第 11 卷 第 4 期 農(nóng) 業(yè) 工 程 Vol 11 No 4 2021 年 4 月 Agricultural Engineering Apr 2021 收稿日期 2020 12 30 修回日期 2021 02 22 基金項(xiàng)目 陜西省科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃一般項(xiàng)目 2020NY 051 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院校企合作研發(fā)項(xiàng)目 A2019050 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院草莓 產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范基地項(xiàng)目 作者簡(jiǎn)介 楊振華 碩士 副教授 主要從事設(shè)施草莓標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)的研究及推廣工作 E mail 478548425 qq com 在線(xiàn)投稿 www d1ae com 不同水肥供應(yīng)水平對(duì)設(shè)施無(wú)土栽培草莓 生長(zhǎng)及水分利用率的影響 楊振華 王 鋒 張 迪 張 雯 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 楊凌 712100 摘 要 為了探索適宜陜西關(guān)中氣候特點(diǎn)的立體草莓栽培苗期水肥供給最佳濃度組合 以 A 字型 3 層槽裝填無(wú)土 栽培基質(zhì) 草炭 蛭石 無(wú)機(jī)鹽 1 2 1 為栽培體系 以 2 個(gè)基質(zhì)含水量 W 1 W 2 3 個(gè)水溶肥濃度 F 1 F 2 F 3 組成的 W 1 F 1 W 1 F 2 W 1 F 3 W 2 F 1 W 2 F 2 W 2 F 3 及 CK 清水 基質(zhì)水分含量 100 處理 研究在草莓立體栽 培槽架中 不同梯度處理水肥供給對(duì)植株生長(zhǎng) 干物質(zhì)積累及水分利用率的影響 研究結(jié)果表明 W 1 F 2 基質(zhì)含水 量 30 水溶肥濃度 0 1 在保障植株正常營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)情況下 未造成植株徒長(zhǎng) 地下部分干物質(zhì)積累較多 根冠比 大于高水肥灌溉模式 關(guān)鍵詞 草莓 無(wú)土栽培 水分利用率 設(shè)施農(nóng)業(yè) 中圖分類(lèi)號(hào) S668 4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095 1795 2021 04 0128 04 Effects of Different Water and Fertilizer Supply Levels on Growth and Water Use Efficiency of Strawberry under Soilless Cultivation in Greenhouse YANG Zhenhua WANG Feng ZHANG Di ZHANG Wen Yangling Vocational and Technical College Yangling Shaanxi 712100 China Abstract In order to explore the best concentration combination of water and fertilizer supply for three dimensional strawberry cultivation in Guanzhong Shaanxi Province soilless culture medium peat vermiculite inorganic salt 1 2 1 was used as culture system W 1 F 1 W 1 F 2 W 1 F 3 W 2 F 1 W 2 F 2 W 2 F 3 and CK clear water 100 water content of substrate were treated with two water contents W 1 W 2 and three water soluble fertilizer concentrations F 1 F 2 F 3 effects of different gradient treatment on plant growth dry matter accumulation and water utilization rate were studied in the three dimensional culti vation of strawberry esults showed that W 1 F 2 30 water content in the substrate and 0 1 water soluble fertilizer concen tration did not cause excessive plant growth accumulated more dry matter in the underground part and root shoot ratio was higher than that of high water and fertilizer irrigation mode Keywords strawberry