張 超，徐 丹，劉康妮，陳宇沖，曹冬松（北京極星農(nóng)業(yè)有限公司，北京 100193）

生菜即葉用萵苣，屬菊科萵苣屬，生長周期短，葉片肥厚，口感脆甜，可生食，營養(yǎng)價(jià)值高，富含多種維生素、膳食纖維、蛋白質(zhì)等，原產(chǎn)歐洲地中海沿岸，在歐美市場需求量較大，近年來在中國種植規(guī)模也不斷擴(kuò)大，深受百姓喜愛[1]。生菜不耐高溫，適宜在涼爽的氣候下生長，最適宜的溫度是15～20℃，在低溫條件下，生菜產(chǎn)量高且品質(zhì)優(yōu)。當(dāng)溫度長時(shí)間超過30℃，會(huì)出現(xiàn)生長障礙，極易抽薹開花，嚴(yán)重影響產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益[2]。生菜不僅適合在土壤中栽培，也可以進(jìn)行無土栽培，包括基質(zhì)栽培和水培。水培技術(shù)具有提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)、減少勞動(dòng)力、節(jié)水省肥、周年連續(xù)生產(chǎn)、安全衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)，已發(fā)展成主流的生菜栽培方式之一[3]。水培技術(shù)包括營養(yǎng)液膜技術(shù)（NFT）、深液流水培技術(shù)（DFT）及動(dòng)態(tài)根浮技術(shù)（DRFT）等。其中NFT在生菜中應(yīng)用最廣[4]。NFT是把作物種植在淺層流動(dòng)的營養(yǎng)液中，營養(yǎng)液可循環(huán)使用的一種無土栽培方式，近幾十年來在全球興起，中國無土栽培起步較晚，但近年來發(fā)展速度很快，許多溫室均引進(jìn)了外國設(shè)備進(jìn)行運(yùn)營[5]。

現(xiàn)代玻璃溫室屬于高級(jí)設(shè)施農(nóng)業(yè)，主要采用現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化溫室內(nèi)環(huán)境條件，包括工程技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)、電子技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)等，利用該綜合環(huán)境控制系統(tǒng)可以直接調(diào)節(jié)室內(nèi)光、溫、肥、水、氣等諸多因子，可以實(shí)現(xiàn)不受自然條件約束的全封閉生產(chǎn)，以達(dá)到全年均衡生產(chǎn)的目標(biāo)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加高效[6-9]。

試驗(yàn)溫室及栽培系統(tǒng)介紹

生菜栽培試驗(yàn)在文洛式玻璃溫室中進(jìn)行，溫室占地面積2000 m2。由于生菜栽培對于加溫需求量低，在冬季可以實(shí)現(xiàn)用保溫代替部分加熱，以達(dá)到綠色節(jié)能的目的。本溫室綜合運(yùn)用了透光率和保溫率各不相同的頂部雙層氣候幕布和單層側(cè)墻幕布，從而達(dá)到了較為良好的節(jié)能保溫效果。此外通過配合幕布下的加溫管道（圖1a），可實(shí)現(xiàn)冬季溫室內(nèi)溫度保持在12℃以上。為減少春季和冬季寡照天氣對生產(chǎn)的影響，本溫室內(nèi)安裝了1000 W的高壓鈉燈人工補(bǔ)光系統(tǒng)（圖1a），同時(shí)其產(chǎn)生的熱量可以減少天然氣鍋爐的使用。在夏季，由于生菜喜涼，可通過使用頂部循環(huán)風(fēng)機(jī)及下部的風(fēng)筒進(jìn)行散熱（圖1b），使室內(nèi)溫度始終保持在25℃以下；為降溫增濕，本溫室內(nèi)配備了高壓噴霧降溫系統(tǒng)；另外在夏季通過噴涂屋頂涂料，進(jìn)行部分遮陽，能夠阻擋紅外線進(jìn)行降溫；同時(shí)營養(yǎng)液在高溫天氣下，會(huì)啟動(dòng)灌溉液冷卻裝置，使灌溉液溫度低于24℃。栽培槽垂直擺放于栽培架上，液壓驅(qū)動(dòng)塊卡在栽培槽下部的凹槽內(nèi)，通過控制器移動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊可實(shí)現(xiàn)前后移動(dòng)，方便工人進(jìn)行采收，并且通過栽培槽末端長短端交錯(cuò)擺放（圖1c），避免葉片相互遮擋，實(shí)現(xiàn)最大光照利用率和土地利用率。每根栽培槽對應(yīng)一個(gè)出水口且栽培槽擺放時(shí)靠近回水端，防止?fàn)I養(yǎng)液澆到槽外。

