日光溫室草莓基質(zhì)槽研究

楊文雄 徐全明 鐘連全 袁震

摘要 設(shè)計(jì)了一種新型基質(zhì)槽——聚氯乙烯基質(zhì)槽，將其放置于日光溫室地面上進(jìn)行草莓基質(zhì)栽培，研究其節(jié)水節(jié)肥、保水保溫性能及其對(duì)草莓生長(zhǎng)、品質(zhì)和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：聚氯乙烯基質(zhì)槽具有較好的節(jié)水節(jié)肥、保水保溫效果。新型基質(zhì)槽的澆水量為土栽的45.9%、高架栽培的83.0%、半基質(zhì)的90.4%;新型基質(zhì)槽的施肥量為土栽的57.7%、高架栽培的87.0%、半基質(zhì)的98.5%。通過(guò)3種不同容積規(guī)格的基質(zhì)槽對(duì)比研究，優(yōu)選出中型草莓基質(zhì)槽，其在草莓生長(zhǎng)、品質(zhì)和產(chǎn)量方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別是春節(jié)后每7 d只澆1次水，符合都市農(nóng)業(yè)休閑采摘高端定位，具有較高的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞 聚氯乙烯;基質(zhì)槽;草莓;日光溫室

中圖分類(lèi)號(hào) S627文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）10-0186-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.048

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the Matrix Tank of Strawberry in Solar Greenhouse

YANG Wen-xiong1，XU Quan-ming2，ZHONG Lian-quan2 et al （1.Beijing Vocational College of Agriculture， Beijing 102442;2.Changping Seed Management Station， Beijing 102206）

Abstract A new substrate tank—PVC matrix tank was designed， it was placed on the ground of solar greenhouse for the matrix cultivation of strawberry.Their water-saving， fertilizer-saving， water and heat preservation performance and their effects on the growth， quality and yield of strawberry were studied.The results showed that PVC matrix tank had better effects of saving water and fertilizer， preserving water and heat.The irrigation quantity of new-type matrix was 45.9% of soil planting， 83.0% of overhead cultivation and 90.4% of half substrate， respectively.The fertilizer amount of new-type matrix was 57.7% of soil planting， 87.0% of elevated cultivation and 98.5% of half substrate， respectively.Through the comparison of three kinds of matrix tanks with different volume specifications， a medium-sized matrix tank of strawberry was screened out， which had obvious advantages in the growth， quality and yield of strawberry.Especially after the Spring Festival， only one watering a week was in line with the high-end orientation of urban agricultural leisure picking， with high promotion value.

Key words PVC;Matrix tank;Strawberry;Solar greenhouse

溫室草莓是北京市都市農(nóng)業(yè)的一種具體體現(xiàn)，除了給北京市民帶來(lái)綠色、安全、高效、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品外，還承載著休閑、觀光、旅游、親子的社會(huì)功能[1]。截至2018年，北京市草莓生產(chǎn)面積766.7 hm2，總產(chǎn)量1.55萬(wàn)t[2-3]。目前，仍有93%的日光溫室草莓種植采用土栽模式，土傳病害多、環(huán)境污染嚴(yán)重、采摘體驗(yàn)差，這與北京市都市農(nóng)業(yè)高端、綠色、環(huán)保的要求嚴(yán)重不符[4]。為此，農(nóng)業(yè)科技工作者研究了多種基質(zhì)或半基質(zhì)栽培模式，比如聚氨酯泡沫基質(zhì)栽培、硅酸鹽板半基質(zhì)栽培和高架基質(zhì)栽培等。但是，這些栽培模式在實(shí)踐應(yīng)用中仍存在節(jié)水節(jié)肥效果不明顯、保水保溫性差、草莓品質(zhì)和產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)不明顯等缺點(diǎn)[5-9]。

