半封闭温室迷你黄瓜岩棉栽培技术

丁小涛　周　强　何立中　潘　烨　余纪柱（上海市农业科学院，上海市设施园艺技术重点实验室，上海 0403；上海都市绿色工程有限公司，上海 080）



半封闭温室迷你黄瓜岩棉栽培技术

丁小涛1，2周强1，2何立中1，2潘烨2余纪柱1，2
（1上海市农业科学院，上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403；2上海都市绿色工程有限公司，上海 202180）

丁小涛，男，助理研究员，主要从事栽培生理及设施黄瓜育种研究，E-mail：xiaotao198108@163.com

半封闭温室比传统温室更能精确地控制温度、湿度和CO2浓度，不仅可以加温，还能降温。通过科学的种植管理，黄瓜生长期间农药使用量和次数明显减少，单茬采收期长达4个月，产量可达26 kg·m-2。

水果黄瓜是近年来从欧洲引进的适宜温室栽培的鲜食类黄瓜，因其品质好、产量高，被很多地区作为名特优蔬菜广泛引种栽培，深受广大消费者喜爱（张显真和杨晓峰，2008）。但大多数温室因为栽培条件简陋，黄瓜霜霉病、白粉病、白粉虱等发生较多，同时无法抵御冬季低温，也无法保证黄瓜正常生长，严重影响黄瓜产量和品质（李金鑫等，2008；丁小涛 等，2009）。半封闭温室是指可以减少天窗打开的温室（Qian et al.，2012），主要是利用温室能源系统进行室内气候环境调节。与传统温室相比，半封闭温室可以更精确地控制温度、湿度和CO2浓度，不仅可以加温，还能降温（Qian et al.，2012；van't Ooster et al.，2012）。笔者2015年在国家设施农业工程中心上海崇明基地半封闭玻璃温室中进行栽培试验，并对半封闭温室黄瓜岩棉栽培配套管理和环境控制等实践技术进行总结，以期进一步丰富我国设施黄瓜栽培技术的研究，同时有效提高黄瓜产量和品质。

1 半封闭温室能源系统的构成及特点

半封闭温室能源系统包括地下水源（热水井和冷水井，配对使用）、地下水换热系统（高效板式换热器）、热泵机组、末端系统（温室加热管道和空气处理机组ATU）和蓄能系统（储热罐和储冷罐，配对使用）（图1）。

通过热泵机组运行，在冷凝端和蒸发端分别产生热水和冷水，冬季温室需要加温时，热水可以通过管道直接进入温室加热管道和空气处理机组，同时热水也可以被储存在储热罐中；冷水被储存在储冷罐中，当储冷罐储存的冷水能量超过一定比例后（如60%），可启动采灌井进行冷水的长季节储能。

如上海第二含水层地下水初始温度为19～20℃，通过提取热水井的热量，将储冷罐中5 ℃的冷水交换为16 ℃，逐渐将6～7 ℃的冷水回灌到冷水井中。通过一个冬季的运行，冷水井温度可从20℃降为8～14 ℃。夏季则相反，在取用冷水的同时（可直接取用8～14 ℃的冷水进行温室降温，不需要运行热泵机组，这部分冷量相当于是免费的），热水被回灌到热水井中，使热水井温度达到23 ℃左右（注意冬夏季能量必须平衡）。通过采用“冬灌夏用”和“夏灌冬用”配对使用的长季节地下含水层储能技术，缓冲罐短期储能技术，并利用地源热泵将低品味能源提升为高品位热能加以利用，从而大大减少了化石能源的使用和温室气体的排放，改善了温室内的环境（图1～3）。

2 品种和栽培环境

半封闭温室黄瓜栽培选用欧洲迷你型水果黄瓜品种戴多星，2015年2月2日播种育苗，7月31日栽培试验结束。栽培基质选择荷兰GRODAN生产的240孔岩棉塞（20 mm×27 mm）穴盘、岩棉块（10 cm×10 cm×6.5 cm）和岩棉条（100 cm×20 cm×7.5 cm），覆盖基质为蛭石。栽培所用肥料由上海永通化工有限公司提供。营养液配方参考日本山崎配方并加以改进（Yu & Matsui，1997）。温室内设有空气处理机组、内外遮阳和保温系统、管道加温系统、自动滴灌系统等。

3 苗期管理

育苗宜在指定的育苗温室中进行，温室使用前要用0.3%卫可或次氯酸钙（漂白粉）充分消毒，消毒后2 d（天）再开始育苗。

3.1 播种 可以直接将种子播到岩棉块或用岩棉作基质的穴盘（0.41 m×0.60 m）中。冬季和早春育苗一般建议先播种到岩棉塞中，播种前穴盘用EC值为1.5～2.0 dS·m-1、pH值为5.5的营养液浸泡24 h（小时），每孔播种1粒，播后覆盖0.5～1.0 cm厚的蛭石，穴盘上再覆盖塑料薄膜保湿。然后加盖小拱棚、置备加热装备，以利于集中保温出苗。60%种子出苗后揭开穴盘上的薄膜，并逐步揭开小拱棚上的薄膜，让幼苗逐渐适应外界的环境。

