物聯網加主要葉菜砂培技術初探

吳 菊，王呈陽，趙會娟

(1.舟山市農林科學研究院，浙江 舟山 316000； 2.舟山市定海區農技推廣中心站，浙江 舟山 316000)

物聯網加主要葉菜砂培技術初探

吳 菊1，王呈陽1，趙會娟2

(1.舟山市農林科學研究院，浙江 舟山 316000； 2.舟山市定海區農技推廣中心站，浙江 舟山 316000)

在物聯網對環境因子、肥水精確調控下，結合砂培技術，砂培基質組成是下面用5 cm厚的細砂，上面用5 cm厚的粗砂，其中細砂的粒徑組成在0.5～0.2 mm，其中0.3～0.2 mm為50.9%；粗砂的粒徑組成為1.0～0.3 mm，為0.8～0.4 mm為67.2%；在這種栽培模式下，基質的透氣性和保水保肥性達到一種較為理想的狀態，葉菜根系發達，生長勢強。本試驗研究的15種葉菜包括小青菜、小白菜、生菜、油麥菜、莧菜、香菜、菠菜、茼蒿、空心菜等，出苗快，出苗率高，出苗整齊，生長速度快，產量高，品質好且安全綠色。

物聯網； 葉菜； 砂培

隨著城市化進程的發展，葉菜在城市人口的消費量越來越大，但葉菜類蔬菜保鮮時間短，不耐貯運，所以城市周邊的葉菜類蔬菜產業帶發展較快，但傳統的葉菜露天或小棚生產，生產力低、農藥殘留嚴重、費人工，造成菜價貴，市場供應不穩定，因此改變生產方式，增加農業設施投入，利用現代農業技術，探索葉菜優質高效栽培模式，對解決城市葉菜供應緊張，保證葉菜高效、安全生產，滿足市場需要和穩定菜農收入有重要意義。物聯網技術是在互聯網技術基礎上延伸和擴展的一種網絡技術，近幾年國家大力推行“互聯網+”的概念，將互聯網技術與各行各業相結合，物聯網技術與農業相結合，可以大大提高農業生產力。砂培是利用砂石為基質進行的無土栽培方式，砂是無土栽培中應用最早的一種基質材料。砂培的葉菜具有產量高、生長速度快、潔凈、品質好、省水省肥、省人工等特點，且取材廣泛，價格低廉。

本試驗針對傳統的葉菜生產，產量低、農藥殘留嚴重、費人工，且菜價貴，市場供應不穩定等問題，結合物聯網環境控制技術和砂培技術，探討在物聯網環境控制、肥水一體化精確控制和砂培條件下考察15個品種葉菜的生育期、特性及產量表現，為葉菜的高效、綠色生產技術研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試葉菜品種有：香菇菜、蘇州青、日本皇冠青菜、精選上海青、日本抗熱青菜王、抗熱605、優選快菜369、德高快菜369、意大利生菜、抗熱油麥菜、花紅圓葉莧菜、泰國空心菜、耐熱大葉香菜、日本大葉菠菜、小葉茼蒿，共15個葉菜品種。

1.2 方法

1.2.1 栽培設施

利用物聯網技術控制溫室硬件設備，如根據天氣小氣候變化及時開關天窗、側窗、風機、濕簾、水肥一體化系統，溫室環境數據監測；如溫室的溫度、空氣濕度、光照、CO2濃度、土壤濕度、土壤溫度等，并將環境因子的數據時時記錄在電腦中，實現實時在線監測，自動化管理，實現對硬件或環境的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。

1.2.2 栽培槽與栽培模式

原土壤性質是黏土，把地面整平，適當夯實，降低滲透性，然后再鋪一層園藝地布隔離，然后用水泥小磚做栽培槽，槽高10 cm(2層磚厚)，為了保水先鋪一層細砂，粒徑在0.4～0.8 mm，厚度為5 cm；為了透氣性好，然后再鋪1層粗砂0.2～0.5 mm，厚度為5 cm，栽培基質厚10 cm，8 m寬的大棚，設5條栽培床，栽培床寬1.2 m，上面鋪5條滴灌帶，每條栽培床上面安裝一條噴灌帶，噴頭高度離栽培床面50 cm，為了使噴霧均勻，而對大棚的空氣濕度影響不大。

1.2.3 供水供肥系統

采用美國Huter公司的肥水一體化系統，通過物聯網將全溶性肥料20～30倍母液按100～200倍比例通過文丘里比例泵，在灌水的同時將肥料一起滴灌或噴施到葉菜上。供液主管直徑32 mm，支管直徑25 mm,滴灌直徑13 mm，水壓0.25 mpa，滴灌孔距20 cm，滴灌每孔滴水量是1.38 L·h-1，噴頭噴水量是40 L·h-1。

