加温灌溉对草莓生长、产量和品质的影响初探

岳焕芳，祝 宁，胡潇怡，张雪梅，孟范玉，安顺伟*，李立峰，于 畅

（1.北京市农业技术推广站，北京 100029；2.北京市昌平区农业技术推广站，北京 102200）

草莓口感酸甜，适合采摘，受到种植者和消费者的喜爱[1-3]，2020年北京市草莓种植面积约666.67 hm2，年产量达到1.5万t，成为现代化农业的重要作物之一[4]。草莓根系分布浅，易受环境条件影响[5]，而土壤温度是影响草莓根系生长的重要环境因素之一，属于重要的生态因子。草莓根系生长的最低温度为2 ℃左右，最适温度为15～23 ℃，最高温度为36 ℃[6-10]。土壤温度不仅直接影响草莓根系和茎叶的生长，而且最终影响草莓的产量和品质[11-12]。适宜的土壤温度不仅有利于植株根系的生长，而且有利于土壤中微生物的活动，同时也可促进土壤中肥料、有机物质的分解[13]。在较低水温下，氧气不易溶于水，而水中含氧量降低会影响植株根系对水分和矿物质营养元素的吸收，从而影响植株的正常生长。

日光温室冬季室内地温偏低，而低地温对植株生长发育的影响非常大，同时灌溉是引起土壤温度波动的重要因素之一[14]，京郊草莓园温室灌溉用水常来自地下水，浇水后地温迅速下降，造成低温障碍，成为制约草莓冬季生产的重要因素。目前常用的加温灌溉措施包括修建蓄水缓冲池、电加热等[15]，存在建设、运营成本高，占地面积大等缺点[16]，且缺少在草莓上的应用效果研究。本试验在棚室内灌溉系统首部设置蓄水桶，利用光照进行预热后再灌溉，可实现低成本、简单、有效地提高灌溉水温的目的，以期为草莓冬季生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地点

试验地点位于北京市昌平区金六环农业园（116°13′52″N，40°13′14″E），属于暖温带半湿润半干旱季风气候，2020年北京地区年平均气温12.1 ℃，年降水为568.0 mm，年日照时数为2 322.4 h。

1.2 试验方法

供试草莓品种为圣诞红，2020年9月10日定植，2021年5月20日拉秧，667 m2定植7 200株，在灌溉系统首部安装蓄水桶，采用蓄水桶对水源进行加温灌溉，设置2个小区，每个小区面积220 m2，并以地下水灌溉作为对照。整个生育期共灌溉35次，累计667 m2灌溉用水量136 m3。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生长指标

缓苗后，以形态和生长势相近的植株作为观察对象，每个小区中按照“S”形随机选取9株，每间隔15 d左右，测量草莓的株高、叶面积和开展度。株高：采用刻度尺测量栽培介质表面到植株最高叶片的高度；叶面积：用刻度尺测量第3片展平的功能叶三出复叶中央小叶的长和宽，计算叶面积（叶面积＝叶长×叶宽×0.73）[17]；冠幅：用刻度尺测量整个植株的长和宽，计算冠幅（冠幅＝植株长×植株宽）。

1.3.2 产量及效益

在采收期选取各小区具有代表性的40棵植株，设置3个重复，共计120株，果实成熟后按采摘记录调查单株产量，取其平均值计算总产量，并记录整个生育期用水量，水分生产效率＝667 m2产量/667 m2用水量。产值＝单价×产量。投入包括种苗、农药、化肥等农资，加温灌溉设备，用工，棚膜机械等成本。产投比＝产值/投入。

1.3.3 果实品质

在盛果期12月—翌年3月，每月测定1次果实品质，每次每个处理选择成熟度一致的果实5个，3次重复，称量单果质量，采用GY-2型硬度计测定果实硬度，采用日本ATAGO糖度计测定果实糖度、总酸度（按柠檬酸计），并计算糖酸比。

1.4 数据统计与分析

采用 WPS 和 SPSS 20.0 软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 加温灌溉对土壤温度的影响

在草莓整个生育期土壤温度呈现“U”形变化趋势，在12月—翌年2月为温度最低的时期，其中未采用加温灌溉的土壤温度变化范围为4.93～32.37 ℃，采用加温灌溉的土壤温度变化范围为6.75～33.00 ℃，整个生育期土壤温度平均提高了1.2 ℃，且灌溉水温提高了1～2 ℃。从每天的土壤温度变化趋势来看，每天07：00后土壤温度会逐渐下降，10：00后土壤温度开始回升，所以灌溉选在10：00左右较为适宜。

