巖棉在我國溫室栽培中的應用現狀和發展前景分析

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巖棉在我國溫室栽培中的應用現狀和發展前景分析


1.農業部規劃設計研究院設施所 北京 1000262.丹麥亞 洲技術發展有限公司 蘇州 215011 隨著中國溫室的蓬勃發展， 許多投資商紛紛投資這一領域， 給這一新興產業注入了新的 活力，也帶來了新的思想，市場經濟的思想已逐步深入人心。目前，溫室行業的發展已經開 始由政府投資引導向市場產業化過渡。 然而， 市場化的經營模式是以最小的投資風險獲取最 大的市場回報。然而，從目前的形勢來看，市場回報主要取決于栽培管理模式，它包括種植 品種和溫室形式?；|是栽培環境和栽培管理一個重要因素，對栽培作物的產量形成、品質 優劣有決定作用。 巖棉是無土栽培中大量使用的基質，主要應用于蔬菜種植和育苗生 產中。由于其本身是一種化學惰性基質，質輕、多孔，對化學施肥不產生任何影響，并且作 物根部氣相比例高，疏水性強，是水培系統中比較理想的基質。我國 20 世紀 90 年代引進使 用效果良好， 受到園藝種植者的青睞， 但由于我國沒有相配套的農用巖棉產品， 為降低成本， 大量使用工業巖棉代替農用巖棉， 從種植效果和綜合經濟效益看， 這種替代存在根本上的缺 陷。本文在分析國內外巖棉栽培發展歷史和現狀的基礎上重點從物理性質、化學性質、內部 結構、 商品化和綜合生產效益等方面分析了工業巖棉和農用巖棉的差別， 提出了巖棉栽培不 應一味追求低價低質， 大量采用工業巖棉會嚴重影響溫室生產的整體效益， 高投入溫室設施 應配套專用農用巖棉，通過生產高質量的產品，來獲得高額回報，實現市場效益。 一、 國內外巖棉栽培的發展歷史與應用現狀 1、 國外巖棉栽培的發展歷史和現狀 巖棉栽 培是伴隨無土栽培技術的不斷成熟而誕生并發展起來,至今已有 100 多年的歷史，尤其近半 個世紀發展特別迅速。 1969 年丹麥 Grodan 公司成功研制生產出農用巖棉， 很快在全球推廣， 使巖棉栽培技術和 NFT 技術一樣在無土栽培中成為受人矚目的領先技術。目前丹麥、法國、 美國、西班牙、波蘭和荷蘭都有廠家專門生產農用巖棉，其中丹麥的 Grodan 占全球銷量的 60%以上，生產車間分布在丹麥、荷蘭和美國，銷售網絡遍布全球。西歐是巖棉栽培最多的 地區，此外在東歐、北美洲、日本、韓國等地區也大量使用巖棉栽培。 各種資料顯示， 巖棉栽培占無土栽培面積的比例各地差異較大,發展趨勢也不盡相同。西歐（不包括意大利、 法國和希臘）巖棉培的面積已達到 5200hm2,占無土栽培的 80%~90%。其中，荷蘭為無土栽 培和巖棉栽培面積最大 的國家，巖棉培為 2500hm2，占無土栽培總面積的 2/3 以上。 雖 然西歐的無土栽培和巖棉培的面積很大， 但發展空間不及東歐。 近幾年東歐的巖棉栽培發展 速度很快，以每年 100hm2以上的面積增加，目前已超過 900 hm2，占無土栽培面積的 60%。 巖棉培最早產生于美國，但在美國的發展速度遠不及歐洲，這主要是因為美國地域廣闊，氣 候條件復雜，沒有歐洲單一氣候的優越性，因此巖棉培不可能覆蓋絕大部分種植面積。截止 2002 年北美洲無土栽培的面積僅為西歐的 1/7，巖棉培約 400 hm2。 無土栽培的技術在 日本一直處于領先地位，20 世紀 60~80 年代得到了大面積推廣。日本的土地面積有限，但 無土栽培的面積接近整個東歐，1999 年已有 1056 hm2。90 年代初，巖棉工業受到政府的重 視，出現了農用巖棉的專業生產公司，90 年代末，巖棉栽培的面積呈幾何級數增加，已有 580 hm2，占無土栽培總面積的 54%。受日本無土栽培技術和市場需求的影響，韓國的巖棉 種植面積已有 250 hm2，占整個無土栽培的 33%左右。 2、我國巖棉栽培的發展現狀與 前景展望 隨著我國設施農業的不斷發展和溫室設施的大量推廣，大型溫室面積已超過 2000 hm2。到現在為止，我國已成為全世界設施農業發展速度和現有溫室面積最大的國家之 一。與之相關的無土栽培也由 20 世紀 80 年代初的一片空白到目前約 800hm2。由于初期投 資大，巖棉培優越性還沒有被充分認識，因此所占的比例很小，約為 3%左右。 20 世 紀 80 年代初華南農業大學、浙江農業科學院等一些科研單位開始了我國農用巖棉種植技術 研究的歷史。 到 80 年代末，隨著溫室項目投資的增加，經濟發達地區掀起了旅游觀光
