无土质蔬菜生产

项目21　无土生产

项目描述

根据国际无土栽培学会的规定:凡是不用天然土壤而用基质或仅育苗时用基质,在定植以后不用基质而用营养液灌溉的栽培方法,统称为“无土栽培”。

无土栽培的优点是:栽培地点不受土壤条件的限制,能避免土传病虫害及连作障碍;肥料利用率高,节约用水;作物长势强,产量高,产品清洁卫生;节省劳力,减轻劳动强度,有利于自动化和现代化管理。

学习目标

了解无土的生产特性、生产基本环节;掌握其生产技术。

能力目标

会蔬菜无土生产。

素质目标

培养学生的岗位责任意识;激发创新思维能力。

项目任务

任务21.1　芽苗菜生产

活动情景

某市郊区一户菜农,有3栋塑料大棚,使用面积共667 m2,2012年欲生产芽苗菜,请制订一份芽苗菜的生产方案,并按生产方案进行芽苗菜生产。

工作过程设计

续表

工作任务单

任务相关知识点

广义上讲,凡是利用作物种子或其他营养贮存器官(如根茎、枝条等),在黑暗或光照条件下生长出可供食用的芽苗、芽球、嫩芽、幼茎或幼梢,均可称为芽苗菜或芽菜。芽苗菜以其幼嫩组织供食,质地柔嫩,口感极佳,风味独特,且营养价值极高,深受广大消费者青睐。

1)芽苗菜品种类型

根据芽苗蔬菜产品形成所利用的营养来源不同,可将芽苗类蔬菜分为以下两种类型:

(1)种芽菜

种芽菜是指利用种子中贮存的养分直接培育成细嫩的芽或芽苗。如黄豆、绿豆、赤豆、蚕豆类以及香椿、豌豆、萝卜、荞麦、蕹菜、苜蓿芽苗等。

(2)体芽菜

体芽菜是指利用二年生或多年生作物的宿根、肉质直根、根茎或枝条中累积的养分,培育成的芽球、嫩芽、幼茎或幼梢。如由肉质直根育成的芽球菊苣,由宿根培育的菊花脑、苦荬芽等,由根茎培育成的姜芽、蒲芽以及由植株、枝条培育的树芽香椿、枸杞头、花椒脑和豌豆尖、辣椒尖、佛手尖等。

2)芽苗菜的特点

(1)安全无公害

芽苗菜的产品所需的营养,主要依靠种子或根茎等营养器官累积的养分,栽培管理上一般不必施肥,只需在适宜的温度环境下保证其水分供应,便可培育出芽苗、嫩芽、幼梢或幼茎,而且其中的大多数因生长期比较短,很少感染病虫害,不必使用农药。

(2)生产效率高

芽苗菜多属于速生和生物效率较高的蔬菜,尤其是种芽菜,它们在适宜温湿度条件下,产品形成周期最短只需5～6 d,最长也不过20 d左右,平均每年可生产30茬。例如,每kg豌豆种子可形成3.5～4 kg芽苗产品,生物效率比达到4,每kg香椿种子可形成8～10 kg籽芽香椿,生物效率比达到9左右。由于芽苗菜大多较耐弱光,适合进行多层立体栽培,土地利用率可提高3～5倍。

(3)栽培形式多样

由于大多数芽苗菜较耐低温弱光,因此既可露地栽培,又可设施栽培;既可采用土壤平面栽培,也可采用无土立体栽培;此外,还可在不同光照或黑暗的条件下进行“绿化型”“半软化型”和“软化型”产品的生产。特别是在废弃的厂房或房室中进行半封闭式、多层立体、苗盘纸床、无土栽培这一规范化集约生产新模式,极适合于土地资源紧缺的繁华城市及外界环境条件恶劣的科学考察站、海岛前哨、边远林区、航行中的船只等。

3)栽培体系

(1)催芽室和栽培室

①栽培室的选择 冬季、早春及晚秋可利用塑料大棚、温室等设施,还可利用厂房或闲置房屋。当平均气温大于18℃时,可露地生产,需用遮阳网遮阴。

②温度 催芽室温度20～25℃,相对湿度90%左右;栽培室温度白天20℃以上,夜晚不低于16℃,避免出现温差大变化,相对湿度控制在85%左右。注意室内适当通风换气,以保持适宜的温度和清新空气。

③光照条件 催芽室应保持黑暗或弱光状态,在夏秋强光条件下,栽培室应具有遮光设施。以房室为生产室者,要求坐北朝南,东西延长(南北宽应小于20m),四周采光,窗户面积占周墙的30%以上。冬季弱光季节近南墙采光区光照强度不低于5 000 lx,近北窗采光区不低于1 000 lx,中部区不低于200 lx。

