浅液流(NFT)水培芝麻菜栽培技术

李 雪，王 峥，张文嫱，熊 清，李 蔚，孙朝华*

（1.京东方后稷科技(北京）有限公司，北京 100144；2.中国农业科学院都市研究所，成都 610200；3.北京市农业技术推广站，北京 100029）

芝麻菜（Eruca sativaMill.），别名紫花芥、芸芥，又称臭菜、火箭生菜，是十字花科芝麻菜属的一年生草本植物。原产于欧洲，在非洲西北部、亚洲西部及北部等均有分布。中国主要分布在四川、甘肃、河北、山西、新疆等地[1]。因其全株具有很浓烈的芝麻香味、且营养价值较高，受到了消费者的广泛关注和喜爱。芝麻菜的可食用部分一般为柔嫩的茎叶，可以用作炒食、煮汤、凉拌等，在餐厅里一般用来制作沙拉，经常食用不仅可以降低胆固醇，还可以提高机体的免疫力，具有较高的营养价值[2]。近年来，芝麻菜主要销往净菜加工企业，通过再加工之后销往商超和西餐店等。

目前，芝麻菜的栽培方式主要以露地栽培为主，每年可采收2～3茬，平均年产量可达到9 kg/m2[2]。而在实际的生产过程中，芝麻菜普遍存在着不合理施肥、灌水过量、病虫害多、杂草难以控制、易抽薹开花、采收耗费人工等诸多问题。上述问题还会影响到后续净菜加工环节，二次挑选芝麻菜中的不合格叶片需要耗费大量的人工成本，且效率较低。

水培芝麻菜一般采用浅液流水培技术（Nutrient film technique，NFT），其根垫底接触无土栽培浅液流吸收水分和养分，上部暴露在空气中吸氧，较好地解决了根系吸水与吸氧的矛盾。目前，位于北京市大兴区的裕农AIoT智联植物工厂，已采用NFT模式水培芝麻菜，并实现周年生产。每年能生产12茬，每茬生长周期约为22～40天，平均年产量为29 kg/m2，是露地栽培的3倍左右。伴随着无土栽培技术的快速发展，在工厂化水培种植过程中，可通过环境调控，提高水肥利用率、避免病虫害的发生和芝麻菜的抽薹开花，同时工厂化标准种植还能避免杂草的混入，运用自动采收机割取叶片，可大大提升采收效率。本文系统总结了NFT水培芝麻菜各环节的关键技术及管理方法，为推广芝麻菜水培技术提供参考。

温室结构及设施配套

温室位于北京市大兴区长子营镇北京市裕农优质农产品种植有限公司，占地面积2073.6 m2，栽培面积约1593.9 m2。智能温室采用京东方后稷科技（北京）有限公司的技术，配备了全套环境控制系统、物联网、水肥一体化系统、人工光育苗设备、营养液温度控制设备以及过滤消毒设备，并结合了京东方后稷科技（北京）有限公司自主研发的Agriculture Intelligence PaaS（AIPaaS）应用系统（图1），能够实现种植+运营+数据+溯源等多环节的精准控制，有效管理芝麻菜生产过程中的种植、农事、巡检、植保、采收和产量预测等环节。

图1 北京裕农基地温室大棚和AIPaaS应用系统

NFT水培设施主要包括栽培苗床、贮液池、营养液循环系统等。栽培苗床采用铝合金床架式，距地面0.8 m，长22.5 m，宽1.3 m，高15 cm，液深0.5～1.0 cm；种植槽采用覆盖PE银灰色防渗膜的EPS固定板，并在上方铺设一层无纺布，种植槽上覆盖漂浮板，板上有栽植孔，待育好的苗插入栽植孔中时，便于植株固定在育苗板上，且根系可以有效地与营养液面接触(图2）[3]，营养液通过系统自动循环。

