設施蔬菜可持續生產措施分析

孫東文，馮光輝，孔福苓，馮藝哲，楊天儀，張海娟

（淄博市蔬菜辦公室，山東淄博 255000）

隨著農業工程技術的不斷進步，設施蔬菜栽培也迅速發展起來，是一種集約化程度高、環境設施和技術以及相應操作管理方法配套的綜合農業生產體系。設施蔬菜栽培不同于傳統農業，完全或部分擺脫了自然氣候和土地條件的制約，可以人為調控環境因子，為蔬菜提供最佳或較適宜的生長發育空間，有效改善農業生態條件，是實現蔬菜優質高產的有效途徑[1-2]。目前我國設施蔬菜的栽培技術水平較發達國家相比普遍較低，生產中面臨著設施內光照弱、溫度低、濕度大、二氧化碳濃度低，土壤有機質含量少、土壤板結和酸化，蔬菜生長弱、抗性差，病蟲害發生重、防控困難等一系列問題[3-4]。為全面提高設施蔬菜栽培技術，提升生產質量與效益，保護生態環境，促進產業可持續發展，本文結合“設施蔬菜生態可持續栽培技術研究集成與推廣技術研究”項目成果和前人研究，集成了設施蔬菜生態可持續栽培技術，主要包括小氣候綜合調控、土壤培肥、蔬菜精準栽培、病蟲害生態防控等方面。

1 設施小氣候環境改善技術

本項目從光照、溫度、濕度、二氧化碳、風等方面進行了設施環境研究，以改善設施內小氣候、微氣候條件，為蔬菜生長創造有利的小氣候環境。

1.1 改善光照條件

蔬菜育苗過程中經常因弱光、低溫環境影響幼苗質量，補光是提高幼苗質量的有效措施之一。光照能為設施小氣候提供溫度條件，為蔬菜光合作用提供能源。設施內冬季光照時間短、光照強度弱，一般會導致生產的蔬菜味道不足、口感變差。

1.1.1 補光燈補光技術

蔬菜育苗過程中經常因弱光、低溫環境影響幼苗質量，補光是提高幼苗質量的有效措施之一。徐蘇萌等[5]通過引進2種植物生長補光燈，在番茄、黃瓜、茄子3類作物育苗中應用補光技術，試驗結果表明，應用2種補光燈均能縮短育苗周期、提高壯苗指數,可提前定植移栽；綜合3個試驗點的結果，杭州臨安佳遇科技有限公司植物生長補光燈表現較好。

補光燈安裝方法：沿設施東西向，采用等行距兩行對稱并列安裝植物補光燈，補光燈安裝間距為3 m，每667 m2大棚一般安裝60盞。茄果類、瓜類蔬菜補光燈的安裝高度為0.9～1.2 m。

補光時間與時長：當設施在夜間覆蓋保溫材料時，補光正式開始，直至設施在夜間不再覆蓋保溫材料補光正式結束。設施蔬菜補光期內，植物補光燈開啟的時長通常為下午覆蓋保溫材料后接續的3 h和早晨揭保溫材料前接續的3 h，每天蔬菜的光照時間增加6 h。

1.1.2 新型散光薄膜技術

使用新型散光薄膜，可以使棚內的直射光變為散射光，大棚早上升溫快，中午散光快，棚內光照更加均勻，植株中下部葉片可以獲得更多的光照[6]，能防止燒苗，且使枝干生長健壯。田興武等[7]研究顯示新型散光薄膜技術應用在日光溫室黃瓜上取得了明顯的效果，黃瓜的株高、莖粗、葉片數等生長指標均顯著高于對照溫室，同一生長時期的產量也較對照溫室高21.3%。

1.1.3 棚膜清洗技術

通過多種方法清洗棚膜，保持棚膜干凈，提高棚膜的透光率。常用清洗方法有水清洗和清潔帶去塵。

水清洗：通常每月1次，選擇溫度較高的晴天，用水槍向棚膜噴水，再結合專用拖把清洗棚膜。

清潔帶去塵：利用寬度5～10 cm、厚度0.02～0.04 cm的廢布條制成簡易棚膜清潔帶，清潔帶的一端系在大棚頂部，另一端系在大棚底部，由于布條隨時可以隨風擺動擦拭棚膜，這樣可以長時間保持棚膜的清潔。

1.2 設施溫度調控技術

1.2.1 冬季設施保溫

一是覆蓋和蓄熱，掌握覆蓋保溫的時間，當外界氣溫下降到18 ℃時扣棚膜；當溫度為12～14 ℃時，加蓋草苫或保溫被；當溫度為3～5 ℃時，覆蓋保溫被和二層草苫。冬季，在午后把后墻上懸掛的反光膜捆扎起來，讓墻體蓄積熱量，在覆蓋草苫前，再把反光膜放下。

