屋顶蔬菜雾培技术研究初报

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　　摘要：营养液配比是屋顶蔬菜雾培技术的重要一环，因此，对青菜、生菜、番茄进行了雾培营养液配比筛选试验，结果表明：青菜雾培营养液浓度氮以100～120 mg/L、磷以30～35 mg/L、钾以150～200 mg/L为宜；生菜雾培营养液浓度氮以140 mg/L、磷以20 mg/L为宜；番茄雾培营养液浓度氮以80 mg/L、磷以35 mg/L、钾以200 mg/L为宜。
　　关键词：屋顶；蔬菜；雾培；营养液；浓度
　　20世纪40年代，为在和平号空间站上建立生命支撑系统，美国首次构思运用气雾技术进行蔬菜种植。20世纪80年代后，美国、以色列、新加坡等国相继开展了广泛的研究与实践，气雾栽培已成为当前最为先进的新型蔬菜生产模式，也是发达国家植物工厂内的一种重要生产方式。近年来，我国科研机构也对气雾栽培技术进行了深入研究，取得了不少成绩。
　　在城市土地日益紧张、水资源短缺的今天，利用屋顶栽培蔬菜，不仅有效利用了房屋屋顶空间，为都市居民生产出安全优质的蔬菜，而且可为都市增添一点绿色，有效降低都市的PM 2.5，低碳环保。由于具有空间利用最大化、操作简易化、环境洁净无害化、用水节约化等特点，屋顶气雾栽培蔬菜也将成为今后都市农业发展的方向。
　　杭州麦河生态农业开发有限公司于2011年9月份开始建设屋顶气雾栽培设施基地，2011年12月进入试验阶段，2012年4月成功培育出第一批气雾栽培蔬菜。该基地是目前中国最大的民间屋顶气雾栽培科研基地。试验就是在杭州麦河生态农业有限公司屋顶气雾设施栽培试验基地进行，通过试验，研究了青菜、生菜、番茄的雾培营养液中氮、磷、钾的适宜浓度，以期为屋顶蔬菜雾培技术的生产实践与推广提供理论和实践依据。
　　1 材料和方法
　　1.1 试验地点
　　试验在麦河生态农业有限公司屋顶气雾设施栽培试验基地进行。基地选择钢筋混凝土结构的屋顶，屋顶承载能力大于200 kg/m2；采用自行设计的钢管大棚，主要支撑点在建筑物的支撑点上。基地有雾培大棚2471.50 m2，采用立体栽培模式，一次性可栽培面积4291.24 m2。
　　1.2 供试品种
　　选择有代表性青菜、生菜、番茄3种蔬菜进行雾培技术试验研究。青菜品种为苏州青；生菜品种为意大利抗热耐抽薹生菜；番茄品种为威尼斯F1-199。
　　1.3 试验设计
　　营养液配比是屋顶蔬菜雾培技术的重要一环，因此，对有代表性的青菜、生菜、番茄进行雾培营养液配比筛选试验，具体营养液配比试验方案如下。
　　雾培过程中除营养液浓度不同外，其他措施相同。雾培过程中通过双层防虫网覆盖栽培、人工捕捉害虫，酸水、紫外线消毒等物理技术、农业技术和生物技术防治病虫害。雾培蔬菜采用“活体”带根销售。
　　1.3.1 青菜雾培营养液配比中氮磷钾浓度筛选
　　1.3.1.1 青菜雾培营养液配比中氮浓度筛选 试验于2013年2月16日至3月19日进行，试验品种苏州青，小区面积4.32 m2，重复2次。P2O5浓度为25 mg/L，K2O浓度为160 mg/L。N浓度设置4个处理，处理1为80 mg/L、处理2为100 mg/L、处理3为120 mg/L、处理4为140 mg/L。
　　1.3.1.2 青菜雾培营养液配比中磷浓度筛选 试验于2013年3月22日至4月29日进行，试验品种苏州青，小区面积4.32 m2，重复2次。N浓度为100 mg/L，K2O浓度为160 mg/L。P2O5浓度设置4个处理，处理1为25 mg/L、处理2为30 mg/L、处理3为35 mg/L、处理4为40 mg/L。
