日光温室层架式叶菜基质栽培技术＊

张雨翔，赵永华，许玉坤，温祥珍，李亚灵（山西农业大学，山西太谷 030801）

随着农业高质量发展的推进和“大食物观”的提出，设施农业对土地利用率和单位产出率要求更高，利用立体栽培可以提高单位面积的蔬菜产量，更有效的利用温室的空间[1-2]。特别是对于叶菜来说，日常需求量大，本身含水分又多，不适于长距离运输，植物工厂就成为了叶菜生产的首选，为此受到世界各国的高度重视，然而植物工厂建设成本高、运行成本和设备成本也很高，限制了其走向更广阔的市场[3-4]。日光温室是北方城市近郊蔬菜生产的主要载体，在温室中进行层架式栽培发挥立体优势可显著提高单位面积产量，降低单位产量生产成本，使生产者获取更大收益。

层架式立体栽培较传统平面种植模式可以提高单位面积产量4～6 倍，有效提高土地和自然资源的利用率，同时便于人工管理和机械化[5-6]。栽培类型主要有营养液栽培和基质栽培两种类型。目前大多数层架式立体栽培所选用的都是比较流行的营养液栽培，但营养液配制和管理相对复杂，所耗费的成本也较高，有时由于停水停电造成很大的损失。基质栽培是指用固体基质固定植物的根系，并提供一定的水分和营养的一种无土栽培方式[7]。相对来说基质栽培成本较低，现已逐步被推广[8]。本课题组就基质铺设厚度、基质配比和追肥等技术环节进行了一系列的试验，总结出了一套在日光温室中进行叶用莴苣层架式立体基质培的关键技术，现介绍如下，供大家参考。

栽培层架制作

栽培层架主要由30 mm×50 mm 的多功能角钢组装而成，综合考虑其承受力和操作便利性，设置为长1.5 m、宽0.5 m、高1.5 m 的架子，共分四层，自上到下依次为1（顶层）、2、3、4（底层）层，层间距均为0.45 m（根据叶用莴苣生长的高度确定），最下层距地面0.15 m，连接处用螺丝固定，各层间用铁片支撑。为了提高栽培层架承重能力和减少水分流失，在各层间铺设硬质塑料网、窗纱和黑色地膜。在该设计模式下，每层栽培30 株叶用莴苣‘意大利生菜’，一个栽培架四层共种植120 株。考虑到采光，栽培层架在日光温室中采用南北摆放，栽培架与栽培架之间的间距为60 cm（图1）。

图1 立体栽培层架种植生菜实景

层架基质培技术

基质铺设厚度

立体栽培模式选用基质培时，不仅要选用轻型基质，同时基质的铺设厚度选择也很重要，既要考虑栽培架的承重能力，还要顾及根系环境的稳定性。基质太厚，对立体栽培架的承重要求高，进行工厂化生产的设备和管理成本都会相应增加；基质太薄，作物根系环境稳定性差，保水保肥性能差，养护成本高[9-10]。为此课题组就基质厚度进行了探究。以育苗基质与羊粪体积比3∶2复混基质为主，采用春、夏两季温室栽培，研究了不同基质厚度（6、10、14 cm）对叶用莴苣根系环境和产量的影响。主要研究结果如下。

基质厚度影响叶用莴苣的根系环境

随机选取4 天典型的阴、晴天作代表，观察叶用莴苣根际温度的日变化。由图2 可知，晴天6 cm 处理的叶用莴苣根际温度的日较差最大，并且升温和降温都很迅速，而10 cm和14 cm 处理的根际温度变化幅度相对较小。阴天时根际温度日变化幅度均较小，10 cm 和14 cm 处理的根际最低温均高于6 cm处理，起到了一定的保温和缓温作用。

图2 不同基质厚度处理下根际温度的日变化

对叶用莴苣单株干鲜重的影响

图3 为采收后不同基质厚度处理叶用莴苣的单株鲜重和干重。由图可以看 出，10 cm 和14 cm 处理的单株鲜重及干重差异不大，且均显著高于6 cm处理。春季试验中，10 cm和14 cm 处理的单株鲜重分别比6 cm 处理高45.4%、47.8%，达到了100.3 g 和102.0 g，且两处理间差异不显著。同时，单株干重与其鲜重保持着相同的变化规律，10 cm 和14 cm 处理的单株干重差异不显著，均高于6 cm 处理。夏季试验与春季试验结果基本一致。

图3 不同基质厚度对叶用莴苣单株鲜重和干重的影响

从上述结果可以看到，基质厚度10 cm 和14 cm 处理叶用莴苣的根系环境稳定，生长差异较小，均显著优于基质厚度6 cm 处理。综合考虑栽培架承重及成本，认为10 cm 厚度的基质适用于叶用莴苣层架式栽培。

基质配比

基质培选用栽培基质的好坏直接影响蔬菜的生长与品质。泥炭是世界公认的一种优良的栽培基质，且属于轻型基质，适用于层架式栽培，但其成本高且不可再生，而且养分不能满足植株的生长[11]。因此，来源广泛、价格低廉且肥效较高的农业废弃物开始被种植户所重视。农业废弃物是种植业废弃物、农产品加工废弃物、畜禽粪便和农村居民生活废弃物的总称，通过一定的处理，农业废弃物可以变废为宝，成为良好的栽培基质[4]。

