高架大棚草莓無土栽培氣象條件研究

馬家慶，侯梁艷，章祥玲

（南京市溧水區(qū)氣象局，江蘇 南京 211200）

高架大棚草莓無土栽培氣象條件研究

馬家慶，侯梁艷，章祥玲

（南京市溧水區(qū)氣象局，江蘇 南京 211200）

根據(jù)草莓的生長特性，對比分析在無土和有土兩種栽培方式下的棚內環(huán)境氣象要素資料，找出兩者環(huán)境氣候差異對草莓生長的影響，研究調節(jié)控制草莓無土栽培環(huán)境氣候條件的方法，促進草莓無土栽培技術推廣。

草莓；高架大棚；無土栽培；氣候條件

草莓味道甜美、甘中帶酸、風味獨特，栽培周期短，結果早、見效快。溧水地處長江三角洲下游，屬亞熱帶季風氣候，氣溫為-8～38℃，氣候溫暖，為草莓生長提供了便利條件。2012年全區(qū)設施草莓面積約有386.67 hm2，年產值近4 000萬元，已成為當?shù)噩F(xiàn)代農業(yè)的一大亮點。溧水草莓生產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)濟效益。但近年來，重茬問題日益突出，溧水草莓基地的品質和產量均明顯下降。

無土栽培技術是一項新型農業(yè)技術，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，具有土壤栽培無可比擬的優(yōu)勢[1]。本課題主要根據(jù)草莓生長特性，對比分析無土和有土兩種栽培方式下棚內環(huán)境氣象要素資料，找出兩者環(huán)境氣候差異對草莓生長的影響，研究調節(jié)控制草莓無土栽培環(huán)境氣象條件的方法，并提供經(jīng)濟成本參考，研究成果有助于改進草莓無土栽培技術試驗方法，分析草莓無土栽培技術量產推廣可行性。

1 草莓生長對環(huán)境氣象條件的要求

1.1 溫度

草莓對溫度適應性較強，喜溫暖氣候，有一定耐寒性。根系最適溫度15～20℃，＞2℃根系開始活動，10℃時形成新根，冬季-8℃會受凍害。植株生長適溫15～25℃，＞5℃開始萌芽，-1℃以下低溫和30℃以上高溫時生長受抑制，溫度降至 -10℃植株易被凍死?；ㄑ糠只仨氃?～25℃時才能正常進行。在5～12℃低溫下，無論日照長短均可成花；在13～25℃只有經(jīng)過短日照，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，但怕澇。草莓現(xiàn)蕾前期，棚內濕度要控制在60%，利于草莓生長和抽穗現(xiàn)蕾；現(xiàn)蕾開花期，濕度控制在40%～50%，果實膨大及成熟期，濕度直接影響草莓產量和品質，以60%～70%為宜。果實大量成熟期，適度灌水是保證草莓豐產的關鍵措施之一。

1.3 光照

草莓喜光，較耐陰，對日照要求較嚴格[2]。開花結果期和匍匐莖抽生期均需12～15 h長日照，花芽分化期要求8～12 h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)。

2 無土栽培和地栽草莓棚內環(huán)境氣候條件分析

試驗大棚位于溧水傅家邊草莓基地內，供試品種為“紅艷”。連棟大棚棚長80 m、寬80 m、高3 m（最高頂高4.8 m），一字形基質栽培，以塑料薄膜和無紡布做成栽培槽，寬0.4 m、深0.4 m、高0.75 m。以地栽大棚為對照，棚長 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月是溧水草莓產銷兩旺季節(jié)，此階段棚內氣象環(huán)境條件對草莓產量和品質影響尤為關鍵。因設備故障導致觀測資料序列短，分析僅采用2016年12月—2017年3月數(shù)據(jù)，比較分析冬季低溫時兩種栽培方式下增溫保暖效果、棚內濕度和CO2濃度變化規(guī)律。經(jīng)分析，主要有以下幾點：

（1）冬季高架無土栽培大棚白天溫度較地栽大棚顯著偏低（表1）。高架無土栽培大棚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75%。從氣溫日變化看出，1—2月白天高架無土栽培大棚增溫效果比地栽大棚明顯偏差，尤其高溫時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和日極端最低溫度均較為一致?？梢?，冬季高架無土栽培棚內溫度總體偏低，不能滿足此階段草莓適溫需求，且做好夜間增溫仍是冬季防凍重點。

