草莓無土栽培及營養液配方研究進展

汪小利+王震星+張衛華

摘 要：本文從草莓無土栽培技術的相關知識，基質與營養液栽培對草莓的影響等方面進行了綜述。草莓無土栽培技術的研究主要集中在基質選擇、營養液的配比及其對草莓生長、產量和果實品質等方面的作用和影響上。最后分析了草莓無土栽培存在的問題并指出草莓營養液栽培未來的研究內容。

關鍵詞：草莓；無土栽培；營養液配方

中圖分類號：S668.4 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.06.021

Abstract： Through literature review， the influence of soilless media and nutrient solution recipes cultivation on strawberry were summarized. Recent studies mainly focus on the media selection， nutrient solution recipes， and their effects on strawberry growth， fruit yield and quality. Finally， the existing problems were analyzed and the future further research content of strawberry nutrient solution cultivation was prospected.

Key words： strawberry； soilless culture； nutrient solution recipe

草莓（Fragaria ananassa Duch）原產于歐洲，別名洋莓、紅莓、鳳梨草莓等，為薔薇科草莓屬多年生草本植物。草莓果實色彩艷麗紅嫩，果肉肉嫩多汁，風味獨特，酸甜可口，清爽甘涼，含有豐富的營養物質，素有“水果皇后”的美譽。果肉中Vc含量最高，是草莓果實品質的一個重要指標。草莓為喜溫植物，一般生長于溫帶地區，主要產于亞洲、歐洲和美洲。草莓栽培品種種類繁多，全球約有2千余種，且新品種仍在不斷出現，因其栽培周期短，見效快，近年來已成為我國各地農民增收的重要經濟作物[1]，在我國草莓生產面積已經超過11×104 hm2。土壤栽培是我國草莓生產的傳統方式，但隨著農用化學物質投入的增加，土壤污染越來越嚴重，連作、重茬等造成了土壤地力下降，進而使得草莓產量降低、品質下降。為解決這一問題，近年來，無土栽培在草莓生產中越來越受到重視。

無土栽培是以營養液或基質等人工制造的根系環境代替土壤環境，使作物根系處于適宜的環境條件中，從而達到使作物發揮最大增產潛力的目的[2]。利用無土栽培技術，可有效地減少農藥用量，生產無公害蔬菜和果品，克服土傳病害等連作問題，具有土壤栽培無可比擬的優越性[3]。意大利曾有人做過露地栽培、保護地栽培以及無土栽培等3種栽培模式對草莓果實品質影響的研究[4]，其結果表現為無土栽培生產的草莓果實品質最好，糖含量及其風味均優于其他2種栽培模式。

目前，有關草莓無土栽培技術的研究和應用，主要集中于草莓品種選擇、營養液配方選擇和栽培基質選擇等方面[5-7]。實踐證明，在營養液栽培中，只有遵守“四大平衡”理論才能保證營養液配比達到較適宜水平[8]，且不同生長階段的草莓對營養元素的需求各不相同[9]。因此，研究不同配方的營養液對草莓生長發育、產量以及果實品質具有重要意義。現就草莓無土栽培及營養液配方研究進行綜述，以期為草莓無土栽培的研究者及生產者提供參考。

1 草莓無土栽培研究進展

1.1 草莓無土栽培適用品種篩選研究

我國南北地區溫度差異較大，適合各地區栽培的草莓品種也大不相同。姜卓俊[10]研究表明：適合暖地栽培的草莓品種有幸香、豐香、鬼怒甘、弗杰利亞、紅寶石、天嬌、大將軍、明寶、愛莓、吐德拉、秋香、麗紅、靜寶、春香和女峰等；適合寒區栽培的草莓品種有全明星、戈雷拉、新明星、哈尼、紅玫瑰、森加納、明晶、美國6號、索菲亞、皇冠等；中間型草莓品種有賽奎亞、寶交早生、獎賞、瑪利亞、早光、達娜和布蘭登堡等。

草莓種類繁多，但大面積栽培的優良草莓品種卻不多。同時，因為無土栽培較之土壤栽培投入更大、成本高，因此研究適合無土栽培的草莓品種，對增加種植者收入，提高草莓生產效益有重大意義。趙恒田等[11]利用日光溫室對18個草莓品種進行無土栽培適宜品種的篩選，研究結果以“全明星”、“哈呢”、“鬼怒甘”等品種表現優良。但王娟等[12]的研究結果表明：“童子1號”、“紅顏”、“章姬”、“玫瑰”為適合無土栽培的優良品種，其結果與鄧飛鵬等[13]的研究結果一致，都以“紅顏”的綜合表現優于“章姬”。研究結果的不同可能與所研究的品種有關，還可能與基質，以及栽培方式、營養液的配比和栽培地區有一定關系。

1.2 無土栽培模式

無土栽培方式主要包括固體基質栽培（無基質培和有機質培）、非固體基質栽培（水培和氣霧培）。由于多方面原因，當前，草莓無土栽培的主要形式以基質栽培為主，水培為輔[14]?；|栽培是以無機（珍珠巖、山灰巖、沙等）或有機基質（草炭、稻殼、酒糟等）作為載體，間接性地供給植株所需營養、水分和氧氣的一種無土栽培方式。基質栽培可根據栽培形式的不同而分為立體基質培、槽式基質培和袋式基質培[15]，基質對營養液的吸附效果決定了植物營養的供應情況，因此基質栽培時基質的選擇對于栽培的成敗尤為重要。

