温室作物营养液深液流无限生长型栽培技术研究 张树阁，宋卫堂，黄之栋 
(中国农业大学)

     2O世纪7O年代以来，温室设施栽培在发达国家得到了迅速发展。荷兰、以色列、英国等发达国家大型温室蔬菜栽培实现了一年一茬长季节栽培，黄瓜、番茄采收期达9～10个月，黄瓜每株可采收8O条，番茄每株可采35穗果，平均产量高达60 kg／㎡。据日本资料介绍，在十多年的水气耕试验栽培中，对作物采取水平放任生长栽培管理技术，进行作物营养液长季节栽培，曾达到棵番茄结出13 312个果，一棵黄瓜结出3300条，一棵甜瓜结出9O个果的当前世界最高水平。在国内，2O世纪9O年代初，北京市蔬菜研究中心利用基质栽培番茄，单株结果500余个；2001年，清华大学利用营养液栽培的番茄，单株结果达到2 000余个。  
     近年来，发达国家又大力投资开展综合环境对作物生理、生态、生化、生物习性、生产性能、遗传性状等影响的研究，开展微环境调节控制在生物技术领域的研究，为研究开发先进的调节控制设施提供了理论依据；为科学定量的环境管理创造了条件。从而大大提高了设施园艺的社会经济和环境生态效益、劳动生产率与资源利用率。  
     本研究的目的在于尽快将国内外的农业高新技术成果综合集成，形成适应我国气候和经济特点，并具有我国自主知识产权的果菜高产、优质栽培技术体系。利用高新技术的集成，通过栽培技术与环境工程相结合，将作物遗传潜力转化为优质、高产的现实产品。 
1 试验设施、设备及材料、仪器 
1．1 试验温室  
     试验温室南北跨度8 m、共3跨，开间3 m、共7开间，总面积504 m 。天沟高3．5 m、屋脊高5．2 m，为拱型、双层薄膜充气；南山墙为玻璃与PC板、两侧墙为PC板与卷帘薄膜充气窗，北山墙为彩板聚苯复合保温板.内外设置保温、遮阳幕。南北山墙设置天窗自然通风。设有热水采暖设施及湿帘、风机强制通风降温系统。湿帘用水循环冷却系统。在天窗、侧窗、湿帘加装了防虫网，尽量减少病虫害的侵入。 
1．2 栽培床架 
栽培床架包括支架、栽培槽和网架三部分，如图1所示。栽培床架的功能是： 
a)支撑作物栽培槽，栽培槽内营养液和作物。 
b)对作物在生长过程中不断生长的侧枝起到诱引、支撑的作用。便于工作人员对作物进行适时的整枝等栽培管理。 
c)作物在开花结果期，对果实起支撑作用，同时能够使果实全部自然下垂到作物冠层的下方，既能够增加观赏效果，又便于工作人员采收。

1．3 营养液循环系统 
营养液循环系统主要由营养液贮液槽、栽培槽、泵、阀门以及循环管道组成。该系统如图2所示。 
1．4 实验仪器、仪表 
BAU 光合测定系统、便携式C02浓度测定仪、pH值测定仪、电导度EC值测定仪、液温测定仪、干湿球温度计、液晶显示温湿度计、天平、温度自记仪、温湿度自记仪、照度计、室外自动气象站、24通道温度自动采集记录仪、风速仪、营养液溶解氧测定仪、无油气泵等。

2 试验品种的筛选和育苗 
2．1 试验品种的筛选  
     甜瓜和番茄这两个品种不论在国外还是在国内都有过无土栽培的历史。且甜瓜属于水果，而番茄属于茄果类蔬菜，这两个品种具有代表性又具有观赏性和实用性，同时在环境因素的要求方面差距不大，在一定的环境条件范围内可同时满足二者的要求，可在同一温室进行栽培试验。因此选择这两种作物进行特种栽培试验。 
作物品种的筛选要按下列原则进行： 
a)作物品种必须是长季节、无限生长型； 
b)甜瓜和番茄的种类，必须要有较强的观赏性，同时要具有推广价值； 
