植物工厂营养液[营养液是采用环境生物生态共生技术和菌根共生原理经生物发酵、化学螯合、物理活化等工艺合成的一种新型营养液。]膜技术管道[管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。]水培[水培（Hydroponics）是一种新型的植物无土栽培方式，又名营养液培，其核心是将植物的根系直接浸润于营养液中，这种营养液能替代土壤，向植物提供水分、养分、氧气等生长因子，使植物能够正常生长。]生菜[生菜是叶用莴苣的俗称，属菊科莴苣属。]高效栽培及采后处理技术
廖 晨等
基金项目：滇池流域农业绿色生产关键技术研究与体系构建（２０２１０２ＡＥ０９００３０）；云南省科技人才与平台计划（Ｎｏ．２０１９ＩＣ０２６）
生菜又名叶用莴苣，属菊科莴苣属，为一年生或二年生草本作物，可生食，原产欧洲地中海沿岸，具有较大的市场需求量，近年来种植规模不断扩大，持续稳中向上发展。 生菜适合在土壤栽培、无土栽培（基质栽培、水培）等多种栽培环境下生长，水培生菜具备周年连续生产、节约土地资源、安全洁净的优势，已发展成为主流的水培蔬菜品类。
１ 植物工厂
植物工厂是一种通过设施内高精度环境控制，实现作物周年连续生产的高效农业系统。 植物工厂可分为两种类型，即人工光利用型及太阳光（有补光或无补光）利用型。 植物工厂有以下几个优势：①作物生产计划性强；②单位面积产量高；③机械化、自动化程度高；④减少化肥及农药使用量；⑤提高土地利用率；⑥不受土壤条件制约；⑦建设地选择面广 。
２ 营养液膜技术（ＮＦＴ）管道水培系统
ＮＦＴ 属于浅液流栽培范畴，与深液流水培的营养液深度 ６～８ ｃｍ 不同，ＮＦＴ 的营养液深度仅为 １～２ ｃｍ，根系与营养液的接触面更小，大部分的根系**在空气中。 ＮＦＴ 管道栽培系统主要包括纯水[纯水是具有一定结构的液体，虽然它没有刚性，但它比气态水分子的排列有规则得多。]处理系统、ＮＦＴ 管道、营养液循环流动系统、过滤消毒装置、残液回收系统等，见图 １。
图 １ ＮＦＴ 管道栽培系统
２. １ 纯水处理系统
生菜水培对水质要求较高，栽培全程使用的水均需是纯水，因此需要先对生产用水进行处理，纯水处理系统包括水泵、砂石过滤器[过滤器（filter）是输送介质管道上不可缺少的一种装置，通常安装在减压阀、泄压阀、定水位阀 ,方工过滤器其它设备的进口端设备。]、叠片过滤器、ＲＯ 反渗透纯水处理设备等。 处理流程：原水先经过砂石过滤器去除水中下层沉淀杂质，再通过叠片过滤器去除水中上层悬浮杂质，然后通过ＲＯ 反渗透纯水处理设备去除水中的细菌、病毒、藻类、重金属、有机物等，最后得到纯水。
２. ２ ＮＦＴ 管道
ＮＦＴ 管道为生菜栽培床，主要由栽培管道、定植杯、盖板等 ３ 个部分构成，管道孔距为 ２０ ｃｍ×２０ ｃｍ，定植杯口径通常为 ５ ｃｍ。 ＮＦＴ 管道坡度范围设置为 ２％ ～３％，方便控制营养液的热量积聚，避免营养液在管道内积滞 。
２. ３ 营养液循环流动系统
营养液循环流动系统主要包括营养液池、水泵、管道、流量调节阀以及传感控制系统（定时器、电导率自控系统、ｐＨ 自控装置、温度[温度（temperature）是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。]调节装置、安全报警装置）等。