为此课题组选用泥炭与当地易取且价格低廉的农家肥（羊粪、牛粪）做基质原料，将泥炭与羊粪、牛粪按不同体积比混合，设计了7 个处理，以纯泥炭作为对照组，各处理的基质配方见表1。定植前提前按体积比将基质混合均匀，铺设在栽培床上，基质铺设厚度为10 cm。一个配方用于一个栽培架，主要分析不同的基质配方对叶用莴苣生长的影响，力求寻找适宜叶用莴苣生长且成本较低的基质配方。

表1 不同处理基质的配方（体积比）

表2 为栽培结束后不同基质配方处理各栽培层的叶用莴苣地上部单株干、鲜重。由表2 可知，地上部单株鲜重（4 个栽培层的平均值）以T3、T5、T7 的处理较高，分别比纯泥炭CK 高10.41%、3.25%、0.22%，其他处理均低于CK。地上部单株干重以T3 与T5 处理较大，分别比CK 高33.21%、35.42%，其他处理间差异不显著。由此可见有机肥可以部分替代泥炭，不仅降低成本，还可以提高叶用莴苣的产量，以泥炭∶羊粪∶牛粪体积比为3∶1∶1 效果最佳。

表2 不同基质配方下各层架的地上部单株鲜重与干重/g

追肥量

在试验过程中发现，无论哪种基质配比，在叶用莴苣生长后期都发生了缺肥的现象。为此，课题组在筛选出的基质配方（泥炭∶羊粪∶牛粪体积比为3∶1∶1）基础上进行了不同追肥量的试验，把总追肥量等分成3 个梯度，设计成3 个处理（高施肥量组F1、中施肥量组F2、低施肥量组F3），以不施肥组F0 作为对照组。第一次统一追总施肥量的2/3，第二次追1/3，定植18 天后进行第一次追肥，28 天后进行第二次追肥，每次按0.5% 的浓度稀释后，用量杯按体积均分准确追肥于每株叶用莴苣的根部。每个处理的追肥量见表3，表中的追肥量为一个栽培架的量（体积为0.3 m3）。定植前提前按体积比将基质混合均匀，铺设在栽培床上，基质铺设厚度为10 cm。一个处理用于一个栽培架，每个栽培架（四层）定植120 株叶用莴苣。

表3 不同处理的追肥量

表4 为定植28 天与38 天（采收时）不同追肥量处理下各栽培层叶用莴苣的地上部单株干、鲜重。由表4 可以看出，地上部单株鲜重在28天与38 天时表现出的结果一致，各栽培层的结果也大致相同：F1＞F2＞F3＞F0，追肥能显著提高叶用莴苣地上部的单株鲜重，随着追肥量的增加，单株鲜重也在增加。同时，单株干重与其鲜重保持着相同的变化规律，单株干重随着追肥量的增加也在增加。

表4 不同追肥量处理下各栽培层的地上部单株鲜重与干重/g

试验表明，基质中增加有机肥的配方并不能完全满足叶用莴苣快速生长期的养分需求，中后期追施氮、钾肥能提高叶用莴苣的产量。同时得出在泥炭∶羊粪∶牛粪按体积比为3∶1∶1 配方的基础上，定植18 天、28 天后，分别追施50 g/m3尿素+48 g/m3硫酸钾、25 g/m3尿素+24 g/m3硫酸钾时更能促进叶用莴苣的生长。

基质层架栽培生菜，生长28 天单株重可达80 g，补充追肥生长38 天后，单株重可达122.5 g，达到采收标准。每层栽培30 株，四层（实际占地面积0.75 m2）可栽培120 株，产量约为15 kg。以38 天1 茬记，年内可达8～9 茬，生产效率是非常高的，接近植物工厂水平。本技术可以在日光温室、塑料大棚等大中型设施中应用，设计建造成本与运行费用较低。也可在室内补光利用、在庭院、设施周边应用，是提升土地利用效率的途径之一。

总结

日光温室中叶用莴苣的层架式栽培，可以充分利用温室后墙或地面，增加栽培面积，提高土地利用率和提高产量，同时能够降低运行成本，获取更大的经济效益，但是层架式栽培的基质厚度、基质配比以及追肥量显著影响叶用莴苣的生产效果。研究证明基质厚度为10 cm，基质配比以泥炭∶羊粪∶牛粪按体积比为3∶1∶1，且在定植18、28 天后，分别追施50 g/m3尿素+48 g/m3硫酸钾、25 g/m3尿素+24 g/m3硫酸钾时更能促进叶用莴苣的生长，提高单位面积产量，获得更大效益。在实际生产中，设施内栽培层架的摆放可以根据不同设施类型的跨度以及通风透光情况进行适当调整。综合来看，在设施内进行层架式基质培是可行的，以期为种植者提供技术参考。