赵 根,邱 芬,陈丽萍,韩明丽,郑鹏华
(1.湖州市农业科学研究院,浙江 湖州 313000;2.湖州市南太湖现代农业科技推广中心,浙江 湖州 313000 )
草莓(Fragaia×ananassa Duch.)为蔷薇科(Rosaceae)草莓属(Fragaria),果实色泽鲜艳、风味独特,富含维生素C,是一种高档的浆果,被人们誉为“水果皇后”,是大众所喜爱的营养价值丰富的时令水果。 随着草莓需求的不断增长,以及观光农业、都市农业的兴起及其经济效益的不断提高,草莓成为了设施栽培的最佳品种,尤其是在观光农场,草莓种植成了一个必不可少的项目,为了满足生产以及观光的需要,其栽培模式也越来越多样化[1-4]。
随着无土栽培技术的快速发展,尤其是休闲观光农业的发展,草莓的无土栽培模式在设施草莓生产中得到示范应用。草莓实施保护地无土栽培,在克服土传病虫害和连作障碍,减少农药用量,生产无公害果品等方面具有土壤栽培无可比拟的优越性,可以实现草莓的绿色生产,提高草莓的产量、品质、效益,为市民提供休闲采摘、体验收获的乐趣,在现代都市休闲观光农业园区中发展潜力颇大。现将从基质栽培模式、水培模式、气雾栽培模式方面介绍几种较常见的无土栽培模式及其栽培基质与营养液的适用配方与调控技术。
草莓的基质栽培模式多种多样,根据不同的栽培构架与容器,可分为高架槽式栽培、基质袋式栽培、立柱式栽培、盆栽等栽培方式,其中高架槽式栽培运用最为广泛 。
1.1.1 草莓高架槽式栽培
草莓高架槽式栽培是将基质装入一定容积的架空的栽培槽中用以种植草莓。目前草莓高架槽式栽培在农业观光园、采摘园中得到广泛运用,根据不同的构架可分为单层高架槽式栽培、阶梯错层槽式栽培(图1)、A型支架槽式栽培。栽培槽材料目前应用较为广泛的有成型泡沫板、铁丝网、PVC管等,为了防止铁丝网槽渗漏基质,通常在槽底部铺1~2层塑料薄膜。栽培槽规格一般为上宽30 cm、底宽20 cm、高25 cm左右。A型支架槽式栽培的支架材料多采用方钢或者镀锌钢管,支架高度设置为140~160 cm,层数设计为2~4层,宽度和间距一般根据支架类型以及温室大小、观光需求等进行布置,采用A型支架槽式栽培每667 m2可超过1万株草莓。单层栽培架材料一般采用C型钢骨架或者镀锌钢管,支架高度设置为70 cm左右,宽度根据生产实际需要调节,大多为单排或双行的平行栽培方式,支架间距为50~70 cm,株距为20~25 cm,每667 m2定植草莓约4 500~6 000株。高架槽式栽培的草莓植株生长在同一平面,比较整齐,方便作业与采收,产量也较为稳定[5]。草莓高架槽式栽培适用于单体大棚、连栋大棚、玻璃温室等栽培设施,是目前国内用于规模生产、休闲观光农业最多的无土栽培模式。
图1 阶梯错层槽式栽培
1.1.2 草莓基质袋式栽培
草莓基质袋式栽培主要以枕式栽培为主(图2),即用塑料膜包裹基质,以滴灌形式供给营养液的一种基质栽培模式。一般基质栽培袋长度为70 cm、宽度为30 cm左右。在基质袋上开定植孔,以及在基质袋的底部开2~3个小孔,以便于多余营养液能从孔中渗出,一般不做回流重复使用。这种栽培模式构建简单,投资成本较低,适用于单体大棚、连栋大棚、玻璃温室等各种栽培设施,但由于目前国内草莓专用基质袋成品开发较少,种植户需要自行装袋、开孔,比较繁琐,所以目前国内选用槽式栽培较多,草莓袋式栽培主要用于休闲观光、生产示范、科研试验等。
1.1.3 草莓立柱式栽培
草莓立柱式栽培是以成型的栽培柱以及混合基质或珍珠岩或陶粒等为载体,以滴灌形式供应营养液的一种基质栽培模式。目前常见的立柱栽培方式主要有2种:一种是以PVC为栽培柱,在管壁上进行螺旋状开孔,并做成耳状突出,用于栽培草莓;另一种由15 cm见方的水泥墩和直径为0.25~0.3 cm的铁管形成立柱,采用5或6个瓣体的塑料栽培钵并将其错开叠放在立柱上,串成柱形,在柱子顶部安装滴液盒,往栽培钵内装入陶粒或珍珠岩或配好的混合基质,于花瓣状栽培钵内种植草莓(图3)。营养液通过水泵到达滴液盒,再依次顺流而下进入每个栽培钵,最后回流到营养液池,形成循环利用。这样,在不影响平面受光的情况下大大提高了空间利用率,还可以形成植物迷宫,观光效果非常好。由于受高度以及观光效果等的影响,草莓立柱式栽培一般选用连栋大棚、玻璃温室,主要以休闲观光为主。
