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温室叶菜高效栽培模式 目前叶菜设施栽培模式主要包括塑料大棚和人工光利用型温室（或人工光利用型植物工厂）。塑料大棚是在半封闭的温室环境下，利用太阳光或者短期人工补光进行植物工厂化生产的方式，室内环境调控能力不足，制约了工厂化优质高效育苗，很难实现周年连续生产。人工光利用型温室（或人工光利用型植物工厂）则是在完全密闭的环境下采用人工光源与营养液栽培技术进行植物工厂化生产的方式，初期投入大、运行成本高，制约了其规模化推广应用。 为降低温室投资运行成本和生产劳动强度，充分提高温室单位面积使用效率和产品质量安全，江苏常熟国家农业科技园区结合区域环境特点、市场实际需要和生产技术要求，通过与江苏省农业科学院、南京农业大学、无锡菱阳生态农业设施科技有限公司、常熟市农业科技发展有限公司和常熟市佳盛农业科技发展有限公司等科研院校和企业进行产学研合作，整合人才、技术、品种和产业优势，重点对国内外近年温室发展领域的最新技术成果进行引进消化集成，包括人工光型密闭式工厂化育苗、平滑式移动栽培、营养液温度调控、营养液模块化管理和蔬菜品质调控等技术，总结出1套“人工光育苗系统+自然光栽培系统”的叶菜高产、优质栽培模式及配套栽培技术（图1~2）。 人工光型密闭式工厂化育苗系统 针对目前国内蔬菜育苗设施简陋、防寒保温性差、育苗技术水平较低、幼苗管理费工费时、病虫害防治不足等弊端，引进了人工光型密闭式工厂化育苗系统（图3），精确调控育苗过程中的光照、温度和湿度等环境因子，提高育苗质量，实现周年连续集约化育苗，缩短生产周期。 以绝热壁板为主要材质的育苗箱可以将系统内外的物质和热能的交换控制在最小限度范围内，降低环境因子调控的能源消耗。利用PLC控制理论及空调机组对育苗系统内的光照、温度、相对湿度、CO2浓度等环境因子进行自动控制和调节。根据不同作物幼苗各自的生长习性，调控出适宜幼苗发育的最佳环境。系统内采用多层栽培架，提高育苗室空间的利用率。 优质的种苗是设施植物生长发育和产量品质形成的必要前提，目前荷兰和日本等发达国家已普遍采用人工光型密闭式工厂化育苗系统。与塑料大棚育苗系统相比，密闭式工厂化育苗系统具有显著优点：①系统封闭性极好，换气次数少，将系统内外的物质（水蒸气、CO2等）和热能的交换降低到最小限度，降低用于环境调控的能耗；②营养液使用循环供液系统，没有多余的营养液向外排出，清洁环保；③种子发芽率高、出苗整齐、叶片肥厚、茎杆茁壮、根系发达、抗逆性强，有助于提高后期作物品质；④采用多层立体培养架，提高空间利用率；⑤可以高精确调控育苗过程中的光照、温度和湿度等环境因子，实现周年连续育苗，缩短生产周期；⑥劳动强度低，幼苗管理方便，可以显著降低人工成本。 茬口安排 采用人工光型密闭式育苗系统，可显著缩短叶菜的育苗周期，提高生产的计划性，可根据市场需求，进行连续多茬栽培。以菠菜和生菜为例，菠菜育苗周期在6~8天，1年可种植19茬左右；生菜育苗周期在14~16天，1年可种植13茬左右。 自然光栽培系统 采用营养液膜技术（NFT），叶菜被种植在1~2cm深的不停循环流动的浅层营养液中。在塑料大棚生产管理的基础上集成应用了平滑式移动栽培、营养液温度调控、营养液模块化管理和蔬菜品质调控等技术，显著提高了温室自然光栽培系统的生产效率。 （1）平滑式移动栽培技术 移动栽培苗床（图4）既方便叶菜的生产作业，又可以充分利用温室空间。苗床的边框采用优质的热镀锌铝合金支架和管架，能够在温室的高温高湿环境中长期使用。苗床可以借助螺栓进行高度（0~10cm）调节，而且具有防翻限位装置。