设施蔬菜可持续生产措施分析

孙东文，冯光辉，孔福苓，冯艺哲，杨天仪，张海娟

（淄博市蔬菜办公室，山东淄博 255000）

随着农业工程技术的不断进步，设施蔬菜栽培也迅速发展起来，是一种集约化程度高、环境设施和技术以及相应操作管理方法配套的综合农业生产体系。设施蔬菜栽培不同于传统农业，完全或部分摆脱了自然气候和土地条件的制约，可以人为调控环境因子，为蔬菜提供最佳或较适宜的生长发育空间，有效改善农业生态条件，是实现蔬菜优质高产的有效途径[1-2]。目前我国设施蔬菜的栽培技术水平较发达国家相比普遍较低，生产中面临着设施内光照弱、温度低、湿度大、二氧化碳浓度低，土壤有机质含量少、土壤板结和酸化，蔬菜生长弱、抗性差，病虫害发生重、防控困难等一系列问题[3-4]。为全面提高设施蔬菜栽培技术，提升生产质量与效益，保护生态环境，促进产业可持续发展，本文结合“设施蔬菜生态可持续栽培技术研究集成与推广技术研究”项目成果和前人研究，集成了设施蔬菜生态可持续栽培技术，主要包括小气候综合调控、土壤培肥、蔬菜精准栽培、病虫害生态防控等方面。

1 设施小气候环境改善技术

本项目从光照、温度、湿度、二氧化碳、风等方面进行了设施环境研究，以改善设施内小气候、微气候条件，为蔬菜生长创造有利的小气候环境。

1.1 改善光照条件

蔬菜育苗过程中经常因弱光、低温环境影响幼苗质量，补光是提高幼苗质量的有效措施之一。光照能为设施小气候提供温度条件，为蔬菜光合作用提供能源。设施内冬季光照时间短、光照强度弱，一般会导致生产的蔬菜味道不足、口感变差。

1.1.1 补光灯补光技术

蔬菜育苗过程中经常因弱光、低温环境影响幼苗质量，补光是提高幼苗质量的有效措施之一。徐苏萌等[5]通过引进2种植物生长补光灯，在番茄、黄瓜、茄子3类作物育苗中应用补光技术，试验结果表明，应用2种补光灯均能缩短育苗周期、提高壮苗指数,可提前定植移栽；综合3个试验点的结果，杭州临安佳遇科技有限公司植物生长补光灯表现较好。

补光灯安装方法：沿设施东西向，采用等行距两行对称并列安装植物补光灯，补光灯安装间距为3 m，每667 m2大棚一般安装60盏。茄果类、瓜类蔬菜补光灯的安装高度为0.9～1.2 m。

补光时间与时长：当设施在夜间覆盖保温材料时，补光正式开始，直至设施在夜间不再覆盖保温材料补光正式结束。设施蔬菜补光期内，植物补光灯开启的时长通常为下午覆盖保温材料后接续的3 h和早晨揭保温材料前接续的3 h，每天蔬菜的光照时间增加6 h。

1.1.2 新型散光薄膜技术

使用新型散光薄膜，可以使棚内的直射光变为散射光，大棚早上升温快，中午散光快，棚内光照更加均匀，植株中下部叶片可以获得更多的光照[6]，能防止烧苗，且使枝干生长健壮。田兴武等[7]研究显示新型散光薄膜技术应用在日光温室黄瓜上取得了明显的效果，黄瓜的株高、茎粗、叶片数等生长指标均显著高于对照温室，同一生长时期的产量也较对照温室高21.3%。

1.1.3 棚膜清洗技术

通过多种方法清洗棚膜，保持棚膜干净，提高棚膜的透光率。常用清洗方法有水清洗和清洁带去尘。

水清洗：通常每月1次，选择温度较高的晴天，用水枪向棚膜喷水，再结合专用拖把清洗棚膜。

清洁带去尘：利用宽度5～10 cm、厚度0.02～0.04 cm的废布条制成简易棚膜清洁带，清洁带的一端系在大棚顶部，另一端系在大棚底部，由于布条随时可以随风摆动擦拭棚膜，这样可以长时间保持棚膜的清洁。

1.2 设施温度调控技术

1.2.1 冬季设施保温

一是覆盖和蓄热，掌握覆盖保温的时间，当外界气温下降到18 ℃时扣棚膜；当温度为12～14 ℃时，加盖草苫或保温被；当温度为3～5 ℃时，覆盖保温被和二层草苫。冬季，在午后把后墙上悬挂的反光膜捆扎起来，让墙体蓄积热量，在覆盖草苫前，再把反光膜放下。