２. ４ 过滤消毒装置
供液水泵、回液水泵处需设置过滤装置，以保障液体洁净，避免管道因杂质堵塞。 营养液循环应通过紫外线消毒装置，避免细菌、真菌、病毒等的扩散及传染。
２. ５ 残液回收系统
残液回收系统主要由废液回收管道及废液回收池两部分组成，收集循环过程中产生的废液。
３ 生菜品种的选择
生菜分为结球生菜、皱叶生菜（散叶生菜）、直立生菜等三大类，绝大多数生菜品种均能适应管道水培。 综合考虑产量及效益，可以选种罗马直立生菜和意大利抽薹生菜等；考虑具备较好的观赏性，可以选种玻璃生菜、红叶生菜等。
４ 育苗
４. １ 种子消毒
采用清水漂浮法进行选种，去除漂浮杂物及不饱满种子，留取底部饱满种子。 用质量浓度２０ ｇ／ Ｌ ＮａＯＨ 溶液浸泡种子 １５ ｍｉｎ，用纯水清洗５ 次，每次清洗时间为 １ ｍｉｎ 。
４. ２ 催芽
将消毒处理后的种子在纯水中浸泡 ６～８ ｈ，取出后用干毛巾吸干表面多余水分。 将种子平铺于垫有纸的盘子内，放入恒温催芽室，调节温度为２５ ℃，湿度控制在 ８５％左右 。 一般催芽 ２４ ～３６ ｈ，８０％以上种子露白即可取出备用。
４. ３ 点种
选 用 ５０ ～ ７２ 孔 标 准 育 苗 盘 （５４０ ｍｍ ×２８０ ｍｍ），装入清水浸湿后的蛭石作为育苗基质 ，蛭石要求直径为 １～３ ｍｍ。 压实基质后，将育苗盘放上自动播种机，每孔播入 １ 粒种子。
４. ４ 幼苗管理
将点种后的育苗盘放进灌 １／４ 倍日本园试均衡配方营养液 ８～１０ ｃｍ 的漂浮苗床中进行育苗，育苗时间为 １０～１５ ｄ。
５ 生菜栽培管理
５. １ 移栽
管道水培需采用四叶一心大苗龄定植移栽 ，苗太小会被营养液冲走，无法在定植杯内直立生长。 移栽时将裹满蛭石基质的根坨取出，直立放入水培管道的定植杯中， 栽培面积为２０ ｃｍ×２０ ｃｍ，种植密度为 ２５ 株／ ｍ ２ 。 打开营养液循环系统控制器，让营养液进入水培管道中，营养液深度控制在 １～２ ｃｍ。
５. ２ 营养液控制
５. ２. １ 母液[母液是在化学沉淀或结晶过程中分离出沉淀或晶体后残余的饱和溶液。]配制
按照水培所需营养液的 １００ 倍配制日本园试配方母液 Ａ、母液 Ｂ、母液 Ｃ、调酸液、调碱液，具体配方见表 １。
表 １ 营养液及调配液的配方
５. ２. ２ 营养液配制
用母液 Ａ、母液 Ｂ、母液 Ｃ 及纯水配制生菜水培营养液前，先将表 １ 中的调酸液和调碱液用水稀释 １００ 倍，然后打开 Ｐ５３２ 型在线 ｐＨ 控制仪，用稀释后的调酸液或调碱液将纯水的 ｐＨ 调至６. ５ 左右，再将上述 ３ 种母液用调酸／ 碱后的纯水进行同等倍数稀释。 生菜不同生长时期的营养液浓度：移栽 １０ ｄ 内，调节营养液的可溶性盐浓度（ＥＣ）为 １. ０～１. ５ ｍＳ／ ｃｍ；移栽 １０～２０ ｄ，调节营养液的 ＥＣ 到 １. ５～２. ０ ｍＳ／ ｃｍ；移栽 ２０ ｄ 后至采收[采收是指再药用植物生长发育到一定阶段，入药部位或器官已符合药用要求，产量与活性成分的积累动态已达到最佳程度时，采取一定的技术措施，从田间将其收集运回的过程。]，调节营养液的 ＥＣ 至 ２. ０～２. ５ ｍＳ／ ｃｍ，ｐＨ 控制为 ６. ０～６. ５ 。
