祝寧 齊長(zhǎng)紅 陳加和 陳明遠(yuǎn) 田碩

|摘要|為了研究草莓對(duì)水分的需求規(guī)律，通過(guò)在溫室畦面上安裝水分測(cè)定設(shè)備“智墑”來(lái)監(jiān)測(cè)土壤中水分含量，通過(guò)水分含量數(shù)據(jù)及根系分布情況確定灌溉次數(shù)和灌溉量，由此確定草莓整個(gè)生育期對(duì)水分的需求。研究結(jié)果有助于科學(xué)完善種植戶(hù)對(duì)草莓的管理，提高水分的利用率，進(jìn)行精細(xì)化管理。

黨的十八大以來(lái)，隨著生態(tài)文明建設(shè)深入推進(jìn)，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉不斷提速。灌溉方式從傳統(tǒng)的大水漫灌轉(zhuǎn)變?yōu)榈喂辔姷染?xì)化的灌溉方式，由“澆地”轉(zhuǎn)向“澆作物”，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式因水而變，農(nóng)業(yè)灌溉用水總量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)。國(guó)外關(guān)于設(shè)施栽培條件下作物需水規(guī)律的研究很多，但大多為無(wú)土栽培條件下進(jìn)行的，栽培基質(zhì)與國(guó)內(nèi)設(shè)施蔬菜栽培的條件差距較大。我國(guó)北方主要以日光溫室為主，栽培基質(zhì)主要為土壤。近年來(lái)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，國(guó)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)行日光溫室蔬菜的需水規(guī)律和生理機(jī)制的研究，已經(jīng)取得一定的數(shù)據(jù)和成果，但是在草莓上的需水規(guī)律還沒(méi)有進(jìn)一步的研究。草莓產(chǎn)業(yè)是昌平區(qū)主導(dǎo)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，2001年成功引進(jìn)后到現(xiàn)在已經(jīng)有18年的栽培歷史，種植戶(hù)不斷摸索出了一套草莓栽培技術(shù)，但在生產(chǎn)管理上完全是憑經(jīng)驗(yàn)，很少有數(shù)據(jù)的支撐，憑經(jīng)驗(yàn)澆水常常會(huì)出現(xiàn)判斷失誤的現(xiàn)象，影響草莓正常生長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)造成水資源和肥料的浪費(fèi)，污染生態(tài)環(huán)境。尤其是北京地區(qū)1～2月份溫度較低，根系很難從土壤中吸收水分和肥料，往往會(huì)因?yàn)楣喔仁┓什划?dāng)對(duì)植株造成傷害。因此研究出一套草莓需水的規(guī)律至關(guān)重要，對(duì)指導(dǎo)草莓生產(chǎn)具有重要意義。

前期調(diào)研

前期對(duì)昌平區(qū)11家草莓種植戶(hù)或園區(qū)進(jìn)行了用水量、用肥量和產(chǎn)量的測(cè)定和記錄，通過(guò)表1可以看出，不同種植戶(hù)用水量和用肥量差距較大，且對(duì)產(chǎn)量的影響并不呈現(xiàn)正相關(guān)性。如通過(guò)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)看出，草莓產(chǎn)量最多的為尹秀榮家，產(chǎn)量為2913.5 kg/667 m2，但是其用水量和用肥量并不是最多的，同樣的產(chǎn)量最低的為王俊家，其用水量和用肥量也同樣不是最低的。因此可以得出，在草莓生產(chǎn)過(guò)程中投入的水分和肥料并沒(méi)有讓植株全部吸收利用，有部分浪費(fèi)現(xiàn)象，可能存留在土壤中，還可能隨著灌溉向下淋溶，造成土壤環(huán)境破壞。

材料與方法

試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在北京金六環(huán)農(nóng)業(yè)園日光溫室內(nèi)進(jìn)行，采用東西向栽培模式，棚室面積為321.4 m2，品種為‘紅顏，定植日期為2018年9月1日，采用水肥一體化灌溉方式。

