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*

基質槽不同高度對設施草莓生長和果實品質的影響

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. 山東農業(yè)大學園藝科學與工程學院, 山東 泰安 271018 2. 山東省創(chuàng)新發(fā)展研究院, 山東 濟南 250012

為了明確設施草莓基質栽培基質槽高度不同對草莓的植株生長情況和果實品質的影響，于2023年2月到2023年4月之間在日光溫室中分別設置了0 m（T1），0.5 m（T2），1 m（T3）三組不同高度處理。測定基質槽不同高度草莓植株生物學性狀、果實品質、光合特性、葉綠素含量等指標，探究不同高度對草莓生長和果實品質的影響。結果表明：隨著基質槽高度增加，光照強度、溫度、葉片凈光合速率增加。T3處理草莓果實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%，處理出現了旺長現象。結論為：增加基質槽高度，促進草莓植株完成從營養(yǎng)生長向生理生長的轉變，基質槽最佳高度為1 m。

設施草莓; 高度; 基質槽; 生長; 品質

草莓(Duch.）為多年生溫帶草本果樹，有“水果皇后”之美譽[1]。通過系列農業(yè)生產措施，調控環(huán)境因子等生態(tài)條件，滿足草莓生長發(fā)育的各項條件進行促成栽培[2]。草莓設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。基質栽培可以避免土傳病害，并可精準控制營養(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)現距離地面較近的基質槽的溫、光條件較差[6]，基質槽不同高度的草莓植株長勢和果實品質存在一定差異。

光照是影響設施栽培草莓生長情況和果實品質的重要因子。草莓光飽和點較低，為2萬～3萬lx，光補償點約為0.5萬lx[7]。由于溫室方位以及薄膜覆蓋等原因導致溫室內的光照與室外相比，具有光照強度減弱、分布不均、光照時數減少等問題[8]。距離棚膜越遠，光照強度越小。太陽直射光透過薄膜后，會經棚膜散射一部分，導致距離薄膜越遠，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處的光照強度高于同位置50 cm處21%～33%。溫室內透光率為73%～76%，溫室內光照強度主要會因受棚膜上的附著物質、棚內空氣情況、棚膜的老化情況及天氣情況等因素的共同影響而進一步降低[10]。光照時間和光照強度遠遠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、果實品質產生顯著不良影響。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，有利于草莓高品質高產。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

試驗于2023年2至4月在山東農業(yè)大學科技創(chuàng)新園試驗基地進行。實驗所用草莓品種為‘雪里香’。于2023年2月對草莓幼苗（每株4-5片復葉）置于日光溫室中采用椰糠作為基質進行無土栽培。培養(yǎng)期間進行常規(guī)的除草和水肥管理。植株長勢一致（每株保留7-8片復葉）后進行不同高度的處理。每15株草莓作為1組，設置3次重復，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，自然光照強度、時數相同，互不遮光。在草莓盛果期每隔7 d測定1次其生長狀況、葉片光合特征常數和葉片葉綠素含量，共測定2次。草莓成熟后進行采摘，測定其果實品質。

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含量和總葉綠素含量。

1.2.4 光合參數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)定數值。用CIRAS-II型便攜式光合系統（英國，PPsystem），對葉片的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、葉片氣孔導度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)等光合生理指標進行測定，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 果實品質測定進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。用游標卡尺來測量草莓的縱徑和橫徑，并計算草莓果實的果形指數。計算公式為：果形指數=果實縱徑/果實橫徑。采用蒽酮比色法[14]測定草莓可溶性糖含量。

1.3 數據統計分析

試驗數據采用Excel2019和SPSS17.0統計軟件進行分析(<0.05)。

2 結果與分析

2.1 日光溫室內部光照和溫濕度日動態(tài)變化

溫室內光照強度和溫濕度隨高度的增加而呈現規(guī)律的變化。從圖1和圖2中可以看出，溫室內光照強度在中午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。光照強度和溫度都隨著高度的增加而增加，濕度三組間沒有呈現規(guī)律性變化。