二是利用秸秆生物反应堆增温，按照栽培畦的大小挖宽60～70 cm、深25～30 cm的沟，内填秸秆，且每667 m2放置专用微生物菌剂8 kg，秸秆上面覆土约20 cm，灌水浇透秸秆，使秸秆能在微生物的作用下逐渐分解，释放热量与二氧化碳，可使根层土壤温度提高约2 ℃，还可改善土壤物理结构和生态环境、增强植株抗逆性，是冬季日光温室蔬菜生产的最佳增温和提质增效措施。

1.2.2 夏季设施降温

5月后，随着光照的增强和气温的迅速回升，设施内温度易超过30 ℃。为了降低设施内温度，采用遮阳网遮阴、及时通风等措施。在晴朗天气10：00～15：00拉上遮阳网，促进作物的生长。

1.3 设施内湿度调控技术

冬季设施低成本除湿技术是根据湿热空气遇冷快速冷凝的原理，使棚内的湿热空气遇冷凝结脱水，有效降低了棚内空气湿度，减少了压缩机的能耗，使成本大大降低。

具体操作方法是利用水空调除湿。夏天棚内通过水空调，利用温度低的地下水降温。冬季在大棚内每667m2安装3～5台水空调，棚外挖一水池，让室外较低温度的水在水空调内循环，由于室外水温低，可以达到良好的冷凝除湿效果。

1.4 二氧化碳浓度调控

设施封闭的环境，冬季放风少，CO2不易得到补充。为增加棚室内的CO2，在蔬菜开花结果期后，于晴天上午9点开始增施CO2肥。具体做法是在蔬菜行间按照每667 m2放置10个容量5 L的塑料桶，放置高度为1.2 m，先每桶放25%稀硫酸3.2 kg，再将350 g碳酸氢铵用塑料袋包好，扎上5～10个小孔后放入桶中。

2 设施土壤生态环境改良技术

2.1 设施土壤休耕培肥技术

设施蔬菜每年需要投入大量的化肥，在增加蔬菜产量的同时恶化了土壤环境[8]。为有效解决这一问题，生产上通常采用日光温室土壤消毒[9]、大棚蔬菜轮作等措施[10]，起到了积极的作用。然而，这些措施并未从根本上解决土壤肥力不稳定的问题。设施蔬菜土壤两年一耕作培肥技术是采取土壤隔畦耕种、休耕，并结合大量施用秸秆培肥土壤。结果发现，该技术对土壤培肥效果显著，一年后，土壤有机质含量明显增加。

2.2 设施内土壤冻融技术

北方土壤每年经历一次冻融，形成了独特的生态系统，而设施蔬菜生产冬季土壤没有经过冻融，打破了土壤原有的生态平衡，因此，为保护生态环境要采取温室土壤冻融措施。具体做法是在每年12月中旬至翌年2月中旬，此时光照、温度、湿度条件恶劣，蔬菜生长困难，在这段时间，使大棚闲置2个月，进行土壤冻融处理，可以有效杀灭土壤中有害病虫。

2.3 水肥一体化技术

应用水肥一体化技术，使根系在吸收水分的同时补充养分[11]。借助压力系统，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道和滴头形成滴灌，均匀、定时、定量浸润蔬菜根系发育生长区域，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量；同时根据不同蔬菜的需肥特点，土壤环境和养分含量状况等进行不同生育期的需求设计，把水分和养分定时、定量、按比例地直接提供给蔬菜[12]。

3 设施蔬菜生态健康栽培技术

3.1 嫁接技术

嫁接能从根本上提高根系长势，嫁接后蔬菜长势强壮，开花结果能力增强[13]。蔬菜嫁接是有效解决连作障碍、增加产量的重要手段[14]。在瓜类蔬菜，如黄瓜、西瓜、西葫芦上进行嫁接，嫁接后的蔬菜表现出较强的抗病性、抗逆性、抗寒性和抗旱性等，吸肥性也显著增强，蔬菜长势强壮。

