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巖棉在我國(guó)溫室栽培中的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景分析
1.農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)施所 北京 1000262.丹麥亞 洲技術(shù)發(fā)展有限公司 蘇州 215011 隨著中國(guó)溫室的蓬勃發(fā)展， 許多投資商紛紛投資這一領(lǐng)域， 給這一新興產(chǎn)業(yè)注入了新的 活力，也帶來了新的思想，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的思想已逐步深入人心。目前，溫室行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)開 始由政府投資引導(dǎo)向市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化過渡。 然而， 市場(chǎng)化的經(jīng)營(yíng)模式是以最小的投資風(fēng)險(xiǎn)獲取最 大的市場(chǎng)回報(bào)。然而，從目前的形勢(shì)來看，市場(chǎng)回報(bào)主要取決于栽培管理模式，它包括種植 品種和溫室形式。基質(zhì)是栽培環(huán)境和栽培管理一個(gè)重要因素，對(duì)栽培作物的產(chǎn)量形成、品質(zhì) 優(yōu)劣有決定作用。 巖棉是無土栽培中大量使用的基質(zhì)，主要應(yīng)用于蔬菜種植和育苗生 產(chǎn)中。由于其本身是一種化學(xué)惰性基質(zhì)，質(zhì)輕、多孔，對(duì)化學(xué)施肥不產(chǎn)生任何影響，并且作 物根部氣相比例高，疏水性強(qiáng)，是水培系統(tǒng)中比較理想的基質(zhì)。我國(guó) 20 世紀(jì) 90 年代引進(jìn)使 用效果良好， 受到園藝種植者的青睞， 但由于我國(guó)沒有相配套的農(nóng)用巖棉產(chǎn)品， 為降低成本， 大量使用工業(yè)巖棉代替農(nóng)用巖棉， 從種植效果和綜合經(jīng)濟(jì)效益看， 這種替代存在根本上的缺 陷。本文在分析國(guó)內(nèi)外巖棉栽培發(fā)展歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上重點(diǎn)從物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、內(nèi)部 結(jié)構(gòu)、 商品化和綜合生產(chǎn)效益等方面分析了工業(yè)巖棉和農(nóng)用巖棉的差別， 提出了巖棉栽培不 應(yīng)一味追求低價(jià)低質(zhì)， 大量采用工業(yè)巖棉會(huì)嚴(yán)重影響溫室生產(chǎn)的整體效益， 高投入溫室設(shè)施 應(yīng)配套專用農(nóng)用巖棉，通過生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，來獲得高額回報(bào)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)效益。 一、 國(guó)內(nèi)外巖棉栽培的發(fā)展歷史與應(yīng)用現(xiàn)狀 1、 國(guó)外巖棉栽培的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 巖棉栽 培是伴隨無土栽培技術(shù)的不斷成熟而誕生并發(fā)展起來,至今已有 100 多年的歷史，尤其近半 個(gè)世紀(jì)發(fā)展特別迅速。 1969 年丹麥 Grodan 公司成功研制生產(chǎn)出農(nóng)用巖棉， 很快在全球推廣， 使巖棉栽培技術(shù)和 NFT 技術(shù)一樣在無土栽培中成為受人矚目的領(lǐng)先技術(shù)。目前丹麥、法國(guó)、 美國(guó)、西班牙、波蘭和荷蘭都有廠家專門生產(chǎn)農(nóng)用巖棉，其中丹麥的 Grodan 占全球銷量的 60%以上，生產(chǎn)車間分布在丹麥、荷蘭和美國(guó)，銷售網(wǎng)絡(luò)遍布全球。西歐是巖棉栽培最多的 地區(qū)，此外在東歐、北美洲、日本、韓國(guó)等地區(qū)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(fā)展趨勢(shì)也不盡相同。西歐（不包括意大利、 法國(guó)和希臘）巖棉培的面積已達(dá)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(guó)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(fā)展空間不及東歐。 