草莓大棚立体栽培（连栋温室草莓高架分层式育苗灌溉施肥系统及管理方法）

【摘要】草莓富含维生素C,有“水果皇后”的美称。日本草莓品种口感香甜,特别受人们的喜爱,在我国发展迅速。草莓高架分层式育苗具有省力、高效、防病等优点,代表着草莓苗繁育的发展方向。草莓栽培槽基质体积小,每天需要灌溉多次,灌溉系统、灌溉制度和营养液的管理等对成功繁育优质草莓种苗起着十分重要的作用。本文详细介绍北京市小汤山现代农业科技示范园连栋温室草莓高架分层式育苗灌溉系统、灌溉制度和营养液的管理方法,为草莓育苗生产者提供参考。

北京市昌平全区每年种植日光温室草莓8000栋(温室长50 m,宽8 m),每年需要草莓种苗4000 多万株,主要栽培的品种是红颜、章姬等口感香甜的日本品种。红颜等品种耐热性和抗涝性差,常规露地育苗繁育系数低,尤其是在高温、高湿的季节,易感染炭疽病、红中柱根腐病,死苗现象严重。在起苗和运输过程中,根系受伤,易感染炭疽病,定植后缓苗慢、死亡率高、结果晚、产量低。为了提高草莓种苗的繁殖系数,减少炭疽病的感染,采用避雨基质育苗,可以有效提高种苗质量。随着社会的发展,农业人口日益老龄化,符合人体工学、省力化的高架育苗栽培,可以显著降低劳动强度,提高工作效率。

连栋温室南北长160 m,东西宽60 m,覆盖材料为阳光板,综合采用湿帘风机强制通风、雾化加湿和外遮阳等措施为草莓苗生长提供适宜的环境条件。草莓栽培架(图1、图2)共计79 组,分3 区布置,每组栽培架长30 m,设计安装坡度为0.3%,以利于回水。每两组栽培架之间过道宽度为0.8 m。草莓母株位于栽培架顶端,距离地面1.5 m,每1 m 放置1 个母苗槽。子苗槽每组架子放置8 行,每侧4 行,上下两层子苗槽之间的距离是230 mm,子苗槽长度为1.5 m,两个子苗槽之间有专门的塑料连接件连接,并有排水口。

净水处理设备

草莓耐盐性低, 苗期适宜的EC 值为0.5~0.8 mS/cm。经测试,园区地下水的EC 值就达到0.8 mS/cm 左右,灌溉用水必须进行净化,去除其中的盐离子。母苗与子苗采取不同的灌溉制度。母苗槽每天最多浇灌6 次,每次5 min,每根滴管带长30 m,共计75 根。滴头间距为10 cm,压力0.2 MPa 情况下,滴头流量为1.38 L/h,母苗槽每天需水量为15.5 m3。(30m×1.38L/h×75 根×5min×6 次)(0.1m×60min×1000) =15.5 m3(式1)子苗槽每天浇灌4 次,每次5 min。每根滴管带长30 m,每组架有8 根滴灌管,共75 组架子。滴头间距为10 cm,压力0.2 MPa 情况下,滴头流量为1.38 L/h,子苗槽每天最大需要灌水量为 82.8m3。(30m×1.38L/h×8 根×75 组×5min×4 次)(0.1m×60min×1000) =82.8 m3(式2)根据母苗槽和子苗最大需水量计算,每天需水95 m3,计算方法如下。净水设备每小时生产净水5 m3,每天工作20 h,每天最大产水量为100 m3。原水池内的地下水经水泵加压, 经过石英砂、活性炭和精密过滤器三级过滤后,再经过高压泵加压,进入反渗透膜过滤,生产出灌溉所需要的净化水, 水质EC 值为0.1~0.2 mS/cm,pH 值6.5~7.0,其工作示意图如图3 所示。

灌溉施肥管理与控制

☆ 灌溉施肥机：灌溉施肥机采用荷兰HortiMax生产的自动灌溉施肥机,最大流量为10 m3/h,能控制32 个电磁阀,通过扩展最大可以控制96个电磁阀。灌溉施肥机基于文丘里原理吸入所需的肥料,为保证文丘里装置正常工作,主管道供水压力必须达到0.22 MPa,文丘里吸肥装置处压力表压力为0.15 MPa。施肥机能够进行手动和自动控制,自动控制主要采用定时控制的方式,根据需要,用户可以把32 个电磁阀分成4 种不同的灌溉组合。2 个EC 传感器和1 个pH 传感器测量灌溉营养液的浓度和酸碱度的变化,基于PID的控制算法调整营养液的浓度和酸碱度。