為了解決這一問(wèn)題，筆者選用一種新型材質(zhì)的草莓基質(zhì)槽——聚氯乙烯基質(zhì)槽，將其放置于日光溫室地面上進(jìn)行草莓基質(zhì)栽培。它利用工業(yè)模具擠塑成型，可批量化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，能整體移動(dòng)到日光溫室中，利用地溫進(jìn)行保溫，并具有土傳病害少、基質(zhì)承載量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)。前期已經(jīng)研究了不同厚度陶粒在基質(zhì)槽中的情況，并優(yōu)選出陶粒2 cm厚度的基質(zhì)槽。

在前期研究的基礎(chǔ)上，筆者篩選出3種不同容量規(guī)格的基質(zhì)槽，通過(guò)研究做到每7 d只澆1次水，讓日光溫室草莓充分積累糖分，在周末品質(zhì)達(dá)到最佳，滿足北京市民周末休閑采摘的需求[10]，同時(shí)達(dá)到節(jié)水節(jié)肥、保水保溫、省時(shí)省工、降低土壤污染、保護(hù)環(huán)境、提質(zhì)增效的目的。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 日光溫室。位于北京市昌平區(qū)丈頭村的昌平種子試驗(yàn)站基地5號(hào)棚日光溫室，溫室長(zhǎng)度50 m，跨度6.0 m，脊高3.24 m。

1.1.2 草莓基質(zhì)槽。草莓基質(zhì)槽分為大槽、中槽和小槽。①大槽：上口45 cm，下底35 cm，高30 cm。②中槽：上口33 cm，下底25 cm，高25 cm。③小槽：上口27 cm，下底15 cm，高20 cm。草莓基質(zhì)槽長(zhǎng)度均為5.7 m（比溫室跨度略短，留出通道），3種不同容積規(guī)格的草莓基質(zhì)槽各30個(gè)，放置在同一棟日光溫室（5號(hào)棚）中。

1.1.3 其他栽培材料。①土栽：一壟，寬45 cm，高60 cm，長(zhǎng)6.0 m。②高架栽培槽：凹槽，深30 cm，內(nèi)徑寬40 cm，架高1.2 m，長(zhǎng)6.0m。③半基質(zhì)栽培槽：梯形，上口40 cm，下底60 cm，高40 cm，長(zhǎng)6.0 m。

1.1.4 試驗(yàn)品種。試驗(yàn)草莓品種為隋珠，定植時(shí)間為2019年8月26日，定植密度為6 420株，在每個(gè)基質(zhì)槽中呈兩列定植。

1.2 方法

1.2.1 種植管理方式。實(shí)行專(zhuān)人管理、智能化管理。為了減少人力，提高草莓種植的智能化水平，引入監(jiān)控草莓生產(chǎn)的智能化技術(shù)，監(jiān)控并記錄空氣濕度、空氣溫度、基質(zhì)溫度、基質(zhì)濕度（水分含量）、二氧化碳濃度和光照強(qiáng)度等環(huán)境數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)上傳到“云”平臺(tái)上，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程查看。

1.2.2 檢測(cè)方法。

不同容積規(guī)格的基質(zhì)槽，每個(gè)規(guī)格固定3行，進(jìn)行草莓品質(zhì)的檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)取平均值。草莓品質(zhì)主要檢測(cè)糖度和硬度。糖度使用糖度儀檢測(cè)，糖度儀型號(hào)為PAL-1，由南京曉曉儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)，糖度范圍為0～53° Brix ;硬度使用硬度計(jì)檢測(cè)，硬度計(jì)型號(hào)為FHR-1，硬度范圍為0.01～1.00 kg，由廣州瑞豐實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn)。溫濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)由北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心提供的溫室娃娃管理“云”平臺(tái)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和記錄。草莓產(chǎn)量和施肥量使用天平測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 草莓基質(zhì)槽性能研究