soilless cultivation water use efficiency facility agriculture 0 引言 隨著設(shè)施草莓產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展 立體栽培形式 逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)平面栽培成為設(shè)施草莓高效生產(chǎn)的新方 向 立體無(wú)土栽培具有單位面積生產(chǎn)效率高 果品質(zhì) 量好和田間勞作省力等特點(diǎn) 但是 在 9 10 月的草 莓苗期 設(shè)施內(nèi)晝夜溫濕度差異大 草莓植株對(duì)水肥 利用率各不相同 嚴(yán)格控制無(wú)土栽培水肥灌溉管理 可直接影響到草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化 降低 因高溫高濕基質(zhì)環(huán)境引發(fā)根腐病的發(fā)病率 探索設(shè)施 草莓無(wú)土栽培基質(zhì)最佳含水量和補(bǔ)肥措施是立體栽培 關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的重中之重 是推進(jìn)陜西關(guān)中地區(qū)草莓 產(chǎn)業(yè)朝著集約化 規(guī)?；l(fā)展的基礎(chǔ) 1 5 1 試驗(yàn)?zāi)康?為了探索適宜陜西關(guān)中氣候特點(diǎn)的立體草莓栽培 水肥灌溉最佳濃度組合 本試驗(yàn)以 A 字型 3 層槽 裝填無(wú)土栽培基質(zhì) 草炭 蛭石 無(wú)機(jī)鹽 1 2 1 為栽培體系 研究在 A 字型草莓栽培槽架中 不 同梯度水肥管理對(duì)植株生長(zhǎng) 干物質(zhì)積累及水分利用 楊振華 等 不同水肥供應(yīng)水平對(duì)設(shè)施無(wú)土栽培草莓生長(zhǎng)及水分利用率的影響 率的影響 篩選出立體栽培最佳水肥管理體系 為立 體栽培草莓生產(chǎn)精量水肥管理應(yīng)用提供依據(jù) 2 材料與方法 2 1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)在楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范基 地內(nèi)進(jìn)行 紅顏草莓品種三葉一心定植到 A 型槽 架 株距 15 cm 栽培槽架 圖 1 主體框架為鋼 結(jié)構(gòu) 共有 3 層 頂層 1 排栽培槽 中層及底層左 右兩側(cè)栽培架各安裝 2 排栽培槽 栽培槽直徑 0 2 m 滴灌頭插入每個(gè)草莓植株根系周?chē)?槽底部有 排水裝置 試驗(yàn)在坐北朝南的冬暖日溫室 北緯 34 16 東經(jīng) 108 4 中進(jìn)行 溫室東西長(zhǎng) 100 m 南北跨度 12 m 每個(gè)槽架間距 1 5 m 總共擺放 30 架 圖 1 立體栽培槽架 Fig 1 Three dimensional cultivation trough frame 2 2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)在苗期定植 7 d 緩苗結(jié)束后 2019 年 9 月 5 日 開(kāi)始 至 40 顯蕾期結(jié)束 2019 年 10 月 15 日 設(shè)置 3 個(gè)水肥濃度梯度 雅冉平衡水溶肥 N P K 15 16 17 TE MgO 濃度梯度分別 為 F 1 0 05 F 2 0 1 和 F 3 0 2 設(shè) 置 3 個(gè)肥水滴管水平 W 1 低水 基質(zhì)水分含量 30 W 2 高水 基質(zhì)水分含量 70 CK 清 水 基質(zhì)水分含量 100 利用水分檢測(cè)儀 托 普云 TZS 2X G 型土壤水分記錄儀 對(duì)基質(zhì)進(jìn)行實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)記錄 基質(zhì)水分含量保持各個(gè)處理水平上 試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì) 共 6 個(gè)處理 每個(gè)處 理 3 個(gè) 重 復(fù) 即 W 1 F 1 W 1 F 2 W 1 F 3 W 2 F 1 W 2 F 2 W 2 F 3 及 CK 各處理采用單獨(dú)的貯液滴灌系 統(tǒng) 通過(guò)計(jì)時(shí)器控制水流量 6 9 2 3 測(cè)定項(xiàng)目及指標(biāo) 2 3 1 溫室環(huán)境因子 在日光溫室內(nèi)安裝智能化物連設(shè)備 彭云物 聯(lián) 每隔 2 min 采集 1 次設(shè)施內(nèi)溫度 相對(duì)濕度 并將氣象因子數(shù)據(jù)傳送到手機(jī)端進(jìn)行保存 2 3 2 植株生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定及根腐病調(diào)查 顯蕾 40 2019 年 10 月 15 日 時(shí)開(kāi)始統(tǒng)計(jì)每 個(gè)處理生長(zhǎng)指標(biāo) 測(cè)定草莓植株株高 莖粗 每處理 隨機(jī)取出 6 株 分根 莖 葉進(jìn)行清洗稱(chēng)量 置于 105 殺青 然后 75 烘干至恒質(zhì)量 計(jì)算干鮮質(zhì) 量和根冠比 定植 7 d 