丁小濤　周　強(qiáng)　何立中　潘　燁　余紀(jì)柱（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 0403；上海都市綠色工程有限公司，上海 080）

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半封閉溫室迷你黃瓜巖棉栽培技術(shù)

丁小濤1，2周強(qiáng)1，2何立中1，2潘燁2余紀(jì)柱1，2
（1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201403；2上海都市綠色工程有限公司，上海 202180）

丁小濤，男，助理研究員，主要從事栽培生理及設(shè)施黃瓜育種研究，E-mail：xiaotao198108@163.com

半封閉溫室比傳統(tǒng)溫室更能精確地控制溫度、濕度和CO2濃度，不僅可以加溫，還能降溫。通過科學(xué)的種植管理，黃瓜生長期間農(nóng)藥使用量和次數(shù)明顯減少，單茬采收期長達(dá)4個月，產(chǎn)量可達(dá)26 kg·m-2。

水果黃瓜是近年來從歐洲引進(jìn)的適宜溫室栽培的鮮食類黃瓜，因其品質(zhì)好、產(chǎn)量高，被很多地區(qū)作為名特優(yōu)蔬菜廣泛引種栽培，深受廣大消費(fèi)者喜愛（張顯真和楊曉峰，2008）。但大多數(shù)溫室因?yàn)樵耘鄺l件簡陋，黃瓜霜霉病、白粉病、白粉虱等發(fā)生較多，同時無法抵御冬季低溫，也無法保證黃瓜正常生長，嚴(yán)重影響黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)（李金鑫等，2008；丁小濤 等，2009）。半封閉溫室是指可以減少天窗打開的溫室（Qian et al.，2012），主要是利用溫室能源系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)氣候環(huán)境調(diào)節(jié)。與傳統(tǒng)溫室相比，半封閉溫室可以更精確地控制溫度、濕度和CO2濃度，不僅可以加溫，還能降溫（Qian et al.，2012；van't Ooster et al.，2012）。筆者2015年在國家設(shè)施農(nóng)業(yè)工程中心上海崇明基地半封閉玻璃溫室中進(jìn)行栽培試驗(yàn)，并對半封閉溫室黃瓜巖棉栽培配套管理和環(huán)境控制等實(shí)踐技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，以期進(jìn)一步豐富我國設(shè)施黃瓜栽培技術(shù)的研究，同時有效提高黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。

1 半封閉溫室能源系統(tǒng)的構(gòu)成及特點(diǎn)

半封閉溫室能源系統(tǒng)包括地下水源（熱水井和冷水井，配對使用）、地下水換熱系統(tǒng)（高效板式換熱器）、熱泵機(jī)組、末端系統(tǒng)（溫室加熱管道和空氣處理機(jī)組ATU）和蓄能系統(tǒng)（儲熱罐和儲冷罐，配對使用）（圖1）。

通過熱泵機(jī)組運(yùn)行，在冷凝端和蒸發(fā)端分別產(chǎn)生熱水和冷水，冬季溫室需要加溫時，熱水可以通過管道直接進(jìn)入溫室加熱管道和空氣處理機(jī)組，同時熱水也可以被儲存在儲熱罐中；冷水被儲存在儲冷罐中，當(dāng)儲冷罐儲存的冷水能量超過一定比例后（如60%），可啟動采灌井進(jìn)行冷水的長季節(jié)儲能。

如上海第二含水層地下水初始溫度為19～20℃，通過提取熱水井的熱量，將儲冷罐中5 ℃的冷水交換為16 ℃，逐漸將6～7 ℃的冷水回灌到冷水井中。通過一個冬季的運(yùn)行，冷水井溫度可從20℃降為8～14 ℃。夏季則相反，在取用冷水的同時（可直接取用8～14 ℃的冷水進(jìn)行溫室降溫，不需要運(yùn)行熱泵機(jī)組，這部分冷量相當(dāng)于是免費(fèi)的），熱水被回灌到熱水井中，使熱水井溫度達(dá)到23 ℃左右（注意冬夏季能量必須平衡）。通過采用“冬灌夏用”和“夏灌冬用”配對使用的長季節(jié)地下含水層儲能技術(shù)，緩沖罐短期儲能技術(shù)，并利用地源熱泵將低品味能源提升為高品位熱能加以利用，從而大大減少了化石能源的使用和溫室氣體的排放，改善了溫室內(nèi)的環(huán)境（圖1～3）。