C)具有较强的抗逆性和抗病害能力；经选择，采用C一8网纹甜瓜和R144、R139蕃茄品种 
2．2 育苗 
育苗开始时间是2001年3月1日，育苗地点是中以示范农场。 
3 定植 
3．1 营养液的配制  
     经过对国内、国外有关甜瓜和番茄的无土栽培营养液配方的对比筛选，结合试验场地的水资源情况制定的营养液配方，N、P、K、Ca、Mg、S等主要元素用肥料盐类配制而成；微量元素则采用北京市蔬菜中心研制的微肥进行配制；溶剂则采用当地的未经过处理的地下水。 
3．2 幼苗定植时间 
幼苗定植时间为2001年4月25日，定植方法和步骤如下：  
     定植时，首先将栽培槽中的营养液循环运行，并保持一定的液面高度。选择比较茁壮的植株，并且尽量使所选择的每一品种的植株在高度、节间长度、根茎、根系生长情况等方面一致或接近。每一品种定植3个栽培槽，每一栽培槽定植5棵。 
定植时要将植株根部全部浸入营养液中，并且采用幼苗固定支架对幼苗进行支撑，用陶砾及纱网对幼苗进行稳固。 
     幼苗固定好之后，在栽培槽上口要盖上10 mm 厚的聚苯板，在聚苯板的上面覆盖一面黑一面白的塑料薄膜，且白色的一面向上。作物的主干露在薄膜上面。 
4 主要技术指标、管理指标的调控 
4．1 温室空气温度调控  
     据资料介绍，番茄营养生长适宜的植株环境温度为2O～ 25℃。温度超过35℃，植株生长停滞。低于10 ℃，生长量下降。低于5℃，茎叶停止生长；番茄在开花结果期即生殖生长阶段，对温度比较敏感，以白天2O～25 ℃、夜间15～2O℃时为最适宜温度。若低于15℃或高于32℃，花芽分化延迟，每一花序的花数较少，花亦较小，并容易脱落；番茄结实的最低温度为5℃，最高温度为35℃，而最适宜温度为2O～25℃。网纹甜瓜营养生长的适宜环境温度为25～28℃，结果期即生殖生长期白天适宜温度为28～3O℃，夜间为12～18℃。  
     本试验将番茄营养生长期室温控制在24～3O℃之间，夜间控制在15～2O℃；开花结果期白天室内气温控制在24～32℃，夜间控制在15～22℃。甜瓜温度控制范围与番茄相同。温室温度调节以满足蕃茄温度要求为主进行。  
     温室加热采用锅炉供暖，晚间用内保温幕辅助保温。温室降温一般是采用天窗以及东西两侧卷帘侧窗进行自然通风降温；盛夏季节，则采用湿帘风机进行降温，或者开启外遮阳幕进行辅助降温。如图3所示为9月25日至9月27日R144品种番茄冠层温度变化记录结果。图中水平直线部分则是湿帘风机降温过程中番茄冠层温度日变化过程。 
4．2 温室空气湿度调控  
     番茄栽培适宜的温室空气相对湿度为50 ～6O%，本试验温室空气相对湿度控制在5O ～8O%。夏季在进行湿帘、风机降温的同时一般能够保证温室内湿度，在春、秋两季温室湿度会偏低，采取地面洒水的办法增加湿度。湿度过高则采用自然通风排除过多水汽。 
4．3 营养液调控  
     主要是调控营养液的液温、电导度EC值、酸碱度pH 值、溶解氧浓度等。由于没有独立的加温、降温设施，营养液液温只能随温室及地层温度的变化而变化。但营养液贮液槽埋于地下，从而减少了液温的剧烈变化。苗期变化在15～2O℃之间，开花、结果期变化在22--27 ℃之间。番茄栽培适宜的营养液温度为18～22℃。营养液降温采用向营养液贮液槽中投放冰块的方式；加温则采用电加热管加温，由温度控制器自动控温。如图5所示为9月25日至9月27日R144品种番茄栽培槽营养液温度变化情况。EC值按不同的生长阶段进行调节，一般控制在1．5～2．7 ms／cm 之间，通过对EC值的监测及时向营养液贮液槽中补充肥料或加水稀释，保证EC值在要求的范围之内。pH 值一般控制在5．8～6．2之间。并且要根据作物的不同生长时期和生长态势进行及时调整。营养液中溶解氧的浓度控制在不低于4～5 mg／L，调控手段则是通过气泵增氧和进液口、溢液口以及营养液槽上的回液口的瀑气增氧。 
