基于輪作的溫室巖棉循環利用技術

丁小濤 何立中 周強 卜立君 余紀柱 金海軍

導讀：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季節循環利用的栽培技術，結果表明，巖棉栽培基質有效使用期在2年以上， 不僅節約了生產成本，還能促進作物的生長，使產量穩定， 實現了蔬菜的低碳、綠色生產。

近年來我國設施園藝發展迅速， 設施園藝種植面積逐年增加，已經成為世界設施園藝面積最大的國家[1，2]。巖棉是一種很好的栽培基質，其孔隙率90%以上，具有吸水和保水性強、無毒無菌、物理特性穩定、質量輕、易搬運等優點。荷蘭園藝生產中采用巖棉栽培的面積占世界無土栽培總面積的70%，溫室巖棉栽培的黃瓜、番茄的產量高、質量好[3，4]。但我國以巖棉作為主要基質的栽培模式較少，究其原因，主要還是我國栽培管理專業化程度不高、巖棉的后續處理比較麻煩等[5]。荷蘭溫室栽培的巖棉使用1年后有專業的企業回收，可以作建筑用磚等無害化處理， 而我國暫無巖棉回收的有效辦法，那么研究巖棉的循環利用，最大限度地延長巖棉有效使用時間，是促進巖棉栽培發展的重要途徑。 據此，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，該技術模式下巖棉栽培基質有效使用期在2年以上，實現了巖棉有效循環利用。

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，位于國家設施農業工程技術研究中心崇明基地。 用0.3%～0.5%的衛可或漂白粉溶液對整個育苗溫室進行噴施消毒， 播種前再噴施75%百菌清可濕性粉劑800 倍液和45%啶蟲脒水分散粒劑2000 倍液1次， 并確保溫室沒有雜草，播種前保證整個溫室處于封閉狀態。 用0.3%的84 消毒液對苗床（苗床尺寸6.1 m×1.7 m）進行消毒，晾干后待用。

1.2 巖棉基質及營養液配制

栽培基質選擇荷蘭Groda 生產的巖棉條（Master，100 cm×20 cm×7.5 cm）、巖棉塊（10 cm×10 cm×7.5 cm），巖棉穴盤尺寸為60 cm×41 cm×5 cm，240 孔，內置240 個巖棉塞，播種前將巖棉塞用EC 值為1.5～2.0 dS/m、pH 值為5.5 的營養液浸泡24 h， 保證所有巖棉塞充分吸水。 營養液配方參考栽培咨詢公司并加以改進。 現代溫室灌溉用水全部為收集的雨水，雨水經超濾處理后使用。

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）農業科技有限公司提供，于2016年8月29日播種于巖棉塞中，每個巖棉塞中播1粒種子，上面覆蓋0.5～1.0 cm 厚的蛭石，將巖棉穴盤放入培養箱中，設置為溫度28℃、濕度90%，出苗后放置到栽培溫室苗床上。 溫室光照強度大于400 W/m2（1 W/m2=98 lx）時，打開外遮陽網；溫室溫度超過30℃時，打開風機排管降溫，晚上打開溫室所有天窗降溫，根據降溫成本，降溫至25℃左右。

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

③育苗期管理 當幼苗長至2 葉1 心時，為防止徒長，可適時安排定植，一般12～20 株/m2，如果現花蕾時定植，間距最好不大于12 株/m2。 此時灌溉可以根據巖棉塊質量進行，保證每個巖棉塊質量不低于300 g， 一般灌溉（營養液EC 值為2.0 dS/m，pH值為5.5）至巖棉塊1/2 以上高度為宜，半小時后將多余的營養液排掉。

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孔，于定植前1 天灌滿營養液并浸泡24 h，將幼苗直接定植到開好孔的巖棉條上，每個巖棉條定植5 株，定植密度約為2.3 株/m2，每株幼苗附近插1 個滴箭，插入2/3為宜。 定植后巖棉條末端底部開口，利于排掉多余的營養液。

②灌溉及溫濕度管理 定植時，巖棉中營養液較多，要適當控制灌水，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，灌水最大等待時間設置為3 h，最小等待時間1 h，每次灌水量為200 mL/m2。光輻射累積的影響設置為200 J/cm2。定植后每天記錄單個滴箭的灌水量及EC 值、pH 值， 巖棉條內的EC 值、pH 值，排液量及其EC 值、pH 值，并適當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。至果實采收前滴灌的營養液EC 值保持為2.0～2.5 dS/m，pH 值保持在5.5。 設置日出后2 h 開始滴灌，日落前2 h 停止灌溉。 定植后通過遮陽網和溫室降溫設備（ATU，空氣處理機組），使溫室白天溫度盡量不高于30℃，夜間增加通風和使用降溫設備， 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%。 及時打掉所有側枝，只保留1 個主枝，保證成株約有20 個展開的功能葉。