图2 浅液流栽培芝麻菜

栽培技术

试验材料

芝麻菜种子的选择，可根据实际生产情况选择生长周期短、抗逆性强、抽薹晚、抗病虫害、适应性广、外型美观且品质较佳等特性的高产品种，本试验播种北京鼎丰现代农业发展有限公司的“细叶火箭菜”。

播种及育苗

芝麻菜是一种半耐寒性的蔬菜，适宜生长的温度范围为18～22℃，在8～10℃亦可生长[4]，传统露地芝麻菜播种时间在4～6月和8～10月。在植物工厂中，通过智能环境系统控制，温度可常年稳定在15～28℃，因此芝麻菜可以实现周年生产。

水培育苗支撑物使用具有良好保水保肥能力、透气性好、缓冲能力强的专用育苗海绵，可分割成小块，且每小块都有小孔，能够给种子萌发和幼苗根系固定提供适宜的生长环境(图3)。在播种时，将整块海绵浸湿并将空气挤压出去，随后放入底部有细孔、易渗透、保湿并且便于操作的平底育苗盘中，加清水至水位没过海绵底部0.5 cm，再进行手工播种或机械播种，完成之后移至育苗室。每个海绵孔的播种量为3～5粒，采用自制播种工具进行播种。

图3 芝麻菜育苗专用海绵

育苗期管理

芝麻菜播种完成后，转移至育苗室，育苗室温度应控制在19℃左右，且空气相对湿度应保持在60%左右。从播种到萌发一般需要2天左右，在种子萌发3天后，即幼苗长至约1 cm高时转至全人工光育苗环境下，人工光源采用LED光源，自动水循环供液、新风系统通风等确保育苗海绵保持湿润，叶面保持良好通风。

定植

当幼苗长至3～4片真叶并充分展开时，即两片真叶平展直径为0.5～0.8 cm开始定植。定植时将幼苗连同海绵一起放入定植板（长×宽=79.5 cm×59.6 cm，56孔）的定植孔中，保证根部可以充分接触到营养液。因此时芝麻菜幼苗的根系比较脆弱，所以定植需要小心操作，避免根系受伤影响移栽成活率。

生长期管理

温度管理

芝麻菜白天生长温度控制在15～26℃，夜间温度控制在8～18℃。阴天较晴天温度低2～3℃，保证昼夜温差6～10℃。阴天较晴天温度低2～3℃，保证昼夜温差6～10℃。

夏季白天可利用风机、湿帘和遮阳网进行降温，夜间可利用风机和天窗进行降温。冬季可利用加温设备和保温设施调节室内温度。春秋季可通过天窗、风机和侧窗调节室内温度，中午短时间高温可通过适当遮阳进行降温。

湿度管理

生长区域相对湿度控制在70%～80%。夏季可通过地面洒水或开启湿帘增加湿度，冬季可通过开启地源热泵或适当开启顶窗降低湿度。

光照管理

水培芝麻菜的最适光照强度为285 μmol/m2/s左右，当温室的光照强度高于这个值时，需要开启内外遮阳降低光强，当温室的光照强度低于这个值时，需要通过补光装置增加光照强度。补光装置的光合有效光量子密度控制在100～300 μmol/m2/s。

营养液管理

水培芝麻菜生长所采用的营养液配方为京东方后稷专用营养液配方，是依据基地水质以及芝麻菜生长的营养需求，以日本山崎（生菜）配方为基础经过长时间生产检验而后改良形成的芝麻菜专用营养液配方。营养液的大量元素配方见表1，主要中微量元素配方见表2。

表1 营养液大量元素含量

表2 营养液微量元素通用配方

在种植过程中，要及时对营养液EC和pH进行调控。在芝麻菜育苗期，营养液EC控制在1.5 mS/cm左右；定植之后，EC 控制在2.1～2.7 mS/cm，采收前3～5天，EC可以降至1.8～2.0 mS/cm，以降低叶片中的硝酸盐含量。水培芝麻菜生长的最适 pH范围为6.5～6.8，当pH＞6.5 时，用磷酸进行调整，当 pH＜5.5 时，用 KOH 溶液进行调整。