至現(xiàn)蕾期統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的根腐 病發(fā)病率 2 3 3 耗水量測(cè)定 測(cè)定 A 型立體栽培槽架 3 個(gè)層面逐日的耗水 量變化 每天上午 9 00 稱(chēng)取基質(zhì)和草莓植株的總質(zhì) 量 安裝水表記錄每天單個(gè)基質(zhì)槽的灌溉量 稱(chēng)取單 個(gè)基質(zhì)槽的回水量 采用水量平衡法測(cè)定草莓的耗水 量 水量平衡法的基本原理是根據(jù)計(jì)算區(qū)域內(nèi)水質(zhì)量 的收入和支出的差額來(lái)推算作物蒸發(fā)蒸騰量 水量平 衡方程如式 1 所示 10 ET G I B 1 式中 ET 草莓蒸發(fā)蒸騰量 kg 株 d 1 G 植株和基質(zhì)總質(zhì) 量 變 化 差 值 kg 株 d 1 I 灌溉量 kg 株 d 1 B 回水量 kg 株 d 1 水分利用效率 WUE kg m 3 計(jì)算公式為 WUE Y ET 2 式中 Y 干物質(zhì)產(chǎn)量 kg hm 2 3 結(jié)果分析 3 1 植株定植到顯蕾前溫室內(nèi)日平均溫濕度變化 設(shè)施內(nèi)環(huán)境儀器記錄的溫濕度變化如圖 2 所示 在植株緩苗期到顯蕾期日平均溫度 14 6 27 5 平均空氣相對(duì)濕度 22 3 64 4 夜間平均溫度 9 3 16 25 平均空氣相對(duì)濕度 73 2 100 據(jù)統(tǒng)計(jì) 設(shè)施內(nèi) 15 累計(jì)以下 280 h 但根據(jù)草莓花 芽分化對(duì)環(huán)境的要求 溫度在 5 15 的時(shí)間 200 h 時(shí) 有利于花芽分化和花芽?jī)?nèi)源的形成 921 農(nóng)業(yè)工程 農(nóng)學(xué)與生物技術(shù) 圖 2 溫室內(nèi)晝夜平均溫濕度 Fig 2 Average temperature and humidity of day and night in greenhouse 3 2 不同灌溉水平處理對(duì)植株生長(zhǎng)影響 不同灌溉水平處理對(duì)植株生長(zhǎng)的影響如圖 3 所 示 W 1 W 2 兩個(gè)水平下 6 個(gè)處理的莖粗和株高都高 于 CK 100 土壤飽和濕度的根腐病發(fā)病率最大 高 出 W 1 F 3 處理 3 倍 W 2 水平下 3 個(gè)處理的植株高度 和根腐病發(fā)病率高于 W 1 莖粗都小于 W 1 這說(shuō)明高 水分下的草莓植株在同一設(shè)施環(huán)境溫濕度條件下 營(yíng) 養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛 易于徒長(zhǎng) 高水分在高溫環(huán)境更易誘發(fā) 根腐病害發(fā)生 W 1 水平下 3 個(gè)處理的株高與根腐病 發(fā)病率小于 W 2 水平的 3 個(gè)處理 但莖粗高于 W 2 水 平 對(duì)比低水 W 1 中 3 個(gè)處理 W 1 F 2 中莖粗與兩個(gè) 處理存在差異且與 W 1 F 1 差異顯著 根腐病發(fā)病率無(wú) 差異 W 1 F 2 的株高最大為 21 99 cm W 1 F 2 處理下 株型相比其他處理農(nóng)藝性狀較大 是相對(duì)理想的高產(chǎn) 性矮壯株型 圖 3 不同灌溉水平處理對(duì)植株生長(zhǎng)的影響 Fig 3 Effects of different irrigation levels on plant growth 根冠比是反應(yīng)植株健壯的重要指標(biāo) 它的大小反 映了植株地下部分和地上部分的相關(guān)性 根冠比大說(shuō) 明根系發(fā)達(dá) 對(duì)養(yǎng)分利用率高 促進(jìn)根部向莖部的養(yǎng) 分運(yùn)輸 促進(jìn)植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng) 不同灌溉處理對(duì)植株根 冠比的影響如圖 4 所示 6 個(gè)處理的根冠比都高于 CK 處理 其中 W 1 F 2 高出 CK 值 25 且差異顯著 于其他 5 個(gè)處理 3 3 不同灌溉處理對(duì)水分利用率的影響 植株的水分利用率是衡量植物對(duì)水分吸收利用的 重要指標(biāo) 采用水肥一體化的管理模式 分析植株水 分利用率 可減少水肥的資源浪費(fèi) 同時(shí)精量的水分 供給可減少蒸發(fā) 降低設(shè)施內(nèi)空氣相對(duì)濕度 10 13 從圖 5 分析 兩個(gè)水分水平下 6 個(gè)處理的水分利用效 圖 4 不同灌溉處理對(duì)植株根冠比的影響 Fig 4 Effects of different irrigation treatments on root shoot ratio 率顯著高于 CK 其中 W 1 F 2 水分利用率高于 CK 45 36 而 W 1 低水分水平下 3 個(gè)處理水分利用率 高于 W 2 的 3 個(gè)處理 不同水平下的水分利用率隨著 灌溉量的增多而降低 結(jié)合植株健壯程度和根腐病發(fā) 病率的因素 推薦 W 1 F 1 W 1 F 2 供水水平 適當(dāng)?shù)牡?