基金項目：植物工廠葉菜類蔬菜高效栽培技術(shù)研究

基金項目：上海市綠葉蔬菜產(chǎn)業(yè)體系項目 — —綠葉菜機械化生產(chǎn)大棚結(jié)構(gòu)分析與機械化種植模式研究[滬農(nóng)科產(chǎn)字（2021）

第2號]。

_王虹

植物工廠是設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段，其研究進展是世界各國展示農(nóng)業(yè)科技發(fā)展水平的重要標志。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比，植物工廠生產(chǎn)可縮短作物的生長周期，節(jié)約水肥資源，大幅提高作物的產(chǎn)量，并可有效抑制病蟲害的發(fā)生 。葉菜類蔬菜種類豐富，生長周期短，礦物質(zhì)及維生素等營養(yǎng)素含量較豐富，對光照強度要求較低，非常適宜在植物工廠生產(chǎn) 。為篩選適合植物工廠栽培的高產(chǎn)葉菜品種，我們以生菜、菠菜、油麥菜、冰菜及蒲公英為試驗材料，研究其在植物工廠的高產(chǎn)栽培技術(shù)，并明確其栽培周期、產(chǎn)量及光能利用效率。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試的生菜品種為Mondai RZ、菠菜品種為圓寶、油麥菜品種為抗熱無斑甜油麥，冰菜種子購自穗耕種苗有限公司，蒲公英種子購自花仙子農(nóng)業(yè)有限公司。

1.2 栽培方式及環(huán)境條件

各參試葉菜類蔬菜均采用 3 層立體栽培架栽培，每個栽培架面積為 0.6 m 2 ，全人工光源，光照強度（PPFD）為200~300 μmol·m -2 ·s -1 ，光周期為16 h/8 h（開/關(guān)），灌溉方式為霧培，水泵開關(guān)時間為5 min/20 min（開/關(guān)），環(huán)境溫度控制在25 ℃/20 ℃（白天/夜間），相對濕度70%左右。營養(yǎng)液為芳甸葉菜營養(yǎng)液配方，具體配方見表1。

表1 營養(yǎng)液配方

1.3 栽培技術(shù)

1.3.1 播種

菠菜、油麥菜、冰菜和蒲公英直播。為使生菜種子出苗整齊，對其進行了低溫處理。將生菜種子放入20 ℃溫水浸泡30 min，撈出用紗布包好，放在4 ℃冰箱中存放1 d后取出播種。為避免育苗基質(zhì)堵塞種植系統(tǒng)管道，將種子播在巖棉中。巖棉塞用清水浸泡吸足水分后取出備用，將其凹面朝上擺放在育苗盤內(nèi)，用鑷子將蔬菜種子輕輕放在巖棉塞凹陷處，深度以巖棉剛沒過種子為宜。

1.3.2 水肥管理

播種后，每天定期向育苗盤內(nèi)加水，加水量以保證巖棉塞含水充足為宜。肥料使用芳甸葉菜肥A肥和B肥。秧苗子葉展平至第4片真葉露出澆1/2劑量（A肥0.328 g/L，B肥0.25 g/L）葉菜營養(yǎng)液，第4片真葉露出至移栽澆灌1個劑量（A肥0.657 g/L，B肥0.5 g/L）葉菜營養(yǎng)液。

1.3.3 移栽及移栽后管理

幼苗長有4片真葉時，選葉片嫩綠、生長健壯、根系發(fā)達（白色或米色）的秧苗移栽。葉片殘缺、斷根或根系發(fā)黑的植株不建議采用。移栽后，保持白天溫度25~28 ℃、夜間20~23 ℃，光周期為16 h/8 h（開/關(guān)），每周一、周四補充營養(yǎng)液，營養(yǎng)液EC值控制在1.2~1.5 mS/cm、pH值5.8~6.5。各參試葉菜移栽時的長勢和成熟期的長勢見圖1。

A 生菜移栽時的長勢和成熟期的長勢

B 冰菜移栽時的長勢和成熟期的長勢

Ｃ 菠菜移栽時的長勢和成熟期的長勢

D 油麥菜移栽時的長勢和成熟期的長勢

E 蒲公英移栽時的長勢和成熟期的長勢

圖1 各參試葉菜移栽時的長勢和成熟期的長勢

2 結(jié)果與分析

2.1 各參試葉菜的栽培周期及產(chǎn)量

各參試葉菜的栽培周期及產(chǎn)量見表2。

表2 各參試葉菜的栽培周期及產(chǎn)量

注：表中年產(chǎn)量根據(jù)種植面積和過道面積比2∶1計；生菜、冰菜1年收獲12茬，菠菜、油麥菜、蒲公英1年收獲18茬

由表 2 可知，生菜的栽培周期為 30 d、年產(chǎn)量可達 60.32 kg/m 2 ，菠菜的栽培周期為 20 d、年產(chǎn)量70.01 kg/m 2 ，油 麥 菜 的 栽 培 周 期 為 20 d、年 產(chǎn) 量 79.67 kg/m 2 ，冰 菜 的 栽 培 周 期 為 30 d、年 產(chǎn) 量 可 達112.52 kg/m 2 ，蒲公英的栽培周期為20 d、年產(chǎn)量40.02 kg/m 2 。

2.2 各參試葉菜的光能利用效率

各參試葉菜的光能利用效率見圖2。

圖2 各參試蔬菜的光能利用效率（LUE）

注：光能利用效率（LUE）即1 mol光量子下作物的產(chǎn)量，F(xiàn)W（fresh weight）為作物鮮質(zhì)量

本試驗中，人工光源為唯一光源，因此各參試葉菜的光輻射累積量相同，均為11.09 mol·m -2 ·d -1 。由圖2可見，在相同光合有效輻射累積量下，生菜、菠菜、油麥菜、冰菜及蒲公英的光能利用效率（LUE）分別為7.47 g/mol、8.65 g/mol、7.90 g/mol、13.89 g/mol、4.94 g/mol，其中冰菜的光能利用效率最高、蒲公英的光能利用效率最低。全人工光源條件下，光能利用效率高的葉菜容易獲得高產(chǎn)，并可減少植物工廠能耗，生產(chǎn)效益較好。

3 小結(jié)

全人工光源條件下，本試驗所用栽培系統(tǒng) 1 年可種植生菜、冰菜 12 茬，年產(chǎn)量分別為 60.32 kg/m 2 、112.52 kg/m 2 ，可種植菠菜、油麥菜、蒲公英18茬，年產(chǎn)量分別為70.01 kg/m 2 、79.67 kg/m 2 和40.02 kg/m 2 ，光能利用效率（LUE）以冰菜最高、蒲公英最低。由此可見，葉菜類蔬菜在植物工廠采用立體栽培模式種植，產(chǎn)量高且質(zhì)量安全。與傳統(tǒng)種植方式相比，植物工廠可實現(xiàn)作物周年生產(chǎn)，且不受外界環(huán)境條件限制，但由于用電成本較高，生產(chǎn)上建議選擇生長周期短、光能利用效率高的蔬菜品種（如冰菜），從而達到降低能耗、增加收益的生產(chǎn)目標。