半封閉溫室迷你黃瓜巖棉栽培技術

丁小濤　周　強　何立中　潘　燁　余紀柱（上海市農業科學院，上海市設施園藝技術重點實驗室，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

丁小濤1，2周強1，2何立中1，2潘燁2余紀柱1，2
（1上海市農業科學院，上海市設施園藝技術重點實驗室，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施黃瓜育種研究，E-mail：xiaotao198108@163.com

半封閉溫室比傳統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。通過科學的種植管理，黃瓜生長期間農藥使用量和次數明顯減少，單茬采收期長達4個月，產量可達26 kg·m-2。

水果黃瓜是近年來從歐洲引進的適宜溫室栽培的鮮食類黃瓜，因其品質好、產量高，被很多地區作為名特優蔬菜廣泛引種栽培，深受廣大消費者喜愛（張顯真和楊曉峰，2008）。但大多數溫室因為栽培條件簡陋，黃瓜霜霉病、白粉病、白粉虱等發生較多，同時無法抵御冬季低溫，也無法保證黃瓜正常生長，嚴重影響黃瓜產量和品質（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進行室內氣候環境調節。與傳統溫室相比，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年在國家設施農業工程中心上海崇明基地半封閉玻璃溫室中進行栽培試驗，并對半封閉溫室黃瓜巖棉栽培配套管理和環境控制等實踐技術進行總結，以期進一步豐富我國設施黃瓜栽培技術的研究，同時有效提高黃瓜產量和品質。

1 半封閉溫室能源系統的構成及特點

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

通過熱泵機組運行，在冷凝端和蒸發端分別產生熱水和冷水，冬季溫室需要加溫時，熱水可以通過管道直接進入溫室加熱管道和空氣處理機組，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%），可啟動采灌井進行冷水的長季節儲能。

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 ℃的冷水進行溫室降溫，不需要運行熱泵機組，這部分冷量相當于是免費的），熱水被回灌到熱水井中，使熱水井溫度達到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”配對使用的長季節地下含水層儲能技術，緩沖罐短期儲能技術，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，改善了溫室內的環境（圖1～3）。

2 品種和栽培環境

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日栽培試驗結束。栽培基質選擇荷蘭GRODAN生產的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），覆蓋基質為蛭石。栽培所用肥料由上海永通化工有限公司提供。營養液配方參考日本山崎配方并加以改進（Yu & Matsui，1997）。溫室內設有空氣處理機組、內外遮陽和保溫系統、管道加溫系統、自動滴灌系統等。

3 苗期管理

育苗宜在指定的育苗溫室中進行，溫室使用前要用0.3%衛可或次氯酸鈣（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，讓幼苗逐漸適應外界的環境。

圖1 “半封閉”溫室能源系統示意圖

圖2 空氣處理機組在“半封閉”溫室中的運行示意圖

圖3 黃瓜溫室中的空氣處理機組

出苗期間，前3 d（天）溫度保持在23～25℃，澆灌、浸泡穴盤營養液的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，如果基質太干（可以取出巖棉塞檢查質量和顏色變化，巖棉含水較多時顏色深，失水較多時顏色淺）要適當補水，春季澆灌水溫不宜太低（一般水溫15～20 ℃），澆灌前營養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；當植株現第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備工作。

3.3 苗期管理要點

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液澆灌次數和時間，每天選擇不同苗床至少5株測定巖棉塊的質量，及時澆灌營養液，盡量使巖棉塊質量不低于400 g。

3.3.2 溫室環境控制 當太陽輻射照度大于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 ℃，夜間加熱系統正常運行，室內溫度不低于18 ℃。當白天外界溫度0 ℃以上、天氣晴好時，適當打開天窗進行通風降溫。育苗期間溫室光照不能太強，當太陽輻射照度超過500 W·m-2，需要適當打開遮陽網進行遮陽。

3.3.3 溫室濕度調節 通過調整加熱系統的運行，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生；同時嚴格控制無關人員進入溫室，并及時關閉溫室進口門，防止蟲害發生；在溫室內張掛黃板，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 定植前準備 定植前要將溫室內的雜草清理干凈，檢查溫室所有設備（天窗、簾幕、加熱系統）是否運行正常，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%衛可或者漂白粉于定植前2 d（天）進行消毒。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2.8株·m-2。

5 定植后管理

5.1 果實采收前的管理 定植以后及時去掉竹簽，同時將植株繞在生長線上，統一按順時針方向繞蔓。由于巖棉中營養液較多，此時要適當控制灌水，每天滴灌1次即可，滴水量為200 mL·m-2，以促進黃瓜根系盡快生長進入巖棉條中。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置為150 J·cm-2，每次灌水量為200 mL·m-2。即電腦會根據天氣情況，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，那么電腦會執行最大等待時間，則3 h（小時）灌溉1次。滴灌營養液EC值為2.5 dS·m-1、pH值5.5。設置日出后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，巖棉條內的EC值、pH值，排液量及其EC值、pH值，通過適當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節雌花及所有側枝去掉，只保留1個主枝生長。

