陆佳峰
(上海植物园绿化工程有限公司,上海 200231)
温室栽培是用保暖、加温、透光等设备以及相应的技术措施,实现在寒冷季节保护喜温植物御寒过冬,或是通过人为创造适宜的小气候环境促进植物的生长和提前开花结果等,达到作物反季节生产和提高作物产量的目的。温室栽培按照不同的标准有多种技术类型,比如按照使用功能可以分为生产性温室栽培、商业性温室栽培和试验性温室栽培,其中生产性温室栽培包括花卉温室栽培、蔬菜温室栽培等;商业性温室栽培主要包括各种观赏温室栽培;试验性温室栽培则主要是以技术教育、技术研发为目的。除此之外,温室栽培还可以根据覆盖材料的不同分为薄膜型温室栽培和硬质覆盖材料温室栽培,其中薄膜型温室栽培主要包括各种单层、双层覆盖的塑料温室;硬质覆盖材料温室栽培则主要包括玻璃温室、PC板温室和玻璃钢温室等。随着我国社会经济的不断发展和人们的生活质量不断提升,温室栽培在花卉培育、蔬菜种植等得到了越来越广泛的应用。对此,本文结合目前温室栽培技术的发展及其实践应用的现状,对植物的温室栽培与管理技术进行了研究和论述。
进行温室栽培之前需要进行温室的建设,在这个过程中需要采取一定的措施对温室进行消毒。比如,对于临时性的温室,可以通过不断更换温室建设地点的方式,避免连年种植引起病虫害发生率的升高。而对于固定的温室,则可以通过在每次播种前或定植前,采取一定的措施对温室进行消毒。温室的消毒通常在夏季温度较高、田间无作物的时候进行。也可以选择蒸汽消毒的方式,以及采用高温闷棚和药物熏蒸相结合的方法,利用蒸汽的高温杀灭土壤中的致病菌以及寄生虫虫卵,从而达到消毒的目的,以此来降低植物栽培过程中的虫害发生频率。
基质的准备是温室建设的一项重要工作。基质也被称为培养土,土壤的质地和肥力直接影响植物的生长发育和品质。基质通常由多种组分的营养土配制而成。要求具有优良的物理、化学性状,土质疏松,透气性、保水性和排水性强。排水层可用碎砖块、黏土粒、砾石和陶粒组成,营养土层则可用腐殖土、粗砂、园土、河泥、草木灰、泥炭土和珍珠岩等组成。比如,仙人掌类植物的培养土可以由羊粪、草炭和粗沙按比例配制,并添加少量骨粉。培养土应事先准备好,并采取一定的措施进行消毒。经过蒸汽消毒的培养土需要摊晾,使其略干燥。暴晒过的则要喷水或喷药水,使其潮润。
在进行温室栽培的过程中,温度、水分、光照和二氧化碳等各种环境因素都会对温室栽培产生很大的影响。在这种情况下,要想有效保障温室栽培取得良好的质量和效益,就需要在温室栽培的过程中有效控制各种环境条件。
温室栽培中温度控制是非常重要的,温度控制得好坏从某种意义上来讲直接影响到温室栽培的成败。因此,温度是环境控制中最重要的控制指标,温室需要具有良好的保温性,而且还需要具有调控措施,以适应植物的生长需要。比如,同样是多肉植物,但种类不同和分布地气候条件的不同,其对温度有多样性的要求。陆生类型的龙舌兰属、丝兰属、马齿苋属及仙人掌类多肉植物要求较高的温度,气温在12~15℃时刚开始生长,低于这个温度则生长停滞。由此可见,在温室栽培中需要确保温室具有良好的保温和控温性能。在对温室的内部温度进行控制的过程中,通常采用的办法是通过加热或者通风来实现。比如在夏季气温比较高的时候,可以通过使用遮阴网、喷雾器以及排风机等相应的设备来降低温室内部的温度,也可以采用卷边膜或者是在温室顶部开启天窗的方式来达到降低内部温度的效果。除此之外,通过增加灌溉量也能够取得降低内部温度的效果。相对应的是,在气温比较低的冬季则可以通过采用盖膜以及在温室内使用加热系统设备的方式,来合理地达到对温室进行加热升温的效果。随着栽培技术的不断发展,一些数字化智能设备已经在温室当中得到了应用,在这种比较先进的温室控温当中,可以通过计算机来智能化实现对温室内部温度的精准控制。在这样的温室当中,计算机智能系统可以根据实时的光照条件、室外温度、室内温度、风向以及风速等情况,对加热管道的温度以及天窗开启的程度进行合理计算,从而使温室内部的温度达到合理值并实现实时控制。
