基質(zhì)槽不同高度對設(shè)施草莓生長和果實(shí)品質(zhì)的影響

弭思宇,王馨,何東宇,李莉嬌,孫楠,薛俊龍,宮明永,趙林,趙龍翔,李玲*,肖偉*

基質(zhì)槽不同高度對設(shè)施草莓生長和果實(shí)品質(zhì)的影響

弭思宇1,王馨1,何東宇1,李莉嬌1,孫楠1,薛俊龍2,宮明永2,趙林2,趙龍翔1,李玲1*,肖偉1*

1. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院, 山東 泰安 271018 2. 山東省創(chuàng)新發(fā)展研究院, 山東 濟(jì)南 250012

為了明確設(shè)施草莓基質(zhì)栽培基質(zhì)槽高度不同對草莓的植株生長情況和果實(shí)品質(zhì)的影響，于2023年2月到2023年4月之間在日光溫室中分別設(shè)置了0 m（T1），0.5 m（T2），1 m（T3）三組不同高度處理。測定基質(zhì)槽不同高度草莓植株生物學(xué)性狀、果實(shí)品質(zhì)、光合特性、葉綠素含量等指標(biāo)，探究不同高度對草莓生長和果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：隨著基質(zhì)槽高度增加，光照強(qiáng)度、溫度、葉片凈光合速率增加。T3處理草莓果實(shí)的可溶性固形物含量、平均果重、最大單果重均顯著高于T1和T2處理。T1處理的葉綠素含量、株高、葉片橫縱徑比較第一天增長了51%、20%、0.9%，處理出現(xiàn)了旺長現(xiàn)象。結(jié)論為：增加基質(zhì)槽高度，促進(jìn)草莓植株完成從營養(yǎng)生長向生理生長的轉(zhuǎn)變，基質(zhì)槽最佳高度為1 m。

設(shè)施草莓; 高度; 基質(zhì)槽; 生長; 品質(zhì)

草莓(Duch.）為多年生溫帶草本果樹，有“水果皇后”之美譽(yù)[1]。通過系列農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施，調(diào)控環(huán)境因子等生態(tài)條件，滿足草莓生長發(fā)育的各項條件進(jìn)行促成栽培[2]。草莓設(shè)施栽培主要以立體無土栽培模式為主[3]，草莓立體無土栽培模式具有省力、高效、便于采摘、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。基質(zhì)栽培可以避免土傳病害，并可精準(zhǔn)控制營養(yǎng)液濃度和成分，避免了水分的滲漏和土壤營養(yǎng)元素的固定和流失，節(jié)約水分和養(yǎng)分，充分發(fā)揮生產(chǎn)的潛力[4,5]。在立體栽培模式的開發(fā)和使用過程中，發(fā)現(xiàn)距離地面較近的基質(zhì)槽的溫、光條件較差[6]，基質(zhì)槽不同高度的草莓植株長勢和果實(shí)品質(zhì)存在一定差異。

光照是影響設(shè)施栽培草莓生長情況和果實(shí)品質(zhì)的重要因子。草莓光飽和點(diǎn)較低，為2萬～3萬lx，光補(bǔ)償點(diǎn)約為0.5萬lx[7]。由于溫室方位以及薄膜覆蓋等原因?qū)е聹厥覂?nèi)的光照與室外相比，具有光照強(qiáng)度減弱、分布不均、光照時數(shù)減少等問題[8]。距離棚膜越遠(yuǎn)，光照強(qiáng)度越小。太陽直射光透過薄膜后，會經(jīng)棚膜散射一部分，導(dǎo)致距離薄膜越遠(yuǎn)，接受到的散射光也越少，而直射光沒有變化。距離棚膜越近所接收到的直射光和散射光較多[9]。溫室距地面150 cm處的光照強(qiáng)度高于同位置50 cm處21%～33%。溫室內(nèi)透光率為73%～76%，溫室內(nèi)光照強(qiáng)度主要會因受棚膜上的附著物質(zhì)、棚內(nèi)空氣情況、棚膜的老化情況及天氣情況等因素的共同影響而進(jìn)一步降低[10]。光照時間和光照強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足植物生長的需要[11]。程芳芳[12]研究表明，弱光對草莓正常生長、坐果數(shù)、果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生顯著不良影響。隨著光照的變化，溫度也隨之變化。合適的基質(zhì)槽高度為草莓提供了合適的光溫微氣候條件，有利于草莓高品質(zhì)高產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