④水源 具有自来水、贮藏罐或备用水箱等。地面要防水防漏,并设排水系统。

⑤辅助 包括种子贮藏库、播种作业区、穴盘清洗区、产品处理区等设施。

(2)栽培架

立体栽培共4～6层,第一层离地面不小于10 cm,层间距40～50 cm,每两架并放为一行,行间距50～80 cm,以便于操作。

(3)栽培容器

用蔬菜育苗盘,规格为62 cm×24 cm。

(4)栽培基质

选用洁净、质轻、无毒、吸水持水力强、使用后残留物易处理的材料,如纸张、白棉布、无纺布、珍珠岩、泡沫塑料片等。

(5)喷淋系统

背负式喷雾器即可。

案例21.1　豌豆芽生产

生产情景

某市郊区一户菜农,有3栋塑料大棚,共使用面积667 m2,2012年欲生产豌豆芽,请制订一份豌豆芽的生产方案,并按生产方案进行豌豆苗生产。

生产方案

21.1.1　生产季节安排

豌豆芽的播期不严格,一年四季都可以栽培,可实现全年供应。

21.1.2　生产准备

1)种子准备

用于室内芽苗生产的豌豆种子,宜选择种皮厚、籽粒饱满、发芽率高、无污染、无霉烂的种子。一般菜用豌豆在生产过程中易烂种,而粮用豌豆具有较强的抗腐性。常用品种有青豌豆、麻豌豆等。

2)农药准备

根据豌豆芽生产的需要准备以下农药:

22%敌敌畏烟剂、45%百菌清烟剂、5%福尔马林溶液、3%石灰水、0.1%漂白粉水。

21.1.3　棚室及生产工具消毒

棚室消毒常采用烟剂熏蒸,以降低棚内湿度。用22%敌敌畏烟剂500 g/667 m2加45%百菌清烟剂250 g/667m2,暗火点燃后,熏蒸消毒或直接用硫黄粉闭棚熏蒸;也可在栽培前于棚室内撒生石灰消毒。注意消毒期间不宜进行芽苗菜生产。此外,根据大棚面积大小,适当架设几盏消毒灯管,栽培前开灯照射30min,进行杀菌消毒。播种前将栽培容器进行清洗消毒,可用5%福尔马林溶液或3%石灰水溶液或0.1%漂白粉水溶液中浸泡15min,取出清洗干净。栽培基质应高温煮沸或强光曝晒以杀菌消毒。

21.1.4　种子处理与播种

1)种子的播前处理

播种前先将种子进行晾晒、清选,然后进行浸种。晒种时剔除虫蛀、霉变和残破种子,用清水将种子淘洗2～3次;然后在常温下浸种,水量为种子体积的2～3倍,浸种时间为18～24 h;浸种结束后再用清水洗净种子,沥去多余的水分待播。

2)播种与催芽

播种容器一般采用长62 cm、宽24 cm、高4 cm的塑料育苗盘。播种盘内铺一层湿润的新闻纸,然后将种子均匀撒播,一般每盘播种量为350～450 g。播种完毕浇足水将苗盘摞起叠放于栽培架上,并在摞盘上下覆垫保湿盘(在苗盘内铺两层湿润的基质纸)。催芽室温度保持20～25℃,空气相对湿度80%。催芽期间每天进行一次倒盘和浇水,调换苗盘上下前后位置。一般经2～3 d、芽苗高1.5～2 cm时,可及时出盘,移入绿化室。出盘不宜过迟,以免倒伏,降低产量。

21.1.5　产品形成期的管理

芽苗进入绿化室后,应放置在空气相对湿度较稳定的弱光区锻炼过渡一天。室温控制在18～23℃。温度过高、过低都不利于芽苗的生长。严寒冬季需室内加温,炎热的夏天可采用通风、遮光等降温措施。光强度控制在2～3 klx,光照过弱易引起下胚轴或茎叶柔弱,并导致倒伏、腐烂;光照过强豌豆苗纤维含量提高,品质下降。芽苗生长适宜的空气相对湿度为80%左右,湿度过高易感病,过低影响芽苗品质和产量。芽苗生长期间需经常补水,每天喷雾1～2次,保证其对水分的要求。晴天可多喷,阴雨天少喷。生产期间为减少病害的发生,需不定期地对生产场地进行熏蒸消毒。

21.1.6　芽苗菜生产中的几个问题

1)烂种

芽苗菜栽培过程中,尤其是在叠盘催芽时,容易发生烂种现象。生产上要注意必须严格控制浇水量和温度,水量过多,尤其是在高温、高湿条件下,极易引发烂种、烂芽。此外,苗盘应进行严格的清洗和消毒,清洗时可在水中加适量洗涤灵以及0.3%～0.5%的石灰或漂白粉。

2)芽苗不整齐

芽苗不整齐常使产品的商品率降低,为使芽苗生长整齐,生产上应注意采用纯度高的种子,均匀地进行播种和浇水,要水平摆放苗盘,还要经常进行倒盘,以便苗盘有均匀的栽培环境,促进芽苗菜整齐生长。

3)芽苗菜过老(纤维过多)