圖 1 第7 d日光溫室內部光照動態(tài)變化

圖 2 第14 d日光溫室內部光照動態(tài)變化

表 1 第7 d日光溫室內部溫度動態(tài)變化

備注：同列數據后不同小寫字母表示差異達顯著水平（<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日光溫室內部溫度動態(tài)變化

表 3 第7 d日光溫室內部濕度動態(tài)變化

表 4 第14 d日光溫室內部濕度動態(tài)變化

2.2 基質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)生旺長現象，具體表現為葉片由匍匐狀態(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，表現出T1>T2>T3的趨勢。

表 5 基質槽不同高度草莓植物學性狀對比

2.3 基質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左右出現光合午休現象。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。氣孔導度和胞間CO2濃度三組處理間差異不顯著。

圖3 第7 d基質槽不同高度草莓葉片光合特征常數日變化

圖 4 第14 d基質槽不同高度草莓葉片光合特征常數日變化

2.4 基質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 基質槽不同高度對葉片葉綠素含量的影響

2.5 基質槽不同高度對草莓果實品質的影響

草莓品質受栽培條件、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處理組果形指數接近于1。果實品質各項指標T1處理組均低于T2和T3處理組，進一步證明了T1處理組的植株處于旺長階段。

表 6 基質槽不同高度對草莓果實品質的影響

3 討論

植株早期生長的關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。不利的溫度條件：如氣溫驟降、低溫期的延長等會導致低溫光抑制，使得作物的生長期縮短并延遲冠層的形成，從而導致作物產量下降[17]。0 m處理組的溫度和光照強度均低于1 m和0.5 m處理組。草莓雖為弱光植物，但光照過弱，草莓出現徒長現象。適度提高高度有利于草莓從營養(yǎng)生長到生殖生長的轉變[18]，進而提高草莓品質。

曾祥國等[19]研究證明，遮陰可以降低光照強度，導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點外，凈光合速率都是1 m的最強。在夏季晴天的中午，遮陰能夠使草莓更好地進行光合作用，增加有機物的積累，降低高溫和強光對植物的傷害，避免了植株的“午休”現象[20]。適當降低高度也可以達到相同的效果。如第7 d11:00因為棚內溫度過高，導致0.5 m和1 m處理組的植株出現光合午休現象，0 m處理組其所處位置溫度較低，光照強度較0 m和0.5 m處顯著降低，導致0 m處草莓未出現光合午休現象。

岳高峰等[21]的實驗表明，隨著光照強度的降低，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，導致第14 d草莓葉片蒸騰速率未出現明顯差異。

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物質，其含量是衡量植物對光能利用能力的指標[22]。植株葉片葉綠素含量0 m處理組始終呈現增長趨勢，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，光合產物減少，逆境傷害程度加深，進而導致細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]?？赡苡捎谌豕饷{迫條件不夠，導致0 m處理組的草莓未出現葉綠素大幅降低的現象。

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量，還有助于提高草莓的果實品質[24]。果實成熟時若溫度較低，光照強度較小，會導致草莓果實積累糖分較少，口味偏酸[25]。0 m處理組草莓果實重量，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1 m的果實較佳。有相關研究認為，弱光條件下，光照強度不足，導致果實光合作用下降，提供給果實的同化物量降低，最終使得果實的品質降低[26]。0 m處理組光照強度較0.5 m和1 m處理組弱，這與侯夢媛等人發(fā)現寡照條件處理下草莓生殖生長各項指標均較CK有大幅降低[27]的現象一致。

本研究試驗表明，3種不同高度的基質槽，其光照和溫度有顯著差異。隨著高度的增加，光照和溫度呈現增長趨勢。光照和溫度條件影響草莓植株的生長，果實產量和品質。0 m處理組處于光照強度弱，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 結論

適當提高基質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，促進草莓植株完成從營養(yǎng)生長向生理生長的轉變。處于1 m高度的基質槽能較好地提高草莓果實品質，提高產量。

