金梅娟，佘旭東，沈明星，陸長嬰，陶玥玥，王海候

（1蘇州市農業(yè)科學院（江蘇太湖地區(qū)農業(yè)科學研究所），江蘇蘇州 215000；2國家土壤質量相城觀測實驗站，江蘇蘇州 215155）

0 引言

近年來，中國現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展以穩(wěn)糧增效、產業(yè)富民、綠色高效為導向，積極開展種植制度、栽培模式探索與創(chuàng)新[1-4]?！八?草莓”是“水稻+”生產體系的重要模式之一，草莓生產經(jīng)濟效益高，具有穩(wěn)糧優(yōu)經(jīng)、綠色高效等特點，對確保糧食安全、推進農業(yè)增效、農民增收具有重要意義[5-6]。然而，江蘇蘇南地區(qū)水稻品種類型主要為粳稻，為了保障水稻產量及稻米品質，一般5月中旬播種、11月上旬收獲，甚至小部分區(qū)域水稻于11月中下旬收獲，然而草莓的適宜種植時期為8月下旬至次年5月中旬，因此草莓的適宜移栽期與其產量與品質形成期出現(xiàn)了茬口矛盾[7]。為促進“水稻-草莓”模式的發(fā)展，應用早稻品種（9月底收獲）略緩和了水稻與草莓茬口的時間矛盾[8]，但是稻茬農田種植草莓還需要進行土壤成壟等農事操作，導致草莓生產不僅移栽期延遲，活棵發(fā)根緩慢，并且稻田土壤在草莓生產前期的供肥保水能力也劣于基質化栽培措施[9-10]。為此，本試驗探討了在稻茬農田通過構建壟型土槽，并在土槽中填入適宜草莓生長的基質，進一步觀測草莓的產量、地上部莖葉及干物質積累、地下部根系長度及表面積、葉片光合作用強度等指標，旨在為壟型土槽耦合基質栽培草莓的示范與推廣應用提供理論依據(jù)與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗分別于2018年8月—2019年5月、2019年8月—2020年5月在江蘇省蘇州市吳中區(qū)甪直鎮(zhèn)還氏草莓園進行(31°23’N，120°77’E)，供試農田土壤為黃泥土，肥力中等，前茬為水稻，秸稈離田處理。供試草莓品種為‘紅顏’，購買草莓種苗后，選取大小均勻一致的種苗，分別栽種于營養(yǎng)缽及常規(guī)土壤，寄養(yǎng)25～35天。其中，營養(yǎng)缽苗（簡稱缽苗，即帶基質缽苗）栽種方法為：將直徑10 cm的營養(yǎng)缽裝滿基質，將草莓種苗栽于營養(yǎng)缽中，至移栽前將營養(yǎng)缽剝除，帶基質移栽（圖1）；常規(guī)土壤種苗（簡稱裸苗，即不帶土裸根苗）栽種方法為：將種苗栽種于土壤中，移栽前將植株根部泥土抖落（圖2）?；|為德國KLASMANN公司生產的413#育苗專用基質。草莓苗寄養(yǎng)期間保持基質和土壤適宜濕度，于移栽前20天左右結合補水追施1次KH2PO4，同時加強植株的病蟲草害管理和防治。草莓均于9月底移栽，移栽后草莓生產的溫光水肥管理與常規(guī)生產措施一致[11]。

1.2 試驗設計

于草莓大棚內進行拉線定點規(guī)劃，土壟與走道溝為一個單元，每單元均為長650 cm、寬100 cm。試驗以壟型土槽耦合基質栽培方式為處理（圖1），用PR表示。其中土壟總寬度約70 cm，基質槽寬度約40 cm，深度10 cm，土壟與土壟間的溝寬30 cm。開挖走道溝，溝泥整齊堆放在溝兩邊，堆土寬度15 cm，堆高10 cm以上，靠溝泥堆放自然形成基質槽，溝深30 cm以上，在基質槽中鋪設基質。