芽苗菜栽培过程中,如遇干旱、强光、高温或低温时生长期过长等情况,都将导致芽苗菜纤维的迅速形成,因此在生产管理中应尽量避免上述情况的出现。

21.1.7　采　收

豌豆芽苗茎叶柔嫩、含水量高,产品可采取整盘活体销售或剪割采收小包装上市。整盘活体销售标准为:芽苗浅黄绿色,苗高10～12 cm,整齐,顶部复叶始展开或已经展开,无烂根、烂脖(茎基),无异味,茎端7～8 cm柔嫩未纤维化。从芽苗梢部向下8～10 cm处剪割,采用封口保鲜袋包装,每袋300～400 g封口后上市。第1次采收完毕,将苗盘迅速放置强光下培养,待新芽萌发后再置于2～3 klx的光照下栽培,苗长至10 cm时进行第2次采收,第2次产量低于第1次。两次采收完毕后清盘,重新消毒进行下一次播种。

案例21.2　香椿苗生产

生产情景

某市郊区一户菜农,有3栋塑料大棚,共使用面积667 m2,2012年欲生产香椿苗,请制订一份香椿苗的生产方案,并按生产方案进行香椿苗生产。

生产方案

21.2.1　生产季节安排

香椿芽的播期不严格,一年四季都可以栽培,可实现全年供应。

21.2.2　生产准备

1)种子准备

多种香椿品种可供生产香椿苗,其中红渐椿和黑油椿是最适宜的品种,种粒大、饱满,发芽率高。香椿种子的贮藏期较短,常温条件下半年后发芽率即开始下降。因此,应选用当年的新种子或经特殊冷藏处理的种子。

2)粪肥准备

尿素5 kg。

3)农药准备

根据香椿苗生产的需要准备以下农药:

22%敌敌畏烟剂、45%百菌清烟剂、5%福尔马林溶液、3%石灰水、0.1%漂白粉水。

21.2.3　棚室及生产工具消毒

棚室消毒常采用烟剂熏蒸,以降低棚内湿度。用22%敌敌畏烟剂500 g/667 m2加45%百菌清烟剂250 g/667m2,暗火点燃后,熏蒸消毒或直接用硫黄粉闭棚熏蒸;也可在栽培前于棚室内撒生石灰消毒。注意消毒期间不宜进行芽苗菜生产。此外根据大棚面积大小,适当架设几盏消毒灯管,栽培前开灯照射30min,进行杀菌消毒。播种前将栽培容器进行清洗消毒,可用5%福尔马林溶液或3%石灰水溶液或0.1%漂白粉水溶液中浸泡15min,取出清洗干净。栽培基质应高温煮沸或强光曝晒以杀菌消毒。

21.2.4　浸种催芽

浸种前,将种子放入口袋中,轻轻揉搓,去掉膜质翅,筛除果梗、叶等杂质。用50～55℃的温水浸泡种子,并不停地搅拌至水温降至30℃左右,继续浸泡12 h;用清水冲洗种子至水清后,再用20～30℃的清水浸饮12 h;捞出种子沥去表面的水分,放在22～24℃的环境下催芽2～3 d后,当芽长到1～2 mm时即可播种。

21.2.5　播种及管理

将苗盘洗净后,底层铺白纸,白纸上平铺一层厚约2.5 cm湿润的珍珠岩(珍珠岩加水的体积比为2∶1),也可用细土混农家肥(1∶1)或锯末混细土(1∶1)作基质。然后将催好芽的种子均匀地撒播到上面。播种量每平方米为240 g,或每盘50 g左右。播后种子上覆盖厚约1.5 cm的珍珠岩,立即喷水,喷水量为覆盖珍珠岩体积1/2,也可直接将珍珠岩湿润后再覆盖。

播种后,把育苗盘叠放在栽培室内,出苗后放在栽培架上。栽培室中保持20～23℃的气温和4 000～5 000 lx的散射光线,每天通风。出苗后每天喷水2～3次,每2～3 d根外追施0.1%尿素液一次。

21.2.6　采　收

当幼苗2～3片真叶,8～12 cm高时即可采收。可一般出售,或拔根后包装上市。一般每盘产量400～450 g,1 kg干种可生产14 kg产品。

任务21.2　无土质蔬菜生产

活动情景

某市郊区一户菜农,有3栋塑料大棚,共使用面积667 m2,2012年欲进行无土基质蔬菜生产,请制订一份无土基质蔬菜的生产方案,并按生产方案进行蔬菜生产。

工作过程设计

续表

工作任务单

任务相关知识点

无土栽培是指不用天然土壤而用基质或仅育苗时用基质,在定植以后用营养液进行灌溉的栽培方法。由于无土栽培可人工创造良好的根际环境以取代土壤环境,有效防止土壤连作病害及土壤盐分积累造成的生理障碍,充分满足作物对矿质营养、水分、气体等环境条件的需要,栽培用的基本材料又可以循环利用,因此具有省水、省肥、省工、高产优质等特点。

1)无土栽培的主要类型

(1)无机营养无土栽培

蔬菜需要的营养主要来自各种无机盐的混合溶液。根据蔬菜定植后是否需要固体基质,又可分为无基质栽培和基质栽培两种类型。

①无基质栽培 除育苗时采用固体基质外,定植后不用固体基质的栽培方法。依营养液供给方式不同分为水培和雾培两类,其中水培又包括营养液膜法(NFT)、深液流法(DFT)、动态浮根法(DRF)和浮板毛管法(FCH)等方法。