試驗于2023年2至4月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新園試驗基地進(jìn)行。實(shí)驗所用草莓品種為‘雪里香’。于2023年2月對草莓幼苗（每株4-5片復(fù)葉）置于日光溫室中采用椰糠作為基質(zhì)進(jìn)行無土栽培。培養(yǎng)期間進(jìn)行常規(guī)的除草和水肥管理。植株長勢一致（每株保留7-8片復(fù)葉）后進(jìn)行不同高度的處理。每15株草莓作為1組，設(shè)置3次重復(fù)，分別為0 m處理（T1），0.5 m處理（T2），1 m處理（T3）。處理之間處于同一行向，自然光照強(qiáng)度、時數(shù)相同，互不遮光。在草莓盛果期每隔7 d測定1次其生長狀況、葉片光合特征常數(shù)和葉片葉綠素含量，共測定2次。草莓成熟后進(jìn)行采摘，測定其果實(shí)品質(zhì)。

1.2 測定方法

1.2.1微氣候測定采用TES-133照度計測定9:00—17:00的光照強(qiáng)度。溫濕度采用MBS-223溫濕度計采集。

1.2.2 植株形態(tài)測定用直尺測定植株高度。用游標(biāo)卡尺測定莖粗、葉長、葉寬。葉片橫縱徑比=葉寬/葉長。

1.2.3 葉綠素含量測定從草莓植株頂部選取第3片無病蟲害的成熟葉片，用直徑6.78 mm的打孔器打孔取樣，用乙醇浸提法測定[13]。計算出葉綠素a、葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量。

1.2.4 光合參數(shù)測定測定草莓植株的第3片功能葉，每個葉片記錄3次穩(wěn)定數(shù)值。用CIRAS-II型便攜式光合系統(tǒng)（英國，PPsystem），對葉片的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)等光合生理指標(biāo)進(jìn)行測定，于處理第7 d和第14 d的9:00—17:00每隔2 h測定1次。

1.2.5 果實(shí)品質(zhì)測定進(jìn)入盛果期大量采果時，每個處理選取30個草莓，每10個草莓為1組。用WYT型手持折光儀測定可溶性固形物含量。用電子天平測定草莓重量。用游標(biāo)卡尺來測量草莓的縱徑和橫徑，并計算草莓果實(shí)的果形指數(shù)。計算公式為：果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。采用蒽酮比色法[14]測定草莓可溶性糖含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2019和SPSS17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析(<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 日光溫室內(nèi)部光照和溫濕度日動態(tài)變化

溫室內(nèi)光照強(qiáng)度和溫濕度隨高度的增加而呈現(xiàn)規(guī)律的變化。從圖1和圖2中可以看出，溫室內(nèi)光照強(qiáng)度在中午11:00前呈增長趨勢，11:00到13:00略微下降，13:00后下降速度變快。光照強(qiáng)度和溫度都隨著高度的增加而增加，濕度三組間沒有呈現(xiàn)規(guī)律性變化。

圖 1 第7 d日光溫室內(nèi)部光照動態(tài)變化

圖 2 第14 d日光溫室內(nèi)部光照動態(tài)變化

表 1 第7 d日光溫室內(nèi)部溫度動態(tài)變化

備注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平（<0.05）。下表同。

Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate a significant difference (<0.05). The table below is the same.

表 2 第14 d日光溫室內(nèi)部溫度動態(tài)變化

表 3 第7 d日光溫室內(nèi)部濕度動態(tài)變化

表 4 第14 d日光溫室內(nèi)部濕度動態(tài)變化

2.2 基質(zhì)槽不同高度對草莓生長的影響

從表5可以看出，T1處理組第14 d植株株高較第1 d增長了20%。T2，T3處理組株高無顯著變化。T1，T2，T3處理組第14 d葉片橫縱徑比較第1 d分別提高了0.9%，0.5%，0.6%。三組處理莖粗無明顯差別。棚室光照弱、濕度大、溫度高，很容易發(fā)生旺長現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為葉片由匍匐狀態(tài)變直立狀態(tài)，葉片大而薄，葉柄變長，植株變粗[15]。植株所處位置越低植株長勢越強(qiáng)，表現(xiàn)出T1>T2>T3的趨勢。