圖1 壟型土槽耦合基質栽培方式示意圖

以裸苗常規(guī)土壟移栽為對照（圖2），用CK表示。土壟與走道溝為一個單元，單元總寬度為100 cm，土壟總寬度約70 cm，土壟與土壟間的溝寬30 cm、溝深30 cm。草莓株行距25 cm×30 cm，各試驗處理均重復3次。

圖2 裸苗常規(guī)土壟栽培方式示意圖

1.3 測定指標與方法

1.3.1 草莓產量 根據(jù)試驗期間草莓上市時間，分批記錄各處理草莓產量，早期采收時間段為12月上旬—次年1月中旬，中期采收時間段為1月下旬—3月中旬，后期采收時間段為3月下旬至草莓結束，最后將3個時間段的產量進行總產核算。

1.3.2 草莓植株農藝性狀

（1）莖基寬、株高、株幅以及葉面積。于草莓盛花初果期選取每個處理整齊一致的草莓苗3株測定其莖基寬、株高、株幅以及葉面積。莖基寬用游標卡尺在距離根部3 cm處測量直徑；株高則用卷尺測量其基部到頂部之間的距離；株幅則用卷尺測量植株的最大寬度。葉面積的測定方法采用葉長×葉寬系數(shù)法，分別測量各葉片葉長和葉寬，計算如式(1)[12]，其中，0.78為校準系數(shù)。

（2）植株干物重積累。于草莓收獲末期在每個處理選取長勢一致的草莓植株3株測定其生物量。具體步驟為用自來水將植株樣品沖洗干凈后用去離子水沖洗3遍，吸水紙吸干水分后將地上部和地下部剪斷，將地上部放入牛皮紙袋105℃下殺青20 min后繼續(xù)在75℃烘至恒定質量后測定干物質量，根系液氮速凍后-20℃貯藏，用于根系形態(tài)分析后采用地上部干物質量測定方法測定其干物質量。

（3）根系形態(tài)。草莓根系緩慢解凍后采用WinRHIZO系統(tǒng)對根系進行掃描與形態(tài)分析，獲得根系總長和根表面積的根系形態(tài)指標。

1.3.3 草莓葉片光合特征參數(shù) 在草莓生殖生長期，于9:00—10:00選擇成熟葉片，每個處理選取長勢整齊一致的草莓植株3株，采用CI-340光合儀測定葉片光合參數(shù)凈光合速率、胞間CO2濃度，測定時光照強度為500 μmol/(m2·s)，葉溫分別為 13～21℃，外界 CO2濃度為418～443 μmol/mol。

1.4 數(shù)據(jù)處理

釆用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行整理并畫圖，并用SPSS 23.0進行處理之間差異顯著性統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 PR處理對草莓產量的影響

由圖3A可知，PR處理有利于草莓增產。整個采收過程中PR處理的草莓總產量高于CK處理，2年試驗結果表現(xiàn)為相同的變化趨勢，其中2018—2019年的增產率為53.97%，差異達顯著水平(P＜0.05)，2019—2020年的增產率為8.27%，但差異未達顯著水平(P＞0.05)。由于不同采摘時期，草莓價格差異極大，顯著影響了草莓種植戶的經(jīng)濟收益，一般認為早期產果量越大，越有利于草莓種植的經(jīng)濟效益提升。圖3B為草莓早期（12月上旬—次年1月中旬）產量測定結果，PR處理較CK處理顯著提高了草莓早期的產量，且2年試驗結果均達顯著水平(P＜0.05)。

