生菜植物工厂栽培技术.pdf

导读 植物工厂作为一种新兴的高效农业生产模式 近年来受到世界各国广泛关注 取得了突飞猛进的 发展 植物工厂有关的各项技术日趋成熟 所栽培的植物种类也越来越多 其中生菜是植物工厂栽培的 主要蔬菜 与其他栽培方式相比 效果明显 效益突出 本文重点介绍了植物工厂栽培条件下生菜的生 产系统构成和基本栽培技术 生菜植物工厂栽培技术 齐红伟 刘正鲁 周俊国 姜立娜 植物工厂是一种通过高精度控制设施内生态 环境的高效农业生产系统 由计算机对作物生长过 程的环境要素进行自动控制 不受或很少受自然条 件的制约 能实现作物周年连续生产 有望解决 21 世纪人类面临的粮食 资源 环境三大问题 因此受 到世界各国的广泛关注 1 2 植物工厂条件下环境因 子控制精度高 植物生长快 不仅缩短了生长周期 还确保了植物生长的一致性 据估算 以叶菜为 例 人工光型植物工厂的生产效能为露地的 40 108 倍 3 生菜 L a c t u c a s a t i v a L var r a m o s a Hort 为菊科莴苣属一年生或二年生草本作物 俗称叶用莴 苣 具有生长期短 易于管理 产量高 营养价值高等 特征 还有降血压 抗衰老和防止心律紊乱等功效 生 菜属生食蔬菜 对洁净品质的要求高 为植物工厂栽 培最广泛的蔬菜 4 5 安徽省三安生物科技有限公司利 用中国科学院植物研究所在植物科学领域的研发成 果 结合三安集团旗下核心企业三安光电领先的 LED 光源技术 进行光生物技术产业转化 应用于现代设 施农业 投资兴建三安植物工厂 具有成熟的生产经 验 在植物工厂条件下 生菜的栽培生产可分为播种 催芽 炼苗育苗 分栽 采收包装 4个阶段 1 植物工厂生产系统构成 1 1 洁净系统 植物工厂是 完全封闭 的环境 产品安 全卫 生 不 使 用农 药 为 减 少 粉尘 预 防 病原微 生物的 侵入 对蔬菜产生为 害 必须 保 证 环境高度洁净 进 入 生 产 车间需带上口罩 身着 防 护服 双手带上 一 次 性 橡胶手套消毒后 进 入风淋室 并从专 用通 道 进 入 生产 车间 的内 部 洁净通过 空气循 环净化 处 理设 备 及配套 系统 洁净度 需达 到国 家标准 7级 相当 于 1 万级 6 7 1 2 光源系统 光 照 是植物生长的 重 要因子 红 光 R 和 蓝 光 B 是生菜生长发 育 光合作用和物质 积累 不可或 缺 的光 谱 研究 表明 采 用 R B 3 1光 谱组 合 适宜 生菜生长 8 光源 早 期有 白炽灯 荧 光 灯 金 属 卤 化 物 灯 高压 钠灯等 能 耗较 高 近 年 来 随着 LED 技 术的不 断 发 展 LED 光源 优势愈加明显 光能利用 效 率 高 可 达 80 90 9 耐 用 光 谱 可 调 可 控 发 热 少 安 全 环保 目前普遍被 植物工厂 采 用 10 植物 工厂内生菜栽培的光 照时间 为 连 续光 照 16 h d 11 1 3 环境因子控制 植物工厂的生长环境条件 主 要 包括温 度 光 照 空气湿 度 营养 液温 度和 O 2 浓 度 等 由计算 机 控 制系统精确 控 制 确保各 项 环境因子最 适宜 生菜 生长 营养 液采 用 山崎配方 供 应 方式采 用 深液流 技术 一 般 环境 标准 为 温 度 18 24 湿 度 85 营养 液温 度 18 24 O 2 浓 度 800 1 000 mL L 6 2 生菜栽培技术 2 1 品种选择和栽培场所 植物工厂内栽培的生菜品种要求 适 应 密闭 环 境 生长周期短 适宜 高 密 度栽培 且 效 益 高 本 文 以 上海惠 和种业有限公司的 格林 生菜品种为例 栽培 齐红伟 河南科技学院园艺园林学院 新乡 453003 刘正鲁 安徽省三安生物科技有限公司 周俊国 通讯作者 河南科技学院园艺园林学院 新乡 453003 姜立娜 河南科技学院园艺园林学院 收稿日期 2020 11 16 栽培技术 2021 1 33 场所在安徽省三安生物科技有限公司植物工厂车 间 2 2 播种催芽 播种催芽在植物工厂内的播种室进行 种子处理 先将种子进行水选 去除杂质和 不饱满种子 12 然后用 2 aOH 溶液浸泡 15 min 再用无菌水清洗 3 5 遍或用 50 温汤浸种 10 min 消毒 以杀灭生菜种子内及种皮上带有的病原菌 13 14 消毒后用清水浸泡 4 h 后晾干 以加快发芽 播种 将灭菌后的育苗专用海绵放入育苗 盘内 海绵大小 25 cm 25 cm 100个种穴 每盘放 入 2块海绵 加入 1 000 mL 左右清水 挤压海绵使 其充分吸水 将处理过的生菜种子播入海绵种穴 内 每穴 