2 品種和栽培環(huán)境

半封閉溫室黃瓜栽培選用歐洲迷你型水果黃瓜品種戴多星，2015年2月2日播種育苗，7月31日栽培試驗(yàn)結(jié)束。栽培基質(zhì)選擇荷蘭GRODAN生產(chǎn)的240孔巖棉塞（20 mm×27 mm）穴盤、巖棉塊（10 cm×10 cm×6.5 cm）和巖棉條（100 cm×20 cm×7.5 cm），覆蓋基質(zhì)為蛭石。栽培所用肥料由上海永通化工有限公司提供。營養(yǎng)液配方參考日本山崎配方并加以改進(jìn)（Yu & Matsui，1997）。溫室內(nèi)設(shè)有空氣處理機(jī)組、內(nèi)外遮陽和保溫系統(tǒng)、管道加溫系統(tǒng)、自動滴灌系統(tǒng)等。

3 苗期管理

育苗宜在指定的育苗溫室中進(jìn)行，溫室使用前要用0.3%衛(wèi)可或次氯酸鈣（漂白粉）充分消毒，消毒后2 d（天）再開始育苗。

3.1 播種 可以直接將種子播到巖棉塊或用巖棉作基質(zhì)的穴盤（0.41 m×0.60 m）中。冬季和早春育苗一般建議先播種到巖棉塞中，播種前穴盤用EC值為1.5～2.0 dS·m-1、pH值為5.5的營養(yǎng)液浸泡24 h（小時），每孔播種1粒，播后覆蓋0.5～1.0 cm厚的蛭石，穴盤上再覆蓋塑料薄膜保濕。然后加蓋小拱棚、置備加熱裝備，以利于集中保溫出苗。60%種子出苗后揭開穴盤上的薄膜，并逐步揭開小拱棚上的薄膜，讓幼苗逐漸適應(yīng)外界的環(huán)境。

圖1 “半封閉”溫室能源系統(tǒng)示意圖

圖2 空氣處理機(jī)組在“半封閉”溫室中的運(yùn)行示意圖

圖3 黃瓜溫室中的空氣處理機(jī)組

出苗期間，前3 d（天）溫度保持在23～25℃，澆灌、浸泡穴盤營養(yǎng)液的EC值為1.5～2.0 dS·m-1，pH值為5.5。尤其要注意穴盤邊緣的濕度，如果基質(zhì)太干（可以取出巖棉塞檢查質(zhì)量和顏色變化，巖棉含水較多時顏色深，失水較多時顏色淺）要適當(dāng)補(bǔ)水，春季澆灌水溫不宜太低（一般水溫15～20 ℃），澆灌前營養(yǎng)液可以在溫室中放置一段時間。

3.2 移苗 由于穴盤空間有限，黃瓜出苗后待子葉展開時，即可將巖棉塞中的幼苗移栽到巖棉塊中，移栽前1 d（天）巖棉塊要在EC值為1.5～2.0dS·m-1、pH值為5.5的營養(yǎng)液中浸泡24 h（小時），之后將水放掉，將巖棉塊按順序依次排放，密度為100株·m-2；當(dāng)植株現(xiàn)第2片真葉時，要及時加大幼苗的間距，以防徒長，一般密度為15～20 株·m-2。移苗后用50 cm長的竹簽垂直插在巖棉塊上，幼苗三葉一心時在剛展開的葉片下方套第1個橡皮圈，并與竹簽固定在一起，利用竹簽和橡皮圈來固定植株，防止倒伏。如果幼苗五葉一心時還不能移栽，則密度調(diào)整為8～12株·m-2，同時給幼苗套第2個橡皮圈與竹簽固定，同樣套在剛好展開的葉片下方。幼苗在4葉后生長很快，使用大苗定植的，也要提前做好移苗準(zhǔn)備工作。

3.3 苗期管理要點(diǎn)

3.3.1 水分管理 巖棉保水性很好，但是栽培中巖棉不能太干，否則巖棉再次吸水時效果不佳。采用潮汐灌溉對巖棉黃瓜育苗效果很好，可以用稱重法確定營養(yǎng)液澆灌次數(shù)和時間，每天選擇不同苗床至少5株測定巖棉塊的質(zhì)量，及時澆灌營養(yǎng)液，盡量使巖棉塊質(zhì)量不低于400 g。