試驗(yàn)方法

為了研究灌水量對(duì)草莓生長(zhǎng)的影響，試驗(yàn)將灌水量作為控制因子，設(shè)置處理區(qū)域安裝“智墑”設(shè)備，對(duì)照區(qū)域?yàn)槌Ｒ?guī)管理的兩個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域安裝水表進(jìn)行水量記錄，除灌水次數(shù)和水量不同外，其他管理措施一致。

測(cè)定項(xiàng)目

試驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)每個(gè)區(qū)域的每次灌溉時(shí)間和灌溉量進(jìn)行記錄;通過(guò)“智墑”對(duì)整個(gè)生育期土壤的10、20、30、40 cm深度的土壤水分含量和溫度進(jìn)行記錄;對(duì)整個(gè)生育期的產(chǎn)量進(jìn)行記錄，盛果期對(duì)草莓品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。

結(jié)果與分析

“智墑”測(cè)定下不同月份水含量分析

因草莓根系大部分集中在土壤中20 cm左右深度，且通過(guò)“智墑”的數(shù)據(jù)可以看出，20 cm土層中水分含量變化活躍。草莓整個(gè)生育期較長(zhǎng)，因此對(duì)每個(gè)月份的水分含量進(jìn)行單獨(dú)分析。

10月10日前，20 cm水分曲線(xiàn)處于階梯狀下降的狀態(tài)，水分值在18～26 mm，說(shuō)明草莓的活躍吸水根系已達(dá)到20 cm。10月19日的灌溉使得20 cm水分有所上升，30 cm沒(méi)有明顯上升，說(shuō)明灌溉深度到達(dá)了地下20 cm，未達(dá)到30 cm，因此灌溉量非常合理。

10月10～19日，20 cm的階梯狀消失，且水分值幾乎不再下降，說(shuō)明20 cm根系進(jìn)入了水分脅迫狀態(tài)，原因是此時(shí)由于農(nóng)事操作，草莓處于上膜前控水階段，因此延遲灌溉時(shí)間。

11月份共有5次灌溉。除第1次灌溉外，其他幾次灌溉均處于20～30 cm深度，灌溉量合理。由之前總結(jié)的數(shù)據(jù)可以看出，20 cm曲線(xiàn)最活躍的階段對(duì)應(yīng)的水分范圍是18～26 mm，前4次使土壤20 cm的水分含量在18 mm左右，對(duì)于草莓根系的向下生長(zhǎng)有促進(jìn)作用;第5次灌溉為了使果實(shí)充分的膨大，增加果實(shí)的產(chǎn)量，水量相對(duì)于前4次有所增加，灌溉深度達(dá)到30 cm土層。

12月份有4次水分灌溉，第4次是當(dāng)天“智墑”周邊進(jìn)行了灌水試驗(yàn)，不予分析。前3次灌溉深度均能接近30 cm，灌溉量合理。且每天曲線(xiàn)的下降值比較均勻，說(shuō)明此時(shí)的根系正在處于活躍的吸水階段。

1月份只有1次灌溉。因2018年12月29日灌水試驗(yàn)的原因，導(dǎo)致20 cm水分?jǐn)?shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間高于26 mm，而1月6日的灌溉使土壤水分持續(xù)處于過(guò)多的狀態(tài)，造成土壤中的含氧量降低，不利于根系呼吸。1月6日之后，現(xiàn)場(chǎng)再無(wú)灌溉發(fā)生，科學(xué)合理。

2月份共灌溉3次，每次灌溉深度均達(dá)到30 cm，灌溉量合理。2月1日至2月12日期間沒(méi)有灌溉，土壤各層水分下降極少，該現(xiàn)象可能是草莓根系處于缺水脅迫，由前面所知，20 cm曲線(xiàn)最活躍的階段對(duì)應(yīng)的水分范圍是18～26 mm，則說(shuō)明2月13日的灌溉應(yīng)該提前到2月初灌溉。

3月份共灌溉3次，3月13日和3月24日灌溉深度都沒(méi)有達(dá)到30 cm，灌溉量偏少。3月29日灌溉量達(dá)到30 cm，灌溉量合理。此時(shí)草莓需水量較大，因此應(yīng)適當(dāng)增加灌溉頻次。