番茄

③結果期管理 開花前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。 坐果后及時疏果，佳西娜為雞尾酒串番茄品種，一串保留8 個果實即可； 待整串番茄都轉色變紅后，及時采收，一般玻璃溫室每周采收1次。 采收期， 營養液EC 值調整為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置為100 J/cm2。 灌溉最短等待時間為15 min，最長等待時間為1.5 h。 白天通風溫度設置為22～25℃，加溫溫度設置為20～23℃；晚上通風溫度設置為16～18℃，加溫溫度設置為14～16℃；有補光條件的溫室，可以在陰雨天或者光照較弱時補光，如白天外界光照強度低于100 μmol·m-2·s-1時， 打開補光燈補光。 采收期，應根據情況去除老葉和落蔓，一般1 周去下部老葉1次、落蔓1次。 現代溫室生產中因溫室濕度可以有效控制，同時保持空氣持續循環，所以較少發生真菌性病害。 主要蟲害為白粉虱，4月白粉虱逐漸增多，此時要注重溫室衛生，保持溫室清潔，避免無關人員進入溫室，番茄采收后可以用生物肥皂100 倍液或45%啶蟲脒水分散粒劑2500 倍液噴霧防治；如白粉虱不嚴重，可通過定期投放天敵捕食螨進行防治。

2016年11月25日開始采收，2017年7月24日拉秧，采收期8 個月，667 m2產量約17400 kg。

2 甜瓜巖棉循環栽培

2.1 播種及出苗后管理

①播種 2017年7月14日，對甜瓜品種脆禧、綠天使（由上海市農業科學院園藝所提供）用55℃溫水燙種15 min，常溫浸種5 h 后放在30℃培養箱中催芽，種子發芽后，將種番茄的巖棉條直接戳直徑為1.5 cm、深2.0 cm 的小洞，將發芽的種子放入洞中，然后蓋上蛭石，灌適量清水保濕。 此時番茄仍正常生長，能對巖棉起到遮蔭降溫的效果，同時因番茄植株的蒸騰作用， 溫室內溫濕度較為適宜，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，防止過度遮蔭造成甜瓜苗徒長。甜瓜1 葉1 心時，將番茄植株全部拉秧，調整灌溉策略。 灌溉營養液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%為依據進行設置。 溫室用ATU 進行降溫，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 節的側枝，一般側枝第1 節便會有雌花， 側枝留2 片葉后摘心，雌花開放當天早上，用當天開放的雄花在雌花柱頭上輕輕涂抹。 如果工作量過大，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 個雌花授粉坐果，然后將多余的側枝全部打掉。 授粉后及時去除老葉，防止消耗營養，同時有利于通風。當幼瓜雞蛋大小時疏果，每株只保留1 個長勢良好的甜瓜。 植株長至25 片葉左右時（根據溫室高度和植株生長狀況確定）摘心。

②授粉后管理 甜瓜生長期間及時繞蔓，防止繞蔓不及時導致斷頭現象， 一般3 天左右繞蔓1次，繞蔓時及時將新長出來的卷須去掉，減少養分消耗。此時灌溉營養液的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%進行設置。使用ATU、天窗和外遮陽網進行降溫，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，因此授粉時要做好記錄，做到及時采收，否則過熟采收，果實品質下降，不利于銷售。 本茬口甜瓜脆禧授粉后約45 天采收，單果質量2.0～2.5 kg；綠天使授粉后50～55 天采收，單果質量1.5～2.0 kg。 整個栽培茬口甜瓜667 m2產量可達3000 kg。2017年10月10日對所有甜瓜植株拉秧，并用0.3%～0.5%的衛可或漂白粉溶液對溫室進行噴施消毒。

2.3 植保管理

現代溫室因可以有效控制室內溫濕度，真菌性病害發生很少，但白粉病時有發生，可以通過噴施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。蟲害主要有白粉虱、薊馬和紅蜘蛛等。 白粉虱可以通過張貼黃板、噴施45%啶蟲脒水分散粒劑2500 倍液進行防治；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 倍液進行防治； 此外， 白粉虱、蚜蟲、紅蜘蛛等還可以通過噴施生物肥皂100 倍液或使用天敵捕食螨（根據蟲害為害程度分次投放，每次500 頭/m2）進行有效防治。

3 茄子巖棉循環栽培

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，對2 個不同茄子品種[安吉拉、薩蔓莎，包衣種子，由瑞克斯旺（中國）農業科技有限公司提供]進行播種。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 天內晴天時要適當遮蔭，9：00 開始滴灌EC 值為1.5 dS/m、pH 值為5.5 的營養液， 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 的營養液即可。