3.3.2 溫室環(huán)境控制 當(dāng)太陽輻射照度大于100～150 W·m-2，外界溫度不是很低時 （5 ℃以上），可以收起保溫簾幕，保證溫室白天溫度22～25 ℃，夜間加熱系統(tǒng)正常運(yùn)行，室內(nèi)溫度不低于18 ℃。當(dāng)白天外界溫度0 ℃以上、天氣晴好時，適當(dāng)打開天窗進(jìn)行通風(fēng)降溫。育苗期間溫室光照不能太強(qiáng)，當(dāng)太陽輻射照度超過500 W·m-2，需要適當(dāng)打開遮陽網(wǎng)進(jìn)行遮陽。

3.3.3 溫室濕度調(diào)節(jié) 通過調(diào)整加熱系統(tǒng)的運(yùn)行，使溫室濕度盡量不高于90%，這樣可以有效防止黃瓜真菌性病害的發(fā)生；同時嚴(yán)格控制無關(guān)人員進(jìn)入溫室，并及時關(guān)閉溫室進(jìn)口門，防止蟲害發(fā)生；在溫室內(nèi)張掛黃板，誘捕白粉虱等。幼苗定植前1 d（天）可噴施22.4%螺蟲乙酯懸浮劑2 000倍液和40%啶蟲脒（更猛）水分散粒劑2 000倍液。

4 定植

4.1 定植前準(zhǔn)備 定植前要將溫室內(nèi)的雜草清理干凈，檢查溫室所有設(shè)備（天窗、簾幕、加熱系統(tǒng)）是否運(yùn)行正常，并在生長線上掛好吊蔓鉤（鉤上繞繩子，用于落蔓），之后用0.3%衛(wèi)可或者漂白粉于定植前2 d（天）進(jìn)行消毒。在生長架上放置好巖棉條，打孔，插好滴箭，于定植前1 d（天）將所有巖棉條滴灌至飽和，滴灌營養(yǎng)液EC值2.0 dS·m-1、pH值5.5。定植時將巖棉條尾部底端的中部（排液方向）用美工刀切約5 cm的開口，將巖棉條中多余的營養(yǎng)液排掉。

4.2 定植 2015年3月12日，黃瓜幼苗長至五葉一心時將幼苗運(yùn)至栽培溫室，并將幼苗放置到開好孔的巖棉條上，每株幼苗的巖棉上插1個滴箭，以插入2/3的深度為宜。每個巖棉條（100 cm×20 cm×7.5 cm）上定植6株，密度達(dá)2.8株·m-2。

5 定植后管理

5.1 果實(shí)采收前的管理 定植以后及時去掉竹簽，同時將植株繞在生長線上，統(tǒng)一按順時針方向繞蔓。由于巖棉中營養(yǎng)液較多，此時要適當(dāng)控制灌水，每天滴灌1次即可，滴水量為200 mL·m-2，以促進(jìn)黃瓜根系盡快生長進(jìn)入巖棉條中。3 d（天）后（7～8葉一心）可以正常灌溉，灌水最大等待時間可以設(shè)置為3 h（小時），最小等待時間為1 h（小時），光輻射累積的影響設(shè)置為150 J·cm-2，每次灌水量為200 mL·m-2。即電腦會根據(jù)天氣情況，如晴朗天氣，光照條件較好，可能1 h（小時）會積累200 J·cm-2，但是也會等達(dá)到最小等待時間1 h（小時）才會灌溉1次；反之，如果陰雨天，可能4 h（小時）也積累不到150 J·cm-2，那么電腦會執(zhí)行最大等待時間，則3 h（小時）灌溉1次。滴灌營養(yǎng)液EC值為2.5 dS·m-1、pH值5.5。設(shè)置日出后2 h（小時）開始滴灌，日落前2 h（小時）停止灌溉，一般陰天滴灌2～3次，晴朗天氣滴灌5～8次。定植后每天要記錄單個滴箭的灌水量及EC值、pH值，巖棉條內(nèi)的EC值、pH值，排液量及其EC值、pH值，通過適當(dāng)修正光照累積的影響和單次灌水量，使溫室中的排液量控制在灌溉水20%左右。要求溫室白天溫度23～27 ℃，夜間溫度不低于17 ℃，濕度不高于90%。此時為了使植株積累更多的光合葉面積，要將植株底部5～6節(jié)雌花及所有側(cè)枝去掉，只保留1個主枝生長。

