導(dǎo)讀 植物工廠作為一種新興的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式 近年來(lái)受到世界各國(guó)廣泛關(guān)注 取得了突飛猛進(jìn)的 發(fā)展 植物工廠有關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)日趨成熟 所栽培的植物種類(lèi)也越來(lái)越多 其中生菜是植物工廠栽培的 主要蔬菜 與其他栽培方式相比 效果明顯 效益突出 本文重點(diǎn)介紹了植物工廠栽培條件下生菜的生 產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成和基本栽培技術(shù) 生菜植物工廠栽培技術(shù) 齊紅偉 劉正魯 周俊國(guó) 姜立娜 植物工廠是一種通過(guò)高精度控制設(shè)施內(nèi)生態(tài) 環(huán)境的高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng) 由計(jì)算機(jī)對(duì)作物生長(zhǎng)過(guò) 程的環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)控制 不受或很少受自然條 件的制約 能實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn) 有望解決 21 世紀(jì)人類(lèi)面臨的糧食 資源 環(huán)境三大問(wèn)題 因此受 到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注 1 2 植物工廠條件下環(huán)境因 子控制精度高 植物生長(zhǎng)快 不僅縮短了生長(zhǎng)周期 還確保了植物生長(zhǎng)的一致性 據(jù)估算 以葉菜為 例 人工光型植物工廠的生產(chǎn)效能為露地的 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 為菊科萵苣屬一年生或二年生草本作物 俗稱(chēng)葉用萵 苣 具有生長(zhǎng)期短 易于管理 產(chǎn)量高 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等 特征 還有降血壓 抗衰老和防止心律紊亂等功效 生 菜屬生食蔬菜 對(duì)潔凈品質(zhì)的要求高 為植物工廠栽 培最廣泛的蔬菜 4 5 安徽省三安生物科技有限公司利 用中國(guó)科學(xué)院植物研究所在植物科學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)成 果 結(jié)合三安集團(tuán)旗下核心企業(yè)三安光電領(lǐng)先的 LED 光源技術(shù) 進(jìn)行光生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化 應(yīng)用于現(xiàn)代設(shè) 施農(nóng)業(yè) 投資興建三安植物工廠 具有成熟的生產(chǎn)經(jīng) 驗(yàn) 在植物工廠條件下 生菜的栽培生產(chǎn)可分為播種 催芽 煉苗育苗 分栽 采收包裝 4個(gè)階段 1 植物工廠生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)成 1 1 潔凈系統(tǒng) 植物工廠是 完全封閉 的環(huán)境 產(chǎn)品安 全衛(wèi) 生 不 使 用農(nóng) 藥 為 減 少 粉塵 預(yù) 防 病原微 生物的 侵入 對(duì)蔬菜產(chǎn)生為 害 必須 保 證 環(huán)境高度潔凈 進(jìn) 入 生 產(chǎn) 車(chē)間需帶上口罩 身著 防 護(hù)服 雙手帶上 一 次 性 橡膠手套消毒后 進(jìn) 入風(fēng)淋室 并從專(zhuān) 用通 道 進(jìn) 入 生產(chǎn) 車(chē)間 的內(nèi) 部 潔凈通過(guò) 空氣循 環(huán)凈化 處 理設(shè) 備 及配套 系統(tǒng) 潔凈度 需達(dá) 到國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn) 7級(jí) 相當(dāng) 于 1 萬(wàn)級(jí) 6 7 1 2 光源系統(tǒng) 光 照 是植物生長(zhǎng)的 重 要因子 紅 光 R 和 藍(lán) 光 B 是生菜生長(zhǎng)發(fā) 育 光合作用和物質(zhì) 積累 不可或 缺 的光 譜 研究 表明 采 用 R B 3 1光 譜組 合 適宜 生菜生長(zhǎng) 8 光源 早 期有 白熾燈 熒 光 燈 金 屬 鹵 化 物 燈 高壓 鈉燈等 能 耗較 高 近 年 來(lái) 隨著 LED 技 術(shù)的不 斷 發(fā) 展 LED 