水分条件的控制是指对温室内部湿度的控制,高湿度是温室条件下的一大特点,不仅引起作物徒长,同时也容易诱发病害。在温室栽培的条件下,作物由于代谢旺盛、生长势强以及作物叶面积系数高,相比于非温室条件下具有更强的蒸腾作用,这导致温室内部的平均湿度经常保持在90%以上,在秋冬气温较低的季节甚至由于内部湿度过高而发生雾。同时,较高的湿度对于植物的生长也具有很大的危害,绝大多数植物在高湿度环境下是无法正常生长的。因此,在温室栽培过程中必须采取措施,对温室内部的水分条件进行有效控制。降低温室内部湿度的控制办法,主要也是通过通风和加热的方式实现。当温室外部的环境湿度低于温室内部湿度的时候,应当通过控制加热温度在短时间内高于通气温度,同时在加热过程中开窗的方式来实现温室内外水蒸气的置换,从而达到有效降低温室内部湿度的目的。当温室外部环境湿度高于内部湿度时,可以通过设定最低管道温度的方式来降低植株周围的湿度,也可以通过设定最小开窗度来保持持续通风的方式,或者采用排风扇进行强制通风的方式,来实现对温室内部湿度的有效降低。空气中的水分相当一部分是从地面土壤蒸发而来的,因此还可以利用地膜的密闭性进行地面覆盖,这样能够显著减少地面的水分蒸发,从而达到降低空气湿度的效果。以上是在温室内部湿度过高,需要降低温室内空气水分时,可以采取的比较有效的办法。但在一些时候也可能出现需要增加温室内部湿度的情况,可以通过喷雾或者盖遮阴网的方式来增加内部空气水分的效果。
光照条件对植物的生长具有重要的影响,充足的光照是保障植物得到良好生长的重要条件。但是在夏天光照过于强烈的情况下,为了避免植物受到强烈光照的伤害,又必须通过遮阴等方式来降低光照强度。因此,在温室栽培的过程中,就需要采取必要的技术手段和措施来合理地调控光照条件。在夏季光照强烈的时候需要采取措施降低光照,主要的办法是通过使用遮阴网来减少温室室内的光照,保护植株免受过强光照的伤害。在除夏天以外的其他季节,温室室内的光照控制都主要是以补充光照为主。对温室进行补充光照的措施主要有降低温室遮光、保持覆盖物清洁,以及使用乳白色的地膜或黑白双色膜铺地等方式。其中,降低温室遮光、保持覆盖物清洁可以增加温室通透性,而使用乳白色的地膜和黑白双色膜铺地可以增加反射光。在覆盖物方面的不同选择直接影响着室内的进光量。相关测定表明,聚氯乙烯注剂多,易吸尘,污染快,在使用过程中透光率下降明显;聚乙烯受污染较小,透光率在使用过程中的下降相对较慢,但缺点是保温性稍差。覆盖膜上有水滴也会造成透光量的损失。现在生产的长寿、无滴、保温覆盖膜是比较理想的覆盖材料。在温室建造过程中也应当预先考虑光照问题,因为温室屋面形状对透光率也有影响,一般圆弧形的屋面断面形状的透光率是最高的,所以把温室屋面建造成圆拱形的温室,能够获得相对更多的进光。当然,对于大多数具有耐弱光性质的植物,通常情况下是不需要额外进行人工补充光照的。