近幾年東歐的巖棉栽培發(fā)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(chǎn)生于美國(guó)，但在美國(guó)的發(fā)展速度遠(yuǎn)不及歐洲，這主要是因?yàn)槊绹?guó)地域廣闊，氣 候條件復(fù)雜，沒有歐洲單一氣候的優(yōu)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(shù)在 日本一直處于領(lǐng)先地位，20 世紀(jì) 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(gè)東歐，1999 年已有 1056 hm2。90 年代初，巖棉工業(yè)受到政府的重 視，出現(xiàn)了農(nóng)用巖棉的專業(yè)生產(chǎn)公司，90 年代末，巖棉栽培的面積呈幾何級(jí)數(shù)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(shù)和市場(chǎng)需求的影響，韓國(guó)的巖棉 種植面積已有 250 hm2，占整個(gè)無土栽培的 33%左右。 2、我國(guó)巖棉栽培的發(fā)展現(xiàn)狀與 前景展望 隨著我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展和溫室設(shè)施的大量推廣，大型溫室面積已超過 2000 hm2。到現(xiàn)在為止，我國(guó)已成為全世界設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展速度和現(xiàn)有溫室面積最大的國(guó)家之 一。與之相關(guān)的無土栽培也由 20 世紀(jì) 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(yōu)越性還沒有被充分認(rèn)識(shí)，因此所占的比例很小，約為 3%左右。 20 世 紀(jì) 80 年代初華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)院等一些科研單位開始了我國(guó)農(nóng)用巖棉種植技術(shù) 研究的歷史。 到 80 年代末，隨著溫室項(xiàng)目投資的增加，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起了旅游觀光
園區(qū)的熱潮， 巖棉栽培被列為先進(jìn)栽培方式的一種應(yīng)用， 但是沒有進(jìn)入實(shí)質(zhì)性建設(shè)的生產(chǎn)階 段。 1988 年，廣東江門江荷有限公司從荷蘭引進(jìn) 1hm2 玻璃溫室?guī)r棉栽培作為現(xiàn)代溫 室的一個(gè)子項(xiàng)目第一次使用在了大規(guī)模生產(chǎn)中。 截止 2002 年底,我國(guó)先后使用農(nóng)用巖 棉栽培的大型生產(chǎn)單位總共有近 10 個(gè)。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(jù)筆者調(diào)查,各生產(chǎn)單位引進(jìn)農(nóng)用巖棉,在使用 1~2 年之后,都紛紛改用工業(yè)巖棉。改變巖棉品種的主要原因是管理不善，增產(chǎn)效果不明顯，入 不敷出，沒有經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)還沒有農(nóng)用巖棉的生產(chǎn)廠家，在初期較高投資的情況下，很容 易使用戶放棄專業(yè)巖棉的生產(chǎn)計(jì)劃，改用廉價(jià)的工業(yè)巖棉替代。另外，對(duì)巖棉的栽培技術(shù)， 包括水分管理和營(yíng)養(yǎng)液配方等，缺乏準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，沒有相應(yīng)種植經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)量無法實(shí)現(xiàn)差異。 值
得慶幸的是，2001 年北京設(shè)立了第一個(gè)國(guó)外農(nóng)用巖棉辦事處，2002 年在蘇州成立了巖棉 栽培技術(shù)咨詢公司，提供全套的栽培技術(shù)指導(dǎo)，使國(guó)內(nèi)巖棉種植有了技術(shù)依托。由于巖棉栽 培能最大程度減少病蟲害發(fā)生，保證高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，可生產(chǎn)出綠色、無公害的食品，隨著消費(fèi)市 場(chǎng)對(duì)綠色蔬菜要求的增加，巖棉栽培技術(shù)將越來越受到種植者的青睞。 二、工業(yè)巖棉 和農(nóng)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(jīng)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(zhì)。