（2）高架無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。本試驗中，連棟大棚基質10 cm平均地溫分別為9.7℃、10.5℃、13.4℃，平均日較差分別達5.3℃、7.9℃、7.6℃，日變化明顯大于地栽。究其原因，應為塑料薄膜和無紡布做成的栽培槽保溫效果差，且基質孔隙度大，透氣性好，和土壤相比，熱容量小，致使夜晚溫度下降時，基質草莓根系溫度下降快，顯著低于地栽大棚（圖1）。

表1 1—3月高架無土栽培大棚與地栽大棚氣溫各時段溫差

圖1 2016年12月25日21時至2017年1月4日12時10 cm地溫小時值對比曲線

圖2 2017年1—3月日平均空氣相對濕度對比曲線

（3）高架無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（圖2）。兩種大棚日平均相對濕度均為83%，日平均最小相對濕度均為47%。其中高架無土栽培大棚1—3月棚內平均相對濕度分別為 87%、83%、80%，土壤平均相對濕度為 64%、84%、85%。因此啟用高架無土大棚栽培草莓時，仍需做好通風降濕工作，空氣相對濕度控制在80%以下為佳。

（4）高架無土栽培大棚CO2濃度變化呈中午低、早晚高凹形曲線。棚內CO2濃度是影響草莓生長發(fā)育的重要因素。草莓花期至結果盛期對CO2的濃度需求為2 600～4 600 mg/kg。而高架無土栽培大棚內測得白天CO2平均濃度在900 mg/kg左右，距離草莓同期生長需求量還相差數(shù)倍。因此，加強系統(tǒng)管理，適當補充CO2氣體肥，可提高草莓光合作用，促進草莓生長。

表2 高架無土栽培草莓大棚補光試驗對比表

3 環(huán)境氣象條件干預

棚內溫度條件是草莓生長關鍵因子。冬季是草莓產銷兩旺季節(jié)，連棟大棚基質栽培環(huán)境氣溫和土溫明顯低于地栽大棚。加之棚內CO2濃度低，溧水1—2月歷年日平均日照時長僅4.4 h，棚膜透光率低嚴重影響草莓光合作用。為更好地調控無土設施草莓環(huán)境條件，使其滿足草莓生長發(fā)育需要，本課題開展了增溫和補光對比試驗，設計思路如下：

（1）選擇 A、B、C、D、E、F 6 個試驗區(qū)（A、B、C 為裝有加溫設備的一字形大棚3棟，D、E、F為未裝有加溫設備的雙一字形大棚3棟，E、F兩個試驗區(qū)為空白試驗），總面積1 680 m2。

（2）A、B、C區(qū)安裝生物質燃燒機，在每條栽培帶下面敷設塑料管，通過塑料管輸送熱風給基質和根系加熱。

（3）兩者的補光燈采用并聯(lián)方式連接。其中LED 40 W植物生長燈A試驗區(qū)18盞，C試驗區(qū)20盞；C、D試驗區(qū)安裝40 W防爆白熾燈。安裝定時器，補光時間設置為18:00～22:00，每天補光4 h，陰雨天，除晚上補光4 h外，白天也要進行適量補光。

4 試驗結果

（1）補光后草莓植株長勢優(yōu)勢明顯，但生育進程無差。白熾燈等傳統(tǒng)人工光源光譜能量分布固定，光質、光強無法調控，真正用于光合作用的有效光照小，發(fā)熱大，耗能高，壽命短，不符合作物生長需求。按照作物光合作用所需光譜專門設計的作物生長專用LED燈，能效比更高。燈具結構更適合溫室大棚內使用，光譜、光質易于調整，可適用于草莓不同生長階段，且綜合長期使用成本較白熾燈低（表2）。

（2）因連棟大棚空間大，利用熱風循環(huán)管道加熱法保溫增溫效果并不理想。

據(jù)資料查證，熱水循環(huán)管道增溫法和電熱線加溫是更被普遍采用的設施大棚增溫法。日本的一項研究表明:利用電熱線對短縮莖局部加溫至4℃，可在降低成本的同時增加產量。這些還有待于未來進一步驗證。

[1]森下昌三，鄭宏清，葉正文.草莓——生理生態(tài)及實用栽培技術[M].上海：上?？茖W技術出版社，1993.

[2]董靜，張運濤，王桂霞，等.日光溫室基質栽培對“紅顏”草莓品種生長發(fā)育的影響[J].西北農業(yè)學報，2008,17(3).

1005-2690（2017）10-0137-03

S668.4

B

馬家慶（1962-），男，漢族，江蘇南京人，本科，工程師，從事氣象災害防御工作。

2017-09-05）