由于温室的密闭状态和作物的高密度种植,以及温室所创造的植物适宜的生长环境,导致植物在白天的光合作用非常强,从而所消耗的二氧化碳也非常快。从保障植物正常生长的角度来讲,温室内的二氧化碳浓度保持在1 000 ppm左右是较为理想的,而当二氧化碳浓度降低到350~400 ppm的时候,植物的光合作用就难以正常进行了。因此,在温室栽培过程中需要采取必要的措施控制二氧化碳浓度,确保温室内的二氧化碳浓度能够满足植物光合作用需要。补充二氧化碳,一般在温室关闭的情况下使用,也可以使用二氧化碳发生器,或直接用罐装二氧化碳施放,还可以使用燃烧沼气、天然气产生二氧化碳的方式。也可以在温室内放一些盛有稀硫酸的专用容器,投入碳铵产生二氧化碳。应用碳铵时,用塑料袋将碳铵包好,然后在塑料袋上扎小孔,让碳铵慢慢释放出来。通过这些方式来控制温室内的二氧化碳浓度,可以给温室内的植物补充足够的二氧化碳,能够有效地促进温室内植株的生长。
总的来讲,温室内部温度、水分、光照以及二氧化碳等环境条件因素之间,是一种动态的相互作用和相互协调的关系。适宜的环境条件只是一个相对的概念,一个环境条件的变化可以通过改变其他环境条件来弥补,从而动态地保持温室的环境条件处在适宜的状态下。比如,湿度过高所带来的不利影响,可以在强光照射下得到一定程度的缓和。较高的温度与较强的光照和较高的二氧化碳浓度相结合,同样可以使植物获得最佳的光合作用。而在光照和二氧化碳不配合的情况下,同样的温度可能会由于引发过强的呼吸作用而不利于栽培效益。也就是说,单个环境条件因素的控制通常难以达到良好的效果,只有通过多个环境条件因素之间的协调与相互配合,在各环境条件因素之间相对最佳组合下才能获得最佳的温室栽培效益。
合理的植株密度,能够使作物在整个生长期内株层结构合理,有助于最充分地利用太阳光能,获得最佳的温室栽培效益。合理植株密度的要求在总产量达到最高的情况下,要求植物的生产质量不下降,这样才能达到最理想的效果。一般来说,大型矮化株植株要采用正方型株行距,而高型植株则适宜采用长方型株行距,这样有利于改进通风透光条件和操作管理。对于生长期较长的植物,植株密度调整的原则是前期高度密植,后期高度稀植,缩小株距,增大行距。前期植株的株体小,可以通过大密度的植株来充分利用光能,从而获得较高早期产量;中期以后,随着植株的生长茂盛,可以通过隔一行拔一行,或者隔一株拔一株的办法,解除作物层间的郁闭状况来改进通风和透光条件,从而获得最高的总产量。株距缩小,行距扩大,亩总株数不变,但大行距的通风透光条件更好。
水分和养分是作物生长两大必需的要素,适宜的水分条件和合理的养分供应是保障作物生长重要基础。因此,水分和养分管理是温室栽培管理的两个关键方面。合理的肥水管理和调控措施,不但可以减少在温室栽培过程中的投资,而且可以提高肥水的利用效率。相关研究发现,在温室栽培过程中合理地减少水分和肥料的用量,不但可以提高植物的产量和品质,还可以降低土壤养分的累积和淋溶,能够显著地降低生态环境的污染。在施肥这方面,可以采用配方施肥处理来取代常规施肥处理,这样能够显著降低化肥的施用量,合理地改变氮、磷、钾养分的施用比例,不会降低农作物在温室栽培中的产量和品质。在灌溉浇水方面,则可以采用节水灌溉来取代常规灌溉,节水灌溉不仅有助于提高灌溉水分的利用率,还有助于温室内湿度的控制,在保障植物正常生长需要的同时实现水资源的节约。
温室栽培是一种高效的植物栽培技术,能够为植物生长创造适宜的环境条件。特别是对于寒冷地区或季节性栽培的喜温植物来说,温室栽培是最佳选择。在进行温室栽培的过程中,需要关注包括温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等环境条件的控制,在植物管理过程中需要做好植株密度管理和肥水管理,其中任何一个环节的管理和控制对植物在温室栽培下的生长和质量都至关重要。