工業(yè)巖棉和農(nóng)用巖棉，他們的使用 功能不同，在原料選用，加工工藝，內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面都有顯著的差別，因此生產(chǎn)栽培中強(qiáng)調(diào) 使用專業(yè)的農(nóng)用巖棉， 反對(duì)用工業(yè)巖棉代替。 1、 理 性 質(zhì) 物 農(nóng)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(jīng)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(jié)劑， 能保持巖 棉浸水后長(zhǎng)時(shí)間不變形，而且具有良好的親水性。工業(yè)巖棉只是加入一般的黏結(jié)劑，不能保 證長(zhǎng)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(nóng)業(yè)巖棉。 與工業(yè) 巖棉 80~150k/cm3的容重相比，農(nóng)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(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 農(nóng)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(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)，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(zhǎng)，保證作物的均勻生長(zhǎng)；工業(yè)巖棉由四輥離心機(jī)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(zhǎng)，無法 蔓延至所有巖棉的生長(zhǎng)空間，因而使用工業(yè)巖棉，不僅使根系不舒展，而且造成水分和養(yǎng)分 浪費(fèi)，作物產(chǎn)量低下。 3、化學(xué)性質(zhì) 巖棉的化學(xué)性質(zhì)一般呈堿性，農(nóng)用巖棉經(jīng)過酸 性營(yíng)養(yǎng)液浸泡后能調(diào)整 pH 值，但工業(yè)巖棉用酸性營(yíng)養(yǎng)液浸泡后 pH 值調(diào)整不大，堿性基質(zhì) 對(duì)幼苗時(shí)期的毒害作用很大。工業(yè)巖棉種植的幼苗，葉邊呈圓形，葉片與同時(shí)期的農(nóng)用巖棉 相比很小，是很明顯的病態(tài)弱苗。該對(duì)比試驗(yàn)在蘇州西山國(guó)家現(xiàn)代溫室種植園區(qū)首次報(bào)導(dǎo)， 此外，上海農(nóng)科院也作過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，得出相同的結(jié)論。 4、商 品 性 農(nóng)用巖棉的 主要成分玄武巖含量較高，呈灰綠色；根據(jù)種植的需要，農(nóng)用巖棉出廠時(shí)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(zhǎng)塊四周包裹一層 PVC，防止水分蒸發(fā)和根系蔓延到另一個(gè)生長(zhǎng)塊內(nèi)，為育苗和成苗的中 間過渡生長(zhǎng)環(huán)境；生長(zhǎng)條為最終成苗生長(zhǎng)使用，外面完全包裝一層外白、內(nèi)黑的 PVC 塑料 層，防止水分不過分蒸發(fā)，并保持根部適當(dāng)?shù)臏囟?，熱帶地區(qū)可以不加塑料外包裝，加大蒸 發(fā)量以降低根部的溫度，大部分地區(qū)使用時(shí)有外包裝，防止藻類和病菌的滋生。因此農(nóng)用巖 棉是適合農(nóng)作物生長(zhǎng)的一種特殊巖棉， 不可以簡(jiǎn)單被工業(yè)保溫和隔音巖棉所取代。 工業(yè)巖棉 由于玄武巖含量較低呈黃色，出廠時(shí)只有條狀產(chǎn)品，沒有任何外包裝，沒有生長(zhǎng)塊和育苗塞 等多樣的形式，沒有針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的商品化產(chǎn)品。 5、成本與效益分析 增加成本不 一定都導(dǎo)致盈余虧損， 只有當(dāng)邊際成本和邊際產(chǎn)量的收入達(dá)到平衡時(shí)， 繼續(xù)增加該項(xiàng)成本的 投入， 才會(huì)導(dǎo)致繼續(xù)投入的虧損。 由兩種巖棉材料的投入和產(chǎn)出達(dá)到平衡時(shí)可以得出如下公
