草莓高架栽培耗水量與環(huán)境因子相關(guān)性研究

岳煥芳，孟范玉，王俊英，胡瀟怡，安順偉，徐厚成，王志平

（北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京100029）

草莓外形美觀、營養(yǎng)豐富、口感酸甜，深受消費者喜愛，栽培面積逐年增加，2016年，世界草莓的栽培面積達(dá)到30萬 hm2[1]，我國草莓播種面積約11.33萬 hm2，2017年，北京草莓種植面積為701.3 hm2[2]。但是，草莓栽培勞動強度大，連作障礙嚴(yán)重，這些問題影響了草莓的收益。

高架栽培是一種新型的栽培模式，選用草炭等作為栽培基質(zhì)，變平地種植為立體種植，可以有效減少勞動強度和用工量[3]，降低病蟲害發(fā)病率，增加果實品質(zhì)，在草莓種植中的應(yīng)用越來越廣泛[4，5]。盧佳俊等[6]研究了草莓高架栽培中混合基質(zhì)的水分分布特點，劉璇、宗靜和石光農(nóng)等[7-9]總結(jié)了日光溫室草莓高架栽培技術(shù)，提出根據(jù)草莓的水分需求進行灌溉管理，對于草莓生產(chǎn)具有重要的意義。路河[10]總結(jié)了土壤栽培條件下日光溫室草莓生產(chǎn)需水規(guī)律，毛軍等[11]采用蒸滲儀法對傳統(tǒng)栽培模式下設(shè)施草莓的耗水規(guī)律進行了摸索。但是，目前國內(nèi)關(guān)于高架栽培模式下草莓耗水規(guī)律的研究較少，為了摸索高架栽培草莓的耗水規(guī)律，并分析氣象因子和耗水量之間的相關(guān)性，試驗采用水量平衡法研究日光溫室高架栽培草莓耗水規(guī)律，以期利用氣象因子指導(dǎo)灌溉，實現(xiàn)高架栽培草莓灌溉自動化、機械化的科學(xué)管理。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地設(shè)在北京市昌平區(qū)東營草莓園。東經(jīng)116.23°、北緯40.22°，在日光溫室內(nèi)開展試驗。供試草莓品種為“紅顏”，采用育苗移栽方式，8月31日定植，5月21日拉秧。采用草炭混配基質(zhì)，株距為18 cm，植株密度約為7680株/667 m2。

1.2 試驗方法

采用水量平衡法測定草莓的耗水量[12]，水量平衡法的基本原理是根據(jù)計算區(qū)域內(nèi)水重的收入和支出的差額來推算作物蒸發(fā)蒸騰量，水量平衡方程見式（1）。

式中，ET為草莓蒸發(fā)蒸騰量，kg/(株·d)；

△G為植株和基質(zhì)總的重量變化差值，kg/(株·d)；

I為灌溉量，kg/(株·d)；

B 為回水量 kg/(株·d)。

1.3 測定項目及指標(biāo)

測定草莓逐日的耗水量變化：（1）每天上午9：00稱取基質(zhì)和草莓植株的總質(zhì)量；（2）安裝水表記錄每天單個基質(zhì)槽的灌溉量；（3）稱取單個基質(zhì)槽的回水量。

在日光溫室內(nèi)安裝HOBO氣象站，每隔10 min采集一次溫度、相對濕度、光輻射等氣象因子數(shù)據(jù)，將耗水量與氣象因子進行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 日光溫室高架栽培草莓耗水規(guī)律

2.1.1 日光溫室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量

圖1為日光溫室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量，從圖中可以看出，草莓在花芽分化期、越冬期和開花結(jié)果期日均耗水量分別為 71.9、58.1、74.8 mL/(株·d)，日均耗水量在開花結(jié)果期最高。

圖1 日光溫室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量Fig.1 Average daily water consumption of elevated strawberry cultivation at each growth stage