圖3 壟型土槽耦合基質栽培對草莓產量的影響

由圖3C可知，2018—2019年、2019—2020年草莓采收中期（1月下旬—3月中旬），PR處理的草莓產量均顯著大于常規(guī)對照處理(P＜0.05)。草莓采收后期主要在3月下旬—5月初，是草莓產果量最多的時期。由圖3D可知，PR處理的草莓后期產量在第1年顯著大于CK處理(P＜0.05)，而第2年略低于CK處理，且差異未達顯著水平(P＞0.05)?？傮w而言，與CK相比，PR處理對草莓具有明顯的增產作用，總產量增產率為21%，其中增產作用主要體現(xiàn)在草莓采摘早期與中期。

2.2 PR處理對草莓地上部生長與干物質量積累的影響

由表1可知，PR處理對草莓植株地上部與地下部生長具有明顯的促進作用，2018—2019年（第1年）與2019—2020年（第2年），PR處理地下部干物質量積累較CK處理分別增加49.01%與41.14%、地上部干物質量積累分別增加42.51%與38.57%、莖基寬分別增加40.65%與19.89%、株幅分別增加53.35%與10.38%，其中PR處理的莖基寬、株幅、葉面積、地上與地下部干物質量均顯著大于CK處理(P＜0.05)，另外，PR處理的株高亦大于CK處理，但差異未達顯著水平(P＞0.05)。

表1 壟型土槽耦合基質栽培對草莓地上部生長與干物重積累的影響

2.3 PR處理對草莓根系生長的影響

由圖4A可知，PR處理條件有利于草莓根系長度的提高，統(tǒng)計分析結果表明根系長度增長幅度達顯著水平(P＜0.05)，且2年試驗結果表現(xiàn)為相同的變化趨勢。由圖4B可知，PR處理的草莓根系表面積在第1年試驗中表現(xiàn)為顯著大于CK處理(P＜0.05)，第2年試驗結果顯示，雖然PR處理的根系表面積大于CK處理，但差異不顯著(P＞0.05)。

圖4 壟型土槽耦合基質栽培對草莓根系生長的影響

2.4 PR處理對草莓葉片光合作用的影響

由圖5A可知，PR處理對草莓葉片凈光合速率、胞間CO2濃度具有明顯的影響作用，PR處理下草莓葉片凈光合速率在第1年、第2年試驗期間分別較CK處理提高了9.16%、36.89%，而PR處理下的胞間CO2濃度與CK處理相比，2年分別提高了85.64%和15%。其中葉片凈光合速率在第1年差異未達顯著水平(P＞0.05)，在第2年差異顯著(P＜0.05)；而PR處理對胞間CO2濃度的影響，2年試驗結果均達顯著水平(P＜0.05)。

圖5 壟型土槽耦合基質栽培對草莓葉片光合作用的影響

3 討論

3.1 壟型土槽耦合基質栽培對草莓產量的影響

草莓是高經(jīng)濟價值的漿果樹種，其種植效益受上市時間的影響較大[13-14]。本試驗根據(jù)草莓不同上市時間對草莓進行測產。2年的結果表明，壟型土槽耦合基質栽培草莓產量較裸苗常規(guī)土壟移栽具有增產作用，尤其是早中期產量，有利于草莓生產獲得高收益。試驗期間，壟型土槽耦合基質栽培處理下草莓早、中及后期產量均顯著高于裸苗常規(guī)土壟移栽，主要因為壟型土槽耦合基質栽培處理的草莓雖然進行大田移栽的時間推遲了，但草莓通過基質缽苗寄栽，并沒有影響草莓的營養(yǎng)生長，有利于草莓生物量的積累，進而促進草莓產量形成[15]。裸苗常規(guī)土壟移栽措施進行土壤寄栽后，再進行祼苗土壟移栽，一是草莓苗受損恢復需要時間，影響了草莓的營養(yǎng)生長；二是土壟環(huán)境（稻茬板田）給草莓提供的物理與化學生長環(huán)境劣于基質環(huán)境，從而導致常規(guī)對照措施下草莓生長速率慢于壟型土槽耦合基質栽培處理，產量形成無優(yōu)勢，特別是草莓早、中期的果實產量均低于壟型土槽耦合基質栽培處理[16]。

