秋葵開(kāi)花后，及時(shí)摘除凋零的花瓣和衰老的葉片，防止?jié)穸冗^(guò)大導(dǎo)致果實(shí)腐爛；同時(shí)要多通風(fēng)，保持ATU 運(yùn)行，以降低濕度，預(yù)防真菌性病害的發(fā)生。 果實(shí)成熟后及時(shí)采收，過(guò)熟果實(shí)變硬，影響品質(zhì)和口感。 從2018年6月21日采收至2018年9月4日，667 m2產(chǎn)量約1650 kg。

秋葵

4.3 植保管理

溫室黃秋葵沒(méi)有蟲(chóng)害發(fā)生，但凋零花瓣未去掉會(huì)誘發(fā)灰霉病， 生產(chǎn)管理中應(yīng)及時(shí)去掉凋零花瓣，同時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)、運(yùn)行ATU 以換風(fēng)，也可以選用50%異菌脲可濕性粉劑1000～1500 倍液噴施防治。

5 小結(jié)

通過(guò)番茄—甜瓜—茄子—黃秋葵輪作的栽培模式，成功實(shí)現(xiàn)了不同類(lèi)別蔬菜在同一巖棉基質(zhì)上的栽培生產(chǎn)，使巖棉使用期達(dá)到2年，有效延長(zhǎng)了巖棉基質(zhì)的使用時(shí)間，不僅節(jié)省了生產(chǎn)成本，而且產(chǎn)量也有所提高。 另外溫室栽培管理易標(biāo)準(zhǔn)化，溫室環(huán)境可控性強(qiáng)，可以有效結(jié)合生物防治，達(dá)到綠色、高效生產(chǎn)的目的。

2018年秋季，用栽培了2年作物的一部分巖棉再次種植番茄，也表現(xiàn)出了良好的效果，和新巖棉種植沒(méi)有明顯差異；研究還發(fā)現(xiàn)，使用了2年的巖棉經(jīng)浸泡后播種青菜，效果也很好，且可以連續(xù)多次種植雞毛菜?？傊?，通過(guò)不同科屬蔬菜作物的輪作，完全可以使巖棉基質(zhì)多次循環(huán)利用，從而節(jié)約生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色、可循環(huán)的蔬菜巖棉栽培生產(chǎn)模式， 豐富現(xiàn)代溫室的栽培管理技術(shù)理論和實(shí)踐。