高架大棚草莓無(wú)土栽培適宜的氣象條件

本刊通訊員 馬家慶 侯梁艷 章祥玲

草莓味道甜美、甘中帶酸、風(fēng)味獨(dú)特、栽培周期短、結(jié)果早。江蘇省南京市溧水區(qū)地處長(zhǎng)江三角洲下游，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣溫為8～38℃，氣候溫暖，為草莓生長(zhǎng)提供了便利條件。2012 年溧水區(qū)設(shè)施草莓面積約有386. 67 hm2，年產(chǎn)值近4 000 萬(wàn)元，已成為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大亮點(diǎn)。溧水草莓生產(chǎn)均采用溫室促成栽培模式，充分利用反季節(jié)栽培模式，一般于8 月下旬至9 月中旬定植，元旦前大量上市，顯著提高了經(jīng)濟(jì)效益。但近年來(lái)，重茬問(wèn)題日益突出，溧水草莓基地的品質(zhì)和產(chǎn)量均明顯下降。

無(wú)土栽培技術(shù)是一項(xiàng)新型農(nóng)業(yè)技術(shù)，清潔衛(wèi)生，不受季節(jié)、耕地和地域的影響，能提高水分、養(yǎng)分的有效利用率，克服草莓連作障礙和土傳病蟲害，具有土壤栽培無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。本課題主要根據(jù)草莓生長(zhǎng)特性，對(duì)比分析無(wú)土和有土兩種栽培方式下棚內(nèi)環(huán)境氣象要素資料，找出兩者環(huán)境氣候差異對(duì)草莓生長(zhǎng)的影響，研究調(diào)節(jié)控制草莓無(wú)土栽培環(huán)境氣象條件的方法，并提供經(jīng)濟(jì)成本參考，研究成果有助于改進(jìn)草莓無(wú)土栽培技術(shù)試驗(yàn)方法，分析草莓無(wú)土栽培技術(shù)量產(chǎn)推廣可行性。

1 草莓生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境氣象條件的要求

1.1 溫度

草莓對(duì)溫度適應(yīng)性較強(qiáng)，喜溫暖氣候，有一定耐寒性。根系最適宜溫度15～20℃，＞2℃根系開始活動(dòng)，10℃時(shí)形成新根，冬季-8℃會(huì)受凍害。植株生長(zhǎng)適溫15～25℃，＞5℃開始萌芽，-1℃以下低溫和30℃以上高溫時(shí)生長(zhǎng)受抑制，溫度降至-10℃植株易被凍死?；ㄑ糠只仨氃?～25℃時(shí)才能正常進(jìn)行。在5～12℃低溫下，無(wú)論日照長(zhǎng)短均可成花；在13～25℃時(shí)只有經(jīng)過(guò)短日照，才能形成花芽。開花期0℃以下低溫和40℃以上高溫阻礙授粉，果實(shí)膨大期白天20～25℃適宜，夜溫保持在5～8℃最佳。

1.2 濕度

草莓根淺、葉片蒸發(fā)量大、喜濕，要求有充足水分供應(yīng)，但怕澇。草莓現(xiàn)蕾前期，棚內(nèi)濕度要控制在60%，利于草莓生長(zhǎng)和抽穗現(xiàn)蕾；現(xiàn)蕾開花期，濕度控制在40%～50%；果實(shí)膨大及成熟期，濕度直接影響草莓產(chǎn)量和品質(zhì)，以60%～70%為宜。果實(shí)大量成熟期，適度灌水是保證草莓豐產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一。

1.3 光照

草莓喜光，較耐陰，對(duì)日照要求較嚴(yán)格。開花結(jié)果期和匍匐莖抽生期均需12～15 h 的長(zhǎng)日照，花芽分化期要求8～12 h 的短日照和較低溫度，休眠期要求短日照和低溫（需5℃以下低溫幾十到數(shù)百小時(shí)）。

2 無(wú)土栽培和地栽草莓棚內(nèi)環(huán)境氣象條件分析

試驗(yàn)大棚位于溧水傅家邊草莓基地內(nèi)，供試品種為“紅艷”。連棟大棚棚長(zhǎng)80 m、寬80 m、高3 m（最高頂高4.8 m），“一”字形基質(zhì)栽培，以塑料薄膜和無(wú)紡布做成栽培槽，寬0.4 m、深0.4 m、高0.75 m。以地栽大棚為對(duì)照，棚長(zhǎng)32 m、寬8 m、高3 m，壟寬0. 4 m、深0. 4 m，壟溝寬0. 3 m。兩者均為東西走向。每年1—4 月是溧水草莓產(chǎn)銷兩旺季節(jié)，此階段棚內(nèi)氣象環(huán)境條件對(duì)草莓產(chǎn)量和品質(zhì)影響尤為關(guān)鍵。因設(shè)備故障導(dǎo)致觀測(cè)資料序列短，分析僅采用2019 年12 月—2020 年3 月數(shù)據(jù)，比較分析冬季低溫時(shí)兩種栽培方式下增溫保暖效果、棚內(nèi)濕度和CO2濃度變化規(guī)律。經(jīng)分析，主要有以下幾點(diǎn)：