营养液液温控制在22℃左右，最适温度为18～22℃。冬季控制在10～18℃，最适温度为10～15℃。夏季控制在20～25℃，最适温度为21～23℃。采用NFT模式，根系可以长时间暴露在空气中，保证芝麻菜的正常生长。营养液白天供液频率为10 min1次，夜间供液频率为20 min1次。

病虫害防治

水培芝麻菜的病虫害防治，遵循“预防为主、综合防治”的原则，以物理防治为基础，生物防治为核心。在温室天窗处设置防虫网，在温室内悬挂黄、蓝板。黄板可诱杀蚜虫、白粉虱、斑潜蝇，蓝板可诱杀蓟马等[5]。为了保证生产出具有安全无公害品质芝麻菜，在芝麻菜生长过程中，一般避免使用化学农药，如遇较为严重的病虫害，可以采用表3中的方法控制病虫害。

表3 芝麻菜的主要病虫害防治方法

水培芝麻菜栽培常见问题及对策

夏季开花

（1）光照

当光周期超过12 h，在一定的范围内，随着光照时间的增加，花芽分化和抽薹发育的表现就越明显。随着光照强度增强，芝麻菜的花芽分化量也会增加。

（2）养分

氮磷钾等元素的过量积累及相应比例变化也会影响花芽分化。当芝麻菜吸收充足的氮元素时，其花芽分化会加快且花的数量会明显增加。而磷元素和钙元素的增加同样也会促进芝麻菜的花芽分化。EC的高低同样会影响植物的花芽分化和开花。夏季EC较高，容易引发干旱，导致叶片气孔关闭，加速芝麻菜开花抽薹。

表4 水培芝麻菜外观及品质指标测定

（3）春化时间

春化处理的时间对花芽分化、抽薹、开花也有促进作用。一般来说，芝麻菜种子的萌动或者是幼苗，在0～5℃以下经过5～10天会通过春化阶段，春化时间越久，越容易诱导花芽分化，同时芝麻菜温度超过适宜温度后，随着温度的提高以及日照时间的增长，会提前抽薹。夏季时，需及时打开遮阳，降低温室内部光强，控制早晚温差。合理优化营养液中的大量元素的比例，特别是在夏季要加强对营养液EC的管理调控。

叶片发黄

缺乏钙、铁、硼等微量元素或夏季温度偏高易引起叶片发黄。优化改进营养液配方，及时在营养液中补充对应的微肥或在植株叶片表面喷打适量的微肥。同时在夏季，温室需及时通风、开湿帘与遮阳。

叶片发紫

在育苗定植初期，芝麻菜的根系并不发达，植株不容易吸收磷元素，造成植株缺磷。定植后，喷施磷酸二氢钾的叶面肥。

水培芝麻菜的生长动态和品质

采用NFT模式水培芝麻菜，周年的产量比露地栽培高。本文选取了北京裕农基地智能温室芝麻菜进行外观指标的记录和品质指标的测定。其中水培芝麻菜的单株鲜重和有效叶片数为露地栽培的2倍，定植后采收周期可比露地栽培缩短44%。检测水培芝麻菜品质指标，发现维生素含量高达18 mg/g，目前露地栽培的叶绿素a、叶绿素b、可溶性糖、维生素含量未见报道。

采收

水培芝麻菜定植后22～45天可进行采收，采收标准为的单株重量不低于15～20 g。采收时，要清除老叶、黄叶，据定植板上20～25 cm切取上半部分，整齐地摆放于采收筐内或塑料包装袋中。如图4所示，采收的合格成菜，叶片在13～15 cm以上，没有硬梗，要求叶色嫩绿、株型良好、大小一致，未徒长、未抽薹、未焦边烂叶及无病虫害。

图4 芝麻菜采收标准图