園區的熱潮， 巖棉栽培被列為先進栽培方式的一種應用， 但是沒有進入實質性建設的生產階 段。 1988 年，廣東江門江荷有限公司從荷蘭引進 1hm2 玻璃溫室巖棉栽培作為現代溫 室的一個子項目第一次使用在了大規模生產中。 截止 2002 年底,我國先后使用農用巖 棉栽培的大型生產單位總共有近 10 個。分布在上海、北京、沈陽、蘇州、武漢、無錫、浙 江等，種植作物西紅柿、黃瓜和甜椒等。據筆者調查,各生產單位引進農用巖棉,在使用 1~2 年之后,都紛紛改用工業巖棉。改變巖棉品種的主要原因是管理不善，增產效果不明顯，入 不敷出，沒有經濟效益。我國還沒有農用巖棉的生產廠家，在初期較高投資的情況下，很容 易使用戶放棄專業巖棉的生產計劃，改用廉價的工業巖棉替代。另外，對巖棉的栽培技術， 包括水分管理和營養液配方等，缺乏準確的認識，沒有相應種植經驗，產量無法實現差異。 值
得慶幸的是，2001 年北京設立了第一個國外農用巖棉辦事處，2002 年在蘇州成立了巖棉 栽培技術咨詢公司，提供全套的栽培技術指導，使國內巖棉種植有了技術依托。由于巖棉栽 培能最大程度減少病蟲害發生，保證高產優質，可生產出綠色、無公害的食品，隨著消費市 場對綠色蔬菜要求的增加，巖棉栽培技術將越來越受到種植者的青睞。 二、工業巖棉 和農用巖棉的主要性能分析 巖棉具有很好的透氣性和保水性，經過 1600℃的高溫提 煉，無菌、無污染，因此是歐洲主要的無土栽培的基質。工業巖棉和農用巖棉，他們的使用 功能不同，在原料選用，加工工藝，內部結構等方面都有顯著的差別，因此生產栽培中強調 使用專業的農用巖棉， 反對用工業巖棉代替。 1、 理 性 質 物 農用巖棉是由約 60% 玄武巖、20%焦碳、20%石灰石加上少量煉鐵后的礦渣經高溫熔融、抽絲，最后紡織、壓縮 成特定密度后再裁剪而成。 在紡織過程中加入了一種具有表面親水作用的黏結劑， 能保持巖 棉浸水后長時間不變形，而且具有良好的親水性。工業巖棉只是加入一般的黏結劑，不能保 證長久使用后不變形和孔隙率不變，沒有任何添加劑，親水性不如農業巖棉。 與工業 巖棉 80~150k/cm3的容重相比，農用巖棉容重較小，一般在 60~80kg/cm3之間，因此其孔隙 率更高，其中 3%體積的纖維和 97%體積的孔隙。 2、內 部 結 構 農用巖棉采用 擺錘式加工方式，纖維緊密，呈波浪式交織在一起，纖維的分布有水平式、垂直式和立體網 狀結構，即使水平式和垂直式的纖維也無法一層一層剝離。纖維均勻地分布，有利于根系的 延伸和生長，保證作物的均勻生長；工業巖棉由四輥離心機采用離心的方式加工而成，纖維 多呈水平片狀，分布不均勻，并且片層之間的間隙較大，根系只能在片層縫隙中生長，無法 蔓延至所有巖棉的生長空間，因而使用工業巖棉，不僅使根系不舒展，而且造成水分和養分 浪費，作物產量低下。 3、化學性質 巖棉的化學性質一般呈堿性，農用巖棉經過酸 性營養液浸泡后能調整 pH 值，但工業巖棉用酸性營養液浸泡后 pH 值調整不大，堿性基質 對幼苗時期的毒害作用很大。工業巖棉種植的幼苗，葉邊呈圓形，葉片與同時期的農用巖棉 相比很小，是很明顯的病態弱苗。該對比試驗在蘇州西山國家現代溫室種植園區首次報導， 此外，上海農科院也作過反復的實驗，得出相同的結論。 4、商 品 性 農用巖棉的 主要成分玄武巖含量較高，呈灰綠色；根據種植的需要，農用巖棉出廠時被切割成大小不同 的形狀，育苗塞為育苗期使用，中間有眼，可直接播種，有的沒