高架無(wú)土栽培大棚白天溫度較地栽大棚顯著偏低。高架無(wú)土栽培大棚1—3 月平均氣溫分別為8.3℃、8.7℃、11.6℃，1—2 月較地栽大棚偏低，日平均氣溫偏低日數(shù)達(dá)75%。從氣溫日變化看出，1—2 月白天高架無(wú)土栽培大棚增溫效果比地栽大棚明顯偏差，尤其高溫時(shí)段溫度和日最高氣溫顯著偏低，而夜間兩種大棚氣溫下降趨勢(shì)和日極端最低溫度均較為一致?？梢姡呒軣o(wú)土栽培棚內(nèi)溫度總體偏低，不能滿足此階段草莓適溫需求，且做好夜間增溫仍是防凍重點(diǎn)。

高架無(wú)土栽培大棚地溫日較差明顯大于地栽大棚，夜間地溫比地栽大棚顯著偏低。本試驗(yàn)中，連棟大棚基質(zhì)10 cm 平均地溫分別為9.7℃、10.5℃、13.4℃，平均日較差分別達(dá)5.3℃、7.9℃、7.6℃，日變化明顯大于地栽。究其原因，應(yīng)為塑料薄膜和無(wú)紡布做成的栽培槽保溫效果差，且基質(zhì)孔隙大、透氣性好，和土壤相比，熱容量小，致使夜晚溫度下降時(shí)，基質(zhì)草莓根系溫度下降快，顯著低于地栽大棚。

高架無(wú)土栽培大棚和地栽大棚夜間濕度普遍偏高，白天濕度明顯下降，兩者差異不顯著。兩種大棚日平均相對(duì)濕度均為83%，日平均最小相對(duì)濕度均為47%。其中高架無(wú)土栽培大棚1—3 月棚內(nèi)平均相對(duì)濕度分別為87%、83%、80%，土壤平均相對(duì)濕度為64%、84%、85%。因此啟用高架無(wú)土大棚栽培草莓時(shí)，仍需做好通風(fēng)降濕工作，空氣相對(duì)濕度控制在80%以下為佳。

高架無(wú)土栽培大棚CO2濃度變化呈中午低、早晚高的凹形曲線。棚內(nèi)CO2濃度是影響草莓生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素。草莓花期至結(jié)果盛期對(duì)CO2的濃度需求為2 600～4 600 mg/kg。而高架無(wú)土栽培大棚內(nèi)測(cè)得白天CO2平均濃度在900 mg/kg左右，距離草莓同期生長(zhǎng)需求量還相差數(shù)倍。因此，加強(qiáng)系統(tǒng)管理，適當(dāng)補(bǔ)充CO2氣體肥，可提高草莓光合作用，促進(jìn)草莓生長(zhǎng)。

3 環(huán)境氣象條件干預(yù)

棚內(nèi)溫度條件是草莓生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子。正值草莓產(chǎn)銷兩旺的時(shí)候，連棟大棚基質(zhì)栽培環(huán)境氣溫和土溫明顯低于地栽大棚。加之棚內(nèi)CO2濃度低，溧水1—2 月歷年日平均日照時(shí)長(zhǎng)僅4.4 h，棚膜透光率低嚴(yán)重影響草莓光合作用。為更好地調(diào)控?zé)o土設(shè)施草莓環(huán)境條件，使其滿足草莓生長(zhǎng)發(fā)育需要，本課題開展了增溫和補(bǔ)光對(duì)比試驗(yàn)，設(shè)計(jì)思路如下：

選擇A、B、C、D、E、F6 個(gè)試驗(yàn)區(qū)（A、B、C 為裝有加溫設(shè)備的“一”字形大棚3 棟，D、E、F 為未裝有加溫設(shè)備的雙“一”字形大棚3 棟，E、F 兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)為空白試驗(yàn)），總面積1 680 m2。

A、B、C 區(qū)安裝生物質(zhì)燃燒機(jī)，在每條栽培帶下面鋪設(shè)塑料管，通過(guò)塑料管輸送熱風(fēng)給基質(zhì)和根系加熱。

兩者的補(bǔ)光燈采用并聯(lián)方式連接。其中40 W LED 植物生長(zhǎng)燈A 試驗(yàn)區(qū)18 盞、C 試驗(yàn)區(qū)20 盞，C、D試驗(yàn)區(qū)安裝40 W防爆白熾燈。安裝定時(shí)器，補(bǔ)光時(shí)間設(shè)置為18:00—22:00，每天補(bǔ)光4 h，陰雨天，除晚上補(bǔ)光4 h 外，白天也要進(jìn)行適量補(bǔ)光。

4 試驗(yàn)結(jié)果

補(bǔ)光后草莓植株長(zhǎng)勢(shì)明顯，但生育進(jìn)程無(wú)差別。白熾燈等傳統(tǒng)人工光源光譜能量分布固定，光質(zhì)、光強(qiáng)無(wú)法調(diào)控，真正用于光合作用的有效光照小、發(fā)熱大、耗能高、壽命短，不符合作物生長(zhǎng)需求。按照作物光合作用所需光譜專門設(shè)計(jì)的作物生長(zhǎng)專用LED 燈能效比更高。燈具結(jié)構(gòu)更適合溫室大棚內(nèi)使用，光譜、光質(zhì)易于調(diào)整，可適用于草莓不同生長(zhǎng)階段，且綜合長(zhǎng)期使用成本。

因連棟大棚空間大，利用熱風(fēng)循環(huán)管道加熱法保溫、增溫效果并不理想。熱水循環(huán)管道增溫法和電熱線加溫是被普遍采用的設(shè)施大棚增溫法。日本的一項(xiàng)研究表明，利用電熱線對(duì)短縮莖局部加溫至4 ℃，可在降低成本的同時(shí)增加產(chǎn)量。這些還有待未來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證。