3.2 矮化栽培技术

设施蔬菜矮化措施主要有以下几种：一是矮化中间砧技术，嫁接后的蔬菜，实现了矮化栽培，个体生长量小、健壮、优质、高产；二是限根栽培技术，该技术人为地把蔬菜根系限制在一定的介质或空间中，控制根系体积和数量，改变根系分布与结构，优化根系功能，通过根系调节整个植株生长发育，使植株变矮、紧凑，以达到优质、高产的目的；三是生长调节剂调控技术，对于生长过旺、结果量少的蔬菜，喷施矮壮素，抑制植株徒长，让光合产物更多地向生殖生长转移，提高产量。

3.3 蔬菜精确定量栽培技术

精确定量栽培对于提高蔬菜生长整齐度，获得群体最大产量具有重要意义。主要通过以下几个方面来开展：一是育苗管理，为提高蔬菜的整齐度，在工厂化育苗中期，进行人工移苗一次，把大小一致的菜苗移到一起，解决苗期的整齐度问题；二是定植管理，在蔬菜定植时，严格选择将大小、长势一致的苗定植在一起，使定植的深度一致、距离均等、定植方向一致；三是生长前期管理，缓苗后一个月内，对于长势较强的蔬菜苗，通过摘叶、断根、控制施肥、喷施矮壮素来控制其生长；对于长势明显偏弱的蔬菜，可以根外追肥促进其生长；四是花果管理，进行疏花疏果，去除过早或过晚开的花，去除大花、小花及大果、小果，使保留的花、果大小一致；五是叶面积指数调控，通过及时摘心、去叶、整枝等措施控制叶面积指数。

4 有害生物生态防治技术

蔬菜设施生态体系除含有目标生物蔬菜外，还有害虫、天敌昆虫、授粉昆虫、微生物（有害微生物、有益微生物、中性微生物等多种生物）。有的生活在地上部空间中，有的生活在土壤中；通过采取生态措施维持设施生态系统中的生物平衡，更有利于蔬菜生产。

4.1 恢复土壤微生物生态系统

通过调节土壤酸碱度、施用功能活性菌肥以及增施富含腐熟有机营养的生物有机肥等手段，重塑土壤健康微生态系统和支撑土壤肥力的有机无机循环微生态系统，建立土壤微生物耦合机制，提高土壤缓冲和吸收转化酸碱盐的能力，并抑制病原真菌生长。例如，在大拱棚蔬菜上施用植物根际功能性菌剂，可以优化蔬菜根际微生物环境，提高有益微生物种群数量，抑制土壤病原菌，可明显减轻根部病害，提高蔬菜产量[16]。

4.2 采用食物链防治虫害

通过食物链即利用害虫天敌来防治害虫[15]，具有效果好、生态、无污染等特点。设施蔬菜生产中常见的食物链防治虫害措施主要有利用丽蚜小蜂防控粉虱，利用蚜茧蜂、食蚜瘿蚊防控蚜虫，利用智利小植绥螨防控叶螨以及利用东亚小花蝽防控蓟马等。

4.3 环境友好型药剂防控病害

引进环境友好型农药，在使用过程中实现零残、零天安全间隔期。选用标准是产品具有极高的吸附性，产品附着于致病菌表面，能使致病菌细胞与外部环境隔离，并迅速改变细胞膜表面渗透压，进而使其脱水死亡，达到抑制致病菌生长和繁殖的目的。

4.4 线虫疫苗防治线虫

线虫疫苗含有根结线虫干扰细菌（MIB）和植物根际促生细菌（PGPR）。施用线虫疫苗后，线虫干扰细菌进入植物体内，诱导植物产生线虫抗体，在作物整个生长周期对根结线虫进行免疫、控制[12]。

4.5 弥粉法施药技术

在必须采用药剂防治时，将有害生物发生数量控制在允许的经济损失水平以下，而不是完全消灭[17]。该技术能有效操作简单、方便快捷，省时省力，实现轻简化作业；可以有效降低设施蔬菜棚室湿度；不受天气影响，连续阴雨天正常作业；药剂吸附均匀、整棚空间处理无死角；克服常规施药方法带来的湿度大、用药量多、劳动强度大等问题。弥粉法施药适合在设施蔬菜主产区大面积推广，前景广阔[18]。

5 小结

本文系统综述了设施小气候调控技术，如高效除湿、LED灯补光等；土壤生态改良技术，如土壤修复、培肥、水肥一体化等；蔬菜精准栽培技术，如嫁接栽培、精准定植和管理、人工授粉等；病虫生态防控技术，如食物链防控虫害、有益菌抑制病害等。将以上技术进行系统集成，建成了完善的设施蔬菜生态可持续栽培体系，以期提升设施蔬菜整体效益和市场竞争力[13]。