2.1.1 草莓基質(zhì)槽節(jié)水節(jié)肥性能。

從表1可以看出，在日光溫室草莓生長(zhǎng)的整個(gè)過(guò)程中，4種栽培模式草莓的水肥消耗量從大到小依次為土栽、 高架、半基質(zhì)、新型基質(zhì)槽，也就是說(shuō)，土栽模式水肥消耗量最大，而新型基質(zhì)槽最小。就節(jié)水而言，新型基質(zhì)槽的澆水量為土栽的45.9%、高架栽培的83.0%、半基質(zhì)的90.4%;就節(jié)肥而言，新型基質(zhì)槽的施肥量為土栽的57.7%、高架栽培的87.0%、半基質(zhì)的98.5%。因?yàn)樾滦突|(zhì)槽是由整體模具形成，所以密封性好、且基質(zhì)容量較大，所以能很好地節(jié)水保肥;高架栽培懸空在地面上，且容積較小，在室溫升高時(shí)高架中的基質(zhì)水分容易因升溫而揮發(fā);半基質(zhì)栽培是用硅酸鹽板拼接而成，保水性較差，且由于使用的是半基質(zhì)，水分容易從基質(zhì)中滲透到土壤中，水分濕度保持較為困難;土栽模式水肥消耗量最大，由于水肥的長(zhǎng)期積累，造成土壤酸堿度失去平衡、鹽堿化嚴(yán)重，從而導(dǎo)致環(huán)境污染，最不符合北京都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。

2.1.2 草莓基質(zhì)槽保水保溫性能。

2.1.2.1 草莓基質(zhì)槽保水性能。草莓基質(zhì)槽的保水性能通過(guò)基質(zhì)槽的基質(zhì)水分含量來(lái)體現(xiàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)由環(huán)境管理“云”平臺(tái)自動(dòng)記錄所得，由于智能監(jiān)測(cè)和記錄，能獲得傳統(tǒng)方法所得不到的海量數(shù)據(jù)，充分體現(xiàn)智能化技術(shù)在日光溫室上應(yīng)用的便捷性和巨大優(yōu)勢(shì)。

截取2020年1月5日14：00—18：00的水分含量數(shù)據(jù)，每10 min記錄1次數(shù)據(jù)，以時(shí)間為橫軸，以基質(zhì)的水分含量為縱軸，繪制成圖1。從圖1可以看出，不論是哪種容積規(guī)格的基質(zhì)槽，其基質(zhì)水分含量都非常穩(wěn)定，波動(dòng)極小，這對(duì)于草莓的正常生長(zhǎng)是非常有利的，同時(shí)新型基質(zhì)槽的保水性能很好。從圖1還可以看出，中槽基質(zhì)的水分含量較高，說(shuō)明中槽在3種槽型中具有更好的保水性能。

2.1.2.2 草莓基質(zhì)槽保溫性能。

草莓基質(zhì)槽的保溫性能通過(guò)基質(zhì)槽的基質(zhì)溫度來(lái)體現(xiàn)，數(shù)據(jù)由環(huán)境管理“云”平臺(tái)自動(dòng)記錄獲得。

截取2019年12月31日10：00—18：00的溫度數(shù)據(jù)，每10 min記錄1次，繪制成圖2。從圖2可以看出，不論哪種容積規(guī)格的基質(zhì)槽，其基質(zhì)溫度都非常穩(wěn)定，均隨著時(shí)間的變化有所下降。所有基質(zhì)溫度都高于室內(nèi)溫度，且高于室外溫度。室外溫度隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)拋物線式變化，變化波動(dòng)較大。溫度的相對(duì)穩(wěn)定和保持較高的溫度對(duì)于草莓的正常生長(zhǎng)是非常有利的，基質(zhì)槽內(nèi)的基質(zhì)溫度都能滿足草莓生長(zhǎng)的需要。就3種規(guī)格的基質(zhì)槽而言，中槽基質(zhì)溫度最高。這說(shuō)明中槽具有很好的保溫性能。

