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

（南京市溧水區氣象局，江蘇 南京 211200）

根據草莓的生長特性，對比分析在無土和有土兩種栽培方式下的棚內環境氣象要素資料，找出兩者環境氣候差異對草莓生長的影響，研究調節控制草莓無土栽培環境氣候條件的方法，促進草莓無土栽培技術推廣。

草莓；高架大棚；無土栽培；氣候條件

草莓味道甜美、甘中帶酸、風味獨特，栽培周期短，結果早、見效快。溧水地處長江三角洲下游，屬亞熱帶季風氣候，氣溫為-8～38℃，氣候溫暖，為草莓生長提供了便利條件。2012年全區設施草莓面積約有386.67 hm2，年產值近4 000萬元，已成為當地現代農業的一大亮點。溧水草莓生產均采用溫室促成栽培模式，充分利用反季節栽培模式，一般于8月下旬至9月中旬定植，元旦前大量上市，顯著提高了經濟效益。但近年來，重茬問題日益突出，溧水草莓基地的品質和產量均明顯下降。

無土栽培技術是一項新型農業技術，清潔衛生，不受季節、耕地和地域的影響，能提高水分、養分的有效利用率，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勢[1]。本課題主要根據草莓生長特性，對比分析無土和有土兩種栽培方式下棚內環境氣象要素資料，找出兩者環境氣候差異對草莓生長的影響，研究調節控制草莓無土栽培環境氣象條件的方法，并提供經濟成本參考，研究成果有助于改進草莓無土栽培技術試驗方法，分析草莓無土栽培技術量產推廣可行性。

1 草莓生長對環境氣象條件的要求

1.1 溫度

草莓對溫度適應性較強，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，10℃時形成新根，冬季-8℃會受凍害。植株生長適溫15～25℃，＞5℃開始萌芽，-1℃以下低溫和30℃以上高溫時生長受抑制，溫度降至 -10℃植株易被凍死。花芽分化必須在5～25℃時才能正常進行。在5～12℃低溫下，無論日照長短均可成花；在13～25℃只有經過短日照，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，葉片蒸發量大，喜濕，要求有充足水分供應，但怕澇。草莓現蕾前期，棚內濕度要控制在60%，利于草莓生長和抽穗現蕾；現蕾開花期，濕度控制在40%～50%，果實膨大及成熟期，濕度直接影響草莓產量和品質，以60%～70%為宜。果實大量成熟期，適度灌水是保證草莓豐產的關鍵措施之一。

1.3 光照

草莓喜光，較耐陰，對日照要求較嚴格[2]。開花結果期和匍匐莖抽生期均需12～15 h長日照，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℃以下低溫幾十到數百小時)。

2 無土栽培和地栽草莓棚內環境氣候條件分析

試驗大棚位于溧水傅家邊草莓基地內，供試品種為“紅艷”。連棟大棚棚長80 m、寬80 m、高3 m（最高頂高4.8 m），一字形基質栽培，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。以地栽大棚為對照，棚長 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月是溧水草莓產銷兩旺季節，此階段棚內氣象環境條件對草莓產量和品質影響尤為關鍵。因設備故障導致觀測資料序列短，分析僅采用2016年12月—2017年3月數據，比較分析冬季低溫時兩種栽培方式下增溫保暖效果、棚內濕度和CO2濃度變化規律。經分析，主要有以下幾點：

（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達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和日極端最低溫度均較為一致?？梢姡靖呒軣o土栽培棚內溫度總體偏低，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。

（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。本試驗中，連棟大棚基質10 cm平均地溫分別為9.7℃、10.5℃、13.4℃，平均日較差分別達5.3℃、7.9℃、7.6℃，日變化明顯大于地栽。究其原因，應為塑料薄膜和無紡布做成的栽培槽保溫效果差，且基質孔隙度大，透氣性好，和土壤相比，熱容量小，致使夜晚溫度下降時，基質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段溫差

圖1 2016年12月25日21時至2017年1月4日12時10 cm地溫小時值對比曲線

圖2 2017年1—3月日平均空氣相對濕度對比曲線

（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濕度均為83%，日平均最小相對濕度均為47%。其中高架無土栽培大棚1—3月棚內平均相對濕度分別為 87%、83%、80%，土壤平均相對濕度為 64%、84%、85%。因此啟用高架無土大棚栽培草莓時，仍需做好通風降濕工作，空氣相對濕度控制在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CO2濃度是影響草莓生長發育的重要因素。草莓花期至結果盛期對CO2的濃度需求為2 600～4 600 mg/kg。而高架無土栽培大棚內測得白天CO2平均濃度在900 mg/kg左右，距離草莓同期生長需求量還相差數倍。因此，加強系統管理，適當補充CO2氣體肥，可提高草莓光合作用，促進草莓生長。

表2 高架無土栽培草莓大棚補光試驗對比表

3 環境氣象條件干預

棚內溫度條件是草莓生長關鍵因子。冬季是草莓產銷兩旺季節，連棟大棚基質栽培環境氣溫和土溫明顯低于地栽大棚。加之棚內CO2濃度低，溧水1—2月歷年日平均日照時長僅4.4 h，棚膜透光率低嚴重影響草莓光合作用。為更好地調控無土設施草莓環境條件，使其滿足草莓生長發育需要，本課題開展了增溫和補光對比試驗，設計思路如下：

（1）選擇 A、B、C、D、E、F 6 個試驗區（A、B、C 為裝有加溫設備的一字形大棚3棟，D、E、F為未裝有加溫設備的雙一字形大棚3棟，E、F兩個試驗區為空白試驗），總面積1 680 m2。

（2）A、B、C區安裝生物質燃燒機，在每條栽培帶下面敷設塑料管，通過塑料管輸送熱風給基質和根系加熱。

（3）兩者的補光燈采用并聯方式連接。其中LED 40 W植物生長燈A試驗區18盞，C試驗區20盞；C、D試驗區安裝40 W防爆白熾燈。安裝定時器，補光時間設置為18:00～22:00，每天補光4 h，陰雨天，除晚上補光4 h外，白天也要進行適量補光。

4 試驗結果

（1）補光后草莓植株長勢優勢明顯，但生育進程無差。白熾燈等傳統人工光源光譜能量分布固定，光質、光強無法調控，真正用于光合作用的有效光照小，發熱大，耗能高，壽命短，不符合作物生長需求。按照作物光合作用所需光譜專門設計的作物生長專用LED燈，能效比更高。燈具結構更適合溫室大棚內使用，光譜、光質易于調整，可適用于草莓不同生長階段，且綜合長期使用成本較白熾燈低（表2）。

（2）因連棟大棚空間大，利用熱風循環管道加熱法保溫增溫效果并不理想。

據資料查證，熱水循環管道增溫法和電熱線加溫是更被普遍采用的設施大棚增溫法。日本的一項研究表明:利用電熱線對短縮莖局部加溫至4℃，可在降低成本的同時增加產量。這些還有待于未來進一步驗證。

[1]森下昌三，鄭宏清，葉正文.草莓——生理生態及實用栽培技術[M].上海：上?？茖W技術出版社，1993.

[2]董靜，張運濤，王桂霞，等.日光溫室基質栽培對“紅顏”草莓品種生長發育的影響[J].西北農業學報，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，從事氣象災害防御工作。

2017-09-05）