沙培的施肥方式除了施全溶性無土栽培肥料，還可以施尿素等全溶性氮肥。可以在葉菜植株25 d后，直接撒施到栽培床上，注意量要少，一般667 m2施500～1 000 g，視葉色情況，少量多次施肥，每周1～2次，注意撒施尿素的時候，要在葉片沒有水珠時，以免葉片上粘上尿素，燒葉，撒完肥料再打開噴霧，噴5～10 min。葉菜播種后1周內，設置噴霧2～3次，每次2 min，出齊苗后，停止噴霧，設置滴灌2～3次，每次2 min，當然，根據季節、天氣、氣溫、土壤濕度狀況，葉菜的生長狀況，每1～2周及時調整灌溉軟件的參數，溫室環境控制參數，保證基質濕度在60%～70%。

1.2.4 栽培基質物理性質

砂培是利用砂石為基質進行的無土栽培方式，砂是無土栽培中應用最早的一種基質材料。無土栽培的葉菜具有產量高、生長速度快、潔凈、品質好、省水省肥、省人工等特點。砂，取材廣泛，價格低廉。但砂的不同粒徑組成，物理性質存在很大的差異，決定了栽培效果，粗砂透氣性好而持水力弱，細砂及粉砂相反。砂作為基質，不僅支持植物，持水，砂粒之間的孔隙能供給植物需要的氧氣，砂粒本身能供給植物微量元素等[1]。研究表明，粒徑1.0～1.5 mm砂粒，其保水力為26.8%，0.5～1.0 mm的為30.2%，0.32～0.50 mm的為32.4%，0.23～0.25 mm為37.6%[2]。關于砂培基質的粒級以多大為宜，不同研究者的意見不一，一般用2.0～0.6 mm[3-4]，劉振[5]提出不能小于1 mm。Douglas[1]認為，小于0.6 mm的顆粒應占50%左右，其余應為較大的顆粒。Suzuki等[4]指出，植物根不能在粗砂粒中吸收必要的微量元素，通過試驗幾種砂，小于0.6 mm的顆粒達70%～100%，均獲得良好效果。本試驗采用的砂培基質組成是下面用5 cm厚的細砂，上面用5 cm厚度粗砂，基質容重1.35 g·cm-3，總孔隙度50.6%，基質持水量60%，空氣孔隙度7.8%。其粒徑組成如表1。

表1 粗砂和細砂的粒徑組成

粗砂細砂粒徑/mm占比/%粒徑/mm占比/%>100>05010～0816405～0415108～0623604～0318906～0443603～0250904～03127<02151<030

1.2.5 綠色防控設施

在大棚外路旁設太陽能誘蟲黑光燈，大棚天窗和側窗及門用防蟲網封閉，進行物理防蟲，將蛾類、蝶類昆蟲完全隔離在大棚外；在種植基質槽、砂、滴灌設備安裝完畢，試驗開始前，除去大棚內所有雜物、雜草，并進行全面的殺菌殺蟲處理，然后再進行試驗播種，播種后，栽培床上插上黃板誘蟲。

在此基質和設施設備條件下，8—11月分期播種，每個栽培品種的小區面積為10 m2，不設重復，考察幾種葉菜的生育期、植株特征特性、產量、病蟲害發生狀況。

2 結果與分析

從表2可以看出，在物聯網環境因子自動調控及肥水精確控制下，主要葉菜品種在砂培條件下，生長健壯，出苗整齊。8—9月，青菜類一般 5～7 d出苗，白菜類5 d左右，生菜7 d，油麥菜7 d，莧菜3 d左右，香菜在9月底播種時，出苗時間為10 d，菠菜在7～8 d出苗，茼蒿在8月11日播種，8 d出苗，出苗時間比正常的露地栽培基本要提早1～2 d；砂培的出苗率較高，試驗的青菜、小白菜、莧菜、生菜、菠菜、茼蒿出苗率基本在85%左右，只有香菜在70%左右。試驗的葉菜生長健壯，葉色正常，株高、開展度、葉片數與品種本身的性狀描述一致，30和60 d單株重等表現良好。

由表3可知，葉菜類蔬菜播種后需間苗1～2次，可以分批采收，小青菜在30 d左右就可以采收，一直采收超過100 d，產量會更高；快菜等白菜類葉菜，可以從20 d就開始間苗，采收雞毛菜、30 d采收小白菜，40 d采收中白菜，60～100 d連續采收結球白菜；生菜需要育苗，定植，60 d左右一次性采收；莧菜、空心菜、茼蒿根據品種特性，可以多次分批采收，1～2周采收1批，小區產量是60 d以前的總產量，產量表現較好，折合60 d以前的產量較高。