2.2 草莓生育期調(diào)查結(jié)果

2019年8月26日，在新型基質(zhì)槽中，對(duì)隋珠基質(zhì)苗進(jìn)行定植，觀察并記錄草莓在生育期的生長(zhǎng)情況。10月4日進(jìn)入草莓現(xiàn)蕾期，此時(shí)25%的植株花蕾顯現(xiàn);10月11日進(jìn)入初花期，25%的植株有花開(kāi)放;10月28日進(jìn)入盛花期，75%的植株有花開(kāi)放;11月15日進(jìn)入果實(shí)轉(zhuǎn)白期，50%的植株一級(jí)序果轉(zhuǎn)白;11月23日進(jìn)入初熟期，25%的植株一級(jí)序果成熟;11月29日進(jìn)入成熟期，50%的植株一級(jí)序果成熟。

從圖3可以看出，草莓在新型基質(zhì)槽中生長(zhǎng)正常，長(zhǎng)勢(shì)很好，每個(gè)生長(zhǎng)關(guān)鍵期都表現(xiàn)優(yōu)異，且時(shí)間比普通栽培模式提前，這對(duì)于草莓提前上市、增加草莓商品附加值是有利的。

2.3 不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

2.3.1 不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓品質(zhì)的影響。

2.3.1.1 不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓糖度的影響。2020年3月16日至3月22日，檢測(cè)不同容積基質(zhì)槽草莓糖度隨時(shí)間的變化。每天從每種容積基質(zhì)槽草莓中隨機(jī)抽取15粒草莓，使用糖度儀檢測(cè)其糖度，取平均值，結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4可以看出，試驗(yàn)期間任何一種容積規(guī)格的基質(zhì)槽草莓糖度都是不斷積累的。3月22日大、中、小槽草莓糖度比3月16日分別高16.3%、20.5%和17.6%，這說(shuō)明草莓在試驗(yàn)期間成熟度加快，甜度增大，3月21—22日（周末）草莓品質(zhì)最好，非常適合市民休閑采摘。同時(shí)，中槽草莓的糖度比大槽和小槽積累得更快，其糖度絕對(duì)值也最大，也就是說(shuō)，中槽草莓的糖度積累優(yōu)勢(shì)最大。

2.3.1.2 不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓硬度的影響。

2020年3月16日至3月22日，檢測(cè)不同容積基質(zhì)槽草莓硬度隨時(shí)間的變化（與糖度檢測(cè)時(shí)間段相同）。每天從每種容積基質(zhì)槽草莓中隨機(jī)抽取15粒草莓（測(cè)硬度的草莓與測(cè)糖度的草莓是相同的），用硬度儀檢測(cè)其硬度，取平均值，結(jié)果見(jiàn)圖5。

從圖5可以看出，任何一種容積規(guī)格的基質(zhì)槽草莓硬度隨時(shí)間的變化而不斷下降，即與草莓糖度的變化趨勢(shì)正好相反。3月16日草莓硬度最大，3月21日草莓硬度最小。3月21日大、中、小槽草霉硬度比3月16日分別降低了21.2%、28.9%和21.9%，這說(shuō)明草莓在成熟度和糖度增加的同時(shí)，硬度卻在下降。其中，中槽草莓硬度下降最快。草莓的硬度與其運(yùn)輸和貯存時(shí)間密切相關(guān)。硬度下降，說(shuō)明3月21—22日（周末）草莓需要立即采摘并且盡快食用，最好鮮食，不適合長(zhǎng)途運(yùn)輸和長(zhǎng)時(shí)間貯存。該試驗(yàn)結(jié)果與北京草莓大多鮮食、即采即食的消費(fèi)習(xí)慣相符合。