水供給有利于植株的水分利用 圖 5 不同灌溉處理對(duì)水分利用率的影響 Fig 5 Effects of different irrigation treatments on water use efficiency 4 結(jié)論 研究表明 草莓植株生長(zhǎng) 花芽分化及果實(shí)生長(zhǎng) 呈單 S 型生長(zhǎng)曲線(xiàn) 具有明顯的增長(zhǎng)特征 必須進(jìn)行 跟蹤觀(guān)測(cè)分析研究 得出精細(xì)化水肥管理方案 14 16 草莓植株在低水分脅迫情況下 植株的生長(zhǎng)受抑制 節(jié)間較短 在適量的基質(zhì)含水量條件下 植株生長(zhǎng)正 常 莖粗開(kāi)始增粗 逐漸向壯苗轉(zhuǎn)變 由此可見(jiàn) 水 分對(duì)植株高度 莖粗的影響明顯增強(qiáng) 使植株生長(zhǎng)健 壯 緩苗結(jié)束后的草莓植株對(duì)水肥非常敏感 高水肥 高溫條件容易造成植株徒長(zhǎng) 從而抑制草莓植株生殖 生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化 花芽分化推遲 花朵數(shù)少 影響產(chǎn)量 W 1 F 2 基質(zhì)含水量 30 水溶肥濃度 0 1 在保 障植株正常的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)情況下 未造成植株徒長(zhǎng) 地 下部分干物質(zhì)積累較多 根冠比大于高水肥灌溉模 式 根系在 W 1 低水 基質(zhì)環(huán)境中水分利用率高于 W 2 高水 原因是根系有向水性和向肥性 適當(dāng)?shù)?缺水少肥可以促進(jìn)根系鍛煉發(fā)育衍生 根在低水環(huán)境 031 楊振華 等 不同水肥供應(yīng)水平對(duì)設(shè)施無(wú)土栽培草莓生長(zhǎng)及水分利用率的影響 下的干物質(zhì)積累高于高水環(huán)境 因此 低肥低水供給 不僅能提高植株水分利用率 還節(jié)約水資源 這與呂 清海研究相近 17 參考文獻(xiàn) 1 魏莎莎 孫軍波 李清斌 等 大棚草莓立體栽培最優(yōu)層數(shù)栽 培槽選擇研究 J 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào) 2020 10 11 59 64 WEI Shasha SUN Junbo LI Qingbin et al Optimization of lay ers of stereoscopic cultivation for strawberry in greenhouse J Jour nal of Agriculture 2020 10 11 59 64 2 陳建生 唐拴虎 徐培智 等 控釋肥料氮素釋放規(guī)律及其對(duì) 葉菜類(lèi)蔬菜生長(zhǎng)的影響 J 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 2004 3 135 137 CHEN Jiansheng TANG Shuanhu XU Peizhi et al Study on the nitrogen release dynamics of controlled release fertilizer and its effects on quality and yield of leafy vegetables J Chinese Agricul tural Science Bulletin 2004 3 135 137 3 遲偉 王榮富 張成林 遮蔭條件下草莓的光合特性變化 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2001 12 4 566 568 CHI Wei WANG ongfu ZHANG Chenglin Changes of photo synthetic characteristics of strawberry leaf under shading J Chi nese Journal of Applied Ecology 2001 12 4 566 568 4 程智慧 孟煥文 OLFE Stephen A 等 水分脅迫對(duì)番茄葉 片氣孔傳導(dǎo)及光合色素的影響 J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 2002 6 93 96 CHENG Zhihui MENG Huanwen OLFE Stephen A et al Im pact of water stress on stomata conductance and photosynthetic pig ment content in tomato plant J Journal of Northwest Sci Tech University of Agriculture and Forestry Natural Science Edition 2002 6 93 96 5 柴如山 牛耀芳 朱麗青 等 大氣 CO 2 濃度升高對(duì)農(nóng)產(chǎn)品 品質(zhì)影響的研究進(jìn)展 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2011 22 10 2 765 2 775 CHAI ushan NIU Yaofang ZHU Liqing et al Effects of de vated CO 2 concentration on the quality of agricultural products a re view J Chinese Journal of Applied Ecology 2011 22 10 2 765 2 775 6 陳修斌 潘林 王勤禮 等 溫室番茄水肥耦合數(shù)學(xué)模型及其 