5.2 果實采收期的管理

5.2.1 灌溉管理 果實采收期的植株已經較大，需水需肥較多，灌溉營養液的EC值可以調整為2.8 dS·m-1、pH值5.5。灌水最大等待時間可以設置為2 h（小時），最小等待時間20 min（分），光照累積的影響設置為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。通過適當調整營養液配方和灌水的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溫度的設置來調節溫室的溫度。一般通風溫度（電腦中ventilation temperature）的設置要高于加熱溫度（電腦中heating temperature）1～2 ℃。如果日出時間為6：30，日落時間為17：30，夜間加熱溫度設置為17 ℃，一般設置從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），溫度達到19 ℃；10：30溫室溫度設置為22 ℃，通風溫度為24 ℃，此階段如果是晴朗天氣，溫室溫度很快會升高至22℃，溫室加溫系統不用運行即可，當溫室溫度超過24℃時，天窗開始運行，降低室內溫度；14：30設置溫室溫度23 ℃，通風溫度為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 ℃，此時設置溫室中的遮陰簾幕和保溫簾幕都及時關閉，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（以保證植物有適當的蒸騰作用），溫室最高溫度至多只能達到每個設置點的溫度。

圖4　溫室加熱溫度和通風濕度的設定

春季半封閉溫室ATU的運行，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行以及ATU換新風策略，如外界空氣溫度低，絕對濕度低，可以控制ATU適當抽取外界空氣，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，然后再運行加熱板塊使空氣升溫到設置的溫度，這樣也達到了除濕的目的。當然，也可以通過控制溫室加熱管道的運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生。

溫室通風有兩種形式：一種是天窗的運行，主要和溫度的設置有關；另一種使用ATU使溫室的空氣進行循環，當外界溫度較低時，如0 ℃左右時（夜間），選擇ATU抽取100%溫室內空氣進行循環；室外溫度在10 ℃左右時，選擇抽取20%～40%外界空氣，抽取60%溫室空氣進行循環；當外界溫度在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充溫室內的CO2。

5.2.3 植株管理 溫室黃瓜栽培品種為戴多星（水果黃瓜），可以每節留瓜。早春季節外界光照強度逐漸加強，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，果實生長很快，需要每天進行采收，采收時及時去掉畸形瓜，每節只留1個瓜，并及時摘除回頭瓜和側枝。

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形成一個微正壓，當工作人員開門進入溫室時會有風向外吹，可以阻擋空氣中的病菌和害蟲進入。管理者進入溫室前要洗手，著裝整齊干凈，進入溫室后及時關閉溫室門，同時溫室天窗都用紗網封閉。

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。如果沒有蟲害發生，投放間隔時間可以適當延長，這樣可以有效防治茶黃螨和白粉虱。同時，可以根據捕食螨的防治情況，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倍液進行混合噴施；當蟲害得到有效防治后，要及時重新投放捕食螨，并且適當縮短投放間隔時間。

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，所以栽培中未發現枯萎病等根部病害；霜霉病等真菌性病害的防治主要是通過控制溫室內的濕度，陰雨天和夜間控制溫室內濕度在90%以下，霜霉病等真菌性病害則不發生。

半封閉溫室通過科學的種植管理，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農藥，產量可達26 kg·m-2。黃瓜產量和品質均得到了明顯的提高。

參考文獻

丁小濤，金海軍，張紅梅，余紀柱. 2009. 秋冬季節黃瓜栽培設施中不同部位土壤溫度及空氣溫濕度的變化規律. 上海農業學報，25（2）：15-19.

李金鑫，秦智偉，丁國華，周秀艷. 2008. 黃瓜抗霜霉病相關基因cDNA片段的克隆與分析. 園藝學報，35（3）：371-376.

張顯真，楊曉峰. 2008. 溫室水果黃瓜葉片生長規律研究. 氣象與減災研究，31（3）：43-47.

Qian T，Dieleman J A，Elings A，Marcelis L F M. 2012. Leaf photosynthetic and morphological responses to elevated CO2concentration and altered fruit number in the semi-closed greenhouse. Scientia Horticulturae，145：1-9.

van't Ooster A，van Ieperen W，Kalaitzoglou P. 2012. Model study on applicability of a semi closed greenhouse concept in Almeria：effects on greenhouse climate，crop yield and resource use efficiency. Acta Horticulturae，927：51-58.

Yu J Q，Matsui Y. 1997. Effects of root exudates and allelochemicals on ion uptake by cucumber seedlings. Journal of Chemical Ecology，23：817-827.

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

收稿日期：2015-08-25；接受日期：2015-12-10

基金項目：國家科技支撐計劃項目（2014BAD08B01），公益性行業（農業）科研專項（201403032），果菜類分子標記項目〔滬農科種字（2013）第5號〕，上海市農委-農業高效種養技術基礎研究項目〔滬農科基字（2014）第2-1號〕