2.1.2 日光溫室高架栽培草莓日均耗水量動態(tài)變化

圖2為日光溫室高架栽培草莓日均耗水量的動態(tài)變化。從圖中可以看出草莓整個生育期呈現(xiàn)U型變化趨勢，耗水量在越冬期變小，在開花結(jié)果期再增大，日均耗水量最大值出現(xiàn)在開花結(jié)果期，為150 mL/(株·d)，整個生育期平均日耗水量為64.6 mL/(株·d)。

圖2 日光溫室高架栽培草莓日均耗水量動態(tài)變化Fig.2 Dynamic variation of daily water consumption of elevated strawberry cultivation

2.2 日光溫室高架栽培草莓氣象因子變化趨勢

圖3為日光溫室高架栽培草莓整個生育期氣象因子變化趨勢。從圖中可以看出累積光輻射能和日平均溫度呈現(xiàn)U型變化，空氣相對濕度呈現(xiàn)倒U型，累積光輻射能變化范圍為121.8～2816.3 J/cm2，4～5月份日累積光輻射能最高，12～1月份最低，這與草莓耗水量的變化趨勢一致。日平均溫度變化范圍為10.1～34.3℃，4～5月份日均溫度最高，整個生育期最低溫度為7.3℃，出現(xiàn)在2018年3月18日?？諝馄骄鄬穸茸兓秶鸀?5.3%～96.4%，11～2月份之間空氣相對濕度較大。

圖3 日光溫室高架栽培草莓整個生育期氣象因子變化趨勢Fig.3 The change of meteorological factors in the whole growing period of elevated strawberry cultivation

2.3 草莓耗水量和氣象因子的相關(guān)性模型

表1 草莓日均耗水量與氣象因子之間的相關(guān)性Table 1 Correlation between daily average water consumption and meteorological factors of strawberry

對草莓的耗水量與日累積光輻射能、日均溫度和日均空氣相對濕度進行相關(guān)性分析，從表1可以看出草莓耗水量和累積光輻射能呈現(xiàn)正相關(guān)，和日均溫度也呈現(xiàn)正相關(guān)，和日均濕度則呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，其中，耗水量和累積光輻射能相關(guān)性最強，累積光輻射能、日均溫度和日均空氣相對濕度之間也存在顯著相關(guān)性，表明各個氣象因子之間互相影響。同時將草莓耗水量作為因變量，各個氣象因子作為自變量，使用SPSS進行線性回歸分析，得到了多元線性模型，見式（2）。

其中，ET 為草莓日均耗水量，mL/(株·d)；

X為累積光輻射能，J/cm2；

Y為日均溫度，℃；

Z為日均濕度，%。

3 討論

研究日光溫室高架栽培草莓全生育期耗水規(guī)律，對于指導(dǎo)高架栽培模式下的草莓灌溉具有重要意義。采用水量平衡法摸索出高架栽培草莓的整個生育期日均耗水量為64.6 mL/(株·d)，整個生育期耗水量呈U型變化，這與毛軍等[11]研究結(jié)果一致。本試驗對草莓整個生育期的氣象因子進行了匯總分析，得出變化規(guī)律，對每個氣象因子的極值和平均值進行總結(jié)，為草莓生產(chǎn)積累提供指導(dǎo)。對耗水量和氣象因子進行相關(guān)性分析，得出累積光輻射能和作物耗水量相關(guān)性最強，這和前人在其他作物上的研究結(jié)果一致[12-14]，所以，在指導(dǎo)草莓灌溉時，一方面需要根據(jù)草莓不同生育期的耗水量進行水分供給，在花芽分化期和開花結(jié)果期提高灌溉量；同時要充分考慮光照的影響，根據(jù)天氣情況，適時調(diào)整每天的灌溉策略。本試驗還建立了基于氣象因子的日光溫室高架栽培草莓耗水經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，即ET=0.288X+0.333Y-0.096Z，一方面可以根據(jù)氣象因子預(yù)測草莓耗水量[15，16]，還可以根據(jù)此經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，設(shè)計智能灌溉系統(tǒng)，實現(xiàn)灌溉的自動化和智能化。