②基质栽培 将蔬菜栽种在固体基质上,用基质固定蔬菜并从基质中吸收营养和氧气栽培方法。依基质的盛装方式不同分为袋培法、槽培法和岩棉培法。

无机营养型无土栽培历史悠久,大多数蔬菜已有较为确定的营养液配方,同时栽培方式多样化,栽培程序也规范化。但也存在着一系列问题,如营养液配方变动大,营养液管理技术要求较高,技术性强,生产投资大,成本较高,蔬菜产品中的硝酸盐含量过高,不符合无公害蔬菜的生产标准,排出的废弃液中,硝酸盐浓度偏高,对环境污染严重等。在全球性开展无污染食品生产的今天,无机营养无土栽培已不符合时代发展的要求,发展步伐放慢,在无土栽培中所占的比例也越来越小。

(2)有机营养无土栽培

蔬菜需要的营养主要或全部来自有机肥。在蔬菜的整个栽培过程中,只需要定期施入有机肥和浇清水,管理比较简单。“八五”期间,中国农科院蔬菜花卉研究所无土栽培组经过几年的探索,研究开发出了一种以高温消毒鸡粪为主,适量添加无机肥料的配方施肥来代替化肥配制营养液的有机生态型无土栽培技术。其优点是大幅度降低无土栽培设施系统的一次性投资,节约能源和生产费用,操作简单,产品清洁卫生,可达无公害标准,对环境无污染。

2)有机生态型无土栽培技术要点

(1)有机肥料处理

有机营养无土栽培所用的有机肥料主要有饼肥、作物秸秆、动物粪便等,施肥前应经过发酵腐熟、干燥、筛选、包装等处理。有机肥可单独加工,也可混合发酵、加工。

①发酵腐熟 将有机肥堆成高1.5～2 m的堆,然后用塑料薄膜覆盖严实或用泥土抹严实,保温和防雨淋。秸秆堆积时,要适当泼浇动物粪水,以促进分解;鸡粪堆积时其含水量应在60%～65%。发酵时堆温会上升到65℃,然后逐渐下降。在这个过程中,大型鸡粪发酵场要用机械搅拌,小型发酵场则用人工翻堆,使各部位的鸡粪均匀发酵。当粪发酵到“黑、烂、臭”时,停止发酵,此时鸡粪含水量为50%左右。这个过程夏天需15～30 d,冬天则需要较长的时间。

②干燥处理 腐熟好的有机肥应及早干燥处理,降低含水量,以便于贮存和用于追肥;同时,有机肥干燥后,含水量减少,也不易滋生杂菌。有机肥干燥处理主要有晒干和烘干两种方法。晒干法是将有机肥直接摊放到阳光下暴晒,干燥速度慢,需要的时间比较长,同时受天气影响也比较大;烘干法是用专用烘干机械烘干有机肥,该法不受天气影响,速度快,烘干的质量也比较好。

③粉碎过筛 烘干后的有机肥要粉碎过筛,使颗粒大小均匀,不含有石块、土块等大的杂物。有机肥粉碎后施用,一是有利于均匀施肥,提高施肥的质量;二是有利于养分向土壤中扩散,便于蔬菜吸收利用,提高肥效。

(2)栽培基质配制

有机生态基质的原料资源丰富易得,处理加工简单,可就地取材。如玉米、向日葵的秸秆,农产品加工后的废弃物如椰壳、蔗渣、酒糟,木材加工后的副产品如锯末、树皮、刨花等,都可按一定配比混合后使用。为了调整基质的物理性能,可加入一定量的无机物质,加入量依需要而定。有机物与无机物之比按体积计可自2∶8至8∶2,混合后的基质容重为0.3～0.65 g/cm3,每立方米基质可供净栽培面积6～9m2(栽培基质的厚度为11～16 cm)。常用的混合基质有4∶6的草炭、炉渣,5∶5的河沙、椰壳,5∶2∶3的葵花秆、炉渣和锯末, 7∶3的草炭、珍珠岩等。栽培基质的更新年限因栽培作物不同,为3～5年。含有葵花秆、锯末、玉米秆的混合基质,由于在作物栽培过程中基质本身的分解速度较快,因此每种植一茬作物均应补充一些新的混合基质,以补充基质量的不足。

(3)栽培设施系统建造

①栽培槽 有机生态型无土栽培系统采用基质槽培的形式。在无标准规格的成品槽供应时,可选用当地易得的材料建槽,如用木板、木条、竹竿甚至砖块,栽培槽不需特别牢固,只要能保持基质不散落到走道上即可。槽框建好后,在槽的底部铺一层0.1mm厚的聚乙烯塑料薄膜,以防止土传病虫害。槽边框高15～20 cm,槽宽依不同栽培作物而定。如黄瓜、甜瓜、番茄等植株高大需有支架的作物,栽培槽宽度定为48 cm,可供栽培2行作物,栽培槽距0.8～1m;莴苣、小白菜等植株矮小的作物,栽培槽宽度可定为72 cm或96 cm,栽培槽距0.6～0.8m。槽长度应依设施规格而定,一般为5～30m。