二是利用秸稈生物反應堆增溫，按照栽培畦的大小挖寬60～70 cm、深25～30 cm的溝，內填秸稈，且每667 m2放置專用微生物菌劑8 kg，秸稈上面覆土約20 cm，灌水澆透秸稈，使秸稈能在微生物的作用下逐漸分解，釋放熱量與二氧化碳，可使根層土壤溫度提高約2 ℃，還可改善土壤物理結構和生態環境、增強植株抗逆性，是冬季日光溫室蔬菜生產的最佳增溫和提質增效措施。

1.2.2 夏季設施降溫

5月后，隨著光照的增強和氣溫的迅速回升，設施內溫度易超過30 ℃。為了降低設施內溫度，采用遮陽網遮陰、及時通風等措施。在晴朗天氣10：00～15：00拉上遮陽網，促進作物的生長。

1.3 設施內濕度調控技術

冬季設施低成本除濕技術是根據濕熱空氣遇冷快速冷凝的原理，使棚內的濕熱空氣遇冷凝結脫水，有效降低了棚內空氣濕度，減少了壓縮機的能耗，使成本大大降低。

具體操作方法是利用水空調除濕。夏天棚內通過水空調，利用溫度低的地下水降溫。冬季在大棚內每667m2安裝3～5臺水空調，棚外挖一水池，讓室外較低溫度的水在水空調內循環，由于室外水溫低，可以達到良好的冷凝除濕效果。

1.4 二氧化碳濃度調控

設施封閉的環境，冬季放風少，CO2不易得到補充。為增加棚室內的CO2，在蔬菜開花結果期后，于晴天上午9點開始增施CO2肥。具體做法是在蔬菜行間按照每667 m2放置10個容量5 L的塑料桶，放置高度為1.2 m，先每桶放25%稀硫酸3.2 kg，再將350 g碳酸氫銨用塑料袋包好，扎上5～10個小孔后放入桶中。

2 設施土壤生態環境改良技術

2.1 設施土壤休耕培肥技術

設施蔬菜每年需要投入大量的化肥，在增加蔬菜產量的同時惡化了土壤環境[8]。為有效解決這一問題，生產上通常采用日光溫室土壤消毒[9]、大棚蔬菜輪作等措施[10]，起到了積極的作用。然而，這些措施并未從根本上解決土壤肥力不穩定的問題。設施蔬菜土壤兩年一耕作培肥技術是采取土壤隔畦耕種、休耕，并結合大量施用秸稈培肥土壤。結果發現，該技術對土壤培肥效果顯著，一年后，土壤有機質含量明顯增加。

2.2 設施內土壤凍融技術

北方土壤每年經歷一次凍融，形成了獨特的生態系統，而設施蔬菜生產冬季土壤沒有經過凍融，打破了土壤原有的生態平衡，因此，為保護生態環境要采取溫室土壤凍融措施。具體做法是在每年12月中旬至翌年2月中旬，此時光照、溫度、濕度條件惡劣，蔬菜生長困難，在這段時間，使大棚閑置2個月，進行土壤凍融處理，可以有效殺滅土壤中有害病蟲。

2.3 水肥一體化技術

應用水肥一體化技術，使根系在吸收水分的同時補充養分[11]。借助壓力系統，將可溶性固體或液體肥料，按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點，配成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統供水、供肥，使水肥相融后，通過管道和滴頭形成滴灌，均勻、定時、定量浸潤蔬菜根系發育生長區域，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量；同時根據不同蔬菜的需肥特點，土壤環境和養分含量狀況等進行不同生育期的需求設計，把水分和養分定時、定量、按比例地直接提供給蔬菜[12]。

3 設施蔬菜生態健康栽培技術

3.1 嫁接技術

嫁接能從根本上提高根系長勢，嫁接后蔬菜長勢強壯，開花結果能力增強[13]。蔬菜嫁接是有效解決連作障礙、增加產量的重要手段[14]。在瓜類蔬菜，如黃瓜、西瓜、西葫蘆上進行嫁接，嫁接后的蔬菜表現出較強的抗病性、抗逆性、抗寒性和抗旱性等，吸肥性也顯著增強，蔬菜長勢強壯。