圖1 試驗(yàn)溫室環(huán)境及栽培系統(tǒng)

溫室內(nèi)環(huán)境信息，如溫度、相對濕度（RH）和CO2濃度，由Priva傳感器監(jiān)測并上傳（圖1d），如有異常能夠立即發(fā)出警報(bào)，及時(shí)進(jìn)行人工調(diào)整。灌溉數(shù)據(jù)（如灌溉量和頻率，EC及pH）同樣通過溫室中Priva傳感器監(jiān)測并上傳。光照信息，如即時(shí)光照量及光照累積量，則由PAR傳感器監(jiān)測并上傳。

生菜品種選擇

通過對比發(fā)芽率及對各種環(huán)境的耐性，選擇‘奶油紅’‘奶油綠’‘橡葉紅’‘橡葉綠’4個(gè)品種，均由瑞克斯旺（中國）農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

育苗技術(shù)

播種在基地的育苗溫室中進(jìn)行，將35 mm椰糠基質(zhì)塊開口朝上放入72孔穴盤內(nèi)（圖2a），后將其放置在潮汐式育苗床上，澆營養(yǎng)液（EC為1.6 mS/cm，pH為7.4）使基質(zhì)吸水飽和，將生菜種子播進(jìn)基質(zhì)塊孔中，每孔1粒。播種完成的穴盤按品種集中擺放，標(biāo)記品種和播種日期，后用噴壺向播種完成的穴盤表面噴水，至種子包衣浸濕為止，最后用無紡布覆蓋保濕，至種子發(fā)芽后移除。除椰糠外，花泥也常用作基質(zhì)（圖2b）。每天需巡視基質(zhì)水分情況，及時(shí)澆水，防止基質(zhì)干燥。育苗區(qū)白天溫度為22～24℃，夜晚根據(jù)外界天氣進(jìn)行加溫，并同時(shí)啟動(dòng)簾幕保溫，夜間溫度保持在12～14℃，一般3天即可發(fā)芽出苗。

為節(jié)約能源，播種除在育苗溫室中，還可以在植物工廠中進(jìn)行（圖2c）。植物工廠是一種通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制，實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)[1]。通過人工設(shè)置，可以達(dá)到種子萌芽和幼苗生長的最佳環(huán)境條件。植物工廠使用LED燈,立體栽培苗床，空調(diào)加熱、降溫和通風(fēng)系統(tǒng)等。白天光照時(shí)長為13 h，開燈時(shí)溫度控制在24℃，夜間關(guān)燈后溫度為16℃，2～3天后即可出苗。

圖2 育苗

栽培管理

生菜移栽

當(dāng)幼苗長出三葉一心后即達(dá)到定植標(biāo)準(zhǔn)（圖3），可分批轉(zhuǎn)移至種植區(qū)。輕輕拿出基質(zhì)盤中的生菜苗，直立擺放到栽培孔中，每個(gè)品種移栽完成后，標(biāo)記品種名稱、播種日期和移栽日期，移栽完成后再次檢查栽培槽與出水口是否對齊。

圖3 定植標(biāo)準(zhǔn)

