林瓊（左）在指導(dǎo)種植戶開(kāi)展基質(zhì)栽培。
這是一包長(zhǎng)著番茄的基質(zhì)條，基質(zhì)條下設(shè)有基質(zhì)重量傳感器。
眼下，福州長(zhǎng)樂(lè)區(qū)鶴上鎮(zhèn)基質(zhì)栽培蔬菜大棚里的西紅柿再迎豐收，大棚里，秧苗翠綠茁壯，紅的、綠的西紅柿像燈籠點(diǎn)綴其間。“病害少、用藥少，安全、優(yōu)質(zhì)，成本還低?！狈N植大戶李明錐喜笑顏開(kāi)，一口氣列出了多個(gè)使用基質(zhì)栽培西紅柿的優(yōu)點(diǎn)。
基質(zhì)栽培是無(wú)土栽培的一種，是指不用天然土壤，而使用人工基質(zhì)栽培植物的技術(shù)，曾因成本過(guò)高讓不少種植戶望而卻步。省農(nóng)科院土肥所副研究員林瓊及其團(tuán)隊(duì)集成創(chuàng)新采用廉價(jià)、可再生的谷殼、木屑等農(nóng)林廢棄物替代昂貴的椰糠，還利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣無(wú)土栽培，遠(yuǎn)程操控種菜，降低了技術(shù)應(yīng)用門(mén)檻。
截至目前，該技術(shù)已在福州、寧德、龍巖、漳州及廣東惠州等地推廣，設(shè)施總面積達(dá)600畝以上，累計(jì)種植面積超3000畝，主要生產(chǎn)番茄、黃瓜、西瓜、辣椒等，成為農(nóng)民增產(chǎn)增收的有力助手。
從進(jìn)口椰糠到本土谷殼
在林瓊的指導(dǎo)幫助下，種植戶李明錐早在2017年就成為我省第一個(gè)“吃螃蟹”的人，從土培轉(zhuǎn)向無(wú)土栽培。
“該技術(shù)發(fā)端于歐美，而后在以色列、荷蘭、日本等國(guó)家廣泛生產(chǎn)應(yīng)用?！睋?jù)林瓊介紹，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，但在國(guó)內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用相對(duì)落后，根本原因在于成本過(guò)高，太“燒錢(qián)”。
“燒”在哪里？除了固定的投入，如建造溫室、專(zhuān)用栽培基質(zhì)、水肥一體化系統(tǒng)等，負(fù)擔(dān)最重的是昂貴的基質(zhì)原料，每?jī)赡晷钃Q一次。“原來(lái)2000元一噸的椰糠，自2020年初疫情暴發(fā)后，漲了1倍！”林瓊說(shuō)。
這些椰糠多源于東南亞國(guó)家，當(dāng)銷(xiāo)售商的報(bào)價(jià)從電話那頭傳來(lái)時(shí)，林瓊恰好在長(zhǎng)樂(lè)區(qū)的一家大米加工廠，看著滿地的谷殼，他突然靈機(jī)一動(dòng)：“谷殼木質(zhì)素含量20％左右，屬于難分解有機(jī)物料，能否用谷殼替代椰糠，制成經(jīng)濟(jì)高效型基質(zhì)？”
一噸谷殼僅400元，是椰糠價(jià)格的十分之一。
動(dòng)了這個(gè)念頭，林瓊和團(tuán)隊(duì)就泡在實(shí)驗(yàn)室中，從已有的文獻(xiàn)尋找一絲可行性，最終嘗試將三分之一的椰糠用谷殼替代，無(wú)土栽培小黃瓜苗?！拔覀兓税雮€(gè)月，論證兩個(gè)問(wèn)題，一是檢測(cè)此類(lèi)經(jīng)濟(jì)高效型基質(zhì)，在通透性、保水性等方面的數(shù)據(jù)是否達(dá)標(biāo)；二是谷殼是否會(huì)因殘留小米粒等造成基質(zhì)腐爛發(fā)霉?！?/p>
與已有文獻(xiàn)描述的方法不同的是，林瓊不使用發(fā)酵后或炭化后的谷殼，“發(fā)酵，意味著多了一道精細(xì)工序，成本就跟著水漲船高”。
此舉并非毫無(wú)科學(xué)依據(jù)?！拔覀儗⑷种坏囊酚霉葰ぬ娲?，并非全量替換，即便谷殼在使用過(guò)程產(chǎn)生緩慢的自然發(fā)酵，也能通過(guò)每日多次的營(yíng)養(yǎng)液灌溉將發(fā)酵中間產(chǎn)物排出基質(zhì)。”
結(jié)果令林瓊驚喜：“可行！試驗(yàn)中，所有的顧慮被一一消除?！?/p>
2020年5月，李明錐將250畝智能溫室大棚的基質(zhì)全部替換成經(jīng)濟(jì)高效型基質(zhì)。長(zhǎng)樂(lè)區(qū)青禾現(xiàn)代農(nóng)業(yè)專(zhuān)業(yè)合作社也拿出150畝的溫室大棚，交替種植西紅柿和黃瓜。
2021年初，林瓊將技術(shù)無(wú)償分享給廈門(mén)市江平生物基質(zhì)技術(shù)股份有限公司，摸索出以木屑、谷殼為主要原料生產(chǎn)商品基質(zhì)，完全替代了椰糠基質(zhì)，擺脫椰糠“高昂價(jià)格”的掣肘。
“無(wú)土栽培的成本，每畝可控制在7000元以?xún)?nèi)，與常規(guī)土壤栽培的成本持平?！绷汁傉f(shuō)，常規(guī)土壤栽培的作物還需考慮施肥量，如“吃肥”大的小辣椒，一畝僅施肥成本都要超過(guò)7000元，更遑論其他。
