植物工厂叶菜类蔬菜高效栽培技术研究*

王 虹 周 强 丁小涛

（上海市农业科学院园艺研究所，上海市设施园艺技术重点实验室，上海 奉贤201403）

植物工厂是设施农业发展的高级阶段，其研究进展是世界各国展示农业科技发展水平的重要标志。与传统农业相比，植物工厂生产可缩短作物的生长周期，节约水肥资源，大幅提高作物的产量，并可有效抑制病虫害的发生[1-2]。叶菜类蔬菜种类丰富，生长周期短，矿物质及维生素等营养素含量较丰富，对光照强度要求较低，非常适宜在植物工厂生产[3]。为筛选适合植物工厂栽培的高产叶菜品种，我们以生菜、菠菜、油麦菜、冰菜及蒲公英为试验材料，研究其在植物工厂的高产栽培技术，并明确其栽培周期、产量及光能利用效率。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试的生菜品种为Mondai RZ、菠菜品种为圆宝、油麦菜品种为抗热无斑甜油麦，冰菜种子购自穗耕种苗有限公司，蒲公英种子购自花仙子农业有限公司。

1.2 栽培方式及环境条件

各参试叶菜类蔬菜均采用3层立体栽培架栽培，每个栽培架面积为0.6 m2，全人工光源，光照强度（PPFD）为200～300μmol·m-2·s-1，光周期为16 h/8 h（开/关），灌溉方式为雾培，水泵开关时间为5 min/20 min（开/关），环境温度控制在25℃/20℃（白天/夜间），相对湿度70%左右。营养液为芳甸叶菜营养液配方，具体配方见表1。

表1 营养液配方

1.3 栽培技术

1.3.1 播种

菠菜、油麦菜、冰菜和蒲公英直播。为使生菜种子出苗整齐，对其进行了低温处理。将生菜种子放入20℃温水浸泡30 min，捞出用纱布包好，放在4℃冰箱中存放1 d后取出播种。为避免育苗基质堵塞种植系统管道，将种子播在岩棉中。岩棉塞用清水浸泡吸足水分后取出备用，将其凹面朝上摆放在育苗盘内，用镊子将蔬菜种子轻轻放在岩棉塞凹陷处，深度以岩棉刚没过种子为宜。

1.3.2 水肥管理

播种后，每天定期向育苗盘内加水，加水量以保证岩棉塞含水充足为宜。肥料使用芳甸叶菜肥A肥和B肥。秧苗子叶展平至第4片真叶露出浇1/2剂量（A肥0.328 g/L，B肥0.25 g/L）叶菜营养液，第4片真叶露出至移栽浇灌1个剂量（A肥0.657 g/L，B肥0.5 g/L）叶菜营养液。

1.3.3 移栽及移栽后管理

幼苗长有4片真叶时，选叶片嫩绿、生长健壮、根系发达（白色或米色）的秧苗移栽。叶片残缺、断根或根系发黑的植株不建议采用。移栽后，保持白天温度25～28℃、夜间20～23℃，光周期为16 h/8 h（开/关），每周一、周四补充营养液，营养液EC值控制在1.2～1.5 mS/cm、pH值5.8～6.5。各参试叶菜移栽时的长势和成熟期的长势见图1。

图1 各参试叶菜移栽时的长势和成熟期的长势

2 结果与分析

2.1 各参试叶菜的栽培周期及产量

各参试叶菜的栽培周期及产量见表2。

表2 各参试叶菜的栽培周期及产量

由表2可知，生菜的栽培周期为30 d、年产量可达60.32 kg/m2，菠菜的栽培周期为20 d、年产量70.01 kg/m2，油麦菜的栽培周期为20 d、年产量79.67 kg/m2，冰菜的栽培周期为30 d、年产量可达112.52 kg/m2，蒲公英的栽培周期为20 d、年产量40.02 kg/m2。

2.2 各参试叶菜的光能利用效率

各参试叶菜的光能利用效率见图2。

图2 各参试蔬菜的光能利用效率（LUE）

本试验中，人工光源为唯一光源，因此各参试叶菜的光辐射累积量相同，均为11.09 mol·m-2·d-1。由图2可见，在相同光合有效辐射累积量下，生菜、菠菜、油麦菜、冰菜及蒲公英的光能利用效率（LUE）分别为7.47 g/mol、8.65 g/mol、7.90 g/mol、13.89 g/mol、4.94 g/mol，其中冰菜的光能利用效率最高、蒲公英的光能利用效率最低。全人工光源条件下，光能利用效率高的叶菜容易获得高产，并可减少植物工厂能耗，生产效益较好。

3 小结

全人工光源条件下，本试验所用栽培系统1年可种植生菜、冰菜12茬，年产量分别为60.32 kg/m2、112.52 kg/m2，可种植菠菜、油麦菜、蒲公英18茬，年产量分别为70.01 kg/m2、79.67 kg/m2和40.02 kg/m2，光能利用效率（LUE）以冰菜最高、蒲公英最低。由此可见，叶菜类蔬菜在植物工厂采用立体栽培模式种植，产量高且质量安全。与传统种植方式相比，植物工厂可实现作物周年生产，且不受外界环境条件限制，但由于用电成本较高，生产上建议选择生长周期短、光能利用效率高的蔬菜品种（如冰菜），从而达到降低能耗、增加收益的生产目标。