表 5 基質(zhì)槽不同高度草莓植物學(xué)性狀對比

2.3 基質(zhì)槽不同高度對草莓光合特性的影響

從圖3和圖4可以看出，草莓在11:00左右出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。第7 d來看，草莓的凈光合速率為T3>T2>T1。第14 d葉片凈光合速率始終為T3>T2>T1。植株的凈光合速率隨著高度的增加而增加。第7 d葉片蒸騰速率T1>T2>T3。第14 d葉片蒸騰速率除11:00和13:00外，三組處理間沒有過大差異。氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度三組處理間差異不顯著。

圖3 第7 d基質(zhì)槽不同高度草莓葉片光合特征常數(shù)日變化

圖 4 第14 d基質(zhì)槽不同高度草莓葉片光合特征常數(shù)日變化

2.4 基質(zhì)槽不同高度對葉片葉綠素含量的影響

三組處理的葉綠素含量都呈現(xiàn)上升的趨勢（圖5）。T1，T2處理組增長速率較快，T3處理組增長速率較慢。T1，T2，T3處理組第14 d葉綠素含量分別較第1 d增長了51%，53%，6%。

圖 5 基質(zhì)槽不同高度對葉片葉綠素含量的影響

2.5 基質(zhì)槽不同高度對草莓果實(shí)品質(zhì)的影響

草莓品質(zhì)受栽培條件、外界環(huán)境及草莓品種本身原因的影響[16]。三個處理組草莓最小單果重和可溶性糖含量差異不顯著。T3處理組可溶性固形物含量，最大單果重和平均果重顯著高于T1和T2處理組?？扇苄蕴呛縏2處理組高于T3和T1處理組。T3處理組果形指數(shù)接近于1。果實(shí)品質(zhì)各項指標(biāo)T1處理組均低于T2和T3處理組，進(jìn)一步證明了T1處理組的植株處于旺長階段。

表 6 基質(zhì)槽不同高度對草莓果實(shí)品質(zhì)的影響

3 討論

植株早期生長的關(guān)鍵時期所遭受的不利溫度條件的影響在以后的生長期間難以彌補(bǔ)。不利的溫度條件：如氣溫驟降、低溫期的延長等會導(dǎo)致低溫光抑制，使得作物的生長期縮短并延遲冠層的形成，從而導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降[17]。0 m處理組的溫度和光照強(qiáng)度均低于1 m和0.5 m處理組。草莓雖為弱光植物，但光照過弱，草莓出現(xiàn)徒長現(xiàn)象。適度提高高度有利于草莓從營養(yǎng)生長到生殖生長的轉(zhuǎn)變[18]，進(jìn)而提高草莓品質(zhì)。

曾祥國等[19]研究證明，遮陰可以降低光照強(qiáng)度，導(dǎo)致了單位面積葉片凈光合速率的大幅度下降，降低了一天中最大凈光合速率。第7 d和第14 d除第7 d11點(diǎn)外，凈光合速率都是1 m的最強(qiáng)。在夏季晴天的中午，遮陰能夠使草莓更好地進(jìn)行光合作用，增加有機(jī)物的積累，降低高溫和強(qiáng)光對植物的傷害，避免了植株的“午休”現(xiàn)象[20]。適當(dāng)降低高度也可以達(dá)到相同的效果。如第7 d11:00因為棚內(nèi)溫度過高，導(dǎo)致0.5 m和1 m處理組的植株出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象，0 m處理組其所處位置溫度較低，光照強(qiáng)度較0 m和0.5 m處顯著降低，導(dǎo)致0 m處草莓未出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。

岳高峰等[21]的實(shí)驗表明，隨著光照強(qiáng)度的降低，草莓葉片的蒸騰速率呈減小趨勢。第7 d草莓葉片蒸騰速率變化趨勢與其研究一致。結(jié)合濕度來看。第7 d空氣濕度整體小于第14 d空氣濕度。由于空氣濕度的增大，導(dǎo)致第14 d草莓葉片蒸騰速率未出現(xiàn)明顯差異。

葉綠素具有吸收和傳遞光量子的功能，是植物光合作用的基礎(chǔ)物質(zhì)，其含量是衡量植物對光能利用能力的指標(biāo)[22]。植株葉片葉綠素含量0 m處理組始終呈現(xiàn)增長趨勢，且增長速率顯著高于1 m處理組。程芳芳[12]研究表明，草莓在處于光照較弱的環(huán)境下，其葉綠素含量呈現(xiàn)出先略有上升后大幅下降的變化特征。弱光條件下，單位重量葉綠素含量增加，單位面積的葉綠體數(shù)目減少，從而可以提高植物對于弱光的利用率[23]。長期處在光照較弱條件下的草莓，呼吸消耗量高，光合產(chǎn)物減少，逆境傷害程度加深，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞損傷和正常生理生化代謝途徑受阻，葉綠素含量顯著降低[12]。可能由于弱光脅迫條件不夠，導(dǎo)致0 m處理組的草莓未出現(xiàn)葉綠素大幅降低的現(xiàn)象。

