基于轮作的温室岩棉循环利用技术

丁小涛 何立中 周强 卜立君 余纪柱 金海军

导读：在半封闭温室栽培条件下，研究了岩棉在番茄—甜瓜—茄子—黄秋葵轮作模式下长季节循环利用的栽培技术，结果表明，岩棉栽培基质有效使用期在2年以上， 不仅节约了生产成本，还能促进作物的生长，使产量稳定， 实现了蔬菜的低碳、绿色生产。

近年来我国设施园艺发展迅速， 设施园艺种植面积逐年增加，已经成为世界设施园艺面积最大的国家[1，2]。岩棉是一种很好的栽培基质，其孔隙率90%以上，具有吸水和保水性强、无毒无菌、物理特性稳定、质量轻、易搬运等优点。荷兰园艺生产中采用岩棉栽培的面积占世界无土栽培总面积的70%，温室岩棉栽培的黄瓜、番茄的产量高、质量好[3，4]。但我国以岩棉作为主要基质的栽培模式较少，究其原因，主要还是我国栽培管理专业化程度不高、岩棉的后续处理比较麻烦等[5]。荷兰温室栽培的岩棉使用1年后有专业的企业回收，可以作建筑用砖等无害化处理， 而我国暂无岩棉回收的有效办法，那么研究岩棉的循环利用，最大限度地延长岩棉有效使用时间，是促进岩棉栽培发展的重要途径。 据此，研究了岩棉在番茄—甜瓜—茄子—黄秋葵轮作模式下的栽培技术，该技术模式下岩棉栽培基质有效使用期在2年以上，实现了岩棉有效循环利用。

1 番茄岩棉栽培

1.1 温室和苗床消毒

栽培所用温室为Velon 型连栋玻璃温室，位于国家设施农业工程技术研究中心崇明基地。 用0.3%～0.5%的卫可或漂白粉溶液对整个育苗温室进行喷施消毒， 播种前再喷施75%百菌清可湿性粉剂800 倍液和45%啶虫脒水分散粒剂2000 倍液1次， 并确保温室没有杂草，播种前保证整个温室处于封闭状态。 用0.3%的84 消毒液对苗床（苗床尺寸6.1 m×1.7 m）进行消毒，晾干后待用。

1.2 岩棉基质及营养液配制

栽培基质选择荷兰Groda 生产的岩棉条（Master，100 cm×20 cm×7.5 cm）、岩棉块（10 cm×10 cm×7.5 cm），岩棉穴盘尺寸为60 cm×41 cm×5 cm，240 孔，内置240 个岩棉塞，播种前将岩棉塞用EC 值为1.5～2.0 dS/m、pH 值为5.5 的营养液浸泡24 h， 保证所有岩棉塞充分吸水。 营养液配方参考栽培咨询公司并加以改进。 现代温室灌溉用水全部为收集的雨水，雨水经超滤处理后使用。

1.3 播种和育苗

①播种 选用品种为佳西娜，由瑞克斯旺（中国）农业科技有限公司提供，于2016年8月29日播种于岩棉塞中，每个岩棉塞中播1粒种子，上面覆盖0.5～1.0 cm 厚的蛭石，将岩棉穴盘放入培养箱中，设置为温度28℃、湿度90%，出苗后放置到栽培温室苗床上。 温室光照强度大于400 W/m2（1 W/m2=98 lx）时，打开外遮阳网；温室温度超过30℃时，打开风机排管降温，晚上打开温室所有天窗降温，根据降温成本，降温至25℃左右。

②移栽 将岩棉块放置在苗床上， 每个苗床（10 m2）放置960 个岩棉块，移栽前1 天用EC 值为2.0 dS/m、pH 值为5.5 的营养液浸泡24 h， 番茄苗子叶完全展开后（出苗5 天左右），将幼苗移栽至岩棉块中，移栽时注意轻拿轻放。

③育苗期管理 当幼苗长至2 叶1 心时，为防止徒长，可适时安排定植，一般12～20 株/m2，如果现花蕾时定植，间距最好不大于12 株/m2。 此时灌溉可以根据岩棉块质量进行，保证每个岩棉块质量不低于300 g， 一般灌溉（营养液EC 值为2.0 dS/m，pH值为5.5）至岩棉块1/2 以上高度为宜，半小时后将多余的营养液排掉。