1.1.4 草莓盆栽
草莓盆栽模式一般选用口径为20~30 cm的塑料盆,以混合基质作为栽培介质,以滴灌形式供给营养液(图4)。该模式具有以下几种优势:苗期可以集中管理,移动方便;可以搭建栽培架形成立体栽培模式;销售模式多样化,可以观光采摘,也可以整盆销售;可以在家庭、办公室的阳台、窗台、露台等地种植,让消费者体验种植与收获的乐趣,迎合了大众希望回归自然的愿望。同时,盆栽草莓既可以食用,又可以观赏,花果持续时间长,12月至第2年5月期间不断有草莓开花结果。因此,该模式深受城市居民的喜欢,是草莓种植的一条新路子。
图2 草莓基质袋式栽培
图3 草莓立柱式栽培
目前草莓水培模式主要以管道化栽培为主,管道化栽培是以PVC管道为栽培载体,营养液通过水泵从营养液池进入栽培管再流回营养液池的循环流动的栽培模式(图5)。在PVC管道上打孔(直径为5 cm),将草莓用海绵直接固定于孔上。这种栽培模式对营养液的控制要求较高,需要准确控制营养液的温度、浓度及酸碱度以保证植株正常生长发育,在东南亚等温度相对稳定的地方运用较多。管道作为栽培的载体,其构建形式多样,如简易高架栽培模式、人字形的栽培模式以及家庭型迷你栽培系统等,可以提高其观赏性。目前国内采用管道化栽培模式规模生产草莓的较少,主要用于休闲观光、科普教育、展示示范等,可以在家庭阳台、单体大棚等保护设施下栽培。
随着气雾栽培技术的成熟及快速推广,其在草莓科研、生产上运用越来越多,目前主要有人字形、拱棚式、立柱式等气雾栽培方式。
1.3.1 草莓人字形气雾栽培
人字形气雾栽培模式是以泡沫板为载体,在其上面打孔种植草莓,营养液以喷雾的形式供应给草莓根部。一般在底部建宽100~120 cm、深度20 cm左右的水槽,长度根据场地而定,上用镀锌钢管搭建人字形架,顶角不宜超过60°,高度一般不超过180 cm,用以支撑泡沫栽培板,在人字形架上安装迷雾喷头,均匀分布,防止死角,外面用2块泡沫板对立锁紧,泡沫板的厚度不宜太厚,在泡沫板上打孔,孔径一般2 cm左右较好,草莓种植孔间距一般20 cm×40 cm(图6)。营养液通过水泵从营养液池到达人字形架内部喷头进行喷雾,未被吸收利用的液滴则聚集在底部苗床并回流到营养液池进行循环使用。该栽培模式可有效提高设施大棚的单位面积利用率,提高单位面积产量。
1.3.2 草莓拱棚式气雾栽培
采用拱形栽培架,在其底部建宽100~120 cm、深度20 cm左右的苗床,在苗床上搭扣高度为100~120 cm的高拱,形成拱形骨架,骨架材料可以采用毛竹片、电线套管、PVC管等,在拱形骨架上安装微喷带,为拱棚内创造均匀无死角的雾化环境,在拱棚上覆盖不透光的黑白膜,将草莓种植于绷紧的黑白膜上(图7)。这种栽培模式建设简易,不仅降低了气雾栽培基础设施的建造成本,还可以实现草莓干净卫生、生态立体种植。
1.3.3 草莓立柱式气雾栽培
草莓立柱式气雾栽培是在柱体上栽培草莓,柱体内进行营养液喷雾,循环回流的一种气雾栽培模式。其柱体由骨架、栽培板、供液管、迷雾喷头、底座及回流孔组成,作为种植支撑架,内置迷雾喷头,一般采用六面体构造以充分利用阳光,六面体每面宽为60 cm,于六面体四周镶嵌种植板,种植板上按一定斜角开种植孔(规格为20 cm×40 cm),底部建设相应大小的苗床,用于营养液回流利用。此外,也可以用PVC管当柱体,在管壁上进行螺旋状开孔,并做成耳状突出,用于栽培草莓,管内安装迷雾喷头[6]。目前气雾栽培模式运用相对较少,比较适合大型农业观光园区。
草莓无土栽培使用基质、营养液等代替原来的土壤作为栽培介质,为植物提供各种营养元素。基质配比与营养液配制的好坏直接影响草莓的营养吸收与利用,决定草莓的产量、品质,乃至成活率。因此,在生产应用中,必需重视并掌握科学的基质配比与营养液配制方法。
图4 草莓盆栽模式
图5 草莓管道化栽培
图6 草莓人字形气雾栽培
图7 草莓拱棚式气雾栽培
