草莓高架栽培耗水量与环境因子相关性研究

岳焕芳，孟范玉，王俊英，胡潇怡，安顺伟，徐厚成，王志平

（北京市农业技术推广站，北京100029）

草莓外形美观、营养丰富、口感酸甜，深受消费者喜爱，栽培面积逐年增加，2016年，世界草莓的栽培面积达到30万 hm2[1]，我国草莓播种面积约11.33万 hm2，2017年，北京草莓种植面积为701.3 hm2[2]。但是，草莓栽培劳动强度大，连作障碍严重，这些问题影响了草莓的收益。

高架栽培是一种新型的栽培模式，选用草炭等作为栽培基质，变平地种植为立体种植，可以有效减少劳动强度和用工量[3]，降低病虫害发病率，增加果实品质，在草莓种植中的应用越来越广泛[4，5]。卢佳俊等[6]研究了草莓高架栽培中混合基质的水分分布特点，刘璇、宗静和石光农等[7-9]总结了日光温室草莓高架栽培技术，提出根据草莓的水分需求进行灌溉管理，对于草莓生产具有重要的意义。路河[10]总结了土壤栽培条件下日光温室草莓生产需水规律，毛军等[11]采用蒸渗仪法对传统栽培模式下设施草莓的耗水规律进行了摸索。但是，目前国内关于高架栽培模式下草莓耗水规律的研究较少，为了摸索高架栽培草莓的耗水规律，并分析气象因子和耗水量之间的相关性，试验采用水量平衡法研究日光温室高架栽培草莓耗水规律，以期利用气象因子指导灌溉，实现高架栽培草莓灌溉自动化、机械化的科学管理。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地设在北京市昌平区东营草莓园。东经116.23°、北纬40.22°，在日光温室内开展试验。供试草莓品种为“红颜”，采用育苗移栽方式，8月31日定植，5月21日拉秧。采用草炭混配基质，株距为18 cm，植株密度约为7680株/667 m2。

1.2 试验方法

采用水量平衡法测定草莓的耗水量[12]，水量平衡法的基本原理是根据计算区域内水重的收入和支出的差额来推算作物蒸发蒸腾量，水量平衡方程见式（1）。

式中，ET为草莓蒸发蒸腾量，kg/(株·d)；

△G为植株和基质总的重量变化差值，kg/(株·d)；

I为灌溉量，kg/(株·d)；

B 为回水量 kg/(株·d)。

1.3 测定项目及指标

测定草莓逐日的耗水量变化：（1）每天上午9：00称取基质和草莓植株的总质量；（2）安装水表记录每天单个基质槽的灌溉量；（3）称取单个基质槽的回水量。

在日光温室内安装HOBO气象站，每隔10 min采集一次温度、相对湿度、光辐射等气象因子数据，将耗水量与气象因子进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 日光温室高架栽培草莓耗水规律

2.1.1 日光温室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量

图1为日光温室高架栽培草莓不同生育期日均耗水量，从图中可以看出，草莓在花芽分化期、越冬期和开花结果期日均耗水量分别为 71.9、58.1、74.8 mL/(株·d)，日均耗水量在开花结果期最高。

图1 日光温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 日光温室高架栽培草莓日均耗水量动态变化

图2为日光温室高架栽培草莓日均耗水量的动态变化。从图中可以看出草莓整个生育期呈现U型变化趋势，耗水量在越冬期变小，在开花结果期再增大，日均耗水量最大值出现在开花结果期，为150 mL/(株·d)，整个生育期平均日耗水量为64.6 mL/(株·d)。

图2 日光温室高架栽培草莓日均耗水量动态变化Fig.2 Dynamic variation of daily water consumption of elevated strawberry cultivation

2.2 日光温室高架栽培草莓气象因子变化趋势

图3为日光温室高架栽培草莓整个生育期气象因子变化趋势。从图中可以看出累积光辐射能和日平均温度呈现U型变化，空气相对湿度呈现倒U型，累积光辐射能变化范围为121.8～2816.3 J/cm2，4～5月份日累积光辐射能最高，12～1月份最低，这与草莓耗水量的变化趋势一致。日平均温度变化范围为10.1～34.3℃，4～5月份日均温度最高，整个生育期最低温度为7.3℃，出现在2018年3月18日。空气平均相对湿度变化范围为35.3%～96.4%，11～2月份之间空气相对湿度较大。

图3 日光温室高架栽培草莓整个生育期气象因子变化趋势Fig.3 The change of meteorological factors in the whole growing period of elevated strawberry cultivation

2.3 草莓耗水量和气象因子的相关性模型

表1 草莓日均耗水量与气象因子之间的相关性Table 1 Correlation between daily average water consumption and meteorological factors of strawberry

对草莓的耗水量与日累积光辐射能、日均温度和日均空气相对湿度进行相关性分析，从表1可以看出草莓耗水量和累积光辐射能呈现正相关，和日均温度也呈现正相关，和日均湿度则呈现负相关，其中，耗水量和累积光辐射能相关性最强，累积光辐射能、日均温度和日均空气相对湿度之间也存在显著相关性，表明各个气象因子之间互相影响。同时将草莓耗水量作为因变量，各个气象因子作为自变量，使用SPSS进行线性回归分析，得到了多元线性模型，见式（2）。

其中，ET 为草莓日均耗水量，mL/(株·d)；

X为累积光辐射能，J/cm2；

Y为日均温度，℃；

Z为日均湿度，%。

3 讨论

研究日光温室高架栽培草莓全生育期耗水规律，对于指导高架栽培模式下的草莓灌溉具有重要意义。采用水量平衡法摸索出高架栽培草莓的整个生育期日均耗水量为64.6 mL/(株·d)，整个生育期耗水量呈U型变化，这与毛军等[11]研究结果一致。本试验对草莓整个生育期的气象因子进行了汇总分析，得出变化规律，对每个气象因子的极值和平均值进行总结，为草莓生产积累提供指导。对耗水量和气象因子进行相关性分析，得出累积光辐射能和作物耗水量相关性最强，这和前人在其他作物上的研究结果一致[12-14]，所以，在指导草莓灌溉时，一方面需要根据草莓不同生育期的耗水量进行水分供给，在花芽分化期和开花结果期提高灌溉量；同时要充分考虑光照的影响，根据天气情况，适时调整每天的灌溉策略。本试验还建立了基于气象因子的日光温室高架栽培草莓耗水经验模型，即ET=0.288X+0.333Y-0.096Z，一方面可以根据气象因子预测草莓耗水量[15，16]，还可以根据此经验模型，设计智能灌溉系统，实现灌溉的自动化和智能化。