图1 “半封闭”温室能源系统示意图

图2 空气处理机组在“半封闭”温室中的运行示意图

图3 黄瓜温室中的空气处理机组

出苗期间，前3 d（天）温度保持在23～25℃，浇灌、浸泡穴盘营养液的EC值为1.5～2.0 dS·m-1，pH值为5.5。尤其要注意穴盘边缘的湿度，如果基质太干（可以取出岩棉塞检查质量和颜色变化，岩棉含水较多时颜色深，失水较多时颜色浅）要适当补水，春季浇灌水温不宜太低（一般水温15～20 ℃），浇灌前营养液可以在温室中放置一段时间。

3.2 移苗 由于穴盘空间有限，黄瓜出苗后待子叶展开时，即可将岩棉塞中的幼苗移栽到岩棉块中，移栽前1 d（天）岩棉块要在EC值为1.5～2.0dS·m-1、pH值为5.5的营养液中浸泡24 h（小时），之后将水放掉，将岩棉块按顺序依次排放，密度为100株·m-2；当植株现第2片真叶时，要及时加大幼苗的间距，以防徒长，一般密度为15～20 株·m-2。移苗后用50 cm长的竹签垂直插在岩棉块上，幼苗三叶一心时在刚展开的叶片下方套第1个橡皮圈，并与竹签固定在一起，利用竹签和橡皮圈来固定植株，防止倒伏。如果幼苗五叶一心时还不能移栽，则密度调整为8～12株·m-2，同时给幼苗套第2个橡皮圈与竹签固定，同样套在刚好展开的叶片下方。幼苗在4叶后生长很快，使用大苗定植的，也要提前做好移苗准备工作。

3.3 苗期管理要点

3.3.1 水分管理 岩棉保水性很好，但是栽培中岩棉不能太干，否则岩棉再次吸水时效果不佳。采用潮汐灌溉对岩棉黄瓜育苗效果很好，可以用称重法确定营养液浇灌次数和时间，每天选择不同苗床至少5株测定岩棉块的质量，及时浇灌营养液，尽量使岩棉块质量不低于400 g。

3.3.2 温室环境控制 当太阳辐射照度大于100～150 W·m-2，外界温度不是很低时 （5 ℃以上），可以收起保温帘幕，保证温室白天温度22～25 ℃，夜间加热系统正常运行，室内温度不低于18 ℃。当白天外界温度0 ℃以上、天气晴好时，适当打开天窗进行通风降温。育苗期间温室光照不能太强，当太阳辐射照度超过500 W·m-2，需要适当打开遮阳网进行遮阳。

3.3.3 温室湿度调节 通过调整加热系统的运行，使温室湿度尽量不高于90%，这样可以有效防止黄瓜真菌性病害的发生；同时严格控制无关人员进入温室，并及时关闭温室进口门，防止虫害发生；在温室内张挂黄板，诱捕白粉虱等。幼苗定植前1 d（天）可喷施22.4%螺虫乙酯悬浮剂2 000倍液和40%啶虫脒（更猛）水分散粒剂2 000倍液。

4 定植

4.1 定植前准备 定植前要将温室内的杂草清理干净，检查温室所有设备（天窗、帘幕、加热系统）是否运行正常，并在生长线上挂好吊蔓钩（钩上绕绳子，用于落蔓），之后用0.3%卫可或者漂白粉于定植前2 d（天）进行消毒。在生长架上放置好岩棉条，打孔，插好滴箭，于定植前1 d（天）将所有岩棉条滴灌至饱和，滴灌营养液EC值2.0 dS·m-1、pH值5.5。定植时将岩棉条尾部底端的中部（排液方向）用美工刀切约5 cm的开口，将岩棉条中多余的营养液排掉。

4.2 定植 2015年3月12日，黄瓜幼苗长至五叶一心时将幼苗运至栽培温室，并将幼苗放置到开好孔的岩棉条上，每株幼苗的岩棉上插1个滴箭，以插入2/3的深度为宜。每个岩棉条（100 cm×20 cm×7.5 cm）上定植6株，密度达2.8株·m-2。