②供水系统 在有自来水基础设施或水位差1m以上储水池的条件下,按单个棚室建成独立的供水系统。除管道用金属管外,其他器材均可用塑料制品以节省资金。栽培槽宽48 cm,可铺设滴灌带1～2根,栽培槽宽72～96 cm,可铺设滴灌带2～4根。

(4)操作管理规程

①营养管理 肥料供应量以氮、磷、钾三要素为主要指标,每立方米基质所施用的肥料内应含有全氮(N)1.5～2 kg、全磷(P2 O5)0.5～0.8 kg、全钾(K2 O)0.8～2.4 kg。为了在作物整个生育期内均处于最佳供肥状态,通常依作物种类及所施肥料的不同,将肥料分期施用。应在向栽培槽内填入基质之前或前茬作物收获后、后茬作物定植前,先在基质中混入一定量的肥料(如每立方米基质混入10 kg消毒鸡粪、1 kg磷酸二铵、1.5 kg硫酸铵和1.5 kg硫酸钾)作基肥。这样番茄、黄瓜等果菜在定植后20 d内不必追肥,只需浇清水, 20 d后每隔10～15 d追肥一次,均匀地撒在距根部5 cm以外的基质内。基肥与追肥的比例为25∶75～60∶40,每次每立方米基质追肥量全氮(N)80～150 g、全磷(P2 O5)30～50 g、全钾(K2 O)50～180 g。追肥次数依作物生长期的长短而定。

②水分管理 根据栽培作物种类确定灌水定额,依据生长期中基质含水状况调整每次灌水量。定植前一天,灌水量以达到基质饱和含水量为度。作物定植以后,每天灌溉次数不定,每天1次或2～3次,保持基质含水量达60%～85%(按占干基质计)。一般在成株期,黄瓜每天每株浇水1～2 L,番茄0.8～1.2 L,甜椒0.7～0.9 L。浇水量必须根据气候变化和植株大小进行调整,阴雨天停止浇水,冬季隔一天浇一次。为减少水分蒸发,并防止基质内滋生绿藻等,定植后应用黑色塑料薄膜将整个栽培槽表面盖严。

3)无机营养无土栽培技术要点

(1)基质的准备

①基质的种类 无土栽培的基质可分为有机基质和无机基质两大类。有机基质包括草炭、锯末、树皮、炭化稻壳、食用菌生产的废料、甘蔗渣和椰子壳纤维等,必须经过发酵后才能安全使用;无机基质包括岩棉、炉渣、珍珠岩、蛭石、陶粒等。

②基质混合 基质混合可以使各种基质间优缺点互补,为作物提供营养充足、水分适中、空气持有量大的生态环境。基质混合以2～3种混合为宜。常用的基质混合配方有1∶1的草炭、蛭石,1∶1的草炭、锯末,1∶1∶1的草炭、蛭石、锯末,1∶1∶1的草炭、蛭石、珍珠岩,6∶4的炉渣、草炭等。干草炭一般不易弄湿,可加入非离子湿润剂,每40 L水中加50 g次氯酸钠,能湿润1m3的混合基质。

③基质消毒 为降低生产成本,基质经栽培一茬作物后,可以连续使用,但必须在使用前进行消毒。可将基质装入消毒柜内,通入70～90℃的蒸汽1 h,密封消毒;也可利用福尔马林溶液熏蒸消毒。

(2)营养液的配制与管理

①营养液配方 蔬菜无土栽培中常用的有日本园试标准配方(表21.1)和日本山崎配方(表21.2)。

表21.1　日本园试通用营养液配方

②营养液的配制

a.称量 按配方要求准确称取各种肥料,然后分别放置在干燥的容器内或聚乙烯塑料薄膜上。需说明的是,配方中的各类盐的用量均为纯浓度盐的用量,如果所用盐的用量达不到要求,应按相应比例增加用量。

表21.2　山崎营养液配方*　　　　单位:mg/L

*用井水可不用锌、铜、钼等微量元素。

b.调节pH值 向贮液池(罐)中注入最终体积80%左右的水,并校正水的pH值到5.5～6.5。调节pH主要用磷酸、硫酸、硝酸、氢氧化钾等。

c.配制母液 母液一般分为A、B、C 3种。A母液以钙盐为中心,将不与钙产生沉淀的肥料溶在一起而成,浓度较工作浓度浓缩200倍;B母液以磷酸盐为中心,将不与磷酸根形成沉淀的盐溶在一起而成,浓度较工作浓度浓缩200倍;C母液由铁和微量元素组成,浓度较工作浓度浓缩1 000倍。

d.配制工作营养液 即栽培用营养液,按A、B、C顺序,将母液分别缓缓倒入贮液池(罐)中,并迅速搅动,使肥、水混合均匀。加水到规定体积并充分搅匀,最后测定pH值,不适宜时用酸或碱调节。