有眼可作花卉扦插使用；生 長塊四周包裹一層 PVC，防止水分蒸發和根系蔓延到另一個生長塊內，為育苗和成苗的中 間過渡生長環境；生長條為最終成苗生長使用，外面完全包裝一層外白、內黑的 PVC 塑料 層，防止水分不過分蒸發，并保持根部適當的溫度，熱帶地區可以不加塑料外包裝，加大蒸 發量以降低根部的溫度，大部分地區使用時有外包裝，防止藻類和病菌的滋生。因此農用巖 棉是適合農作物生長的一種特殊巖棉， 不可以簡單被工業保溫和隔音巖棉所取代。 工業巖棉 由于玄武巖含量較低呈黃色，出廠時只有條狀產品，沒有任何外包裝，沒有生長塊和育苗塞 等多樣的形式，沒有針對農業生產的商品化產品。 5、成本與效益分析 增加成本不 一定都導致盈余虧損， 只有當邊際成本和邊際產量的收入達到平衡時， 繼續增加該項成本的 投入， 才會導致繼續投入的虧損。 由兩種巖棉材料的投入和產出達到平衡時可以得出如下公 式： P(Y1 - Y2)=C1- C2 （1）其中 C1——農用巖棉的成本； C2——工業巖棉的成本； Y 1——使用農用巖棉的產量； Y 2——使用工業巖棉的產量； P——銷售價格。 目前農 用巖棉的價格 C1 為 17.24 元/m2， 工業巖棉的價格 C2 為 8.9 元/m2。 因此式 （1） P(Y 為 1- Y 2)=8.34 (2) 上式表明，兩種基質的產量之差與當年銷售價格的乘積如果大于 8.34， 采用農用巖棉，即能獲得相對效益，否則可以考慮“低成本”生產方案。以 2002 年西紅柿、 甜椒的平均銷售價格為例，西紅柿 4 元/Kg 和甜椒 9 元/Kg，采用農用和工業巖棉兩種基質 的產量之差只要分別大于 2.085Kg/m2和 0.92Kg/m2， 使用農業巖棉的效益就要高于工業巖棉， 從實際生產來看，實際產量的差異要遠遠大于這些數字。所以，在基質選擇上不要盲目選擇 低成本材料，要根據種植技術水平和產品市場價格綜合確定。 三、我國當前巖棉種植 中存在的主要問題 1、 缺乏管理和巖棉種植技術， 制約了巖棉栽培的推廣 現代的園 藝設施應有現代化的園藝栽培技術與之配套，才能充分發揮先進設施和優良品種的增產潛 力 。 巖棉 種 植中 的核 心技 術 是水 分 管理 （Water Management） 和 養分 管理 （Nutrition Management） ，這是一套精確的管理技術，通過它可以有效地控制根系的生長，實現植株營 養生長和生殖生長平衡， 達到控制收獲時間和產量的目的。 但國內與進口農用巖棉成套引進 的這項技術并沒有真正掌握。除此之外，建設單位缺乏現代化管理技術，在環境控制技術以 及病蟲害防止技術等方面與國外也存在很大的差距。 2、 產量不高是限制效益的最主要 因素 巖棉種植的產量不高是 這一技術推廣的主要障礙。 與荷蘭、 日本巖棉種植的西紅柿 50~80 Kg/m2，黃瓜 40~50Kg/m2相比，我國巖棉種植的西紅柿產量 18~22Kg/m2，黃瓜 24~30Kg/m2， 存在很大的差距。 這種差距很大程度上是栽培技術和管理技術的原因。 分 析產量的差距， 除了上述原因， 當前普遍流行的節約成本的思想在很大程度上限制了產量的 提高。這種思想提倡低產、低收、低成本；認為增加的成本投入，不僅耗資大，而且給回收 造成壓力。因此，這種觀點不僅影響了溫室整體效益的發揮，先進技術的推廣，而且前期就 決定了它不僅不能節省費用，無法增加收益。 四、結論 我國溫室技術發展至今， 已經基本上完成了溫室建設的初步投入和運營階段，下一階段的主要任務是完善經營管理， 其中包括溫室設備的合理使用， 栽培技術的配套和溫室整體運行的管理， 我國與國外溫室目 前存在最大的差距。如何盡快縮短這一差距，實現“十五”計劃的綠色蔬菜和無公害食品的目 標，是我們當前面臨的主要任務。我們一方面必須加快科研的進度，另一方面引進國外先進 的技術， 實現國外栽培技術的本土化， 只有這兩方面的結合才能真正實現溫室技術與溫室產 業的協調和配套。 綜合分析比較國內外巖棉發展的歷史，我國巖棉栽培的比例遠遠低 于歐美國家和周邊國家。隨著蔬菜品質今后倍受關注的趨勢，預計在今后的 10 年里，巖棉 栽培在中國將逐步走向成熟，巖棉產品的引入，伴隨著一整套巖棉栽培技術的引進，也將彌 補我國無土栽培產業化技術的落后局面，幫助種植者實現合理的投入產出回報?！?/div>