在不久前舉辦的“經(jīng)濟(jì)高效型番茄基質(zhì)栽培技術(shù)”現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收會(huì)上，林瓊算了下賬：經(jīng)濟(jì)高效型基質(zhì)栽培番茄的青枯病、枯萎病兩種病害發(fā)生率0．07％，顯著低于常規(guī)土壤栽培的16．01％；番茄平均畝產(chǎn)7060公斤，比常規(guī)土壤栽培增產(chǎn)420公斤，增加6．3％；番茄精品果率為79．2％，顯著高于常規(guī)土壤栽培的72．7％；每畝種植效益比常規(guī)土壤栽培增加4317元，純收入增加3776元。
物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程操控種菜
技術(shù)含量高，曾是無(wú)土栽培的一把雙刃劍。
作物營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)完全來(lái)自營(yíng)養(yǎng)液。“需要根據(jù)植物需求與不同的生長(zhǎng)周期，精準(zhǔn)確定營(yíng)養(yǎng)液配比、濃度、pH值，以及滴灌的頻率、用量?！崩蠲麇F說(shuō)。
智能溫控大棚采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，讓種菜變得簡(jiǎn)單。
李明錐在廣東惠州市有一家果蔬專(zhuān)業(yè)合作社。大棚內(nèi)，設(shè)有濕度傳感器、光合有效輻射傳感器、稱(chēng)重傳感器等，一包長(zhǎng)著4株番茄的基質(zhì)條被安放在指定的木板上。
“整個(gè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集溫室內(nèi)的空氣溫度、空氣相對(duì)濕度信息，溫室內(nèi)的光合有效輻射信息，以及基質(zhì)和作物的重量信息，進(jìn)而得到作物蒸散量，即重量的減少量?！绷汁傉f(shuō)。
傳感器將數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)程序，林瓊可通過(guò)手機(jī)App隨時(shí)了解溫室環(huán)境、基質(zhì)含水率及番茄蒸騰速率等實(shí)時(shí)信息，還可根據(jù)獲得的信息通過(guò)手機(jī)App對(duì)遠(yuǎn)在廣東的基質(zhì)栽培番茄進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)液配方和灌溉程序的調(diào)整，保障蔬菜瓜果的健康成長(zhǎng)——
隨著番茄從三葉小苗長(zhǎng)至第一朵花開(kāi)放，林瓊從App獲悉作物每天的營(yíng)養(yǎng)液吸收量明顯上升了，將原本一天四次的灌溉改為一天五次；
番茄轉(zhuǎn)色不均勻時(shí)，經(jīng)驗(yàn)老到的林瓊當(dāng)即判斷前期氮肥過(guò)量導(dǎo)致缺鉀，添加硝酸鉀，及時(shí)為番茄補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)；
……
李明錐的兒子小李大學(xué)畢業(yè)后，就接管了這家果蔬專(zhuān)業(yè)合作社，“我完全是門(mén)外漢。得益于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，遠(yuǎn)在福州的農(nóng)業(yè)專(zhuān)家就能幫忙打理，大棚農(nóng)業(yè)邁向了自動(dòng)化轉(zhuǎn)型道路”。
另外一家遠(yuǎn)在西藏山南市的農(nóng)業(yè)公司，在林瓊的指導(dǎo)下，也將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)應(yīng)用到種植領(lǐng)域，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)、水肥一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多種果蔬的種植生產(chǎn)示范和栽培技術(shù)研發(fā)。
值得一提的是，林瓊與團(tuán)隊(duì)通過(guò)為普通國(guó)產(chǎn)施肥機(jī)加裝計(jì)量泵，將其改造成可用于大面積無(wú)土栽培的自動(dòng)化精準(zhǔn)水肥供應(yīng)系統(tǒng)，為合作社節(jié)約設(shè)備投資50萬(wàn)元以上。
無(wú)土栽培“技術(shù)戰(zhàn)”仍在繼續(xù)。這段時(shí)間，林瓊正忙著和團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)一款“基于黃瓜蒸散量和機(jī)器學(xué)習(xí)的基質(zhì)栽培智能灌溉系統(tǒng)”?！捌谕诨|(zhì)栽培營(yíng)養(yǎng)液灌溉這方面實(shí)現(xiàn)智能化，減少人工干預(yù)?！绷汁傉f(shuō)。