③营养液的管理

a.浓度管理 营养液浓度因作物种类、生育时期、栽培季节及栽培方式的不同而改变。一般苗期营养液宜淡,生育旺盛期宜浓;夏季宜淡,冬季宜浓;强光栽培宜淡,弱光栽培宜浓。营养液在使用过程中,应随着浓度的升高或降低,及时补充水分或无机盐。具体做法是:第一周使用新配制的营养液,第一周末添加原始配方营养液的一半,第二周末把营养液罐中所剩余的营养液全部倒掉,从第三周开始重新配制新的营养液,并重复以上过程。

b.pH值调整 营养液pH的适宜范围为5.5～6.5。每吨营养液从pH 7.0调到6.0所需酸量为:98%硫酸(H2 SO4)100 ml、63%硝酸(HNO3)250 ml、85%磷酸(H3 PO4)300 ml、63%硝酸(HNO3)与85%磷酸(H3 PO4)体积比为1∶1的混合酸245ml。

c.温度管理 夏季液温不超过28℃,冬季不低于15℃。冬季无土栽培主要是根际温度不足,为提高液温,栽培槽、贮液池宜采用保温性好的材料建造,贮液池建于地下;为进一步提高液温,可在贮液池中安装电热器或电热线,配上控温仪进行自动加温。

d.营养液含氧量调整 夏季气温高,溶液中含氧量少,营养液往往供氧不足。可通过搅拌、营养液循环流动、适度降低营养液浓度或用充气泵向营养液中充气加氧等措施来提高含氧量。

(3)安装灌溉系统

无机营养无土栽培的灌溉系统一般由供液装置、输液管道以及滴液装置3部分组成。

①供液装置 其主要作用是使营养液具有一定的压力,包括贮液池(罐)及其附属部分。地上贮液池(罐)一般高1～1.5 m,依靠自身的压力将营养液送入栽培床内。地下贮液池需要配备水泵,从池中提取营养液并对营养液加压,将营养液由管道送入栽培床内。

②输液管道 由主管和支管两部分组成。输液管道大多使用不透光的黑色硬质塑料管,用普通的无色塑料管,管内易生青苔,堵塞滴头。

③滴液装置 指铺于蔬菜栽培行间并将营养液滴入床内的装置,分为硬质塑料管和软质塑料管带两种。

案例21.3　温室黄瓜有机生态型无土栽培

生产情景

某市郊区一户菜农,有连栋温室3个,共使用面积667m2,2012年欲生产黄瓜,于12月至次年1月上市,请制订一份黄瓜无土栽培的生产方案,并按生产方案进行黄瓜生产。

生产方案

21.3.1　生产季节安排

黄瓜的播期不严格,主要根据品种特性、土地茬口和市场需求安排播期。一般在9月下旬至10月上旬育苗,12月至次年1月收获上市。

21.3.2　设施条件

1)栽培槽

栽培槽是用3层24 cm×12 cm×5 cm标准红砖砌成,槽内径48 cm,高15～20 cm,槽长依棚而定。为使栽培槽内基质的温度更加适合作物根系生长的需要,采用半地下式栽培槽(在地上挖5～10 cm深的槽,边上垒2～3层砖),槽距80 cm,南北延长,南低北高,槽底中间开一条宽20 cm、深10 cm的“U”形槽,槽底及四壁走道铺一层0.1～0.5mm厚的聚乙烯薄膜,以隔开土壤,防止土传病虫害和肥水流失,薄膜边缘压在上面第一层砖下。先在槽内装3～5 cm厚经曝晒一天后的粗石砂,以利排水,再在其上铺1～2层干净的纺织袋,防止作物根系伸入排水层中。

2)栽培基质

有机基质选用锯末屑或菇渣,锯末屑或菇渣要进行堆沤发酵处理,方法是在基质中加入2%的尿素,浇透水使其含水量达70%以上,用薄膜盖严,经1个月以上的充分发酵腐熟。无机基质选用河沙,河沙不能太细,并要用清水洗过。有机基质和无机基质按体积3∶2的比例混匀制成混合基质。混合基质按每立方米加入发酵消毒鸡粪10 kg、钙镁磷肥5 kg、复合肥2 kg,掺匀后填槽,基质以装满为宜。每茬作物收获后进行基质消毒,基质使用年限3～5年。

3)灌溉设施

具备自来水设施或建水位差1.5m高的蓄水池。槽内铺两根滴灌管,上覆一层70 cm宽的地膜。

21.3.3　生产准备

1)种子准备

选用耐低温、弱光、高湿、早熟丰产、抗病的品种,如中农5号品种。

2)粪肥准备

有机肥选用充分腐熟的鸡粪,根据有机肥质量准备5 000～6 000 kg、复合肥50 kg、磷酸二氢钾500 g。

3)农药准备

根据黄瓜常见病虫害发生情况,准备以下农药:

①杀菌剂　敌克松、65%代森锰锌、75%百菌清、50%多菌灵、90%敌百虫。

②杀虫剂　90%敌百虫、0.5%虫螨立克乳油、5.7%百树得乳油、0.9%集琦虫螨克乳油。

21.3.4　播种育苗

越冬茬黄瓜应在9月下旬至10月上旬育苗,育苗方式采用塑料拱棚。种子在浸种前先晾晒一天,以增强种子的吸水性和发芽势。把种子放入55℃热水中浸泡10～15min,捞起洗干净,然后放入清水中浸泡4～6 h,捞起用干净湿布包好放在25～30℃的环境下催芽处理。待大部分种子露白后,播种于10 cm装满混合基质的育苗钵中,覆盖薄膜浇透水。种子出土后及时揭去薄膜。播种后至幼苗第1片真叶展开前每天浇1～2次清水,第1片真叶展开后浇0.2%的复合肥溶液,要注意控制浇水量,避免幼苗徒长。幼苗在定植前进行练苗,在定植前7～10 d开始加强小拱棚通风,直至揭除小拱棚薄膜,同时加强幼苗病虫害防治,培育壮苗。

21.3.5　栽培管理

1)定植

幼苗长到3～4片真叶后,即可定植。定植前一天先将栽培槽的混合基质浇透水。选用无病虫害及大小一致的幼苗,每槽种2行,株距40 cm,每667 m2定植1 200～1 350株。定植后用敌克松700倍液浇足定根水。

2)田间管理

(1)水肥管理

水肥供应要视天气变化,基质干湿状况,植株生长势灵活管理。一般在定植后15～20 d内不必施肥,以后每隔10～15 d追一次肥,每次混合基质施肥5～10 kg/m3,以发酵消毒鸡粪与复合肥按2∶1比例混合穴施于两植株之间。开花前施肥量稍少,开花结果后施肥量稍多,采收结束前5 d停止追肥,同时在瓜苗定植后至黄瓜采收结束前每隔一周叶面喷施一次0.3%～0.5%磷酸二氢钾。每天滴灌清水一次,并应尽可能在晴天上午进行滴灌;每次滴灌时间为10～20min,阴天可暂停供水,以免造成湿度过大诱发病虫害发生。

(2)温度光照管理

定植后闭棚升温促缓苗。缓苗后气温白天保持在25～30℃,夜间保持在10～15℃。结果期采用四段变温管理,既符合黄瓜生长发育需要,也可通过控温降湿进行生态防病,要求气温白天上午保持在25～28℃,超过30℃时放风,下午保持在22～25℃,20℃时关棚,前半夜保持在15～17℃,后半夜保持在8～10℃。棚膜选用透光性好的优质无滴膜,并坚持每天清洁棚膜,早揭晚盖草帘,每天争取8 h光照,阴雨天也要揭帘争取散射光。

(3)植株调整

中农5号多以主蔓结瓜为主。黄瓜长到7～8片真叶后,用塑料绳一头挂在温室上面的铁丝上,另一头挂在黄瓜真叶以下的茎部,并定期将植株缠绕在绳上,使之向上生长。采用单蔓盘蔓整枝法,把主蔓上的侧蔓全部摘除,当主蔓生长越过铁丝影响人为管理操作时,每次摘除植株下部老叶4～5片,把吊绳下端解开,每次拉主蔓下落约50 cm,将下落的主蔓回盘到槽面,再重新绑好吊绳,植株整个生长期间共盘蔓3～5次,这样可使植株保持一定高度,增加植株群体的空间和透光通风。引吊蔓的同时摘除所有卷须、黄叶和病叶。

(4)病虫防治

黄瓜的病害主要有霜霉病、白粉病和枯萎病,虫害主要有黄守瓜、蚜虫、红蜘蛛等。对病虫害防治应以预防为主,方法是加强水肥管理培育壮苗,加强通风降湿合理调节温、湿度。在药剂防治上,霜霉病可用75%百菌清可湿性粉剂600倍液,或65%代森锰锌500倍液交替使用;白粉病用75%百菌清500～800倍液喷洒;枯萎病用50%多菌灵和细土拌匀,用量为1.25 kg/m2,行土壤消毒。防治黄守瓜幼虫危害根部用90%敌百虫1 000倍液灌根,瓜苗移栽后发现危害用90%敌百虫1 000倍液,或0.5%虫螨立克乳油2 000～3 000倍液进行喷雾;蚜虫用5.7%百树得乳油3 000倍液喷洒;红蜘蛛用0.9%集琦虫螨克乳油1 500～2 000倍液喷洒。

21.3.6　采　收

当瓜长到22～32 cm时即可采收,采收时必须细致小心,避免出现机械伤,同时要保留0.5 cm长瓜柄。

案例21.4　生菜水培生产

生产情景

某市郊区一户菜农,有3栋塑料大棚,共使用面积667 m2,2012年欲进行生菜水培,请制订一份生菜水培的生产方案,并按生产方案进行生菜水培生产。

生产方案

21.4.1　生产季节安排

生菜的播期不严格,一年四季都可以栽培,调整播期可以实现全年供应。

21.4.2　生产准备

1)种子准备

生菜品种繁多,基本上分为3大类,即结球生菜、散叶生菜和直立生菜。它们都可以采用水培方式,但一般选用早熟耐热品种。西南地区所种的生菜多为散叶生菜。

2)营养液准备

配制营养液的各种化学试剂。

21.4.3　播种育苗

1)育苗前的准备工作

①准备好育苗盘 育苗盘规格为长60 cm,宽24 cm,高4 cm,平底不漏水塑料盘。

②准备好育苗基质 生菜育苗也是采用水培方式,其育苗基质是选用3 cm厚疏松的海绵。先把海绵裁成略小于苗盘大小的块状,再裁成3 cm见方小块,为便于在苗盘中码平,小块相互之间稍有连接。将海绵用清水洗净,平铺于苗盘中备用。