表2 葉菜砂培條件下的生育期及特征特性

品種播種期(月?日)667m2播量/kg出苗期(月?日)出苗率/%30d株高/cm30d開展度/(cm×cm)30d葉片數/片30d單株重/g60d單株重/g香菇菜08?1103008?1782218516×15952561024蘇州青08?2503009?0189325316×18102203905日本皇冠青菜09?2903010?0585520615×161052851106精選上海青09?2903010?0585221514×16112355984日本抗熱青菜王08?1703008?2382320513×141033821203抗熱60508?2503008?3189124317×17954051356優選快菜36908?1104008?1691628530×311065083203德高快菜36909?0904009?1588328230×31955623506意大利生菜08?2500309?0281518920×201058081505抗熱油麥菜08?2500309?0283620510×1073205825花紅圓葉莧菜08?1100108?1590230526×281203081006泰國空心菜08?1106008?1886535030×301004521152耐熱大葉香菜09?2905010?0870515318×19105112255日本大葉菠菜11?2010011?288061069×1075905138小葉茼蒿08?1103008?1985925215×15206123154

表3 葉菜砂培條件下產量表現

品種30d60d單株重/g單株重/g小區產量/kg667m2產量/kg香菇菜256102432302155蘇州青20390527901865日本皇冠青菜285110633102209精選上海青35598429381960日本抗熱青菜王382120336162412抗熱605405135640632710優選快菜369508320353013536德高快菜369562350657213816意大利生菜808150522801523抗熱油麥菜20582527871859花紅圓葉莧菜308100623331556泰國空心菜452115252853525耐熱大葉香菜112255688459日本大葉菠菜91138617412小葉茼蒿12315423351558

由表4可知，砂培的葉菜，播種前整個大棚全面噴一次殺菌殺蟲劑，環境整潔，無雜草，栽培期間基質濕度控制在65%左右，透氣性和保水性達到較好的平衡狀態，根系發達，生長速度快。砂表面干燥，加上溫室有風機，空氣濕度控制比較低，白粉病、灰霉病沒有發生，軟腐病在密度過高、地勢低、地下水位高、基質濕度過大的地方偶有幾株發生，所以控制基質濕度在65%左右，盡量降低空氣濕度是控制病害的關鍵。防蟲方面，裝上防蟲網，與外界隔離，基本沒有什么病蟲害，青菜和白菜里偶有發生菜青蟲，將蟲害控制在剛剛發生的時候，進行拔除，局部殺蟲處理。白粉虱在秋季時在生菜和白菜上偶有發生，在剛發生時，進行防蟲網隔離，棚內利用黃板黏蟲，整個一季栽培過程可以做到基本不用農藥，或局部用安全低毒農藥，葉菜綠色安全。砂培蔬菜，肥水足，口感脆嫩，品質好。

表4 各葉菜病蟲害發生情況

品種白粉病灰霉病軟腐病白粉虱菜青蟲斜紋夜蛾香菇菜無無無無無無蘇州青無無無無無無日本皇冠青菜無無無無無無精選上海青無無無無無無日本抗熱青菜王無無無無無無抗熱605無無無無無無優選快菜369無無偶有偶有無無德高快菜369無無偶有偶有無無意大利生菜無無偶有偶有無無抗熱油麥菜無無無偶有無無花紅圓葉莧菜無無無無無無泰國空心菜無無無無無無耐熱大葉香菜無無無無無無日本大葉菠菜無無無無無無小葉茼蒿無偶有偶有無無無

3 小結

在物聯網環境因子、肥水精確控制下，結合砂培技術，砂培基質組成是下面用5 cm厚的細砂，上面用5 cm厚度粗砂，其中細砂的粒徑組成是0.5～0.4 mm為15.1%，0.4～0.3 mm為18.9%，0.3～0.2 mm為50.9%，小于0.2 mm為15.1%；粗砂的粒徑組成為1.0～0.8 mm為16.4%，0.8～0.6 mm為23.6%，0.6～0.4 mm為43.6%，0.4～0.3 mm為12.7%。在這種栽培模式下，基質的透氣性和保水保肥性達到一種較為理想的狀態，葉菜根系發達，生長勢強。本試驗研究的15種葉菜出苗快，出苗率高，出苗整齊，生長速度快，產量高，品質好且安全綠色。一年多茬栽培，多茬采收，省人工，節水節肥，經濟效益好，投資不大，適合發展規模化現代葉菜基地。

[1] DOUGLAS J S. Advanced guide to hydroponics[M]. London：Pelham Books，1985：107-116.

[2] 姜新法. 砂培技術述評[J]. 農技服務，2008，25(1)：68.

[3] MESH H M. Hydroponic food production[M]. California：Woodbridge Press Publishing Co.,1983：162-184.

[4] SUZUKI H. The sandponics cultivation system//[M]Proceedings of the sixth international congress on soilless culture. wageningen：The secretariat of ISOSC，1984：651-660.

[5] 劉振. 砂培蔬菜[M]. 北京：北京農林科學院情報資料室編印，1984.

(責任編輯：張瑞麟)

2017-01-12

舟山市科技計劃項目(2014C31056)

吳 菊(1979—)，高級農藝師，本科，從事蔬菜無土栽培技術研究工作，E-mail：7032249@qq.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170515

S63

B

0528-9017(2017)05-0771-03

文獻著錄格式：吳菊，王呈陽，趙會娟. 物聯網加主要葉菜砂培技術初探[J].浙江農業科學，2017，58(5)：771-773，776.