光源 優(yōu)勢(shì)愈加明顯 光能利用 效 率 高 可 達(dá) 80 90 9 耐 用 光 譜 可 調(diào) 可 控 發(fā) 熱 少 安 全 環(huán)保 目前普遍被 植物工廠 采 用 10 植物 工廠內(nèi)生菜栽培的光 照時(shí)間 為 連 續(xù)光 照 16 h d 11 1 3 環(huán)境因子控制 植物工廠的生長(zhǎng)環(huán)境條件 主 要 包括溫 度 光 照 空氣濕 度 營(yíng)養(yǎng) 液溫 度和 O 2 濃 度 等 由計(jì)算 機(jī) 控 制系統(tǒng)精確 控 制 確保各 項(xiàng) 環(huán)境因子最 適宜 生菜 生長(zhǎng) 營(yíng)養(yǎng) 液采 用 山崎配方 供 應(yīng) 方式采 用 深液流 技術(shù) 一 般 環(huán)境 標(biāo)準(zhǔn) 為 溫 度 18 24 濕 度 85 營(yíng)養(yǎng) 液溫 度 18 24 O 2 濃 度 800 1 000 mL L 6 2 生菜栽培技術(shù) 2 1 品種選擇和栽培場(chǎng)所 植物工廠內(nèi)栽培的生菜品種要求 適 應(yīng) 密閉 環(huán) 境 生長(zhǎng)周期短 適宜 高 密 度栽培 且 效 益 高 本 文 以 上?；?和種業(yè)有限公司的 格林 生菜品種為例 栽培 齊紅偉 河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院 新鄉(xiāng) 453003 劉正魯 安徽省三安生物科技有限公司 周俊國(guó) 通訊作者 河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院 新鄉(xiāng) 453003 姜立娜 河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院 收稿日期 2020 11 16 栽培技術(shù) 2021 1 33 場(chǎng)所在安徽省三安生物科技有限公司植物工廠車(chē) 間 2 2 播種催芽 播種催芽在植物工廠內(nèi)的播種室進(jìn)行 種子處理 先將種子進(jìn)行水選 去除雜質(zhì)和 不飽滿種子 12 然后用 2 aOH 溶液浸泡 15 min 再用無(wú)菌水清洗 3 5 遍或用 50 溫湯浸種 10 min 消毒 以殺滅生菜種子內(nèi)及種皮上帶有的病原菌 13 14 消毒后用清水浸泡 4 h 后晾干 以加快發(fā)芽 播種 將滅菌后的育苗專(zhuān)用海綿放入育苗 盤(pán)內(nèi) 海綿大小 25 cm 25 cm 100個(gè)種穴 每盤(pán)放 入 2塊海綿 加入 1 000 mL 左右清水 擠壓海綿使 其充分吸水 將處理過(guò)的生菜種子播入海綿種穴 內(nèi) 每穴 1粒 播種不宜過(guò)深或過(guò)淺 過(guò)深容易造成 弱苗 過(guò)淺影響發(fā)芽率 催芽 將播種好的育苗盤(pán)放入催芽箱 催芽 條件為 無(wú)光照 恒溫 25 濕度 85 一般催芽 36 48 h 即可發(fā)芽 根長(zhǎng)達(dá)到 0 5 1 0 cm 2 3 煉苗 育苗 煉苗 在植物工廠內(nèi)的煉苗車(chē)間進(jìn)行 催芽 完成后把育苗盤(pán)取出 將育苗海綿取出放入帶孔的 托盤(pán)上 再將海綿連同托盤(pán)一起放回育苗盤(pán) 轉(zhuǎn)至煉 苗間育苗架上 在育苗盤(pán)內(nèi)加入營(yíng)養(yǎng)液 營(yíng)養(yǎng)液 E 值 1 2 m cm pH 值 5 5 7 5 定期檢測(cè)指標(biāo) 為保證 幼苗正常生長(zhǎng)所需的水分和養(yǎng)分 煉苗期間要定期 檢查營(yíng)養(yǎng)液 量少時(shí)及時(shí)添加 煉苗 11天后 4葉 1 心時(shí)即可移栽 育苗 在植物工廠內(nèi)的育苗車(chē)間進(jìn)行 煉苗 完成后 將育苗海綿沿縫隙分成單獨(dú)的小塊 放入栽 培板的定植孔內(nèi) 栽培板寬 60 cm 長(zhǎng) 90 cm 每盤(pán) 90 株 將栽培板放入育苗車(chē)間栽培架上 栽培架共 6 層 打開(kāi)營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng) 保持營(yíng)養(yǎng)液 E 值為 1 0 1 5 m cm pH 值 5 5 7 5 定期檢測(cè)指標(biāo) 育苗 12天 后即可分栽 2 4 分栽 在植物工廠內(nèi)的分栽車(chē)間進(jìn)行 生菜育苗完成 后 挑選生長(zhǎng)健壯 長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗放入栽培板的 定植孔內(nèi) 定植孔間距 20 cm 20 cm 定植密度為 25株 m 2 