1.4 定植及定植后管理

①定植 2016年9月20日定植， 定植前将所有岩棉条放置在栽培架指定位置并开孔，于定植前1 天灌满营养液并浸泡24 h，将幼苗直接定植到开好孔的岩棉条上，每个岩棉条定植5 株，定植密度约为2.3 株/m2，每株幼苗附近插1 个滴箭，插入2/3为宜。 定植后岩棉条末端底部开口，利于排掉多余的营养液。

②灌溉及温湿度管理 定植时，岩棉中营养液较多，要适当控制灌水，前3 天每天滴灌1次即可，灌水量为200 mL/m2，以促进番茄根系尽快扎入岩棉条中。3 天后正常灌溉，灌水最大等待时间设置为3 h，最小等待时间1 h，每次灌水量为200 mL/m2。光辐射累积的影响设置为200 J/cm2。定植后每天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，并适当修正光照累积的影响值和单次灌水量，使温室中的排液量控制为灌水量的20%左右。至果实采收前滴灌的营养液EC 值保持为2.0～2.5 dS/m，pH 值保持在5.5。 设置日出后2 h 开始滴灌，日落前2 h 停止灌溉。 定植后通过遮阳网和温室降温设备（ATU，空气处理机组），使温室白天温度尽量不高于30℃，夜间增加通风和使用降温设备， 降低温室夜间温度，尽量使温室白天和晚上的温差保持在10℃左右，湿度控制在60%～90%。 及时打掉所有侧枝，只保留1 个主枝，保证成株约有20 个展开的功能叶。

番茄

③结果期管理 开花前1 天将熊蜂放入温室，一般1 箱熊蜂（50 只）可以保证800 m2番茄的授粉。 坐果后及时疏果，佳西娜为鸡尾酒串番茄品种，一串保留8 个果实即可； 待整串番茄都转色变红后，及时采收，一般玻璃温室每周采收1次。 采收期， 营养液EC 值调整为2.5～3.0 dS/m，pH 值保持5.5，每次灌水量为240 mL/m2；光辐射累积的影响设置为100 J/cm2。 灌溉最短等待时间为15 min，最长等待时间为1.5 h。 白天通风温度设置为22～25℃，加温温度设置为20～23℃；晚上通风温度设置为16～18℃，加温温度设置为14～16℃；有补光条件的温室，可以在阴雨天或者光照较弱时补光，如白天外界光照强度低于100 μmol·m-2·s-1时， 打开补光灯补光。 采收期，应根据情况去除老叶和落蔓，一般1 周去下部老叶1次、落蔓1次。 现代温室生产中因温室湿度可以有效控制，同时保持空气持续循环，所以较少发生真菌性病害。 主要虫害为白粉虱，4月白粉虱逐渐增多，此时要注重温室卫生，保持温室清洁，避免无关人员进入温室，番茄采收后可以用生物肥皂100 倍液或45%啶虫脒水分散粒剂2500 倍液喷雾防治；如白粉虱不严重，可通过定期投放天敌捕食螨进行防治。

2016年11月25日开始采收，2017年7月24日拉秧，采收期8 个月，667 m2产量约17400 kg。

2 甜瓜岩棉循环栽培

2.1 播种及出苗后管理

①播种 2017年7月14日，对甜瓜品种脆禧、绿天使（由上海市农业科学院园艺所提供）用55℃温水烫种15 min，常温浸种5 h 后放在30℃培养箱中催芽，种子发芽后，将种番茄的岩棉条直接戳直径为1.5 cm、深2.0 cm 的小洞，将发芽的种子放入洞中，然后盖上蛭石，灌适量清水保湿。 此时番茄仍正常生长，能对岩棉起到遮荫降温的效果，同时因番茄植株的蒸腾作用， 温室内温湿度较为适宜，有利于甜瓜出苗，2～3 天后，甜瓜全部出苗，种植密度为2.5 株/m2。

②出苗后管理 甜瓜出苗后， 打掉岩棉条上方50 cm的番茄老叶，防止过度遮荫造成甜瓜苗徒长。甜瓜1 叶1 心时，将番茄植株全部拉秧，调整灌溉策略。 灌溉营养液EC 值保持2.0 dS/m，pH 值保持5.5， 灌溉量以光照累积和每天排液20%为依据进行设置。 温室用ATU 进行降温，保持温室白天温度不高于38℃，晚上25℃左右。