2.3.1.3 不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓果品率的影響。

選取1月17日和3月13日數(shù)據(jù)，研究不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓果品率的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。在3種不同容積規(guī)格的基質(zhì)槽固定的測(cè)試行（每個(gè)規(guī)格3行）中采摘所有成熟的草莓（可食用）并計(jì)數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中槽與其他2種容積的基質(zhì)槽相比，可采摘的成熟草莓?dāng)?shù)量最多：1月17日為100個(gè)，3月13日為304個(gè)。選取單果重最大的草莓進(jìn)行稱重，發(fā)現(xiàn)中槽的最大單果最重，分別達(dá)59.0和55.3 g，均為當(dāng)日的最大單果重。統(tǒng)計(jì)所有單果重大于25.0 g的單果，發(fā)現(xiàn)中槽的大果數(shù)最多，而大果率居中。統(tǒng)計(jì)這些草莓中出現(xiàn)的畸形果，發(fā)現(xiàn)中槽的畸形果數(shù)絕對(duì)值和畸形率均最小，畸形率僅為11.0%和5.6%。一定時(shí)間內(nèi)，草莓成熟（可采摘）的數(shù)量、最大單果重、大果數(shù)和大果率、畸形果數(shù)和畸形率都與草莓的品質(zhì)、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)。為了獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，成熟果數(shù)越多，產(chǎn)量越高;最大單果重越大，大果數(shù)越多;畸形果數(shù)和畸形率越低，草莓的商品價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益越高。中槽與其他2種規(guī)格的基質(zhì)槽相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.3.2 不同容積基質(zhì)槽對(duì)草莓產(chǎn)量的影響。

草莓2019年11月15日開(kāi)始采收，截至3月6日共采收19次。將每種容積基質(zhì)槽的草莓按標(biāo)準(zhǔn)棚折算成總產(chǎn)量，結(jié)果見(jiàn)圖6。從圖6

可以看出，中槽的草莓產(chǎn)量最高，為1 397.8 kg，分別比小槽和大槽高15.9%和4.0%。

2.4 不同容積基質(zhì)槽及基質(zhì)成本核算

將不同容積基質(zhì)槽折算成標(biāo)準(zhǔn)棚面積（長(zhǎng)度50 m，跨度6 m），按合理的間距分布，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)棚可放置大槽55個(gè)，若放置中、小槽可分別放置60個(gè)和70個(gè)。大槽單位成本最高，為70元/m;中、小槽單位成本分別為40和30元/m。任何一種容積的基質(zhì)槽長(zhǎng)度均為5.7 m。每個(gè)大、中、小槽分別可盛放基質(zhì)10、6和4袋，每袋基質(zhì)20 kg，成本為45元（表3）。

從表3可以看出，大槽成本最高，為46 695元，其次是中槽，成本最低的是小槽，但后二者成本比較接近。中槽成本為大槽的64.1%，為小槽的1.22倍。結(jié)合中槽在草莓質(zhì)量和產(chǎn)量上的明顯優(yōu)勢(shì)，綜合考慮中槽具有最佳的推廣價(jià)值。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)比新型草莓基質(zhì)槽與其他栽培模式的水、肥使用量，發(fā)現(xiàn)新型草莓基質(zhì)槽在節(jié)水節(jié)肥上均具有較明顯的優(yōu)勢(shì)，新型基質(zhì)槽的澆水量為土栽的45.9%、高架栽培的83.0%、半基質(zhì)的90.4%;新型基質(zhì)槽的施肥量是土栽的57.7%、高架栽培的87.0%、半基質(zhì)的98.5%。新型基質(zhì)槽基質(zhì)溫度和水分含量都十分穩(wěn)定，即基質(zhì)槽良好的保水保溫性能為溫室草莓的正常生長(zhǎng)提供了有利條件。使用新型草莓基質(zhì)槽的草莓糖度在試驗(yàn)期間是逐漸遞增的，在3月21—22日（周末）草莓糖度達(dá)到最大值，能夠很好地滿足市民周末休閑采摘、草莓品質(zhì)最甜的要求，而草莓的硬度隨時(shí)間的變化略有下降，所以需要即采即食。中槽草莓糖度、大果率和產(chǎn)量都最好，而成本與小槽相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大槽。這說(shuō)明中槽的基質(zhì)槽在草莓種植方面優(yōu)勢(shì)最大，具有較高的推廣價(jià)值。目前新型基質(zhì)槽已在昌平區(qū)崔村鎮(zhèn)和十三陵鎮(zhèn)重點(diǎn)草莓種植企業(yè)進(jìn)行推廣試點(diǎn)，積累了一些試驗(yàn)數(shù)據(jù)和種植經(jīng)驗(yàn)。

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