②出苗后管理 苗期溫室白天通風，溫度設置為23℃，晚上設置為18℃；此期室外溫度較為適宜，不需要加溫，以通風為主，晴天要適當利用外遮陽網遮蔭，一般當外界光照強度超過500 W/m2時，遮陽網設置為80%打開。 隨著幼苗不斷長大，適時調整灌溉策略，適當增加灌溉量，確保溫室每天的排液量占灌水量的20%左右， 營養液EC 值提高至2.0 dS/m，pH 值保持為5.5。

3.2 結果期管理

此時要注意保溫， 晚上溫度低于17℃時應加溫，日出前2 h 通過ATU 和加熱管道將溫度提高至19℃，太陽出來之后，通風溫度設置為22～24℃；日落后溫室內溫度下降較快，一般日落前2 h 打開保溫簾幕保溫，第2 天日出后2 h 逐漸收起。

結果期灌溉營養液的EC 值為2.5 dS/m，pH 值5.5，一般日出后2 h 開始灌溉，日落前2 h 停止灌溉， 以光照累積量為依據設置灌溉時間和灌溉量，確保溫室每天的排液量占灌水量的20%左右。結果期要及時采收果實、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生。 同時注意及時通風，盡量增加溫室CO2的含量，晴朗天氣可以結合天窗開關和ATU 換新風提高溫室內CO2濃度。

茄子從2018年1月17日采收至2018年4月23日，667 m2產量約4000 kg。 拉秧后，用0.5%的漂白粉溶液對溫室進行消毒。

3.3 植保管理

茄子抗病性強，另外溫室環境可控，病害基本不發生。 主要蟲害為紅蜘蛛、薊馬，防治方法同甜瓜。

4 黃秋葵巖棉循環栽培

4.1 播種及出苗后管理

2018年4月25日對黃秋葵（黃秋葵1 號，由上海市農業科學院園藝所提供） 進行浸種催芽，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，營養液EC 值設置為1.0 dS/m、pH 值5.5。

出苗后灌溉營養液EC 值設置為1.5 dS/m、pH值5.5，灌溉最大等待時間4 h，最小等待時間2 h，光照積累量設置為300 J/cm2，灌溉量為排液量的20%～30%為宜。 設置白天通風溫度為25℃， 晚上16℃， 白天外界氣溫較為適宜，ATU 換新風的比例應超過50%。 且此期外界光照充足，當外界光照超過500 W/m2時，遮陽網設置為80%打開。

4.2 結果期管理

黃秋葵采收期，外界溫度較高，且光照充足，此期以通風降溫及適當遮蔭為管理重點。 使用ATU結合遮陽網進行降溫， 確保溫室白天溫度不高于35℃，晚上25℃左右。 白天光照超過700 W/m2時，外遮陽打開80%，白天ATU 運行仍以換新風為主，一方面降低溫室溫度，另一方面提高溫室內CO2濃度。 營養液EC 逐漸增加到2.5 dS/m，pH 值保持5.5，日出后2 h 開始灌溉，日落前2 h 停止灌溉，以光照累積量為依據設置灌溉時間和灌溉量，確保溫室每天的排液量占總灌水量的20%左右。黃秋葵開花后，及時摘除凋零的花瓣和衰老的葉片，防止濕度過大導致果實腐爛；同時要多通風，保持ATU 運行，以降低濕度，預防真菌性病害的發生。 果實成熟后及時采收，過熟果實變硬，影響品質和口感。 從2018年6月21日采收至2018年9月4日，667 m2產量約1650 kg。

秋葵

4.3 植保管理

溫室黃秋葵沒有蟲害發生，但凋零花瓣未去掉會誘發灰霉病， 生產管理中應及時去掉凋零花瓣，同時加強通風、運行ATU 以換風，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

通過番茄—甜瓜—茄子—黃秋葵輪作的栽培模式，成功實現了不同類別蔬菜在同一巖棉基質上的栽培生產，使巖棉使用期達到2年，有效延長了巖棉基質的使用時間，不僅節省了生產成本，而且產量也有所提高。 另外溫室栽培管理易標準化，溫室環境可控性強，可以有效結合生物防治，達到綠色、高效生產的目的。

2018年秋季，用栽培了2年作物的一部分巖棉再次種植番茄，也表現出了良好的效果，和新巖棉種植沒有明顯差異；研究還發現，使用了2年的巖棉經浸泡后播種青菜，效果也很好，且可以連續多次種植雞毛菜?？傊ㄟ^不同科屬蔬菜作物的輪作，完全可以使巖棉基質多次循環利用，從而節約生產成本，實現低碳、綠色、可循環的蔬菜巖棉栽培生產模式， 豐富現代溫室的栽培管理技術理論和實踐。