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岩棉在我国温室栽培中的应用现状和发展前景分析
1.农业部规划设计研究院设施所 北京 1000262.丹麦亚 洲技术发展有限公司 苏州 215011 随着中国温室的蓬勃发展， 许多投资商纷纷投资这一领域， 给这一新兴产业注入了新的 活力，也带来了新的思想，市场经济的思想已逐步深入人心。目前，温室行业的发展已经开 始由政府投资引导向市场产业化过渡。 然而， 市场化的经营模式是以最小的投资风险获取最 大的市场回报。然而，从目前的形势来看，市场回报主要取决于栽培管理模式，它包括种植 品种和温室形式。基质是栽培环境和栽培管理一个重要因素，对栽培作物的产量形成、品质 优劣有决定作用。 岩棉是无土栽培中大量使用的基质，主要应用于蔬菜种植和育苗生 产中。由于其本身是一种化学惰性基质，质轻、多孔，对化学施肥不产生任何影响，并且作 物根部气相比例高，疏水性强，是水培系统中比较理想的基质。我国 20 世纪 90 年代引进使 用效果良好， 受到园艺种植者的青睐， 但由于我国没有相配套的农用岩棉产品， 为降低成本， 大量使用工业岩棉代替农用岩棉， 从种植效果和综合经济效益看， 这种替代存在根本上的缺 陷。本文在分析国内外岩棉栽培发展历史和现状的基础上重点从物理性质、化学性质、内部 结构、 商品化和综合生产效益等方面分析了工业岩棉和农用岩棉的差别， 提出了岩棉栽培不 应一味追求低价低质， 大量采用工业岩棉会严重影响温室生产的整体效益， 高投入温室设施 应配套专用农用岩棉，通过生产高质量的产品，来获得高额回报，实现市场效益。 一、 国内外岩棉栽培的发展历史与应用现状 1、 国外岩棉栽培的发展历史和现状 岩棉栽 培是伴随无土栽培技术的不断成熟而诞生并发展起来,至今已有 100 多年的历史，尤其近半 个世纪发展特别迅速。 1969 年丹麦 Grodan 公司成功研制生产出农用岩棉， 很快在全球推广， 使岩棉栽培技术和 NFT 技术一样在无土栽培中成为受人瞩目的领先技术。目前丹麦、法国、 美国、西班牙、波兰和荷兰都有厂家专门生产农用岩棉，其中丹麦的 Grodan 占全球销量的 60%以上，生产车间分布在丹麦、荷兰和美国，销售网络遍布全球。西欧是岩棉栽培最多的 地区，此外在东欧、北美洲、日本、韩国等地区也大量使用岩棉栽培。 各种资料显示， 岩棉栽培占无土栽培面积的比例各地差异较大,发展趋势也不尽相同。西欧（不包括意大利、 法国和希腊）岩棉培的面积已达到 5200hm²,占无土栽培的 80%~90%。其中，荷兰为无土栽 培和岩棉栽培面积最大
的国家，岩棉培为 2500hm²，占无土栽培总面积的 2/3 以上。 虽 然西欧的无土栽培和岩棉培的面积很大， 但发展空间不及东欧。 近几年东欧的岩棉栽培发展 速度很快，以每年 100hm²以上的面积增加，目前已超过 900 hm²，占无土栽培面积的 60%。 岩棉培最早产生于美国，但在美国的发展速度远不及欧洲，这主要是因为美国地域广阔，气 候条件复杂，没有欧洲单一气候的优越性，因此岩棉培不可能覆盖绝大部分种植面积。截止 2002 年北美洲无土栽培的面积仅为西欧的 1/7，岩棉培约 400 hm²。 无土栽培的技术在 日本一直处于领先地位，20 世纪 60~80 年代得到了大面积推广。日本的土地面积有限，但 无土栽培的面积接近整个东欧，1999 年已有 1056 hm²。90 年代初，岩棉工业受到政府的重 视，出现了农用岩棉的专业生产公司，90 年代末，岩棉栽培的面积呈几何级数增加，已有 580 hm²，占无土栽培总面积的 54%。受日本无土栽培技术和市场需求的影响，韩国的岩棉 种植面积已有 250 hm²，占整个无土栽培的 33%左右。 2、我国岩棉栽培的发展现状与 前景展望 随着我国设施农业的不断发展和温室设施的大量推广，大型温室面积已超过 2000 hm²。到现在为止，我国已成为全世界设施农业发展速度和现有温室面积最大的国家之 一。与之相关的无土栽培也由 20 世纪 80 年代初的一片空白到目前约 800hm²。由于初期投 资大，岩棉培优越性还没有被充分认识，因此所占的比例很小，约为 3%左右。 20 世 纪 80 年代初华南农业大学、浙江农业科学院等一些科研单位开始了我国农用岩棉种植技术 研究的历史。 到 80 年代末，随着温室项目投资的增加，经济发达地区掀起了旅游观光