[1] 樊國華.不同草莓品種對水分脅迫過程的響應特性[D].蘭州:甘肅農業(yè)大學,2008

[2] 梁文衛(wèi).草莓設施栽培研究進展[J].黑龍江農業(yè)科學,2014,240(6):155-158

[3] 朱文莉,陳為蘭,吳巧玲,等.智能溫室可升降吊掛式草莓立體無土栽培技術[J].現代農業(yè)科技,2022(16):60-63

[4] 許利平,劉志泰,李超,等.四季草莓立體栽培水肥管理技術[J].河北果樹,2022,170(2):53-54,56

[5] 毛瑞璠.餐廚發(fā)酵物料在草莓基質栽培中的應用基礎研究[D].銀川:寧夏大學,2022

[6] 王春玲,宋衛(wèi)堂,趙淑梅,等.H型栽培架組合方式對光照及草莓生長和產量的影響[J].農業(yè)工程學報,2017,33(2):234-239

[7] 森下昌三,鄭宏清,葉正文.草莓——生理生態(tài)及實用栽培技術.上海:上海科學技術出版社,1993:71-77

[8] 劉長梅.不同類型日光溫室環(huán)境性能及越冬茬果菜栽培效果對比研究分析[D].銀川:寧夏大學,2022

[9] 李彥榮,阿拉帕提·塔依爾江,劉凱,等.烏魯木齊日光溫室早春光溫環(huán)境空間變化研究[J].中國蔬菜,2019(10):58-64

[10] 李樂樂,鈔錦龍,楊朔,等.不同光照強度對溫室大棚溫濕環(huán)境的影響[J].浙江農業(yè)科學,2022,63(3):517-523

[11] Wilson JW. Light interception and photosynthetic efficiency in some glasshouse crops [J]. Journal of Experimental Botany, 1992,43(248):363-373

[12] 程芳芳.寡照對大棚草莓的影響[J].農學學報,2016,6(7):90-95

[13] 趙世杰,史國安,董新純.植物生理學實驗指導[M].北京:中國農業(yè)科學技術出版社,2002

[14] 曹建康,姜微波,趙玉梅.果蔬采后生理生化實驗指導[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2007

[15] 李偉.草莓旺長的發(fā)生與調控[J].現代農村科技,2019(3):29

[16] 劉鳳生,裴孝伯,李式軍.冬草莓無土栽培技術的研究[J].果樹學報,2000,17(4):290-294

[17] Wolfe DM. Low temperature effects on early vegetative growth, leaf gas exchange and water potential of chilling sensitive and chilling tolerant crop species [J]. Ann Bot., 1991,67:205-210

[18] 柳永強.弱光對桃光合作用的影響及膜傷害機理研究[D].蘭州:甘肅農業(yè)大學,2007

[19] 曾祥國,馮小明,向發(fā)云,等.遮陰對草莓光合特性的影響[J].湖北農業(yè)科學,2010,49(11):2811-2814

[20] 顏墩煒,衛(wèi)永樂,喬琴,等.不同遮陰處理對草莓花芽分化和生長發(fā)育的影響[J].中國南方果樹,2017,46(4):138-140,144

[21] 岳高峰,韓志強,薛志偉,等.遮陰處理對草莓光合特性和產量品質的影響[J].湖北農業(yè)科學,2020,59(11):84-88

[22] Von WO, Gough S, Kanagana CG.Chlorophyll biosynthesis [J]. Plant Cell, 1995,7:1039-1057

[23] 王忠.植物生理學[M].北京:中國農業(yè)出版社,2000:432-476

[24] 張純月.溫室草莓栽培技術研究[J].種子科技,2022,40(6):53-55

[25] 張明宏.光照對溫室草莓生長發(fā)育的影響[D].烏魯木齊:石河子大學,2018

[26] Jackson DI. Environmental and hormonal effects on development of early bunch stem necrosis [J]. American Journal of Enology and Viticulture, 1991,42(4):290-294

[27] 侯夢媛,姜琳琳.寡照脅迫對設施草莓營養(yǎng)生長及生殖生長的影響[J].江蘇農業(yè)科學,2021,49(13):125-130

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

中國華能集團有限公司總部科技項目(HNKJ21-HF293);山東省果品產業(yè)技術體系項目(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