優(yōu)化方案研究 J 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2006 13 3 138 141 CHEN Xiubin PAN Lin WANG Qinli et al Water fertilizer coupling effects and its optimization in greenhouse tomato production J Journal of Nanjing Agricultural University 2006 13 3 138 141 7 董潔 不同施肥處理對(duì)大棚番茄養(yǎng)分吸收影響的研究 D 楊 凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009 DONG Jie Study on the effect of different fertilizer treatment of nu trients uptake on tomato in plastics greenhouse D Yangling Northwest A F University 2009 8 杜社妮 白崗栓 梁銀麗 灌溉方式對(duì)黃瓜生長(zhǎng) 產(chǎn)量及水分 利用效率的影響 J 浙江大學(xué)學(xué)報(bào) 農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版 2010 36 4 433 439 DU Sheni BAI Gangshuan LIANG Yinli Effects of irrigation 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2017 FENG Zaiqi Study on effects of different irrigation amount on growth and soil environment of wintering tomato in greenhouse D Yangling Northwest A F University 2017 13 高艷明 李建設(shè) 曹云娥 日光溫室番茄滴灌營(yíng)養(yǎng)液土培試驗(yàn) 研究 J 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2006 15 6 121 126 GAO Yanming LI Jianshe CAO Yune Study on the fertigation of tomato soil culture by drip irrigation in greenhouse J Acta Agri culturae Boreali Occidentalis Sinica 2006 15 6 121 126 14 黃敏 段軍波 周開(kāi)來(lái) 等 典型設(shè)施環(huán)境條件對(duì)土壤活性有 機(jī)碳及腐殖物質(zhì)碳的影響 J 環(huán)境科學(xué)研究 2017 30 11 1 706 1 714 HUANG Min DUAN Junbo ZHOU Kailai et al Effects of typi cal greenhouse factors on labile organic carbon and humus substance carbon in soil J esearch of Environmental Sciences 2017 30 11 1 706 1 714 15 賀會(huì)強(qiáng) 陳凱利 鄒志榮 等 不同施肥水平對(duì)日光溫室番茄 產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué) 版 2012 40 7 135 140 HE Huiqiang CHEN Kaili ZOU Zhirong et al Effects of differ ent fertilization levels on yield and quality of greenhouse tomato J Journal of Northwest A F University Natural Science Edition 2012 40 7 135 140 16 羅亞勇 趙學(xué)勇 黃迎新 等 植物水分利用效率及其測(cè)定方 法研究進(jìn)展 J 中國(guó)沙漠 2009 29 4 648 655 LUO Yayong ZHAO Xueyong HUANG Yingxin et al esearch progress on plant water use efficiency and its measuring methods J Journal of Desert esearch 2009 29 4 648 655 17 呂清海 不同水肥供應(yīng)水平下溫光對(duì)番茄生長(zhǎng)及產(chǎn)量和水肥利 用率的影響 D 楊凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019 LV Qinghai Effects of temperature and light on the growth and yield of tomato and utilization rate of fertilizer with water under different water and fertilizer supply levels D Yangling Northwest A F University 2019 131