草莓的基质栽培模式多种多样,而其栽培的基质配比是关键。草莓是浅根系植物,叶面积大,蒸腾作用强,喜湿怕涝,需要充足的水分,但基质含水量过高容易造成根系缺氧烂根。因此,要求配制的基质既要有一定的保水性又要有良好的透气性,通常在栽培槽的底部先铺一层陶粒,以提高基质透气性,防止积水对草莓生长发育造成负面影响。目前我国草莓的栽培基质主要以混合基质为主,以泥炭、椰糠、松鳞、食用菌菌渣、陶粒、珍珠岩、蛭石、发酵鸡粪、羊粪、复合肥、控释肥等其中的几样按一定的比例混合成栽培基质,根据不同地方的材料供应,选择不同原材料,配成的栽培基质化学稳定性要好,理想的基质其固相、液相、气相的比例应为2∶1∶1,pH控制在5.8~6.8,若pH太低可用熟石灰进行调节。成丽娟等[7]认为浙江区域用50%泥炭+30%椰糠+20%珍珠岩+4 kg/m3控释肥或者50%泥炭+30%松鳞+20%椰糠+4 kg/m3控释肥的配方比较好。胡奇等[8]认为用腐熟处理的中药渣、食用菌菌渣、稻壳、茶渣等为辅料,与泥炭、珍珠岩、蛭石混合形成的轻型基质(一般辅料、草炭、珍珠岩的配比为5∶4∶1),其理化性好、缓冲能力强、通透性能好、持水性好、质量轻,是较好的栽培基质。目前常用的草莓基质配方有以下几种:泥炭土、珍珠岩、河沙的体积比为3∶1∶1[9],炭化稻壳、发酵秸秆、炉渣的体积比为2∶2∶1,草炭、蛭石、珍珠岩的体积比为4∶1∶1[10];再在以上配好的每立方米基质中分别加入充分发酵腐熟的鸡粪10 kg、硫酸钾型复合肥2 kg。在操作过程中,还需要根据设施环境、设施条件、配制成本以及原材料的丰富性等实际情况进行调整与配制。
营养液是整个水培和气雾栽培的核心,包含了草莓生长过程中所必须的矿质营养元素,也就是全价营养液,目前很多基质培后期也用全价营养液来进行滴灌,营养液的配方以及配制、调控直接影响草莓的生长发育、产量和品质。
2.2.1 营养液配制
目前运用于草莓的水培和气雾栽培的配方比较多,吴慧等[11]认为相比日本园试、华南农大叶菜配方,日本山崎草莓专用配方(表1)在草莓植株的生长发育和果实品质、产量等方面具有明显优势。不同地方应该根据配制营养液的水质,调整各矿质营养液元素的含量,形成适合当地的营养液配方,如当地水的硬度较大,应先测算出水的钙镁含量,再在配方中减去相应的钙镁含量。
营养液配制时需保证各个原料能充分溶解,防止产生沉淀。尤其是硝酸钙和磷酸铵在浓度较高的情况下混在一起容易产生沉淀,所以配制时,一定要把它们分组溶解稀释后再混合一起,如表1先进行分组,A、B组分开溶解,再分别注入营养液池,C液可以先配成500倍的母液,再根据需要用量加入营养液池。
2.2.2 营养液调控
营养液的调控是栽培的关键之一,酸碱度、浓度调控不到位均会直接影响草莓对各种矿质元素的吸收,严重时导致烂根、死苗。营养液pH保持在5.5~6.5比较理想,在栽培过程中,由于刚栽培草莓时部分草莓根系受伤以及部分土生根老化,会造成pH下降,但随着草莓生长其营养液pH会升高,通过磷酸或硫酸来调整降低其营养液pH,中后期如发现营养液pH下降并小于5时,应彻底更换营养液,用清水循环1 d,使用重新配制的营养液,促进新根的形成。草莓定植后先用清水循环2~3 d,促进新根的形成,初期营养液EC值控制在1.0 mS/cm左右,随着生长进程逐渐提高营养液浓度,开花期提高至1.5 mS/cm左右,结果期在2.0 mS/cm左右。在此过程中,营养液浓度过高则及时加水稀释,过低则加母液调高浓度。每天定期检查营养液酸碱度,并调整至适宜的酸碱度。
表1 日本山崎草莓专用配方 g/t
目前草莓普遍采用设施栽培,连作问题严重,而运用无土栽培模式离开了土壤,隔绝了土传病害,可以有效解决土壤连作问题,避免土传疾病[12]。草莓无土栽培模式实现了立体栽培,提高了大棚设施单位面积利用率,充分利用了空间,把平面布局变为立体布局,改善了温室的通风透气性与光照条件,减少了病害发生,舒展了茎叶,使草莓着色更加均匀,色彩效果更好,果实形状更漂亮,果实糖度更高,同时所挂果实无土尘污染,洁净程度高,商品率高。因此,无土栽培的草莓不管是在外观还是品质上都比普通的土壤栽培要好。
另一方面,草莓的无土栽培模式有效扩大了草莓的种植区域,不仅可以在城市的屋顶、阳台、露台以及室内种植,甚至可以在沙漠、荒山等地方生产,如日本德岛事务所设计的草莓植物工厂和夏普公司在阿联酋迪拜推出用来生产草莓的集装箱型栽培设备,均可以实现一年四季工厂化生产草莓。草莓无土栽培模式采摘方便,便于管理,观光效果好。随着城市微农业、都市农业、休闲观光农业的迅速发展,草莓无土栽培将会成为其中一道靓丽的风景线。
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