2.2 加温灌溉对草莓生长指标的影响

从图1-A可以看出，草莓株高整个生育期呈现波动性增加趋势，定植前期和后期增长速度较快，其中采用加温灌溉的草莓在定植181 d时株高为20.1 cm，比未采用加温灌溉的草莓提高了3.4%，且加温灌溉主要在定植150 d后表现较好，可能是冬季加温促进了草莓根系生长；整体上，后期随着春季温度的升高，加温灌溉和未加温灌溉的草莓株高均增加显著，且在定植150～181 d时，加温灌溉草莓株高高于未加温灌溉的草莓。

图1 加温灌溉对草莓生长指标的影响

从图1-B可以看出，草莓叶面积在整个生育期大致呈现先增加后波动性下降的趋势，采用加温灌溉的草莓在定植前期叶面积比未加温灌溉的草莓有所增加，尤其在定植102 d时提高了46.7%，但草莓生长后期未加温灌溉的草莓叶面积略高于加温灌溉。

从图1-C可以看出，草莓冠幅整个生育期呈现先增加后下降的趋势，在定植前期采用加温灌溉比未加温灌溉的草莓冠幅有所提高，且定植81 d时提高了9.2%，但生长后期多低于未加温灌溉。

2.3 加温灌溉对草莓产量和品质的影响

主要调查需要加温的时段即12月—翌年3月期间草莓品质的变化。从表1可以看出，采用加温灌溉对草莓的各项品质指标均有一定的影响。相比未加温灌溉，采用加温灌溉的草莓单果质量平均提高了1.95%，尤其12月显著提高了11.12%，1月显著提高了5.66%，其他月份差异不显著；12月草莓硬度显著提高了7.84%，其他月份差异不显著；1月草莓糖度显著提高了1.24%，其他月份差异不显著；1月、2月总酸度分别显著降低了42.06%、44.19%，其他月份差异不显著；1月和2月糖酸比分别显著提高了25.40%和59.74%，其他月份差异不显著。

表1 加温灌溉对草莓品质指标的影响

从表2可以看出，加温灌溉的草莓667 m2产量为1 676 kg，比未加温灌溉提高了14.17%；加温灌溉的草莓水分生产效率为12.3 kg/m3，比未加温灌溉提高了13.89%。草莓价格按照30元/kg计，加温灌溉的草莓667 m2产值为50 280元，比未加温灌溉增加了6 240元；产投比为2.17，较未加温灌溉提高了0.20。

表2 加温灌溉对草莓产量、水分生产效率和产投比的影响

3 结论与讨论

灌溉水温度可对土壤温度产生较大的影响，最终可以改变土壤微环境，而根系对于温度的敏感性比植株对空气温度更高[18]；因此，提升土壤温度，可以有效促进根系吸收养分和水分[19]，且张瑞弯等[20]研究表明，根系在大于10 ℃的土壤环境中生长较为活跃；另外，研究表明，采用温水灌溉的作物株高、茎粗等生长指标均可得到提高[21-22]。本试验结果显示，在灌溉系统首部安装蓄水桶，可以将灌溉水温提高1～2 ℃，灌溉土壤温度比未加温灌溉平均提高了1.2 ℃，证明该装置对灌溉水加温的有效性。

灌溉水温对作物生长会产生综合影响，前人研究结果表明，灌溉水温能够显著影响番茄、花生、黄瓜等植物的生长发育[23-25]。随着根区温度的增加，作物株高、茎粗等均得到提升[22]，本试验结果显示，冬季灌溉水加温有效促进了草莓的生长，在定植102 d时草莓叶面积提高了46.7%，定植81 d时草莓冠幅提高了9.2%，说明采用加温灌溉后，有效促进了草莓生长发育，提升了根区温度，促进了植株水分和养分的吸收运输。

灌溉是影响草莓品质的重要农事环节之一[26]，植株生长旺盛，可有效促进其光合作用，有利于光合产物积累，同时水温提升有利于根系吸收营养，反之水温过低则会抑制植株对养分的吸收积累[27]。本试验结果表明，相比未加温灌溉，加温灌溉的草莓单果质量显著提高了11.12%（12月），果实糖度显著提高了1.24%（1月），总酸度显著降低了44.19%（2月），糖酸比显著提高了59.74%（2月），产量提高了14.17%，水分生产效率提高了13.89%，667 m2产值增加了6 240元。综合来看，通过在灌溉系统首部加设价格低廉、结构简单的蓄水桶和水泵装备，解决了冬季草莓因灌溉水温偏低而影响植株生长的生产难题，具有一定的推广应用价值。