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(zhǎng)特性，對(duì)比分析在無土和有土兩種栽培方式下的棚內(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)控制草莓無土栽培環(huán)境氣候條件的方法，促進(jìn)草莓無土栽培技術(shù)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(fēng)味獨(dú)特，栽培周期短，結(jié)果早、見效快。溧水地處長(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年全區(qū)設(shè)施草莓面積約有386.67 hm2，年產(chǎn)值近4 000萬元，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，重茬問題日益突出，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，具有土壤栽培無可比擬的優(yōu)勢(shì)[1]。本課題主要根據(jù)草莓生長(zhǎng)特性，對(duì)比分析無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)草莓無土栽培技術(shù)試驗(yàn)方法，分析草莓無土栽培技術(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，無論日照長(zhǎng)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(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[2]。開花結(jié)果期和匍匐莖抽生期均需12～15 h長(zhǎng)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(shí))。

2 無土栽培和地栽草莓棚內(nèi)環(huán)境氣候條件分析

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2016年12月—2017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)：

（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(dá)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(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?，冬季高架無土栽培棚內(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冬季防凍重點(diǎn)。

（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(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)為塑料薄膜和無紡布做成的栽培槽保溫效果差，且基質(zhì)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(shí)，基質(zhì)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(shí)段溫差

圖1 2016年12月25日21時(shí)至2017年1月4日12時(shí)10 cm地溫小時(shí)值對(duì)比曲線

圖2 2017年1—3月日平均空氣相對(duì)濕度對(duì)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(duì)濕度均為83%，日平均最小相對(duì)濕度均為47%。其中高架無土栽培大棚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。

（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(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)。

表2 高架無土栽培草莓大棚補(bǔ)光試驗(yàn)對(duì)比表

3 環(huán)境氣象條件干預(yù)

棚內(nèi)溫度條件是草莓生長(zhǎng)關(guān)鍵因子。冬季是草莓產(chǎn)銷兩旺季節(jié)，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：

（1）選擇 A、B、C、D、E、F 6 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。

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

（3）兩者的補(bǔ)光燈采用并聯(lián)方式連接。其中LED 40 W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

（1）補(bǔ)光后草莓植株長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)勢(shì)明顯，但生育進(jìn)程無差。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)期使用成本較白熾燈低（表2）。

（2）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。

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(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。這些還有待于未來進(jìn)一步驗(yàn)證。

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

[2]董靜，張運(yùn)濤，王桂霞，等.日光溫室基質(zhì)栽培對(duì)“紅顏”草莓品種生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，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(zāi)害防御工作。

2017-09-05）