1粒 播种不宜过深或过浅 过深容易造成 弱苗 过浅影响发芽率 催芽 将播种好的育苗盘放入催芽箱 催芽 条件为 无光照 恒温 25 湿度 85 一般催芽 36 48 h 即可发芽 根长达到 0 5 1 0 cm 2 3 炼苗 育苗 炼苗 在植物工厂内的炼苗车间进行 催芽 完成后把育苗盘取出 将育苗海绵取出放入带孔的 托盘上 再将海绵连同托盘一起放回育苗盘 转至炼 苗间育苗架上 在育苗盘内加入营养液 营养液 E 值 1 2 m cm pH 值 5 5 7 5 定期检测指标 为保证 幼苗正常生长所需的水分和养分 炼苗期间要定期 检查营养液 量少时及时添加 炼苗 11天后 4叶 1 心时即可移栽 育苗 在植物工厂内的育苗车间进行 炼苗 完成后 将育苗海绵沿缝隙分成单独的小块 放入栽 培板的定植孔内 栽培板宽 60 cm 长 90 cm 每盘 90 株 将栽培板放入育苗车间栽培架上 栽培架共 6 层 打开营养液循环系统 保持营养液 E 值为 1 0 1 5 m cm pH 值 5 5 7 5 定期检测指标 育苗 12天 后即可分栽 2 4 分栽 在植物工厂内的分栽车间进行 生菜育苗完成 后 挑选生长健壮 长势一致的幼苗放入栽培板的 定植孔内 定植孔间距 20 cm 20 cm 定植密度为 25株 m 2 将栽培板放入育苗车间栽培架上 共 6 层 保持营养液 E 值 1 5 2 0 m cm pH 值 5 5 7 5 定期检测指标 2 5 采收包装 在植物工厂内的包装车间进行 分栽后 20天 格林生菜株高达 15 cm 单株净菜质量达 80 120 g 时即可采收 采收时 将栽培板取下 转至包装车 间 剪下根部 去除不可食用部分 采用塑料袋真空 包装后送入保鲜库预冷 以减少微生物侵 染 和营养 物质的 流失 15 及时 贮运 不 能 及时 贮运 的 入冷库 贮存 采收后 将栽培架内的营养液 全 部 排 出 并 用 清水清洗 将栽培板移至清洗消毒 区 清洗消毒 在植物工厂条件下 格林生菜的栽培 周 期一般 为 45天 可 全年 连 续 生 产 且 为 立体 栽培 大大 提 高 了 单 位 场 地 的 利 用率 据 统 计 全年产 量可达 98 4 121 2 kg m 2 与露地 生菜栽培 相比 生 产周 期 短 产 量高 品 质好 销售价 格高 生 产效 率和 经济 效益显著提 高 参考文献 1 杨 其长 植物工厂 现状与 发 展战略 J 农业 工 程 技 术 2016 36 10 9 12 2 日 古 在 丰树 人 工光 型 植物工厂 M 贺冬仙 钮 根 花 马 承伟 译 北京 中国农业 出 版社 2014 3 刘文 科 杨 其长 现代设施园艺 的 最 高 形式 植物工厂 J 科技 导报 2013 31 33 11 4 滕星 高 星爱 姚丽 影 等 植物工厂水培生菜技 术研究 进 展 J 东北农业 科 学 2017 42 1 40 45 5 Kozai T Plant factory in Japan current situation and perspectives J hronica Horticulturae 2013 53 2 8 11 6 杨 其长 魏灵玲 刘文 科 等 植物工厂系统 与实践 M 北 京 化学 工 业 出 版社 2012 7 贺冬仙 朱本 海 杨珀 等 人 工光 型 密 闭式 植物工厂的 设 计与 环 境控制 J 农业 工 程学报 2007 3 151 157 8 徐文栋 光照 种植密度 与 采收期 对 植物工厂内生菜 产 量 和 品 质的影响 D 南京 南京农业 大 学 2015 9 魏灵玲 杨 其长 刘 水 丽 LED 在植物工厂 中 的 研究现状 与应 用 前景 J 中国农学通报 2007 11 408 411 10 刘文 科 杨 其长 设施园艺半导体 照 明 M 北京 中国农 业 科 学 技 术 出 版社 2016 11 刘晨晨 马超 陈洋洋 等 微 型 LED 人 工光植物工厂不 同种子 对 生菜生长的影响 J 宁波 工 程学院学报 2017 29 4 45 49 12 张莉莉 姜丽静 于锡宏 等 蔬 菜种子播种 前 预处理的 研究 进 展 J 东北农业 大 学学报 2009 40 8 131 133 13 崔学晨 崔实 董韩 等 蔬 菜工厂种子消毒处理 方式 的 优化 J 中国瓜 菜 2016 29 11 32 36 14 郭兰英 蔬 菜种子消毒技 术 J 河北农业 2017 5 35 36 15 郑 先 章 郑郤 熊伟勇 真空保鲜技 术 在生鲜 农产品 加工 流通中 的 研究与应 用 J 农产品 加工 2015 12 64 69 2021 1栽培技术 34