人工光植物工厂水培生菜高效生产关键技术大棚有机蔬菜种植技术【人工光植物工厂水培生菜高效生产关键技术】

人造光植物工厂高效水培生菜生产核心技术

陈树军等

资助项目：山东省农业科学院科技创新项目————提高名优特色花卉品质增效关键技术创新与示范（CXGC2022A12）

植物工厂分为三种：人造光植物工厂、太阳能发电植物工厂、太阳能与人造光联合植物工厂。其中，人工照明植物工厂利用设施园艺、家电技术、照明技术、生物技术、信息技术等研究和技术，利用发光二极管（LED）模仿自然光的生长原理，利用光、水、温度、空气、肥料智能集成技术，共同打造最适合生菜生长环境的封闭设施。人工照明植物工厂是未来现代高效农业的一种形式，一方面，从满足人们对食品健康安全、绿色优质农产品的追求来看，人工照明植物工厂能够适应现代农业的发展。通过提供最佳的生长环境，植物工厂可以高效生产满足各种需求的作物。同时，考虑到都市农业的快速发展，植物工厂立体栽培的高效耕作方式未来有望大量出现在闹市区、地下建筑、楼宇优化“菜篮子”等部分城市空间。 ”供应，同时增强城市粮食供应的灵活性。同时，植物工厂也可以作为向城市居民展示现代农业的窗口。拥有绿色、科普、体验、参与的平台。

生菜，又名叶用生菜，属于菊科植物，味甘、微苦、脆脆、色绿，是日常生活中人们餐桌上常见的叶类蔬菜。生菜生长周期短、品质好、品种丰富、病虫害少，是国内外植物工厂水培种植面积较大的水培作物之一，并能实现计划稳定生产。我们的植物工厂全年生产优质蔬菜。据统计，以水培生菜为例，人工光植物工厂的生产效率比传统户外种植约高40至108倍。目前，植物工厂水培栽培技术的研究大多集中在温室叶类蔬菜水培设施技术和管道设施水培栽培技术，而人工照明植物工厂深层液体水培生菜技术研究较少。因此，本文从生菜品种选择、育苗、种植以及环境水肥一体化智能控制等方面进行综述，为高效利用人工照明植物工厂、推广深流式生菜栽培技术提供参考资料。

1 人工照明工厂设施状况

1.1 种植地点及环境条件

实验在济南市山东省农业科学院创新楼农业部华东都市农业重点实验室人工照明植物工厂水培栽培室进行。植物工厂的温度全程智能控制。实验室设置白天23，夜间17，湿度控制在60%左右。植物工厂内的空气通过空调和新风系统进行交换，保持室内CO2浓度与空气中CO2浓度相同。 乡下创业有啥好项目

1.2 3D无土栽培系统

植物工厂在室内配备了5个尺寸为1,300毫米800毫米、2,240毫米的铝型种植架，单层高度为40厘米。 3组2层，单层高度86cm。每层架子均配有滴水盘和种植板。水槽尺寸为1215mm800mm90mm，种植板每层两块。每块种植板的孔数为48个，开口尺寸为23mm23mm30mm，壁厚大于2mm。

1.3营养液循环及控制系统

营养液供给循环系统主要由营养液桶、A液、B液补充桶、水泵、取样泵、液体回收泵及过滤器、储液罐、管道及传感器控制系统（高水位水包括阀门）。控制器、电导率控制系统、pH控制装置、紫外线灭菌装置）。

营养液混合物是改进的Hoagland营养液，如表1所示。配制水培生菜栽培所需营养液100倍量的母液A、母液B、酸调节液、碱调节液。

表1 营养液及配制液配方

1.4 智能闭环环境控制系统

植物工厂配备物联网系统、新风系统、CO2补充系统、除湿系统、空调系统、多路照度传感器，全部精准控制。它是一个计算机系统，可以实现温度和湿度的精确闭环控制。光照、温度、水、空气、肥料等环境条件实时最优闭环控制，确保各种环境因素适合生菜生长。

1.5风淋消毒及新风系统

植物工厂是一个完全封闭且相对无菌的环境，新风系统可以使室内空气流通并保持清洁。为减少危害植物生长的病虫害粉尘和预防病原体，进入植物工厂必须穿戴防护服或实验服、一次性无菌橡胶手套和口罩，并使用风淋室进行消毒。栽培室内有空气循环和净化设施，内部净化效果必须达到国家7级GB/T 16292-1996标准（原万级）。

1.6 光源

植物工厂的光源为LED全光谱植物补光灯。补光灯尺寸为200 毫米长x 120 毫米宽x 35 毫米高。每层两盏灯，单灯功率不高于200W。红光光谱峰值660nm，蓝光光谱峰值450nm，补光高度可调。光谱光强度可以通过中央控制进行调节。人工照明植物工厂中的生菜栽培过程采用全LED光源，在红光（R）波长为655 nm、蓝光（B）波长为435 nm光谱的照明条件下生长。红蓝光组合（RB）光比为4：1，红蓝光强度值为200mol/（m2·s）。白光强度值为200mol/(m2·s)。光照时间前期设置为明/暗时间（12h/8h），后期设置明/暗时间（24h/12h）为6天前。

1.7 品种

Jingyan的“Yero”、“Green Sha”、“Green Tuan”、“Red Sha”和“Yadan”，Rick Swann的“Junction”和“Deangleia”将在2020年至2021年的两年时间内种植。植物工厂拥有来自上海淮河的‘美丽’、‘绿蝴蝶’、‘绿菊苣’、‘绿花叶’、‘紫橡叶’等12个生菜品种。