５. ２. ３ 营养液循环
营养液循环流量控制为 ２～４ Ｌ／ ｍｉｎ 较为适宜。 由于 ＮＦＴ 的营养液深度仅为 １～２ ｃｍ，相比深液流，优势在于根系接触空气面积较大，不容易出现根系缺氧现象，不足之处在于缓冲性较差，营养液需根据液层高度及电导率情况及时进行循环供应，否则一旦营养液消耗完，水培生菜会在短时间内迅速缺水死亡。 通常情况下，ＮＦＴ 水培生菜可采取间歇供液法，夏季白天 １ ｈ 供液 １５ ｍｉｎ，停供 ４５ ｍｉｎ；冬季白天 １. ５ ｈ 供液 １５ ｍｉｎ，停供７５ ｍｉｎ；无论夏季或冬季， 晚上均为 ２ ｈ 供液１５ ｍｉｎ，停供 １０５ ｍｉｎ，这样既能达到补充氧气的作用， 又 不 至 于 长 时 间 停 液 造 成 植 株 萎 蔫死亡 。
５. ３ 温度控制
大棚[随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业。]及营养液温度调节主要通过遮阳、循环风机、湿帘、喷雾、热泵、热水／ 风炉（泵）等设备控制。 缓苗阶段， 应控制白天大棚温度为 ２０ ～２５ ℃，夜间大棚温度为１５～２０ ℃；缓苗结束，控制白天大棚温度为 １５～２２ ℃，夜间大棚温度为 １０～１５ ℃；收获期间为延长供货期，控制白天大棚温度为 １０～１５ ℃，夜间大棚温度为 ５～１０ ℃ 。营养液温度控制为 １８～２５ ℃。 已有试验表明，水培生菜的最适宜根区温度，即营养液温度为２５ ℃。 在此根区温度下，生菜叶的生理生长、光合作用均处于最佳状态 。
５. ４ 光照控制
植物工厂水培生菜，针对不同的品种，补光灯的光质要求不同，红叶生菜多选用红蓝比为 １ ∶２光质的 ＬＥＤ 补光灯，绿叶生菜多选用红蓝比为２∶１光质的 ＬＥＤ 补光灯。 在采收前适当增加光照时长和光照强度，能有效提高生菜产量，增加可溶性糖和维生素 Ｃ 含量，降低硝酸盐含量 。 有文献报道 使用红蓝比为 ４ ∶１光质的 ＬＥＤ 补光灯，在 １００ μｍｏｌ／ （ｍ ２ ·ｓ）光照强度下连续照射 ４８ ｈ，最适于在采收前调控蔬菜品质。
５. ５ 湿度控制
生菜育苗期间湿度需控制在 ８０％ ～９０％；定植后直至采收，棚内湿度应控制在 ６０％～７５％。
６ 病虫害防治
植物工厂水培生菜病虫害发生较少。 通过大棚通风口安装 ４０ 目（０. ３８ ｍｍ）防虫网，入口处设置风淋间，人员进入大棚须穿戴防护服及鞋套，悬挂蓝／ 黄板，安装害虫诱杀器，加强棚内温湿度管理，改善通风条件等物理措施，能有效杜绝大部分病虫害发生 。
６. １ 病害及防治
水培生菜生长期主要发生的病害及防治方案：①菌核病，发病初期使用 ２０％丙环唑 １ ５００～２ ０００倍液，或 １０％戊菌唑 １ ０００ ～ １ ５００ 倍液防治；②软腐病，发病初期使用 ２０％噻唑锌 ５００ ～８００ 倍液，或 ４７％ 春雷·王铜可湿性粉剂６００ ～８００ 倍液防治；③霜霉病，发病初期使用 ７２. ２％霜霉威盐酸盐 ６００～８００ 倍液，或 ２０％氰霜唑 ６００～８００ 倍液进行防治。
６. ２ 虫害及防治