2.2 授粉及授粉后管理

①授粉和留果 保留第12～15 节的侧枝，一般侧枝第1 节便会有雌花， 侧枝留2 片叶后摘心，雌花开放当天早上，用当天开放的雄花在雌花柱头上轻轻涂抹。 如果工作量过大，下午也可以授粉，但授粉效果以9：00～11：00 较好。 一般保证每株有2 个雌花授粉坐果，然后将多余的侧枝全部打掉。 授粉后及时去除老叶，防止消耗营养，同时有利于通风。当幼瓜鸡蛋大小时疏果，每株只保留1 个长势良好的甜瓜。 植株长至25 片叶左右时（根据温室高度和植株生长状况确定）摘心。

②授粉后管理 甜瓜生长期间及时绕蔓，防止绕蔓不及时导致断头现象， 一般3 天左右绕蔓1次，绕蔓时及时将新长出来的卷须去掉，减少养分消耗。此时灌溉营养液的EC 值保持为2.5 dS/m，pH值5.5， 灌溉量以光照累积和每天排液的20%进行设置。使用ATU、天窗和外遮阳网进行降温，保持温室白天温度不高于38℃，晚上25℃左右。

一般授粉后40～55 天即可采收，因此授粉时要做好记录，做到及时采收，否则过熟采收，果实品质下降，不利于销售。 本茬口甜瓜脆禧授粉后约45 天采收，单果质量2.0～2.5 kg；绿天使授粉后50～55 天采收，单果质量1.5～2.0 kg。 整个栽培茬口甜瓜667 m2产量可达3000 kg。2017年10月10日对所有甜瓜植株拉秧，并用0.3%～0.5%的卫可或漂白粉溶液对温室进行喷施消毒。

2.3 植保管理

现代温室因可以有效控制室内温湿度，真菌性病害发生很少，但白粉病时有发生，可以通过喷施25%乙嘧酚悬浮剂1000 倍液或43%露娜森（氟菌·肟菌酯）悬浮剂2000～3000 倍液喷雾防治。虫害主要有白粉虱、蓟马和红蜘蛛等。 白粉虱可以通过张贴黄板、喷施45%啶虫脒水分散粒剂2500 倍液进行防治；蓟马可喷施60 g/L 艾绿士（乙基多杀菌素）1500～2000 倍液防治；红蜘蛛可喷施110 g/L 乙螨唑悬浮剂3000 倍液进行防治； 此外， 白粉虱、蚜虫、红蜘蛛等还可以通过喷施生物肥皂100 倍液或使用天敌捕食螨（根据虫害为害程度分次投放，每次500 头/m2）进行有效防治。

3 茄子岩棉循环栽培

3.1 播种及出苗后管理

①播种 2017年10月9日，以蛭石作基质，对2 个不同茄子品种[安吉拉、萨蔓莎，包衣种子，由瑞克斯旺（中国）农业科技有限公司提供]进行播种。2017年10月18日茄子子叶展平后直接定植于种植甜瓜的岩棉条上，用滴箭插定植孔，深约2 cm；之后将幼苗种入，轻轻压紧，再将滴箭插在距幼苗1 cm 左右的位置，灌水，每株浇灌清水50 mL。定植后3 天内晴天时要适当遮荫，9：00 开始滴灌EC 值为1.5 dS/m、pH 值为5.5 的营养液， 每次每株滴灌60 mL，每2 h 滴灌1次，日落前2 h 停止灌溉，以利于缓苗。 缓苗后，每天滴灌1次EC 值为1.5 dS/m、pH 值为5.5 的营养液即可。

②出苗后管理 苗期温室白天通风，温度设置为23℃，晚上设置为18℃；此期室外温度较为适宜，不需要加温，以通风为主，晴天要适当利用外遮阳网遮荫，一般当外界光照强度超过500 W/m2时，遮阳网设置为80%打开。 随着幼苗不断长大，适时调整灌溉策略，适当增加灌溉量，确保温室每天的排液量占灌水量的20%左右， 营养液EC 值提高至2.0 dS/m，pH 值保持为5.5。

3.2 结果期管理

此时要注意保温， 晚上温度低于17℃时应加温，日出前2 h 通过ATU 和加热管道将温度提高至19℃，太阳出来之后，通风温度设置为22～24℃；日落后温室内温度下降较快，一般日落前2 h 打开保温帘幕保温，第2 天日出后2 h 逐渐收起。