2 水培生菜的主要生产技术

2.1 发芽

进口'Deangleia'和'Green Butterfly'生菜种子可直接播种，无需发芽。将其他生菜种子放入冷水中浸泡12至24小时，然后沥干水分，放入自封袋中，在4C的冰箱中冷藏12至24小时。

2.2 育苗

实验室播种使用25厘米25厘米见方的100孔十字刀片孵化海绵。将海绵块完全浸湿后放入育苗盘中。将纯净水倒入育苗盘中，水没过育苗盘底部。用镊子将发芽的生菜种子一粒一粒地放入海绵的十字槽中。注意不要陷得太深。

2.3 苗期管理

播种后，将苗床置于避光环境中，保持室温24。发芽前，每天向苗床加清水，盖住托盘底部。海绵的顶层使海绵保持湿润。 3-4天后就会出现幼苗。发芽后，通过在育苗盘中添加四分之一的改良霍格兰营养液配方，幼苗开始见光并继续生长。

2.4 殖民化

当生菜苗长成4或1个生菜苗时，将生菜苗种植在生长架上的每块海绵上。长得太大的生菜苗应先用种植海绵重新包裹，然后再放置在种植架上。种植密度约为25株/m2，每层种植面积1.6m2。打开营养液灌溉循环系统，让营养液进入生长架充分循环，等待可溶性盐浓度（EC）稳定后再进行移栽。每层种植完成后，打开种植床，保证生菜根部与液面垂直接触，防止种植过程中生菜根部粘在海绵上，影响生菜生长。

2.5 播后水肥管理

植物工厂的供液方式为Deep Liquid Flow技术。定植后苗期系统内可溶性盐浓度为1.0-1.5 m S/cm，快速生长期为1.5-1.8 m S/cm，收获初期为1.8-2.0 m S/cm。生菜生长期营养液的pH值为5.57。定期检查您的系统并使用便携式电导率仪进行抽查。

考虑到植物工厂的深层液流设计，植物工厂内的营养液处于循环流动状态。流动不仅可以增加营养液中的溶解氧，还可以消除根部表面有害代谢物（特别是生理酸碱度）的局部积累，消除根部表面与根部外部的养分浓度差异。彻底消除生菜的生长，满足您的需求。播种期间营养液循环3分钟，然后关闭9分钟，继续循环直至收获。系统设置为每天早上10：15至10：30补充营养液，并在上午10：30至11：00校准营养液。

2.6 病虫害防治

水培为无土栽培，连续栽培无任何障碍，室内安装风淋系统，入口处严格遵守消毒规定，最大限度保证室内清洁。有病原体和寄生虫，水培病虫害相对较低。考虑到植物工厂严格的环境管理和绿色生产，整个生菜种植期间不使用农药和杀虫剂。

2.7 及时采收和产品保存

移栽后30 至35 天收获生菜。采摘时，将整颗生菜取出，去掉老叶、黄叶，用无纺布包裹住生菜根部，即可采收整株生菜温室蔬菜的种植方法。也可以用剪刀将生菜的根部剪掉，放入塑料袋中。生菜可以在0、90%相对湿度下保鲜，这个温度可以有效抑制生菜的失重速度和营养成分的流失，而保鲜的效果就是延长其保质期。

2.8 清洁和消毒

生菜收获后，必须立即将架子和桶内的营养液排空、清洗和消毒，并用300mL 6%次氯酸钠稀释于100L营养液混合桶中，在架子内循环消毒。在室内进行紫外线消毒的同时，用84消毒液400600倍液对菌落板进行擦喷消毒，为下次播种做好准备。

3 总结

光是植物能量的主要来源和信号，通过光质量、光强度和光周期影响植物生长过程。大量研究和实验表明，植物工厂使用LED红、蓝光灯可以完全满足生菜的生长需求。有学者指出，红蓝（RB）光条件下，光强4：1、200mol/（m2·s）更适合植物工厂水培生菜生产。不仅可以实现生菜的最大产量，还可以有效减少室内能源消耗和资源浪费。同时，将白光源强度值设置为200 mol/(m2·s)。周成波等指出，200mol/(m2·s)的白光发光强度更有利于生菜的生长，可以增加N、C、P、K、Mg、Fe的积累。生菜叶面积在生菜体上显着增加。有研究表明，在收获前一周改变生菜的光暗周期，增加光照时间，可以显着增加生菜的叶面积和芽数，同时，水溶性糖、水溶性蛋白质而抗坏血酸植物可以在温室中种植，其科技含量可以显着提高。

植物工厂根据生菜的生理特性和大众口味，选择符合市场需求、产量高、品质好、美观的生菜品种。我们发现了上海汇禾‘绿蝴蝶’，这是一种特殊的黄油生菜，叶子深绿，抽苔晚，耐热性好，早熟，适合水培栽培。京研‘叶罗’生菜株形直立，叶缘微皱，叶片鲜绿有光泽，内叶浅黄色，叶肉厚，品质脆嫩。景研的“青团”生菜形状柔软，呈半球形，叶色柔软光滑，黄绿色，耐抽苔。 Rijk Swan 'Deangelia'黄油生菜叶色绿色椭圆形，光泽度好，叶片厚实光滑，抗抽苔，抗霜霉病。因此，上海惠和的“绿蝴蝶”生菜、精研的“耶罗”生菜、“绿球”生菜和Rijk Swann的“Deangelia”黄油生菜在植物工厂中表现非常好，栽培周期短，单株产量低。不错，味道也符合当地人的口味。植物工厂全年栽培，建议采用温室有机蔬菜种植技术。

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种什么蔬菜一亩4万元