4月份共灌溉3次，分別為4月3日、4月11日、4月22日。第1次灌溉深度沒(méi)有達(dá)到30 cm，灌溉量偏少。第2次灌溉深度達(dá)到30 cm，灌溉量合理。第3次灌溉深度達(dá)到了40 cm，灌溉量偏多。

不同處理整個(gè)生育期土壤水分分析

通過(guò)對(duì)處理及對(duì)照小區(qū)的灌溉量進(jìn)行匯總，整個(gè)生育期試驗(yàn)區(qū)域共澆水41次，用水量為164 m3/667 m2，對(duì)照常規(guī)處理區(qū)域共澆水47次，用水量為230 m3/667 m2，試驗(yàn)比對(duì)照減少用水量28.8%;產(chǎn)量方面比較試驗(yàn)區(qū)域產(chǎn)量折合為2076.2 kg/667 m2，比常規(guī)對(duì)照增加產(chǎn)量0.9%。

通過(guò)對(duì)草莓整個(gè)生育期的土壤土層水分含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，匯總得到圖6，將整個(gè)生育期分為4個(gè)階段。第一個(gè)階段為上地膜前的控水期，為緩過(guò)苗后的10月上旬～10月中旬階段，此時(shí)由于農(nóng)事操作需要進(jìn)行控水操作，可以看出此時(shí)水分含量一直處于下降階段，直至葉片萎蔫，覆完地膜進(jìn)行灌水。第二階段為10月中旬～次年1月上旬階段，此時(shí)溫度逐漸下降，草莓處于開(kāi)花坐果期，此時(shí)需要保持較高的水分含量，利于果實(shí)膨大。第三階段為1月上旬～2月上旬，此時(shí)外界及棚內(nèi)的溫度較低，溫室內(nèi)最低溫度可到2℃，因此此時(shí)應(yīng)減少水分的供應(yīng)，避免根系因?yàn)榈蜏卦斐蓚?。第四階段為2月中旬～4月下旬階段，此時(shí)溫度逐漸回升，草莓水分的供應(yīng)應(yīng)及時(shí)增加，促進(jìn)草莓根系和果實(shí)快速生長(zhǎng)。

不同處理對(duì)草莓品質(zhì)的影響

在草莓盛果期對(duì)不同處理的草莓品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)表3可以看出，與對(duì)照相比，在”智墑“指導(dǎo)下，草莓的維生素C、可溶性糖和總酸含量明顯增加，草莓品質(zhì)得到了大幅度提升，提升比例達(dá)到15.4%～21.7%。尤其是可溶性糖含量，“智墑”指導(dǎo)灌溉的區(qū)域草莓的可溶性糖含量比對(duì)照提升21.7%。

結(jié)論與討論

通過(guò)“智墑”測(cè)定土壤水分含量后指導(dǎo)灌溉能夠摸清作物需水規(guī)律、為種植戶(hù)的合理灌溉提供數(shù)據(jù)支撐。試驗(yàn)土壤中20 cm深度水含量范圍在18～26 mm是草莓根系吸水活躍的范圍，確定了草莓整個(gè)生育期的水分曲線(xiàn)變化。在根系生長(zhǎng)旺盛時(shí)進(jìn)行水肥的補(bǔ)充，在土壤環(huán)境溫度低、根系吸收能力弱時(shí)適當(dāng)減少水肥的補(bǔ)充，按需供應(yīng)。同時(shí)可以確定每次供應(yīng)的用量，既滿(mǎn)足植株正常生產(chǎn)又避免不必要的浪費(fèi)，節(jié)約資源，提高資源利用率。通過(guò)智能化的監(jiān)測(cè)、合理化的灌溉來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作，提高水分的利用率，同時(shí)對(duì)草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)有促進(jìn)作用。

作者簡(jiǎn)介：祝寧（1990-），女，北京人，農(nóng)藝師，主要從事草莓、蔬菜等作物栽培技術(shù)推廣工作。

[引用信息]祝寧，齊長(zhǎng)紅，陳加和，等.草莓生育期需水規(guī)律研究[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2020，40（01）：65-68.