5 定植后管理

5.1 果实采收前的管理 定植以后及时去掉竹签，同时将植株绕在生长线上，统一按顺时针方向绕蔓。由于岩棉中营养液较多，此时要适当控制灌水，每天滴灌1次即可，滴水量为200 mL·m-2，以促进黄瓜根系尽快生长进入岩棉条中。3 d（天）后（7～8叶一心）可以正常灌溉，灌水最大等待时间可以设置为3 h（小时），最小等待时间为1 h（小时），光辐射累积的影响设置为150 J·cm-2，每次灌水量为200 mL·m-2。即电脑会根据天气情况，如晴朗天气，光照条件较好，可能1 h（小时）会积累200 J·cm-2，但是也会等达到最小等待时间1 h（小时）才会灌溉1次；反之，如果阴雨天，可能4 h（小时）也积累不到150 J·cm-2，那么电脑会执行最大等待时间，则3 h（小时）灌溉1次。滴灌营养液EC值为2.5 dS·m-1、pH值5.5。设置日出后2 h（小时）开始滴灌，日落前2 h（小时）停止灌溉，一般阴天滴灌2～3次，晴朗天气滴灌5～8次。定植后每天要记录单个滴箭的灌水量及EC值、pH值，岩棉条内的EC值、pH值，排液量及其EC值、pH值，通过适当修正光照累积的影响和单次灌水量，使温室中的排液量控制在灌溉水20%左右。要求温室白天温度23～27 ℃，夜间温度不低于17 ℃，湿度不高于90%。此时为了使植株积累更多的光合叶面积，要将植株底部5～6节雌花及所有侧枝去掉，只保留1个主枝生长。

5.2 果实采收期的管理

5.2.1 灌溉管理 果实采收期的植株已经较大，需水需肥较多，灌溉营养液的EC值可以调整为2.8 dS·m-1、pH值5.5。灌水最大等待时间可以设置为2 h（小时），最小等待时间20 min（分），光照累积的影响设置为90～110 J·cm-2，每次灌水量为240 mL·m-2。滴灌时间和记录方式同5.1。通过适当调整营养液配方和灌水的EC值、pH值及灌溉量，使岩棉条中的EC值一般保持在3～5 dS· m-1、pH值5.5～6.5，排液量控制在灌溉水的20%左右。

5.2.2 温室管理 可以通过对加热温度和通风温度的设置来调节温室的温度。一般通风温度（电脑中ventilation temperature）的设置要高于加热温度（电脑中heating temperature）1～2 ℃。如果日出时间为6：30，日落时间为17：30，夜间加热温度设置为17 ℃，一般设置从4：30开始增加热量，使温室温度每小时增加1 ℃，到日出时（6：30），温度达到19 ℃；10：30温室温度设置为22 ℃，通风温度为24 ℃，此阶段如果是晴朗天气，温室温度很快会升高至22℃，温室加温系统不用运行即可，当温室温度超过24℃时，天窗开始运行，降低室内温度；14：30设置温室温度23 ℃，通风温度为25 ℃，17：30日落以后要迅速将温室温度降低到17 ℃，可以设置每10 min（分）降低1 ℃，至18：30温室温度降低为17 ℃（图4）。因3月外界温度较低，所以天窗的运行开启速度要尽量缓慢，使温室温度变化不要太剧烈；18：30至翌日早晨4：30温室温度控制在17 ℃，此时设置温室中的遮阴帘幕和保温帘幕都及时关闭，保持温室温度，降低能源消耗。阴天情况下，一般天窗只开5%的小口（以保证植物有适当的蒸腾作用），温室最高温度至多只能达到每个设置点的温度。

图4　温室加热温度和通风湿度的设定

春季半封闭温室ATU的运行，既可以加温，也可以控制温室的湿度，ATU可以控制加热板块和制冷板块的运行以及ATU换新风策略，如外界空气温度低，绝对湿度低，可以控制ATU适当抽取外界空气，加热后释放到温室中，那么整个温室相对湿度就会降低；如果室外下雨，且室外空气温度较高时，可以先使用ATU制冷板块使空气中水分冷凝，然后再运行加热板块使空气升温到设置的温度，这样也达到了除湿的目的。当然，也可以通过控制温室加热管道的运行来控制温室的温度和湿度，但是效率较低。夜间一般控制温室湿度在90%以下，白天晴朗天气一般不用考虑温室湿度的控制，但是阴雨天气仍要通过对ATU或加热管道的控制，保证温室湿度在90%以下，这样可以有效避免真菌性病害尤其是霜霉病的发生。

温室通风有两种形式：一种是天窗的运行，主要和温度的设置有关；另一种使用ATU使温室的空气进行循环，当外界温度较低时，如0 ℃左右时（夜间），选择ATU抽取100%温室内空气进行循环；室外温度在10 ℃左右时，选择抽取20%～40%外界空气，抽取60%温室空气进行循环；当外界温度在20 ℃左右时，可以选择抽取60%～100%室外空气。通过ATU的运行，不仅可以控制温室的温湿度，同时可以通过抽取外界的空气补充温室内的CO2。

