本文以叶用莴苣‘意大利生菜’为试材,采用基质栽培方式,在普通日光温室中进行叶用莴苣的层架式栽培试验,研究基质厚度、基质配比以及追肥量对叶用莴苣生产效果的影响,旨在为叶菜层架式基质栽培技术提供理论依据。
随着农业高质量发展的推进和“大食物观”的提出,设施农业对土地利用率和单位产 出率要求更高,利用立体栽培可以提高单位面积 的蔬菜产量,更有效的利用温室的空间。特 别是对于叶菜来说,日常需求量大,本身含水分 又多,不适于长距离运输,植物工厂就成为了叶 菜生产的首选,为此受到世界各国的高度重视, 然而植物工厂建设成本高、运行成本和设备成本 也很高,限制了其走向更广阔的市场。日光 温室是北方城市近郊蔬菜生产的主要载体,在温 室中进行层架式栽培发挥立体优势可显著提高单 位面积产量,降低单位产量生产成本,使生产者 获取更大收益。
层架式立体栽培较传统平面种植模式可以提 高单位面积产量 4~6 倍,有效提高土地和自然资 源的利用率,同时便于人工管理和机械化。栽 培类型主要有营养液栽培和基质栽培两种类型。目前大多数层架式立体栽培所选用的都是比较流 行的营养液栽培,但营养液配制和管理相对复杂, 所耗费的成本也较高,有时由于停水停电造成很 大的损失。基质栽培是指用固体基质固定植物的 根系,并提供一定的水分和营养的一种无土栽培 方式。相对来说基质栽培成本较低,现已逐步 被推广。本课题组就基质铺设厚度、基质配比 和追肥等技术环节进行了一系列的试验,总结出 了一套在日光温室中进行叶用莴苣层架式立体基 质培的关键技术,现介绍如下,供大家参考。
栽培层架主要由 30 mm×50 mm 的多功能 角钢组装而成,综合考虑其承受力和操作便利性, 设置为长 1.5 m、宽 0.5 m、高 1.5 m 的架子, 共分四层,自上到下依次为 1(顶层)、2、3、 4(底层)层,层间距均为 0.45 m(根据叶用莴 苣生长的高度确定),最下层距地面 0.15 m, 连接处用螺丝固定,各层间用铁片支撑。为了提 高栽培层架承重能力和减少水分流失,在各层间 铺设硬质塑料网、窗纱和黑色地膜。在该设计模 式下,每层栽培 30 株叶用莴苣‘意大利生菜’, 一个栽培架四层共种植 120 株。考虑到采光,栽 培层架在日光温室中采用南北摆放,栽培架与栽 培架之间的间距为 60 cm(图 1)。
立体栽培模式选用基质培时,不仅要选用 轻型基质,同时基质的铺设厚度选择也很重要, 既要考虑栽培架的承重能力,还要顾及根系环境 的稳定性。基质太厚,对立体栽培架的承重要求 高,进行工厂化生产的设备和管理成本都会相应 增加;基质太薄,作物根系环境稳定性差,保水 保肥性能差,养护成本高。为此课题组就基 质厚度进行了探究。以育苗基质与羊粪体积比 3:2 复混基质为主,采用春、夏两季温室栽培,研究 了不同基质厚度(6、10、14 cm)对叶用莴苣根 系环境和产量的影响。主要研究结果如下。
随机选取 4 天典型的 阴、晴天作代表,观察叶 用莴苣根际温度的日变化。由图 2 可知,晴天 6 cm 处 理的叶用莴苣根际温度的 日较差最大,并且升温和 降温都很迅速,而 10 cm 和 14 cm 处理的根际温度 变化幅度相对较小。阴天 时根际温度日变化幅度均 较小,10 cm 和 14 cm 处理 的根际最低温均高于 6 cm 处理,起到了一定的保温 和缓温作用。
图 3 为采收后不同基 质厚度处理叶用莴苣的单 株鲜重和干重。由图可以 看 出,10 cm 和 14 cm 处 理的单株鲜重及干重差异 不大,且均显著高于 6 cm 处理。春季试验中,10 cm和 14 cm 处理的单株鲜重分别比 6 cm 处理高 45.4%、47.8%,达到了 100.3 g 和 102.0 g, 且 两处理间差异不显著。同时,单株干重与其鲜重 保持着相同的变化规律,10 cm 和 14 cm 处理的 单株干重差异不显著,均高于 6 cm 处理。夏季 试验与春季试验结果基本一致。
从上述结果可以看到,基质厚度 10 cm 和 14 cm 处理叶用莴苣的根系环境稳定,生长差异 较小,均显著优于基质厚度 6 cm 处理。综合考 虑栽培架承重及成本,认为 10 cm 厚度的基质适 用于叶用莴苣层架式栽培。
基质培选用栽培基质的好坏直接影响蔬菜 的生长与品质。泥炭是世界公认的一种优良的栽培基质,且属于轻型基质,适用于层架式栽培, 但其成本高且不可再生,而且养分不能满足植株 的生长。因此,来源广泛、价格低廉且肥效 较高的农业废弃物开始被种植户所重视。农业废 弃物是种植业废弃物、农产品加工废弃物、畜禽 粪便和农村居民生活废弃物的总称,通过一定的 处理,农业废弃物可以变废为宝,成为良好的栽 培基质。
