高架大棚草莓無土栽培適宜的氣象條件

本刊通訊員 馬家慶 侯梁艷 章祥玲

草莓味道甜美、甘中帶酸、風味獨特、栽培周期短、結果早。江蘇省南京市溧水區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 年溧水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。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。根系最適宜溫度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℃時只有經過短日照，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。開花結果期和匍匐莖抽生期均需12～15 h 的長日照，花芽分化期要求8～12 h 的短日照和較低溫度，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象條件分析

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2019 年12 月—2020 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：

高架無土栽培大棚白天溫度較地栽大棚顯著偏低。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。可見，高架無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防凍重點。

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。

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。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。

高架無土栽培大棚CO2濃度變化呈中午低、早晚高的凹形曲線。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。

3 環境氣象條件干預

棚內溫度條件是草莓生長的關鍵因子。正值草莓產銷兩旺的時候，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：

選擇A、B、C、D、E、F6 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。

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

兩者的補光燈采用并聯方式連接。其中40 W LED 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

補光后草莓植株長勢明顯，但生育進程無差別。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。

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。熱水循環管道增溫法和電熱線加溫是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。這些還有待未來進一步驗證。