5.2.3 植株管理 温室黄瓜栽培品种为戴多星（水果黄瓜），可以每节留瓜。早春季节外界光照强度逐渐加强，黄瓜在玻璃温室中生长很快，一般5 d（天）可以长4片叶，植株长高30～40 cm，为方便采收，每5 d（天）去1次老叶（一般去3～4片），并落蔓1次，每次落蔓30～40 cm，保持植株叶片数在18片左右为宜。每3 d（天）绕蔓1次，绕蔓时始终保持顺时针方向，并且每节要绕一下，以防止茎蔓落下。水果黄瓜一般从开花到采收只要8 d（天）左右的时间，果实生长很快，需要每天进行采收，采收时及时去掉畸形瓜，每节只留1个瓜，并及时摘除回头瓜和侧枝。

5.2.4 病虫害防治 半封闭温室病虫害防治主要以生物防治为主。半封闭温室可以在温室内形成一个微正压，当工作人员开门进入温室时会有风向外吹，可以阻挡空气中的病菌和害虫进入。管理者进入温室前要洗手，着装整齐干净，进入温室后及时关闭温室门，同时温室天窗都用纱网封闭。

温室黄瓜栽培中的虫害主要有白粉虱、茶黄螨、蚜虫、蓟马等。幼苗定植后即张挂黄板，一般10～15张·m-2。黄板均匀分布在温室中，高度随着植株生长、落蔓而升降，始终保持在植株顶部20 cm左右的位置。温室内一般7～10 d（天）投放1次捕食螨（胡瓜钝绥螨），每次释放量约为500头·m-2。如果没有虫害发生，投放间隔时间可以适当延长，这样可以有效防治茶黄螨和白粉虱。同时，可以根据捕食螨的防治情况，决定是否投放丽蚜小蜂。如需投放丽蚜小蜂，每个温室（约667 m2）可投放1万头，分3次投放，每7 d（天）投放1次。当生物防治明显控制不了虫害时，可选择用生物肥皂50～100倍液喷施防治蚜虫、白粉虱等，喷施时要保证所有的叶片（尤其是叶背面）都喷湿；也可以选择22.4%螺虫乙酯悬浮剂2 000倍液和40%啶虫脒（更猛）水分散粒剂2 000倍液进行混合喷施；当虫害得到有效防治后，要及时重新投放捕食螨，并且适当缩短投放间隔时间。

温室黄瓜病害主要有霜霉病、白粉病和枯萎病等。戴多星为抗白粉病品种，温室栽培中很少有白粉病的发生；枯萎病等根部病害主要通过灌溉、种子带菌等传播，半封闭温室中使用包衣种子，灌溉水源为温室屋顶收集的雨水，通过超滤消毒后使用，所以栽培中未发现枯萎病等根部病害；霜霉病等真菌性病害的防治主要是通过控制温室内的湿度，阴雨天和夜间控制温室内湿度在90%以下，霜霉病等真菌性病害则不发生。

半封闭温室通过科学的种植管理，单茬黄瓜采收期可以延长至4个月，整个生长期基本可以不喷施化学农药，产量可达26 kg·m-2。黄瓜产量和品质均得到了明显的提高。

参考文献

丁小涛，金海军，张红梅，余纪柱. 2009. 秋冬季节黄瓜栽培设施中不同部位土壤温度及空气温湿度的变化规律. 上海农业学报，25（2）：15-19.

李金鑫，秦智伟，丁国华，周秀艳. 2008. 黄瓜抗霜霉病相关基因cDNA片段的克隆与分析. 园艺学报，35（3）：371-376.

张显真，杨晓峰. 2008. 温室水果黄瓜叶片生长规律研究. 气象与减灾研究，31（3）：43-47.

Qian T，Dieleman J A，Elings A，Marcelis L F M. 2012. Leaf photosynthetic and morphological responses to elevated CO2concentration and altered fruit number in the semi-closed greenhouse. Scientia Horticulturae，145：1-9.

van't Ooster A，van Ieperen W，Kalaitzoglou P. 2012. Model study on applicability of a semi closed greenhouse concept in Almeria：effects on greenhouse climate，crop yield and resource use efficiency. Acta Horticulturae，927：51-58.

Yu J Q，Matsui Y. 1997. Effects of root exudates and allelochemicals on ion uptake by cucumber seedlings. Journal of Chemical Ecology，23：817-827.

*通讯作者：余纪柱，男，研究员，主要从事设施栽培及设施黄瓜育种研究，E-mail：yy2@saas.sh.cn

收稿日期：2015-08-25；接受日期：2015-12-10

基金项目：国家科技支撑计划项目（2014BAD08B01），公益性行业（农业）科研专项（201403032），果菜类分子标记项目〔沪农科种字（2013）第5号〕，上海市农委-农业高效种养技术基础研究项目〔沪农科基字（2014）第2-1号〕