草莓高架栽培耗水量與環境因子相關性研究

岳煥芳，孟范玉，王俊英，胡瀟怡，安順偉，徐厚成，王志平

（北京市農業技術推廣站，北京100029）

草莓外形美觀、營養豐富、口感酸甜，深受消費者喜愛，栽培面積逐年增加，2016年，世界草莓的栽培面積達到30萬 hm2[1]，我國草莓播種面積約11.33萬 hm2，2017年，北京草莓種植面積為701.3 hm2[2]。但是，草莓栽培勞動強度大，連作障礙嚴重，這些問題影響了草莓的收益。

高架栽培是一種新型的栽培模式，選用草炭等作為栽培基質，變平地種植為立體種植，可以有效減少勞動強度和用工量[3]，降低病蟲害發病率，增加果實品質，在草莓種植中的應用越來越廣泛[4，5]。盧佳俊等[6]研究了草莓高架栽培中混合基質的水分分布特點，劉璇、宗靜和石光農等[7-9]總結了日光溫室草莓高架栽培技術，提出根據草莓的水分需求進行灌溉管理，對于草莓生產具有重要的意義。路河[10]總結了土壤栽培條件下日光溫室草莓生產需水規律，毛軍等[11]采用蒸滲儀法對傳統栽培模式下設施草莓的耗水規律進行了摸索。但是，目前國內關于高架栽培模式下草莓耗水規律的研究較少，為了摸索高架栽培草莓的耗水規律，并分析氣象因子和耗水量之間的相關性，試驗采用水量平衡法研究日光溫室高架栽培草莓耗水規律，以期利用氣象因子指導灌溉，實現高架栽培草莓灌溉自動化、機械化的科學管理。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地設在北京市昌平區東營草莓園。東經116.23°、北緯40.22°，在日光溫室內開展試驗。供試草莓品種為“紅顏”，采用育苗移栽方式，8月31日定植，5月21日拉秧。采用草炭混配基質，株距為18 cm，植株密度約為7680株/667 m2。

1.2 試驗方法

采用水量平衡法測定草莓的耗水量[12]，水量平衡法的基本原理是根據計算區域內水重的收入和支出的差額來推算作物蒸發蒸騰量，水量平衡方程見式（1）。

式中，ET為草莓蒸發蒸騰量，kg/(株·d)；

△G為植株和基質總的重量變化差值，kg/(株·d)；

I為灌溉量，kg/(株·d)；

B 為回水量 kg/(株·d)。

1.3 測定項目及指標

測定草莓逐日的耗水量變化：（1）每天上午9：00稱取基質和草莓植株的總質量；（2）安裝水表記錄每天單個基質槽的灌溉量；（3）稱取單個基質槽的回水量。

在日光溫室內安裝HOBO氣象站，每隔10 min采集一次溫度、相對濕度、光輻射等氣象因子數據，將耗水量與氣象因子進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 日光溫室高架栽培草莓耗水規律

2.1.1 日光溫室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量

圖1為日光溫室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量，從圖中可以看出，草莓在花芽分化期、越冬期和開花結果期日均耗水量分別為 71.9、58.1、74.8 mL/(株·d)，日均耗水量在開花結果期最高。

圖1 日光溫室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量Fig.1 Average daily water consumption of elevated strawberry cultivation at each growth stage

2.1.2 日光溫室高架栽培草莓日均耗水量動態變化

圖2為日光溫室高架栽培草莓日均耗水量的動態變化。從圖中可以看出草莓整個生育期呈現U型變化趨勢，耗水量在越冬期變小，在開花結果期再增大，日均耗水量最大值出現在開花結果期，為150 mL/(株·d)，整個生育期平均日耗水量為64.6 mL/(株·d)。

圖2 日光溫室高架栽培草莓日均耗水量動態變化Fig.2 Dynamic variation of daily water consumption of elevated strawberry cultivation

2.2 日光溫室高架栽培草莓氣象因子變化趨勢

圖3為日光溫室高架栽培草莓整個生育期氣象因子變化趨勢。從圖中可以看出累積光輻射能和日平均溫度呈現U型變化，空氣相對濕度呈現倒U型，累積光輻射能變化范圍為121.8～2816.3 J/cm2，4～5月份日累積光輻射能最高，12～1月份最低，這與草莓耗水量的變化趨勢一致。日平均溫度變化范圍為10.1～34.3℃，4～5月份日均溫度最高，整個生育期最低溫度為7.3℃，出現在2018年3月18日?？諝馄骄鄬穸茸兓秶鸀?5.3%～96.4%，11～2月份之間空氣相對濕度較大。

圖3 日光溫室高架栽培草莓整個生育期氣象因子變化趨勢Fig.3 The change of meteorological factors in the whole growing period of elevated strawberry cultivation

2.3 草莓耗水量和氣象因子的相關性模型

表1 草莓日均耗水量與氣象因子之間的相關性Table 1 Correlation between daily average water consumption and meteorological factors of strawberry

對草莓的耗水量與日累積光輻射能、日均溫度和日均空氣相對濕度進行相關性分析，從表1可以看出草莓耗水量和累積光輻射能呈現正相關，和日均溫度也呈現正相關，和日均濕度則呈現負相關，其中，耗水量和累積光輻射能相關性最強，累積光輻射能、日均溫度和日均空氣相對濕度之間也存在顯著相關性，表明各個氣象因子之間互相影響。同時將草莓耗水量作為因變量，各個氣象因子作為自變量，使用SPSS進行線性回歸分析，得到了多元線性模型，見式（2）。

其中，ET 為草莓日均耗水量，mL/(株·d)；

X為累積光輻射能，J/cm2；

Y為日均溫度，℃；

Z為日均濕度，%。

3 討論

研究日光溫室高架栽培草莓全生育期耗水規律，對于指導高架栽培模式下的草莓灌溉具有重要意義。采用水量平衡法摸索出高架栽培草莓的整個生育期日均耗水量為64.6 mL/(株·d)，整個生育期耗水量呈U型變化，這與毛軍等[11]研究結果一致。本試驗對草莓整個生育期的氣象因子進行了匯總分析，得出變化規律，對每個氣象因子的極值和平均值進行總結，為草莓生產積累提供指導。對耗水量和氣象因子進行相關性分析，得出累積光輻射能和作物耗水量相關性最強，這和前人在其他作物上的研究結果一致[12-14]，所以，在指導草莓灌溉時，一方面需要根據草莓不同生育期的耗水量進行水分供給，在花芽分化期和開花結果期提高灌溉量；同時要充分考慮光照的影響，根據天氣情況，適時調整每天的灌溉策略。本試驗還建立了基于氣象因子的日光溫室高架栽培草莓耗水經驗模型，即ET=0.288X+0.333Y-0.096Z，一方面可以根據氣象因子預測草莓耗水量[15，16]，還可以根據此經驗模型，設計智能灌溉系統，實現灌溉的自動化和智能化。