3.2 壟型土槽耦合基質栽培對草莓農藝性狀及葉片光合作用的影響

采用壟型土槽耦合基質栽培，草莓植株地上部與地下部植株長勢均優(yōu)于常規(guī)對照處理，表現(xiàn)為壟型土槽耦合基質栽培處理的莖基寬、株高、株幅、干物重積累、根長、根系表面積等農藝性狀均優(yōu)于常規(guī)對照處理，這與錢亞明等[17]的研究結果一致。首先，傳統(tǒng)裸根移栽過程對根系有傷害，移栽后緩苗期長并且根系極易受到病菌侵染[18]，從而影響草莓營養(yǎng)生長并推遲果實上市；壟型土槽耦合基質栽培處理下草莓苗為基質缽苗移栽，對根系損傷較小，基本無緩苗期[19]，且可以提早花芽分化[20]，這也是壟型土槽耦合基質栽培處理下草莓增產的原因之一。其次，壟型土槽耦合基質栽培處理條件下，草莓栽種介質由傳統(tǒng)土壟改為土壟內嵌式基質槽，基質槽內基質較傳統(tǒng)土壟養(yǎng)分含量高，有利于植物根系對養(yǎng)分的吸收[21]，從而促進草莓根系生長、提升莖基寬等；另外，基質載體比土壤環(huán)境具有更好的保溫保濕作用，有利于草莓株高、葉面積、干物重等營養(yǎng)生長性狀指標的提升[22]。最后，光合作用是植物有機物積累的主要途徑，90%～95%的干物質均為光合作用產物[23]，植物葉片光合作用能力直接影響其生長與產量[24]，2年試驗結果表明，壟型土槽耦合基質栽培處理下植株葉片凈光合速率均高于CK，這與壟型土槽耦合基質栽培處理下草莓地上部與地下部生長均優(yōu)于常規(guī)對照的研究結果一致，主要原因在于壟型土槽耦合基質栽培處理的草莓植株生長勢較高，而高生長勢植物凈光合速率大、呼吸消耗相對較少，有利于植物體內干物質形成[25]。植株胞間CO2濃度一般與凈光合速率呈反比，因為植株高凈光合速率通常意味著需要消耗更多的CO2，這與本研究中壟型土槽耦合基質栽培處理下草莓胞間CO2濃度與凈光合速率均高于裸苗常規(guī)土壟移栽的結果有所不同，當?shù)渥銜r，草莓葉片在富CO2下光合速率會大大提高，消耗吸收光能的增幅大于因光呼吸降低而導致的吸收光能消耗的降幅，從而使過剩光能比CO2下降的少，減輕了光抑制[26]，且本研究中壟型土槽耦合基質栽培處理下基質正好能夠給草莓植株提供較常規(guī)處理更多的氮源。所以，壟型土槽耦合基質栽培處理可以通過提高草莓植株整體光合能力促進其生長。

4 結論

（1）采用壟型土槽耦合基質栽培方式，連續(xù)2年草莓產量分別較對照增產作用明顯，增產率分別達53.97%和8.27%，其中對早、中期草莓產量的提升作用均達顯著水平，分別在試驗第1年增加了0.49、6.19 t/hm2，在試驗第2年增加了0.92、4.69 t/hm2。

（2）采用壟型土槽耦合基質栽培方式下，草莓的莖基寬、地上與地下干物重、凈光合速率等性狀均優(yōu)于裸苗常規(guī)土壟移栽，表現(xiàn)為在試驗第1年和第2年分別較裸苗常規(guī)土壟移栽增加40.65%和19.89%、42.51%和38.57%、49.01%和41.14%、9.16%和36.89%。

（3）草莓壟型土槽耦合基質栽培方式，不僅有利于增加草莓早中期產量、提升草莓種植的銷售利潤，還適宜于“水稻+”模式的開發(fā)利用，推廣利用價值較大。