结果期灌溉营养液的EC 值为2.5 dS/m，pH 值5.5，一般日出后2 h 开始灌溉，日落前2 h 停止灌溉， 以光照累积量为依据设置灌溉时间和灌溉量，确保温室每天的排液量占灌水量的20%左右。结果期要及时采收果实、去除老叶；注意温室湿度不能太高，尤其是夜间，湿度尽量控制在90%以下，可有效防止真菌性病害的发生。 同时注意及时通风，尽量增加温室CO2的含量，晴朗天气可以结合天窗开关和ATU 换新风提高温室内CO2浓度。

茄子从2018年1月17日采收至2018年4月23日，667 m2产量约4000 kg。 拉秧后，用0.5%的漂白粉溶液对温室进行消毒。

3.3 植保管理

茄子抗病性强，另外温室环境可控，病害基本不发生。 主要虫害为红蜘蛛、蓟马，防治方法同甜瓜。

4 黄秋葵岩棉循环栽培

4.1 播种及出苗后管理

2018年4月25日对黄秋葵（黄秋葵1 号，由上海市农业科学院园艺所提供） 进行浸种催芽，4月27日出芽后直接播种到种植茄子的岩棉条上，播种前按种植密度为2 株/m2戳直径约1 cm、深1 cm 的小洞，播种后盖蛭石，将灌箭插在种子旁边，播后先浇灌1次清水（每颗种子浇水约100 mL），出苗前每天滴灌2次，每次约200 mL/m2，营养液EC 值设置为1.0 dS/m、pH 值5.5。

出苗后灌溉营养液EC 值设置为1.5 dS/m、pH值5.5，灌溉最大等待时间4 h，最小等待时间2 h，光照积累量设置为300 J/cm2，灌溉量为排液量的20%～30%为宜。 设置白天通风温度为25℃， 晚上16℃， 白天外界气温较为适宜，ATU 换新风的比例应超过50%。 且此期外界光照充足，当外界光照超过500 W/m2时，遮阳网设置为80%打开。

4.2 结果期管理

黄秋葵采收期，外界温度较高，且光照充足，此期以通风降温及适当遮荫为管理重点。 使用ATU结合遮阳网进行降温， 确保温室白天温度不高于35℃，晚上25℃左右。 白天光照超过700 W/m2时，外遮阳打开80%，白天ATU 运行仍以换新风为主，一方面降低温室温度，另一方面提高温室内CO2浓度。 营养液EC 逐渐增加到2.5 dS/m，pH 值保持5.5，日出后2 h 开始灌溉，日落前2 h 停止灌溉，以光照累积量为依据设置灌溉时间和灌溉量，确保温室每天的排液量占总灌水量的20%左右。黄秋葵开花后，及时摘除凋零的花瓣和衰老的叶片，防止湿度过大导致果实腐烂；同时要多通风，保持ATU 运行，以降低湿度，预防真菌性病害的发生。 果实成熟后及时采收，过熟果实变硬，影响品质和口感。 从2018年6月21日采收至2018年9月4日，667 m2产量约1650 kg。

秋葵

4.3 植保管理

温室黄秋葵没有虫害发生，但凋零花瓣未去掉会诱发灰霉病， 生产管理中应及时去掉凋零花瓣，同时加强通风、运行ATU 以换风，也可以选用50%异菌脲可湿性粉剂1000～1500 倍液喷施防治。

5 小结

通过番茄—甜瓜—茄子—黄秋葵轮作的栽培模式，成功实现了不同类别蔬菜在同一岩棉基质上的栽培生产，使岩棉使用期达到2年，有效延长了岩棉基质的使用时间，不仅节省了生产成本，而且产量也有所提高。 另外温室栽培管理易标准化，温室环境可控性强，可以有效结合生物防治，达到绿色、高效生产的目的。

2018年秋季，用栽培了2年作物的一部分岩棉再次种植番茄，也表现出了良好的效果，和新岩棉种植没有明显差异；研究还发现，使用了2年的岩棉经浸泡后播种青菜，效果也很好，且可以连续多次种植鸡毛菜。总之，通过不同科属蔬菜作物的轮作，完全可以使岩棉基质多次循环利用，从而节约生产成本，实现低碳、绿色、可循环的蔬菜岩棉栽培生产模式， 丰富现代温室的栽培管理技术理论和实践。