　　1.3.1.3 青菜雾培营养液配比中钾浓度筛选 试验于2013年3月2日至4月12日进行，试验品种苏州青，小区面积4.32 m2，重复2次。N浓度为100 mg/L，P2O5浓度为30 mg/L。K2O浓度设置4个处理，处理1为100 mg/L、处理2为150 mg/L、处理3为200 mg/L、处理4为250 mg/L。
　　1.3.2 生菜雾培营养液配比中氮磷浓度筛选
　　1.3.2.1 生菜雾培营养液配比中氮浓度筛选 试验于2013年5月11日到6月21日进行，试验品种意大利抗热耐抽薹生菜，小区面积4.32 m2，重复2次。P2O5浓度为25 mg/L，K2O浓度为160 mg/L。N浓度设置4个处理，处理1为80 mg/L、处理2为100 mg/L、处理3为120 mg/L、处理4为140 mg/L。
　　1.3.2.2 生菜雾培营养液配比中磷浓度筛选 试验于4月12日到5月10日进行，试验品种意大利抗热耐抽薹生菜，小区面积4.32 m2，重复2次。N浓度为120 mg/L，K2O浓度为160 mg/L。P2O5浓度设置4个处理，处理1为10 mg/L、处理2为20 mg/L、处理3为30 mg/L、处理4为40 mg/L。
　　1.3.3 番茄雾培营养液配比中氮磷钾浓度筛选
　　1.3.3.1 番茄雾培营养液配比中氮浓度筛选 试验于4月6日到10月11日进行，试验品种为威尼斯F1-199，小区面积30 m2，重复2次。P2O5浓度为30 mg/L，K2O浓度为160 mg/L。N浓度设置4个处理，处理1为80 mg/L、处理2为100 mg/L、处理3为120 mg/L、处理4为140 mg/L。
　　1.3.3.2 番茄雾培营养液配比中磷浓度筛选 试验于5月6日到10月11日进行，试验品种为威尼斯F1-199，小区面积30 m2，重复2次。N浓度为80 mg/L，K2O浓度为160 mg/L。P2O5浓度设置4个处理，处理1为25 mg/L、处理2为30 mg/L、处理3为35 mg/L、处理4为40 mg/L。 　　1.3.3.3 番茄雾培营养液配比中钾浓度筛选 试验于6月6日到9月11日进行，试验品种为威尼斯F1-199，小区面积30 m2，重复2次。N浓度为80 mg/L，P2O5浓度为30 mg/L。K2O浓度设置4个处理，处理1为120 mg/L、处理2为160 mg/L、处理3为200 mg/L、处理4为240 mg/L。
　　1.4 测定项目及方法
　　采收时分小区记录株高、产量，观察不同生长期的植株商品性。
　　2 结果与分析
　　2.1 青菜对氮、磷、钾的需求
　　2.1.1 青菜对氮的需求
　　从表1可知，N浓度为80 mg/L、100 mg/L、120 mg/L、140 mg/L时，青菜株高分别为17.3 cm、28.4 cm、30.3 cm、21.2 cm，每667 m2产量分别为4324.29 kg、5185.15 kg、6191.32 kg、3276.21 kg。从青菜的株高和产量看，在N浓度为120 mg/L时表现最好，在N浓度为100 mg/L时表现次之；且青菜在N浓度为100 mg/L、120 mg/L时长势良好。因此，从试验结果看青菜对N浓度以100～120 mg/L为宜。
　　2.1.2 青菜对磷的需求
　　观察青菜的长势和产量（详见表2）。从试验结果看青菜对P2O5浓度以30～35 mg/L为宜。
　　2.1.3 青菜对钾的需求