园区的热潮， 岩棉栽培被列为先进栽培方式的一种应用， 但是没有进入实质性建设的生产阶 段。 1988 年，广东江门江荷有限公司从荷兰引进 1hm2 玻璃温室岩棉栽培作为现代温 室的一个子项目第一次使用在了大规模生产中。 截止 2002 年底,我国先后使用农用岩 棉栽培的大型生产单位总共有近 10 个。分布在上海、北京、沈阳、苏州、武汉、无锡、浙 江等，种植作物西红柿、黄瓜和甜椒等。据笔者调查,各生产单位引进农用岩棉,在使用 1~2 年之后,都纷纷改用工业岩棉。改变岩棉品种的主要原因是管理不善，增产效果不明显，入 不敷出，没有经济效益。我国还没有农用岩棉的生产厂家，在初期较高投资的情况下，很容 易使用户放弃专业岩棉的生产计划，改用廉价的工业岩棉替代。另外，对岩棉的栽培技术， 包括水分管理和营养液配方等，缺乏准确的认识，没有相应种植经验，产量无法实现差异。 值
得庆幸的是，2001 年北京设立了第一个国外农用岩棉办事处，2002 年在苏州成立了岩棉 栽培技术咨询公司，提供全套的栽培技术指导，使国内岩棉种植有了技术依托。由于岩棉栽 培能最大程度减少病虫害发生，保证高产优质，可生产出绿色、无公害的食品，随着消费市 场对绿色蔬菜要求的增加，岩棉栽培技术将越来越受到种植者的青睐。 二、工业岩棉 和农用岩棉的主要性能分析 岩棉具有很好的透气性和保水性，经过 1600℃的高温提 炼，无菌、无污染，因此是欧洲主要的无土栽培的基质。工业岩棉和农用岩棉，他们的使用 功能不同，在原料选用，加工工艺，内部结构等方面都有显著的差别，因此生产栽培中强调 使用专业的农用岩棉， 反对用工业岩棉代替。 1、 理 性 质 物 农用岩棉是由约 60% 玄武岩、20%焦碳、20%石灰石加上少量炼铁后的矿渣经高温熔融、抽丝，最后纺织、压缩 成特定密度后再裁剪而成。 在纺织过程中加入了一种具有表面亲水作用的黏结剂， 能保持岩 棉浸水后长时间不变形，而且具有良好的亲水性。工业岩棉只是加入一般的黏结剂，不能保 证长久使用后不变形和孔隙率不变，没有任何添加剂，亲水性不如农业岩棉。 与工业 岩棉 80~150k/cm³的容重相比，农用岩棉容重较小，一般在 60~80kg/cm³之间，因此其孔隙 率更高，其中 3%体积的纤维和 97%体积的孔隙。 2、内 部 结 构 农用岩棉采用 摆锤式加工方式，纤维紧密，呈波浪式交织在一起，纤维的分布有水平式、垂直式和立体网 状结构，即使水平式和垂直式的纤维也无法一层一层剥离。纤维均匀地分布，有利于根系的 延伸和生长，保证作物的均匀生长；工业岩棉由四辊离心机采用离心的方式加工而成，纤维 多呈水平片状，分布不均匀，并且片层之间的间隙较大，根系只能在片层缝隙中生长，无法 蔓延至所有岩棉的生长空间，因而使用工业岩棉，不仅使根系不舒展，而且造成水分和养分 浪费，作物产量低下。 3、化学性质 岩棉的化学性质一般呈碱性，农用岩棉经过酸 性营养液浸泡后能调整 pH 值，但工业岩棉用酸性营养液浸泡后 pH 值调整不大，碱性基质 对幼苗时期的毒害作用很大。工业岩棉种植的幼苗，叶边呈圆形，叶片与同时期的农用岩棉 相比很小，是很明显的病态弱苗。该对比试验在苏州西山国家现代温室种植园区首次报导， 此外，上海农科院也作过反复的实验，得出相同的结论。 4、商 品 性 农用岩棉的 主要成分玄武岩含量较高，呈灰绿色；根据种植的需要，农用岩棉出厂时被切割成大小不同 的形状，育苗塞为育苗期使用，中间有眼，可直接播种，有的没