5.2 果實(shí)采收期的管理

5.2.1 灌溉管理 果實(shí)采收期的植株已經(jīng)較大，需水需肥較多，灌溉營養(yǎng)液的EC值可以調(diào)整為2.8 dS·m-1、pH值5.5。灌水最大等待時間可以設(shè)置為2 h（小時），最小等待時間20 min（分），光照累積的影響設(shè)置為90～110 J·cm-2，每次灌水量為240 mL·m-2。滴灌時間和記錄方式同5.1。通過適當(dāng)調(diào)整營養(yǎng)液配方和灌水的EC值、pH值及灌溉量，使巖棉條中的EC值一般保持在3～5 dS· m-1、pH值5.5～6.5，排液量控制在灌溉水的20%左右。

5.2.2 溫室管理 可以通過對加熱溫度和通風(fēng)溫度的設(shè)置來調(diào)節(jié)溫室的溫度。一般通風(fēng)溫度（電腦中ventilation temperature）的設(shè)置要高于加熱溫度（電腦中heating temperature）1～2 ℃。如果日出時間為6：30，日落時間為17：30，夜間加熱溫度設(shè)置為17 ℃，一般設(shè)置從4：30開始增加熱量，使溫室溫度每小時增加1 ℃，到日出時（6：30），溫度達(dá)到19 ℃；10：30溫室溫度設(shè)置為22 ℃，通風(fēng)溫度為24 ℃，此階段如果是晴朗天氣，溫室溫度很快會升高至22℃，溫室加溫系統(tǒng)不用運(yùn)行即可，當(dāng)溫室溫度超過24℃時，天窗開始運(yùn)行，降低室內(nèi)溫度；14：30設(shè)置溫室溫度23 ℃，通風(fēng)溫度為25 ℃，17：30日落以后要迅速將溫室溫度降低到17 ℃，可以設(shè)置每10 min（分）降低1 ℃，至18：30溫室溫度降低為17 ℃（圖4）。因3月外界溫度較低，所以天窗的運(yùn)行開啟速度要盡量緩慢，使溫室溫度變化不要太劇烈；18：30至翌日早晨4：30溫室溫度控制在17 ℃，此時設(shè)置溫室中的遮陰簾幕和保溫簾幕都及時關(guān)閉，保持溫室溫度，降低能源消耗。陰天情況下，一般天窗只開5%的小口（以保證植物有適當(dāng)?shù)恼趄v作用），溫室最高溫度至多只能達(dá)到每個設(shè)置點(diǎn)的溫度。

圖4　溫室加熱溫度和通風(fēng)濕度的設(shè)定

春季半封閉溫室ATU的運(yùn)行，既可以加溫，也可以控制溫室的濕度，ATU可以控制加熱板塊和制冷板塊的運(yùn)行以及ATU換新風(fēng)策略，如外界空氣溫度低，絕對濕度低，可以控制ATU適當(dāng)抽取外界空氣，加熱后釋放到溫室中，那么整個溫室相對濕度就會降低；如果室外下雨，且室外空氣溫度較高時，可以先使用ATU制冷板塊使空氣中水分冷凝，然后再運(yùn)行加熱板塊使空氣升溫到設(shè)置的溫度，這樣也達(dá)到了除濕的目的。當(dāng)然，也可以通過控制溫室加熱管道的運(yùn)行來控制溫室的溫度和濕度，但是效率較低。夜間一般控制溫室濕度在90%以下，白天晴朗天氣一般不用考慮溫室濕度的控制，但是陰雨天氣仍要通過對ATU或加熱管道的控制，保證溫室濕度在90%以下，這樣可以有效避免真菌性病害尤其是霜霉病的發(fā)生。

溫室通風(fēng)有兩種形式：一種是天窗的運(yùn)行，主要和溫度的設(shè)置有關(guān)；另一種使用ATU使溫室的空氣進(jìn)行循環(huán)，當(dāng)外界溫度較低時，如0 ℃左右時（夜間），選擇ATU抽取100%溫室內(nèi)空氣進(jìn)行循環(huán)；室外溫度在10 ℃左右時，選擇抽取20%～40%外界空氣，抽取60%溫室空氣進(jìn)行循環(huán)；當(dāng)外界溫度在20 ℃左右時，可以選擇抽取60%～100%室外空氣。通過ATU的運(yùn)行，不僅可以控制溫室的溫濕度，同時可以通過抽取外界的空氣補(bǔ)充溫室內(nèi)的CO2。