③种子处理 为使生菜种子出苗齐,对生菜种子进行处理,具体方法为:将生菜籽在冷水中浸泡30min,然后控去多余的水分,用沙布包好装入密封塑料袋中,再放入冰箱冷藏室(温度1～2℃),存放2 d后取出播种。

2)播种

将育苗盘中加足水,将海绵块浸透,然后将浸泡后的种子用工具在海绵块上掏一小孔,再在每个小孔里放2～3粒种子。

3)苗期管理

播种后的保温工作非常重要,每天应给种子表面喷雾2～3次,直至出芽。若温湿度条件正常,1～3 d后种子即可出齐。大约在播种后10 d,真叶开始显露时进行间苗,每个海绵块上只留1株,然后将苗盘中的水尽量控干(避免烂根),喷入营养液,使营养液浸至海绵块表面。

21.4.4　定　植

1)定植前的准备工作

①先准备好栽培板。栽培板一般由3 cm厚的聚苯板制成,在聚苯板上按栽植密度打孔,孔径略小于3 cm。生菜栽植密度以20 cm×20 cm为宜,25株/m2。

②定植前准备好培养液,加满栽培床,用泵循环检查营养液槽、栽培床是否漏水,以及回液量大小等。

2)定植

将育好的苗塞入栽培板的孔中即可。定植苗以2～3片真叶为好,最多也不要超过4～5片真叶,定植时尽量不要伤害真叶。定植选择在阴天或者是在早上进行。定植后只需营养液管理、温度管理,不需中耕除草、打药等。

21.4.5　营养液管理

1)营养液槽体积测量

一号、二号营养液槽的规格如表21.3所示。

表21.3　一号、二号营养液槽规格

2)营养液的深度

较浅的营养液有利于空气中的氧向营养液中扩散,但由于单株占有的营养液量少,降低了营养液的缓冲性能,5 cm深的营养液可以保证营养液的pH值和EC值的稳定性。随着植株的生长,单株营养液的占有量在很大程度上决定着氧的供应状况,过深的营养液并不能增加营养液中的含氧量,在一天补充一次氧的情况下,10 cm深的营养液有可以满足植株根系当天对氧的需求。在植株生育前期5 cm深的营养液根系活力较高,在植株生育后期,15 cm深的营养液限制了空气中的氧向深层营养液扩散,使植株的生理活性有所降低。综合植株的长势和配制营养液成本,在水培时以10 cm深的营养液栽培效果最好。

3)营养液配方确定及配制

所用的营养液配方如表21.4所示。

表21.4　营养液配方　　　　单位:mg/L

21.4.6　管　理

1)营养液管理

(1)浓度调节

浓度管理即EC值(即电导度)的调节遵循从低到高的原则,分苗时营养液采用标准配方营养液的1/4剂量,定植期分两个阶段调节。定植1周内的幼苗,采用标准配方营养液的1/2剂量;定植1周后,调整为标准浓度。定植后每周测定一次EC值,电导度通过加入营养液或水调节,并遵循以下原则:生育期在30 d左右的生菜,定植时所加的营养液即能满足整个生育期的需要,中间不必补液;45 d以上收获的生菜,每隔20 d补充一次与首次用量相同的营养液。

(2)pH值调节

生菜生长的营养液最适pH值为6.0～6.9,可用磷酸、硼酸或硫酸调节。一般用磷酸调酸,磷酸可以作为肥源利用,经济实惠。营养液在循环使用过程中,每周测定一次,如有变化,及时调整。测定及调整方法,与配制营养液时调整酸碱度的方法相同。

2)温度管理

营养液温度以15～18℃为宜。

21.4.7　采　收

生菜具有20片左右真叶时收获。收获前7 d,停止供液,这样有助于降低生菜中的硝酸盐和亚硝酸盐含量。

项目小结

无土栽培的形式多样,分类方法也很多,主要有营养来源分类法和有无基质分类法两种。栽培基质主要分为有机基质和无机基质两种,混合使用的效果优于单独使用。营养液的配方多种多样,各有优缺点,应根据需要进行选择。芽苗菜以其幼嫩组织供食,质地柔嫩,口感极佳,风味独特,且营养价值极高,深受广大消费者青睐。芽苗菜分为种芽菜和体芽菜两种。

复习思考题

1.无土栽培有哪些优点?包括哪几种类型?

2.简述有机生态型无土栽培的操作管理规程。

3.什么叫芽苗菜?

4.芽苗蔬菜有什么特点?

5.简述香椿种芽菜生产技术。

6.简述生菜无土生产技术。