有眼可作花卉扦插使用；生 长块四周包裹一层 PVC，防止水分蒸发和根系蔓延到另一个生长块内，为育苗和成苗的中 间过渡生长环境；生长条为最终成苗生长使用，外面完全包装一层外白、内黑的 PVC 塑料 层，防止水分不过分蒸发，并保持根部适当的温度，热带地区可以不加塑料外包装，加大蒸 发量以降低根部的温度，大部分地区使用时有外包装，防止藻类和病菌的滋生。因此农用岩 棉是适合农作物生长的一种特殊岩棉， 不可以简单被工业保温和隔音岩棉所取代。 工业岩棉 由于玄武岩含量较低呈黄色，出厂时只有条状产品，没有任何外包装，没有生长块和育苗塞 等多样的形式，没有针对农业生产的商品化产品。 5、成本与效益分析 增加成本不 一定都导致盈余亏损， 只有当边际成本和边际产量的收入达到平衡时， 继续增加该项成本的 投入， 才会导致继续投入的亏损。 由两种岩棉材料的投入和产出达到平衡时可以得出如下公
式： P(Y1 - Y2)=C1- C2 （1）其中 C1——农用岩棉的成本； C2——工业岩棉的成本； Y 1——使用农用岩棉的产量； Y 2——使用工业岩棉的产量； P——销售价格。 目前农 用岩棉的价格 C1 为 17.24 元/m²， 工业岩棉的价格 C2 为 8.9 元/m²。 因此式 （1） P(Y 为 1- Y 2)=8.34 (2) 上式表明，两种基质的产量之差与当年销售价格的乘积如果大于 8.34， 采用农用岩棉，即能获得相对效益，否则可以考虑“低成本”生产方案。以 2002 年西红柿、 甜椒的平均销售价格为例，西红柿 4 元/Kg 和甜椒 9 元/Kg，采用农用和工业岩棉两种基质 的产量之差只要分别大于 2.085Kg/m²和 0.92Kg/m²， 使用农业岩棉的效益就要高于工业岩棉， 从实际生产来看，实际产量的差异要远远大于这些数字。所以，在基质选择上不要盲目选择 低成本材料，要根据种植技术水平和产品市场价格综合确定。 三、我国当前岩棉种植 中存在的主要问题 1、 缺乏管理和岩棉种植技术， 制约了岩棉栽培的推广 现代的园 艺设施应有现代化的园艺栽培技术与之配套，才能充分发挥先进设施和优良品种的增产潜 力 。 岩棉 种 植中 的核 心技 术 是水 分 管理 （Water Management） 和 养分 管理 （Nutrition Management） ，这是一套精确的管理技术，通过它可以有效地控制根系的生长，实现植株营 养生长和生殖生长平衡， 达到控制收获时间和产量的目的。 但国内与进口农用岩棉成套引进 的这项技术并没有真正掌握。除此之外，建设单位缺乏现代化管理技术，在环境控制技术以 及病虫害防止技术等方面与国外也存在很大的差距。 2、 产量不高是限制效益的最主要 因素 岩棉种植的产量不高是
这一技术推广的主要障碍。 与荷兰、 日本岩棉种植的西红柿 50~80 Kg/m²，黄瓜 40~50Kg/m²相比，我国岩棉种植的西红柿产量 18~22Kg/m²，黄瓜 24~30Kg/m²， 存在很大的差距。 这种差距很大程度上是栽培技术和管理技术的原因。 分 析产量的差距， 除了上述原因， 当前普遍流行的节约成本的思想在很大程度上限制了产量的 提高。这种思想提倡低产、低收、低成本；认为增加的成本投入，不仅耗资大，而且给回收 造成压力。因此，这种观点不仅影响了温室整体效益的发挥，先进技术的推广，而且前期就 决定了它不仅不能节省费用，无法增加收益。 四、结论 我国温室技术发展至今， 已经基本上完成了温室建设的初步投入和运营阶段，下一阶段的主要任务是完善经营管理， 其中包括温室设备的合理使用， 栽培技术的配套和温室整体运行的管理， 我国与国外温室目 前存在最大的差距。如何尽快缩短这一差距，实现“十五”计划的绿色蔬菜和无公害食品的目 标，是我们当前面临的主要任务。我们一方面必须加快科研的进度，另一方面引进国外先进 的技术， 实现国外栽培技术的本土化， 只有这两方面的结合才能真正实现温室技术与温室产 业的协调和配套。 综合分析比较国内外岩棉发展的历史，我国岩棉栽培的比例远远低 于欧美国家和周边国家。随着蔬菜品质今后倍受关注的趋势，预计在今后的 10 年里，岩棉 栽培在中国将逐步走向成熟，岩棉产品的引入，伴随着一整套岩棉栽培技术的引进，也将弥 补我国无土栽培产业化技术的落后局面，帮助种植者实现合理的投入产出回报。■