將栽培板放入育苗車(chē)間栽培架上 共 6 層 保持營(yíng)養(yǎng)液 E 值 1 5 2 0 m cm pH 值 5 5 7 5 定期檢測(cè)指標(biāo) 2 5 采收包裝 在植物工廠內(nèi)的包裝車(chē)間進(jìn)行 分栽后 20天 格林生菜株高達(dá) 15 cm 單株凈菜質(zhì)量達(dá) 80 120 g 時(shí)即可采收 采收時(shí) 將栽培板取下 轉(zhuǎn)至包裝車(chē) 間 剪下根部 去除不可食用部分 采用塑料袋真空 包裝后送入保鮮庫(kù)預(yù)冷 以減少微生物侵 染 和營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)的 流失 15 及時(shí) 貯運(yùn) 不 能 及時(shí) 貯運(yùn) 的 入冷庫(kù) 貯存 采收后 將栽培架內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液 全 部 排 出 并 用 清水清洗 將栽培板移至清洗消毒 區(qū) 清洗消毒 在植物工廠條件下 格林生菜的栽培 周 期一般 為 45天 可 全年 連 續(xù) 生 產(chǎn) 且 為 立體 栽培 大大 提 高 了 單 位 場(chǎng) 地 的 利 用率 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) 全年產(chǎn) 量可達(dá) 98 4 121 2 kg m 2 與露地 生菜栽培 相比 生 產(chǎn)周 期 短 產(chǎn) 量高 品 質(zhì)好 銷(xiāo)售價(jià) 格高 生 產(chǎn)效 率和 經(jīng)濟(jì) 效益顯著提 高 參考文獻(xiàn) 1 楊 其長(zhǎng) 植物工廠 現(xiàn)狀與 發(fā) 展戰(zhàn)略 J 農(nóng)業(yè) 工 程 技 術(shù) 2016 36 10 9 12 2 日 古 在 豐樹(shù) 人 工光 型 植物工廠 M 賀冬仙 鈕 根 花 馬 承偉 譯 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè) 出 版社 2014 3 劉文 科 楊 其長(zhǎng) 現(xiàn)代設(shè)施園藝 的 最 高 形式 植物工廠 J 科技 導(dǎo)報(bào) 2013 31 33 11 4 滕星 高 星愛(ài) 姚麗 影 等 植物工廠水培生菜技 術(shù)研究 進(jìn) 展 J 東北農(nóng)業(yè) 科 學(xué) 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 楊 其長(zhǎng) 魏靈玲 劉文 科 等 植物工廠系統(tǒng) 與實(shí)踐 M 北 京 化學(xué) 工 業(yè) 出 版社 2012 7 賀冬仙 朱本 海 楊珀 等 人 工光 型 密 閉式 植物工廠的 設(shè) 計(jì)與 環(huán) 境控制 J 農(nóng)業(yè) 工 程學(xué)報(bào) 2007 3 151 157 8 徐文棟 光照 種植密度 與 采收期 對(duì) 植物工廠內(nèi)生菜 產(chǎn) 量 和 品 質(zhì)的影響 D 南京 南京農(nóng)業(yè) 大 學(xué) 2015 9 魏靈玲 楊 其長(zhǎng) 劉 水 麗 LED 在植物工廠 中 的 研究現(xiàn)狀 與應(yīng) 用 前景 J 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 2007 11 408 411 10 劉文 科 楊 其長(zhǎng) 設(shè)施園藝半導(dǎo)體 照 明 M 北京 中國(guó)農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版社 2016 11 劉晨晨 馬超 陳洋洋 等 微 型 LED 人 工光植物工廠不 同種子 對(duì) 生菜生長(zhǎng)的影響 J 寧波 工 程學(xué)院學(xué)報(bào) 2017 29 4 45 49 12 張莉莉 姜麗靜 于錫宏 等 蔬 菜種子播種 前 預(yù)處理的 研究 進(jìn) 展 J 東北農(nóng)業(yè) 大 學(xué)學(xué)報(bào) 2009 40 8 131 133 13 崔學(xué)晨 崔實(shí) 董韓 等 蔬 菜工廠種子消毒處理 方式 的 優(yōu)化 J 中國(guó)瓜 菜 2016 29 11 32 36 14 郭蘭英 蔬 菜種子消毒技 術(shù) J 河北農(nóng)業(yè) 2017 5 35 36 15 鄭 先 章 鄭郤 熊偉勇 真空保鮮技 術(shù) 在生鮮 農(nóng)產(chǎn)品 加工 流通中 的 研究與應(yīng) 用 J 農(nóng)產(chǎn)品 加工 2015 12 64 69 2021 1栽培技術(shù) 34