水培生菜生长期主要发生的虫害及防治方案：①蚜虫，可使用 １０％吡虫啉 ２ ０００ 倍液防治；②斑 潜 蝇， 可 使 用 １０％ 精 高 效 氯 氟 氰 菊 酯３ ０００ 倍液，或 １. ８％阿维菌素 ８００～１ ０００ 倍液防治；③白粉虱，可使用 ２. ５％溴氰菊酯 ２ ０００ 倍液，或 １０％啶虫脒 １ ０００～１ ５００ 倍液防治；④蓟马，可使用 ６０ ｇ／ Ｌ 乙基多杀菌素 ２ ０００ 倍液，或 ２５％噻虫嗪 ８００～１ ０００ 倍液防治。
７ 采收
采收前应根据不同品种生菜的单株质量对其成熟度进行评估。 通常情况下，散叶生菜 ３０％以上达到单株质量０. １５～０. ３５ ｋｇ，结球生菜３０％达到单株质量０. ５～０. ６ ｋｇ 或球径为１７～１９ ｃｍ 时，即可采收。 采收时剔除植株下部老、黄、烂叶，采收时间选择清晨或傍晚，避免在温度过高的正午采收 。
８ 采后处理
８. １ 预冷[预冷是指食品从初始温度（30℃左右）迅速降至所需要的终点温度（0～15℃）的过程。]
生菜采收后仍具有生命力，其呼吸作用、蒸腾作用等其他生理代谢活动仍在进行，这样会造成生菜脱水萎蔫、黄化和有害微生物大量繁殖导致的变质。 预冷的目的是使生菜采收后遗留的热量得以尽快去除，在短时间内使生菜降温，保持生菜品质，延长其货架期。
生菜适宜的预冷方式：①冷库预冷，设置预冷温度为２～３ ℃，预冷１０～２０ ｈ，保持预冷冷库湿度为 ９８％～１００％。 ②差压预冷，即通过对两侧带有通风孔的包装箱[包装箱主要是为了便于运输装卸和仓贮，一般用木箱和瓦楞实木托盘，也有采用锡桶或白铁桶的。]进行特殊码垛，利用差压风机在包装箱两侧形成压力差，使冷空气从包装箱内部通过，直接与箱内蔬菜进行热交换的一种预冷方式，具有冷却快速、均匀，干耗降低的优势。 生菜最适宜的差压预冷温度为 ２ ～ ３ ℃，预冷时间为３～５ ｈ，相对湿度保持在 ９８％ ～１００％。 ③结球生菜可采取真空预冷，真空预冷是利用蔬菜在低压条件下的水分蒸发，带走遗留热量，以达到迅速降温的目的，具有冷却快速、均匀的优势，不足之处在于会造成生菜水分含量降低。 结球生菜最适宜的真空预冷温度为 ２ ～ ３ ℃，预冷时间为 ２０ ～３０ ｍｉｎ，相对湿度应保持在 １００％ 。
８. ２ 储藏
生菜可通过以下几种方式进行储藏保鲜[保鲜 ，读音bǎo xiān ，含义为保持蔬菜、水果、肉类等易腐食物的新鲜，常用词有保鲜纸、食品保鲜、改进水产品保鲜技术。]，以延长其保鲜时间。
（１）包装膜及气调保鲜。 采用塑料薄膜、微孔薄膜、纳米复合包装材料、乙烯气体吸附膜或可降解新型生物杀菌材料等对生菜进行包装处理，通过人为调节包装内气体成分及温湿度达到保鲜目的。 研究表明，在体积比 Ｏ ２ ∶ＣＯ ２ ∶Ｎ ２ ＝ ０. ０３ ∶０. １０∶０. ８７ 的气调环境下，生菜能保持较好的品质并延长其货架期 。
（２）低温保鲜。 生菜可在冷库中进行保鲜储藏，在保鲜温度为 ０～０. ４ ℃、相对湿度为 ９０％ ～９５％的条件下可保鲜 １ 个月 。
（３）光照保鲜。 可使用 ２０～３０ μｍｏｌ／ （ｍ ２ ·ｓ）的低强度 ＬＥＤ 光照，通过促进采后生菜继续进行光合作用，增加可溶性碳水化合物含量，抑制呼吸强度、乙烯释放及微生物生长的原理，有效维持生菜外观品质，抑制采后成熟衰老，延长货架期 。