☆ 灌溉电磁阀数量的确定： 每组栽培架有9 条滴灌管,按照最大长度为30 m,滴头间距为10 cm,滴头最大流量为1.38 L/h,每小时最大流量为3.7 m(3 式3)。三组栽培架最大流量为11 m3,根据施肥机最大灌溉流量为10 m3/h,每一组灌溉电磁阀最多控制三组栽培架,结合温室结构特点共计采用电磁阀27 个。

☆ 灌溉制度：灌溉母苗时,分三个区进行灌溉,施肥机每次同时打开9 个电磁阀灌溉母苗,具体灌溉时间根据生产阶段和草莓生长阶段确定。灌溉子苗时,施肥机每次打开1 个电磁阀,每次灌溉3~5 min,每天灌溉2~3 次。

营养液配方

草莓母苗营养配方(1 m3 水含量)其中A 液:四水硝酸钙260 g,硝酸钾300 g;B 液:磷酸二氢铵150 g; 七水硫酸镁150 g; 微肥:EDTA-2Na 18.6 g,硫酸亚铁13.9 g,硼酸2.86 g,硫酸锰2.13 g,硫酸锌0.22 g,硫酸铜0.08 g,钼酸铵0.02 g。

钙很难吸收,不会从一个部位进行再次运转,很难移动到需要钙的器官, 草莓育苗缺钙现象经常发生。K 的使用量多,Ca 的移动量就会减少。栽培管理过程中,确保K 和Ca 按照比例吸收,配制营养液时把硝酸钙与硝酸钾放在同一个罐中。草莓从根部吸收的钙可以移动到植株的各个部位,通过叶面喷施的钙不会移动到其他部位,喷洒的效果仅体现在喷洒的位置上。为促进草莓苗根系的健康生长和对钙的吸收,在营养液A 罐中添加聚谷氨酸有机大分子络合剂,每吨水添加800 g。

供给母苗营养液管理

草莓母苗不同生长时期的营养液灌溉制度如表1 所示。营养液电导率控制在0.5~0.8 mS/cm之间, 酸碱度(pH 值) 控制在5.8~6.8 之间。根据母苗槽下流出的废水的EC 值,确定供水和营养液的量。如果水量不充足,废水(来自栽培槽的终端)的EC 值将增加。因此需要定期测量废水的EC 值,如果EC 值高于1.0 mS/cm,供水量可能不足, 每天增加1~2 两次灌水。在加大供水量的情况下,若废水的EC 值仍然偏高,EC 值主要由离子积累、过量造成的,灌溉一次清水, 使废水EC 值降低到1.0 mS/cm 以下,然后正常供水, 或者直接降低营养液EC 浓度0.1~0.2 mS/cm。如果EC 值高于1.2 mS/cm,可能会造成一些诸如叶心烧伤和不规则的生长等生理紊乱现象。

子苗的营养液管理

子苗与母苗之间匍匐茎没有断开之前,子苗不用灌溉。7 月底~8 月初,当四层子苗槽全部布满草莓苗时,把子苗与母苗、子苗与子苗之间的匍匐茎断开,开始灌溉子苗。子苗主要灌溉清水(地下水即可),在起苗前,根据子苗的长势情况,可以灌溉少量的营养液,每周2~3 次即可,营养液的EC 值控制在0.5 mS/cm。子苗起苗前,停止灌溉2~3 天,有利于取苗。

草莓高架育苗系统经过1 年的运行,灌溉施肥系统能够正常运行,满足草莓生长对水肥的需求。生产过程中发现,灌溉毛管长度不同,灌水压力和灌水量经常发生,施肥机不能稳定工作,灌溉施肥机需要配备变频控制器,确保滴管系统流量稳定,灌溉均匀。营养液配制过程中把硝酸钙与硝酸钾共同配制,并添加聚谷氨酸有机化合物,能够保证钾钙按比例吸收,较好地解决了钙吸收困难,草莓苗烧芯的问题。每次的灌溉时间需要根据基质的量进行准确确定,提高水肥的利用效率,最好添加营养液回收处理和循环利用设备,减少废弃营养液对地下水的污染和水资源的浪费。每天的灌溉次数与外界环境状况紧密相关,仅依靠定时控制,阴天也容易造成营养液的浪费,晴天高温营养液灌溉不足。

文章摘自《农业工程技术（温室园艺）》杂志