5.2.3 植株管理 溫室黃瓜栽培品種為戴多星（水果黃瓜），可以每節(jié)留瓜。早春季節(jié)外界光照強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)，黃瓜在玻璃溫室中生長很快，一般5 d（天）可以長4片葉，植株長高30～40 cm，為方便采收，每5 d（天）去1次老葉（一般去3～4片），并落蔓1次，每次落蔓30～40 cm，保持植株葉片數(shù)在18片左右為宜。每3 d（天）繞蔓1次，繞蔓時始終保持順時針方向，并且每節(jié)要繞一下，以防止莖蔓落下。水果黃瓜一般從開花到采收只要8 d（天）左右的時間，果實(shí)生長很快，需要每天進(jìn)行采收，采收時及時去掉畸形瓜，每節(jié)只留1個瓜，并及時摘除回頭瓜和側(cè)枝。

5.2.4 病蟲害防治 半封閉溫室病蟲害防治主要以生物防治為主。半封閉溫室可以在溫室內(nèi)形成一個微正壓，當(dāng)工作人員開門進(jìn)入溫室時會有風(fēng)向外吹，可以阻擋空氣中的病菌和害蟲進(jìn)入。管理者進(jìn)入溫室前要洗手，著裝整齊干凈，進(jìn)入溫室后及時關(guān)閉溫室門，同時溫室天窗都用紗網(wǎng)封閉。

溫室黃瓜栽培中的蟲害主要有白粉虱、茶黃螨、蚜蟲、薊馬等。幼苗定植后即張掛黃板，一般10～15張·m-2。黃板均勻分布在溫室中，高度隨著植株生長、落蔓而升降，始終保持在植株頂部20 cm左右的位置。溫室內(nèi)一般7～10 d（天）投放1次捕食螨（胡瓜鈍綏螨），每次釋放量約為500頭·m-2。如果沒有蟲害發(fā)生，投放間隔時間可以適當(dāng)延長，這樣可以有效防治茶黃螨和白粉虱。同時，可以根據(jù)捕食螨的防治情況，決定是否投放麗蚜小蜂。如需投放麗蚜小蜂，每個溫室（約667 m2）可投放1萬頭，分3次投放，每7 d（天）投放1次。當(dāng)生物防治明顯控制不了蟲害時，可選擇用生物肥皂50～100倍液噴施防治蚜蟲、白粉虱等，噴施時要保證所有的葉片（尤其是葉背面）都噴濕；也可以選擇22.4%螺蟲乙酯懸浮劑2 000倍液和40%啶蟲脒（更猛）水分散粒劑2 000倍液進(jìn)行混合噴施；當(dāng)蟲害得到有效防治后，要及時重新投放捕食螨，并且適當(dāng)縮短投放間隔時間。

溫室黃瓜病害主要有霜霉病、白粉病和枯萎病等。戴多星為抗白粉病品種，溫室栽培中很少有白粉病的發(fā)生；枯萎病等根部病害主要通過灌溉、種子帶菌等傳播，半封閉溫室中使用包衣種子，灌溉水源為溫室屋頂收集的雨水，通過超濾消毒后使用，所以栽培中未發(fā)現(xiàn)枯萎病等根部病害；霜霉病等真菌性病害的防治主要是通過控制溫室內(nèi)的濕度，陰雨天和夜間控制溫室內(nèi)濕度在90%以下，霜霉病等真菌性病害則不發(fā)生。

半封閉溫室通過科學(xué)的種植管理，單茬黃瓜采收期可以延長至4個月，整個生長期基本可以不噴施化學(xué)農(nóng)藥，產(chǎn)量可達(dá)26 kg·m-2。黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)均得到了明顯的提高。

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*通訊作者：余紀(jì)柱，男，研究員，主要從事設(shè)施栽培及設(shè)施黃瓜育種研究，E-mail：yy2@saas.sh.cn

收稿日期：2015-08-25；接受日期：2015-12-10

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計劃項(xiàng)目（2014BAD08B01），公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201403032），果菜類分子標(biāo)記項(xiàng)目〔滬農(nóng)科種字（2013）第5號〕，上海市農(nóng)委-農(nóng)業(yè)高效種養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目〔滬農(nóng)科基字（2014）第2-1號〕