移栽后環(huán)境及水肥管理

移栽至種植區(qū)后白天溫度控制在25℃，夜間降至12℃左右。定植后，生菜的灌溉使用NFT系統(tǒng)，設(shè)置25～40 min澆1次，一次3～5 min。營養(yǎng)液的配置是NFT栽培技術(shù)的核心，營養(yǎng)液配方以及控制直接影響到作物的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)[9]?？墒股藢I(yè)配方，或一般葉菜專用肥，A肥和B肥分開配置，營養(yǎng)液配制的水為干凈無污染的RO純水，配置時(shí)需調(diào)節(jié)EC在1.5 mS/m左右，pH在7.5左右。

綠色生產(chǎn)

溫室每兩個(gè)生長架之間的下部均固定一條黃粘帶（圖4a）；溫室上部配備硫磺熏蒸器消毒殺菌殺蟲（圖4b）；定期使用次氯酸鈉對溫室入口地面及生菜倉庫進(jìn)行噴灑消毒處理；嚴(yán)格限制非工作人員進(jìn)入溫室，工作人員需佩戴手套，穿著白大褂，并用酒精消毒后再進(jìn)入溫室并及時(shí)關(guān)門。

圖4 病蟲害防治

采收

當(dāng)單株質(zhì)量大于140 g時(shí)即可進(jìn)行采收，一般為定植后21～25天。為保證生菜干凈衛(wèi)生，要求采收筐內(nèi)套袋。采收時(shí)將生菜帶根取出，根部朝下放進(jìn)采收筐內(nèi)，根據(jù)生菜大小，每筐擺放9株或12株，最后將套筐袋封口防止失水（圖5）。前端生菜采收完成后，利用驅(qū)動(dòng)裝置移動(dòng)栽培槽以便于采收，同時(shí)注意檢查后面的栽培槽澆水是否正常。采收完成的生菜用平板車運(yùn)輸至冷庫儲(chǔ)藏，采收完成的栽培槽則放置運(yùn)槽車上，運(yùn)送至洗消車間。

圖5 工人采收

園區(qū)人力管理

生菜栽培共有4～5名工作人員，每周均需進(jìn)行播種、移栽、采收工作，每個(gè)工種集中共同工作，播種及移栽各需1～2天，采收需2～3天。如無特殊情況，周一和周二進(jìn)行播種和采收工作，周三進(jìn)行采收和移栽工作，周四進(jìn)行移栽和沖槽工作，周五進(jìn)行采收或移栽工作。每日工作內(nèi)容可根據(jù)客戶需求量及工作人員人數(shù)的不同靈活變通。

清洗種植設(shè)備

在種植過程中，栽培槽可以重復(fù)循環(huán)使用，但每次采收后會(huì)有較多斷根殘留在槽內(nèi)，阻塞營養(yǎng)液流動(dòng)，其次，出于衛(wèi)生考慮，在每茬生菜種植前都需將上一茬作物的殘留物清理干凈，因此每茬生菜采收結(jié)束后都需進(jìn)行沖槽。首先將栽培槽放置在沖洗架上，槽與槽之間留2～3 cm間距，再將泵車注滿水（圖6a），啟動(dòng)泵車，用高壓噴槍將栽培槽表面及內(nèi)側(cè)的根須、爛葉、基質(zhì)等沖洗干凈。最后將沖洗干凈的栽培槽控水（圖6b），后轉(zhuǎn)運(yùn)到栽培槽擺放區(qū)備用。

圖6 種植設(shè)備

總結(jié)

在現(xiàn)代玻璃溫室中種植生菜可以實(shí)現(xiàn)全年均衡生產(chǎn)，不受到外界天氣因素的困擾，不論冬季夏季，在溫室內(nèi)均可保持相同的穩(wěn)定氣候，定植后管理相對簡單，不需人工管控，電腦可以自動(dòng)根據(jù)監(jiān)測的天氣情況調(diào)整天窗、幕布來為生菜創(chuàng)造最優(yōu)的生長狀態(tài)。同時(shí)NFT水培模式保證供水的充足性和衛(wèi)生性。通過從種子、基質(zhì)等耗材端控制質(zhì)量，從人員、入口、工具等方面嚴(yán)格消毒，杜絕病蟲害，溫室中種植的生菜無需用藥，更加綠色健康，品質(zhì)更好。