4．4 营养生长与生殖生长调控  
     作物的物质生产总量是由生育期内每天的净物质生产量积累起来的。光照、温度、营养液根圈环境、作物生长态势等对物质生产的影响，首先表现在对一日间的光合产物的生产、产物分配输送与呼吸消耗的综合影响。作物生长发育的过程是作物进行物质再生产的一个综合过程。为了获取作物整个生育期的最大有效物质生产量，除对作物整个生育期的综合环境进行有效的调节控制外，还要对作物各个生育期的生长态势、营养生长与生殖生长进行有效的调节控制。为了获得最大有效的物质生产总量，本试验在生育前期强行抑止生殖生长，辅以扪尖、加强营养生长，促进光合形态的建立，扩大物质再生产能力，在定植后三个月很快形成了强大的根系与植株冠层(直径达4 m 多)，为迅速的生殖生长，扩大开花结果奠定坚实基础。采用喷洒蕃茄灵座果，提高座果率。 

5、试验结果 
于2001年10月28日，R144品种的番茄单株一次性采收果实情况如下： 
果穗数量     1 654穗     成熟果数量     5 770个 
单果平均质量     122 g      未成熟果     1 338个 
平均最大直径     6．5 cm      冠层面积     47㎡ 
根茎直径     8O mm 
直至2002年7月18日拉秧，单株番茄累计采摘成熟果13 553个，植株尚有青果1 000余个。 
到7月22日C’8品种网纹甜瓜已结出36个．成熟果30个，平均单果质量1．8 kg。 
由于长势欠佳R139蕃茄品种栽培至7月中旬被淘汰。 
6、 结论 
通过对番茄品种R144、R139，以及C一8网纹甜瓜的特种栽培试验，初步掌握了温室作物(番茄、网纹甜 
瓜)营养液深液流无限生长型栽培技术，包括： 
a)温室作物特种栽培设施的设计制造； 
b)温室作物特种栽培环境因子调控指标和技术； 
C)温室作物特种栽培营养液浓度及营养液液温调控指标和技术； 
d)温室作物特种栽培中作物生长过程控制、植株株形控制模式。  
     本试验结果表明：营养液深液流无限生长型栽培，在可控环境下能最大限度地将某些蔬果作物的遗传潜力变为优质、高产的现实产品。通过展示作物遗传学的最大潜力，具有重要的理论价值与现实意义。就目前我国的生产水平而言，番茄等作物的优质、高产有着广阔的前景，尤其是本试验结果是在普通的现代化温室，且采用现在广泛使用的一般温室环境调控手段的条件下得到的，因此更具有应用价值和推广前途。本试验结果也可以作为部分旅游观光农业园区的很好的选择项目。  
     在试验中，还有许多技术和设施需要进一步研究和开发。目前营养液贮液槽，还不能完全根据温室作物特种栽培模式自动调节和控制营养液温度和溶解氧浓度，还缺乏配套有效的温度调节与增氧设施；营养液配方尚需根据不同的品种与栽培茬口进一步优化调整；缺乏营养液各种元素的在线检测及补充调整设备，营养液过滤、消毒与空气防病措施尚需进一步建立。对适于温室作物特种栽培无限生长型栽培品种尚需进一步筛选；尚缺少人工补光和CO2增施等环境调控设施；因此，具有研究和开发前景。