草莓生長對光照有較高的要求，充足的光照可以提高草莓產(chǎn)量，還有助于提高草莓的果實(shí)品質(zhì)[24]。果實(shí)成熟時若溫度較低，光照強(qiáng)度較小，會導(dǎo)致草莓果實(shí)積累糖分較少，口味偏酸[25]。0 m處理組草莓果實(shí)重量，可溶性固形物含量和可溶性糖含量顯著低于0.5 m和1 m處理組。果形指數(shù)1 m的果實(shí)較佳。有相關(guān)研究認(rèn)為，弱光條件下，光照強(qiáng)度不足，導(dǎo)致果實(shí)光合作用下降，提供給果實(shí)的同化物量降低，最終使得果實(shí)的品質(zhì)降低[26]。0 m處理組光照強(qiáng)度較0.5 m和1 m處理組弱，這與侯夢媛等人發(fā)現(xiàn)寡照條件處理下草莓生殖生長各項指標(biāo)均較CK有大幅降低[27]的現(xiàn)象一致。

本研究試驗表明，3種不同高度的基質(zhì)槽，其光照和溫度有顯著差異。隨著高度的增加，光照和溫度呈現(xiàn)增長趨勢。光照和溫度條件影響草莓植株的生長，果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。0 m處理組處于光照強(qiáng)度弱，溫度較低的環(huán)境中，雖然草莓植株長勢較旺，但草莓植株更多的營養(yǎng)用于了植株的營養(yǎng)生長，平均果重和可溶性固形物含量均顯著低于其余兩組處理。

4 結(jié)論

適當(dāng)提高基質(zhì)槽高度可以顯著提高草莓平均果重、可溶性固形物含量、葉片凈光合速率，促進(jìn)草莓植株完成從營養(yǎng)生長向生理生長的轉(zhuǎn)變。處于1 m高度的基質(zhì)槽能較好地提高草莓果實(shí)品質(zhì)，提高產(chǎn)量。

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Effects of Different Height of Substrate Tank on Strawberries Growth and Fruit Quality

MI Si-yu1, WANG Xin1, HE Dong-yu1, LI Li-jiao1, SUN Nan1, XUE Jun-long2, GONG Ming-yong2, ZHAO Lin2, ZHAO Long-xiang1, LI Ling1*, XIAO Wei1*

1.271018,2.250012,

In order to determine the effects of different heights of substrate tanks on the growth and fruit quality of strawberry plants in strawberry substrate cultivation, three different heights of strawberry plants, namely 0m (T1), 0.5m (T2) and 1m (T3), were set up between February 2023 and April 2023 in solar greenhouses. The biological traits, fruit quality, photosynthetic characteristics, chlorophyll content and other indicators of strawberry plants at different heights of the substrate tank were measured to investigate the effects of different heights on the growth and fruit quality of strawberry. The results showed that the light intensity, temperature and net photosynthetic rate of leaves increased with the increase of the height of the substrate tank, and the soluble solids content, average fruit weight and maximum single fruit weight of strawberry fruits in the T3treatment were significantly higher than those in the T1and T2treatments, and the chlorophyll content, plant height and transverse and longitudinal diameters of leaves in the T1treatment increased by 51%, 20% and 0.9% compared with those of the first day, and the treatment showed the phenomenon of exuberant growth. It was concluded that increasing the height of the substrate trough can promote strawberry plants to complete the transition from nutrient growth to physiological growth, and the optimal height of the substrate trough is 1 m.

Facilities strawberries; height;substrate tanks; growth; quality

S628

A

1000-2324(2023)05-0731-06

10.3969/j.issn.1000-2324.2023.05.013

2023-11-08

2023-11-15

中國華能集團(tuán)有限公司總部科技項目(HNKJ21-HF293);山東省果品產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(SDAIT-06-04)

弭思宇(2002-),女,本科生,主要從事園藝專業(yè)方面的工作. E-mail:1311260643@qq.com

Author for correspondence. E-mail:lilingsdau@163.com; gulight986918@163.com