为此课题组选用泥炭与当地易取且价格低廉 的农家肥(羊粪、牛粪)做基质原料,将泥炭与 羊粪、牛粪按不同体积比混合,设计了 7 个处理, 以纯泥炭作为对照组,各处理的基质配方见表 1。定植前提前按体积比将基质混合均匀,铺设在栽 培床上,基质铺设厚度为 10 cm。一个配方用于 一个栽培架,主要分析不同的基质配方对叶用莴 苣生长的影响,力求寻找适宜叶用莴苣生长且成 本较低的基质配方。
表 2 为栽培结束后不同基质配方处理各栽 培层的叶用莴苣地上部单株干、鲜重。由表 2 可 知,地上部单株鲜重(4 个栽培层的平均值)以 T3、T5、T7 的处理较高,分别比纯泥炭 CK 高 10.41%、3.25%、0.22%,其他处理均低于 CK。地上部单株干重以 T3 与 T5 处理较大,分别比 CK 高 33.21%、35.42%,其他处理间差异不显著。由此可见有机肥可以部分替代泥炭,不仅降低成 本,还可以提高叶用莴苣的产量,以泥炭 : 羊粪 : 牛粪体积比为 3:1:1 效果最佳。
在试验过程中发现,无论哪种基质配比, 在叶用莴苣生长后期都发生了缺肥的现象。为此,课题组在筛选出的基质配方(泥炭 : 羊 粪 : 牛粪体积比为 3:1:1)基础上进行了不同 追肥量的试验,把总追肥量等分成 3 个梯度, 设计成 3 个处理(高施肥量组 F 1、中施肥量组 F 2、低施肥量组 F 3),以不施肥组 F 0 作为对 照组。第一次统一追总施肥量的 2/3,第二次 追 1/3,定植 1 8 天后进行第一次追肥,2 8 天 后进行第二次追肥,每次按 0.5% 的浓度稀释 后,用量杯按体积均分准确追肥于每株叶用莴 苣的根部。每个处理的追肥量见表 3,表中的 追肥量为一个栽培架的量(体积为 0.3 m3 )。定植前提前按体积比将基质混合均匀,铺设在 栽培床上,基质铺设厚度为 10 cm。一个处理 用于一个栽培架,每个栽培架(四层)定植 120 株叶用莴苣。
表 4 为定植 28 天与 38 天(采收时)不同追 肥量处理下各栽培层叶用莴苣的地上部单株干、 鲜重。由表 4 可以看出,地上部单株鲜重在 28 天与 38 天时表现出的结果一致,各栽培层的结 果也大致相同:F1 > F2 > F3 > F0,追肥能显 著提高叶用莴苣地上部的单株鲜重,随着追肥量 的增加,单株鲜重也在增加。同时,单株干重与 其鲜重保持着相同的变化规律,单株干重随着追 肥量的增加也在增加。
试验表明,基质中增加有机肥的配方并不能 完全满足叶用莴苣快速生长期的养分需求,中后 期追施氮、钾肥能提高叶用莴苣的产量。同时得 出在泥炭 : 羊粪 : 牛粪按体积比为 3:1:1 配方的基 础上,定植 18 天、28 天后,分别追施 50 g/m3 尿素 +48 g/m3 硫酸钾、25 g/m3 尿素 +24 g/m3 硫 酸钾时更能促进叶用莴苣的生长。
基质层架栽培生菜,生长 28 天单株重可达 80 g,补充追肥生长 38 天后,单株重可达 122.5 g,达到采收标准。每层栽培 30 株,四层(实际占地 面积 0.75 m2 )可栽培 120 株,产量约为 15 kg。以 38 天 1 茬记,年内可达 8~9 茬,生产效率是非常 高的,接近植物工厂水平。本技术可以在日光温 室、塑料大棚等大中型设施中应用,设计建造成 本与运行费用较低。也可在室内补光利用、在庭 院、设施周边应用,是提升土地利用效率的途径之一。
日光温室中叶用莴苣的层架式栽培,可以充 分利用温室后墙或地面,增加栽培面积,提高土 地利用率和提高产量,同时能够降低运行成本, 获取更大的经济效益,但是层架式栽培的基质厚 度、基质配比以及追肥量显著影响叶用莴苣的生 产效果。研究证明基质厚度为 10 cm,基质配比 以泥炭 : 羊粪 : 牛粪按体积比为 3:1:1,且在定植 18、28 天后,分别追施 50 g/m3 尿素 + 48 g/m3 硫酸钾、25 g/m3 尿 素 +24 g/m3 硫酸钾时更能 促进叶用莴苣的生长,提高单位面积产量,获 得更大效益。在实际生产中,设施内栽培层架 的摆放可以根据不同设施类型的跨度以及通风 透光情况进行适当调整。综合来看,在设施内 进行层架式基质培是可行的,以期为种植者提 供技术参考。