式： P(Y1 - Y2)=C1- C2 （1）其中 C1——農(nóng)用巖棉的成本； C2——工業(yè)巖棉的成本； Y 1——使用農(nóng)用巖棉的產(chǎn)量； Y 2——使用工業(yè)巖棉的產(chǎn)量； P——銷售價(jià)格。 目前農(nóng) 用巖棉的價(jià)格 C1 為 17.24 元/m2， 工業(yè)巖棉的價(jià)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(zhì)的產(chǎn)量之差與當(dāng)年銷售價(jià)格的乘積如果大于 8.34， 采用農(nóng)用巖棉，即能獲得相對(duì)效益，否則可以考慮“低成本”生產(chǎn)方案。以 2002 年西紅柿、 甜椒的平均銷售價(jià)格為例，西紅柿 4 元/Kg 和甜椒 9 元/Kg，采用農(nóng)用和工業(yè)巖棉兩種基質(zhì) 的產(chǎn)量之差只要分別大于 2.085Kg/m2和 0.92Kg/m2， 使用農(nóng)業(yè)巖棉的效益就要高于工業(yè)巖棉， 從實(shí)際生產(chǎn)來看，實(shí)際產(chǎn)量的差異要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些數(shù)字。所以，在基質(zhì)選擇上不要盲目選擇 低成本材料，要根據(jù)種植技術(shù)水平和產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格綜合確定。 三、我國(guó)當(dāng)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(shù)， 制約了巖棉栽培的推廣 現(xiàn)代的園 藝設(shè)施應(yīng)有現(xiàn)代化的園藝栽培技術(shù)與之配套，才能充分發(fā)揮先進(jìn)設(shè)施和優(yōu)良品種的增產(chǎn)潛 力 。 巖棉 種 植中 的核 心技 術(shù) 是水 分 管理 （Water Management） 和 養(yǎng)分 管理 （Nutrition Management） ，這是一套精確的管理技術(shù)，通過它可以有效地控制根系的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)植株?duì)I 養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)平衡， 達(dá)到控制收獲時(shí)間和產(chǎn)量的目的。 但國(guó)內(nèi)與進(jìn)口農(nóng)用巖棉成套引進(jìn) 的這項(xiàng)技術(shù)并沒有真正掌握。除此之外，建設(shè)單位缺乏現(xiàn)代化管理技術(shù)，在環(huán)境控制技術(shù)以 及病蟲害防止技術(shù)等方面與國(guó)外也存在很大的差距。 2、 產(chǎn)量不高是限制效益的最主要 因素 巖棉種植的產(chǎn)量不高是
這一技術(shù)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(guó)巖棉種植的西紅柿產(chǎn)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(shù)和管理技術(shù)的原因。 分 析產(chǎn)量的差距， 除了上述原因， 當(dāng)前普遍流行的節(jié)約成本的思想在很大程度上限制了產(chǎn)量的 提高。這種思想提倡低產(chǎn)、低收、低成本；認(rèn)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(diǎn)不僅影響了溫室整體效益的發(fā)揮，先進(jìn)技術(shù)的推廣，而且前期就 決定了它不僅不能節(jié)省費(fèi)用，無法增加收益。 四、結(jié)論 我國(guó)溫室技術(shù)發(fā)展至今， 已經(jīng)基本上完成了溫室建設(shè)的初步投入和運(yùn)營(yíng)階段，下一階段的主要任務(wù)是完善經(jīng)營(yíng)管理， 其中包括溫室設(shè)備的合理使用， 栽培技術(shù)的配套和溫室整體運(yùn)行的管理， 我國(guó)與國(guó)外溫室目 前存在最大的差距。如何盡快縮短這一差距，實(shí)現(xiàn)“十五”計(jì)劃的綠色蔬菜和無公害食品的目 標(biāo)，是我們當(dāng)前面臨的主要任務(wù)。我們一方面必須加快科研的進(jìn)度，另一方面引進(jìn)國(guó)外先進(jìn) 的技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)國(guó)外栽培技術(shù)的本土化， 只有這兩方面的結(jié)合才能真正實(shí)現(xiàn)溫室技術(shù)與溫室產(chǎn) 業(yè)的協(xié)調(diào)和配套。 綜合分析比較國(guó)內(nèi)外巖棉發(fā)展的歷史，我國(guó)巖棉栽培的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低 于歐美國(guó)家和周邊國(guó)家。隨著蔬菜品質(zhì)今后倍受關(guān)注的趨勢(shì)，預(yù)計(jì)在今后的 10 年里，巖棉 栽培在中國(guó)將逐步走向成熟，巖棉產(chǎn)品的引入，伴隨著一整套巖棉栽培技術(shù)的引進(jìn)，也將彌 補(bǔ)我國(guó)無土栽培產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的落后局面，幫助種植者實(shí)現(xiàn)合理的投入產(chǎn)出回報(bào)。■