　　观察青菜的长势和产量（详见表3）。从试验结果看青菜对K2O浓度以150～200 mg/L为宜。
　　2.2 生菜对氮、磷的需求
　　2.2.1 生菜对氮的需求
　　从表4可见，在试验浓度范围内，随着营养液中N浓度的增加，生菜株高和产量也逐步增加。从试验结果看，在本试验范围内生菜对N浓度以140 mg/L为宜。
　　2.2.2 生菜对磷的需求
　　从表5可知，P2O5浓度为30 mg/L时，生菜产量最高，每667 m2产量达6808.60 kg；P2O5浓度为20 mg/L时，生菜产量次之，每667 m2产量5563.24 kg。但生菜在P2O5浓度为30 mg/L时，叶片密集18 d后就开始衰退。因此，综合生菜长势和产量，生菜对P2O5浓度以20 mg/L为宜。
　　2.3 番茄对氮、磷、钾的需求
　　2.3.1 番茄对氮的需求
　　观察番茄的长势和产量（详见表6）。从试验结果看，在本试验范同内番茄对N浓度以80 mg/L为宜。
　　2.3.2 番茄对磷的需求
　　观察番茄的长势和产量（详见表7）。从试验结果看番茄对P2O5浓度以35 mg/L为宜。
　　2.3.3 番茄对钾的需求
　　从表8可见，不同K2O浓度下番茄产量顺序为：处理2（160 mg/L）>处理3（200 mg/L）>处理4（240 mg/L）>处理1（120 mg/L）。但是，番茄在K2O浓度为160 mg/L时，坐果率偏低。因此，综合番茄长势和产量，番茄对K2O需求量以200 mg/L为宜。
　　表1 不同营养液N浓度对青菜生长的影响
　　表2 不同营养液P2O5浓度对青菜生长的影响
　　表3 不同营养液K2O浓度对青菜生长的影响
　　表4 不同营养液N浓度对生菜生长的影响
　　3 结论与讨论
　　青菜雾培营养液浓度以氮100～120 mg/L、磷（P2O5，下同）30～35 mg/L、钾（K2O，下同）150～200 mg/L为宜；生菜雾培营养液浓度以氮140 mg/L、磷20 mg/L为宜；番茄雾培营养液浓度以氮80 mg/L、磷35 mg/L、钾200 mg/L为宜。
　　表5 不同营养液P205浓度对生菜生长的影响
　　表6 不同营养液N浓度对番茄生长的影响
　　表7 不同营养液P205浓度对番茄生长的影响
　　表8 不同营养液K，O浓度对番茄生长的影响
　　雾培设施栽培基地内屋顶设施面积2471.5 m2，试验的同时也进行雾培蔬菜生产。基地内气雾栽培40余种主要蔬菜，产量39053 kg，产值62万元左右；加上套养虎纹蛙100只，套种芽苗菜，总产值达85万元，净利润24.24万元，取得了一定的经济效益。
　　屋顶气雾栽培大棚阳光充足，日夜温差大，平面吸收CO2量是传统农田的2～4倍，实现了空间及光照利用的最大化与高效化；屋顶气雾栽培在产量和品质上也比普通土地栽培更高，而且可实现不使用农药和激素，生产出真正能让消费者放心的健康活体蔬菜；屋顶气雾栽培生产用水量只有土壤栽培的1/10，可节省水资源，在如今水资源短缺的情况下具有重要意义；屋顶气雾栽培实现了菜园进城市，减少了物流距离，节省了物流运输费用；屋顶气雾栽培还可以洁净城市空气，降低城市热岛效应和PM 2.5。2013年11月2日浙江省农科院带上海专家来麦河农业雾培基地考察，用手持式的空气质量监测仪测量出大棚内部PM 2.5是71 μg/m3，在棚外检测出141/μg/m3，专家指出城市屋顶雾培蔬菜基地净化空气能力应得到重视和利用，具有推广价值。
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