3.2 矮化栽培技術

設施蔬菜矮化措施主要有以下幾種：一是矮化中間砧技術，嫁接后的蔬菜，實現了矮化栽培，個體生長量小、健壯、優質、高產；二是限根栽培技術，該技術人為地把蔬菜根系限制在一定的介質或空間中，控制根系體積和數量，改變根系分布與結構，優化根系功能，通過根系調節整個植株生長發育，使植株變矮、緊湊，以達到優質、高產的目的；三是生長調節劑調控技術，對于生長過旺、結果量少的蔬菜，噴施矮壯素，抑制植株徒長，讓光合產物更多地向生殖生長轉移，提高產量。

3.3 蔬菜精確定量栽培技術

精確定量栽培對于提高蔬菜生長整齊度，獲得群體最大產量具有重要意義。主要通過以下幾個方面來開展：一是育苗管理，為提高蔬菜的整齊度，在工廠化育苗中期，進行人工移苗一次，把大小一致的菜苗移到一起，解決苗期的整齊度問題；二是定植管理，在蔬菜定植時，嚴格選擇將大小、長勢一致的苗定植在一起，使定植的深度一致、距離均等、定植方向一致；三是生長前期管理，緩苗后一個月內，對于長勢較強的蔬菜苗，通過摘葉、斷根、控制施肥、噴施矮壯素來控制其生長；對于長勢明顯偏弱的蔬菜，可以根外追肥促進其生長；四是花果管理，進行疏花疏果，去除過早或過晚開的花，去除大花、小花及大果、小果，使保留的花、果大小一致；五是葉面積指數調控，通過及時摘心、去葉、整枝等措施控制葉面積指數。

4 有害生物生態防治技術

蔬菜設施生態體系除含有目標生物蔬菜外，還有害蟲、天敵昆蟲、授粉昆蟲、微生物（有害微生物、有益微生物、中性微生物等多種生物）。有的生活在地上部空間中，有的生活在土壤中；通過采取生態措施維持設施生態系統中的生物平衡，更有利于蔬菜生產。

4.1 恢復土壤微生物生態系統

通過調節土壤酸堿度、施用功能活性菌肥以及增施富含腐熟有機營養的生物有機肥等手段，重塑土壤健康微生態系統和支撐土壤肥力的有機無機循環微生態系統，建立土壤微生物耦合機制，提高土壤緩沖和吸收轉化酸堿鹽的能力，并抑制病原真菌生長。例如，在大拱棚蔬菜上施用植物根際功能性菌劑，可以優化蔬菜根際微生物環境，提高有益微生物種群數量，抑制土壤病原菌，可明顯減輕根部病害，提高蔬菜產量[16]。

4.2 采用食物鏈防治蟲害

通過食物鏈即利用害蟲天敵來防治害蟲[15]，具有效果好、生態、無污染等特點。設施蔬菜生產中常見的食物鏈防治蟲害措施主要有利用麗蚜小蜂防控粉虱，利用蚜繭蜂、食蚜癭蚊防控蚜蟲，利用智利小植綏螨防控葉螨以及利用東亞小花蝽防控薊馬等。

4.3 環境友好型藥劑防控病害

引進環境友好型農藥，在使用過程中實現零殘、零天安全間隔期。選用標準是產品具有極高的吸附性，產品附著于致病菌表面，能使致病菌細胞與外部環境隔離，并迅速改變細胞膜表面滲透壓，進而使其脫水死亡，達到抑制致病菌生長和繁殖的目的。

4.4 線蟲疫苗防治線蟲

線蟲疫苗含有根結線蟲干擾細菌（MIB）和植物根際促生細菌（PGPR）。施用線蟲疫苗后，線蟲干擾細菌進入植物體內，誘導植物產生線蟲抗體，在作物整個生長周期對根結線蟲進行免疫、控制[12]。

4.5 彌粉法施藥技術

在必須采用藥劑防治時，將有害生物發生數量控制在允許的經濟損失水平以下，而不是完全消滅[17]。該技術能有效操作簡單、方便快捷，省時省力，實現輕簡化作業；可以有效降低設施蔬菜棚室濕度；不受天氣影響，連續陰雨天正常作業；藥劑吸附均勻、整棚空間處理無死角；克服常規施藥方法帶來的濕度大、用藥量多、勞動強度大等問題。彌粉法施藥適合在設施蔬菜主產區大面積推廣，前景廣闊[18]。

5 小結

本文系統綜述了設施小氣候調控技術，如高效除濕、LED燈補光等；土壤生態改良技術，如土壤修復、培肥、水肥一體化等；蔬菜精準栽培技術，如嫁接栽培、精準定植和管理、人工授粉等；病蟲生態防控技術，如食物鏈防控蟲害、有益菌抑制病害等。將以上技術進行系統集成，建成了完善的設施蔬菜生態可持續栽培體系，以期提升設施蔬菜整體效益和市場競爭力[13]。