任意两个苗床间可产生0.5m左右的作业通道，温室土地利用率可以提高30%以上。 （2）营养液温度调控和模块化管理技术 营养液温度是影响水培植物根系吸收养分的重要环境因素，对植物的水分代谢、矿物质吸收、激素代谢、生长发育以及光合作用等具有显著影响。把营养液温度控制在植物根区适宜的温度范围内，对于发挥栽培植物的生产潜力，实现高效栽培，有着十分重要的作用。水培营养液若不采取控温措施，夏季因气温升高会引起营养液液温的升高，最高时可达30℃以上，高温将显著降低营养液中溶解氧的含量，同时增强根系的呼吸作用，加速根系老化；冬季根区温度偏低，植物的净同化速率降低，抑制植株的生长发育。 目前，在塑料大棚生产中，夏季降低营养液温度的措施主要有利用地下水、向营养液中加冰袋、机械压缩式制冷。但是，采用地下水,需要有充足的地下水源,并易于造成水资源的浪费；向营养液中添加冰袋的方法，即费时又费力，而且效果不好；机械压缩式制冷不易满足植物工厂栽培生产的需要。在冬季，则主要采用电加热直接加热营养液或把电热丝铺于栽培槽下提高根部温度。但通过在营养液罐内直接用电热管加温,经过一段时间的加热后，加热棒的表面会出现Ca2+、Mg2+离子的结垢,从而影响营养液的成分稳定，另外能源消耗较大，增加了设施生产的运行成本。 该模式采用冷热水循环温控技术（图5），种植区域每个栽培单元采用独立的子液罐，罐内配备单独的冷热水循环控温盘管，借助燃气热水锅炉或冷水机组对盘管内部循环水进行加热或制冷。通过冷热水温度、流量和流速的设定，使得营养液温度保持在根区适宜的温度范围内，可以在降低能源消耗的基础上，实现营养液的温度调控，充分发挥栽培品种的生产潜力，提高温室栽培的经济效益。另外根据生产需要，把设施区域分成若干个相对独立的种植单元，应用营养液模块化管理技术对每个单元进行营养液成分和浓度的精确管理。一方面可以根据不同蔬菜品种选择不同的营养液，提高栽培品种的多样性，有利于计划生产，另一方面也可以有效地防止病菌的扩散。 （3）蔬菜品质调控技术 在蔬菜收获前2~4天，将营养液替换成无氮营养液、清水或含有一定量渗调离子的水溶液，通过处理达到降低水培蔬菜硝酸盐含量，提高营养品质的目的。另外，针对病虫源进入设施的主要途径，制定减少病虫源携带进入的操作规程，减少病虫源进入风险，结合绿色防控技术的利用，形成高效的病虫害防控体系，提高蔬菜产品的安全性。 经济效益 以江苏常熟国家农业科技园区为例（17m2的人工光育苗系统配套2400m2的玻璃温室栽培系统），1年可育优质菠菜种苗150万株或生菜种苗80万株左右，与塑料大棚育苗相比，单位土地的利用效率可提高20倍以上。叶菜年产量达5万kg以上，单位面积产量提高50%以上，节约劳动成本70%以上，经济效益提高3倍以上。 社会效益 该栽培模式是以现有温室为基础，建立结合密闭式育苗系统的自然光型植物工厂，一方面有助于解决现有温室利用率较低的问题，提高温室利用率，另一方面也有助于降低叶菜生产劳动强度、减少能源消耗、提高叶菜品质安全，促进叶菜育苗技术进步，推动叶菜育苗集约化、产业化，实现设施叶菜的绿色标准化生产，提升叶菜产业竞争力，实现农业增产，农民增收。 作者：毕研飞，魏斌（江苏常熟国家农业科技园区管理委员会）；孟颖（南农大(常熟)新农村发展研究院有限公司）；唐政辉（常熟市农业科技发展有限公司）；钱春桃，杜南山（南京农业大学） 本公众号欢迎分享，凡转载文章，除了为作者署名外，还请在文章最前或者最后注明：本文转载自：温室园艺农业工程技术公众号。 |
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