水培是不用基質，將植物根系直接與營養液接觸，為植物提供營養的無土栽培方式[15]。水培草莓時可采用水培槽、塑料、木槽或玻璃器皿等作為栽培容器，并且要求其不透光，定植時要保護好根系，不能直接將草莓插入水中[16]。常見的水培方式有營養液膜技術（NFT）、深液流技術（DFT）和浮板毛管技術（FCH），其中1973年英國Cooper提出的營養液膜技術解決了傳統模式中缺氧的現象，為最常見的一種水培方式。也有研究表明，管式栽培的草莓生長狀況優于桶式栽培[14]。

氣霧培又稱為噴霧培，是以噴霧的形式將營養液直接噴灑到植物根系，供給植株營養與水分的一種無土栽培技術，它解決了植物根系對氣體的要求，高效地利用了養分與水分，為植物根系環境創造了有利于吸收和生長代謝的空間環境，是所有無土栽培技術中解決水氣矛盾的最有效的一種形式[17]。但此方法對設備要求較高，且根系溫度易受環境影響，還未大面積推廣，目前還在科學研究中，尚未有應用于草莓無土栽培的報道。

1.3 無土栽培基質

前人對草莓無土栽培基質的研究較多，大多采用蛭石、草炭、珍珠巖、河沙、巖棉以及碳化稻殼等作為栽培基質[18]。基質作為無土栽培的基礎，應具有通透性、保水性強等特點，一般而言，選用基質可從基質的適用性、基質的經濟性和植物的適應性等3個方面考慮。朱子龍等[19]的研究表明，日本專用基質比自制基質的物理形狀好，且有利于養分的積累，但自制基質對草莓植株的生長發育和提高果實產量有促進作用，也值得推廣。草莓無土栽培可采用的基質還有松樹皮，松樹皮基質具有較大的孔隙度和穩定結構，通過其對草莓根系的呼吸作用與對水分、礦質營養吸收的影響，可影響草莓生長過程中干物質的積累[20]。

不同的栽培基質對草莓生產的影響也各不相同。齊慧霞[6]對13種不同基質成分對草莓生長和結果的研究表明：以草炭、食用菌廢基質棉籽皮作為栽培基質的植株在營養生長和生殖生長兩方面表現均優于其他栽培基質；以混合基質鋸末+棉籽皮+爐灰渣和鋸末+棉籽皮作為栽培基質的植株表現次之。張全軍[21]的研究表明，巖棉、草炭+沙+菌渣、煤渣+草炭3種基質適于在南方進行草莓的無土栽培，其中混合基質草炭+菌渣+沙有利于提高草莓果實的產量和品質，是一種可以代替價格昂貴的巖棉基質的良好基質。

有機生態型無土栽培是我國無土栽培技術的一項重大突破，它把有機農業帶入無土栽培，打破了無土栽培必須使用營養液的傳統觀念。蔣衛杰等[22]的研究表明，5種基質（爐渣、向日葵稈、菇渣、玉米桿和鋸末）均含有較高的有機質，在使用前必須進行處理，基質中C/N值越高，產量越低；在草莓的有機生態型無土栽培中，混合基質的C∶N以30 ∶1較為適宜。

2 草莓適用營養液研究

2.1 草莓無土栽培適用營養液的研究

無論是基質栽培、水培還是氣霧培，都直接或間接地以營養液來為植物提供營養，因此，只有真正掌握了營養液的配制，了解了營養液中各元素的比例關系，才能達到高產、優質的目的。無土栽培中所用的營養液包含了植物生長所必須的多種礦質元素，它不僅對草莓的生長發育和產量有重要影響，還關系到降低生產成本和提高經濟效益等問題[23]。草莓在無土栽培過程中要求營養液中各元素比例適當，否則會導致草莓生育障礙，從而使草莓產量和品質受到影響，因而營養液的配制是草莓無土栽培技術中的關鍵環節，該環節的成功保證了栽培的成功[23-24]。吳慧等[25]利用3種營養液配方（日本山崎草莓專用配方、日本園試通用配方和華南農業大學果菜配方）對草莓的生長及產量進行試驗，其試驗結果表明日本山崎草莓專用配方營養液對草莓植株的生長發育和果實品質、產量等方面有明顯優勢。

營養液中所含營養元素的種類、數量以及營養液的酸堿度都會影響作物的生長，草莓在不同生育階段所需要的養分也不相同。一般而言，營養液配方中含有C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、B、Mn、Cl、Zn、Cu、Mo等多種不可缺少的元素，而在無土栽培中，需要考慮的必要元素只有11種，包括3種大量元素（N、P、K）和2種中量元素（Ca、Mg）、6種微量元素（Fe、Mn、Cu、B、Zn、Mo），其中大量元素（N、P、K）的用量變化對草莓的生長發育以及開花結果有重要影響[24]。研究表明：草莓無土栽培的營養液配方在營養生長期所推薦的NO3-、NH4+、H2PO4-、K+、Ca2+、Mg2+濃度分別為12，2，2.2，6，3，1.25 mmol·L-1；開花結果期分別為10，0，2，6.5，3.25，1.05 mmol·L-1[26]。

pH值是溶液一個非常重要的化學性質，它與養分的溶解度關系十分密切，營養液過酸或過堿，其礦質元素都難以被植物吸收利用[27]。草莓對營養液pH值的要求為5.5～6.5。生產中營養液的pH值會受環境影響而出現變化，據測定pH值每周會升高0.8～1.0，因此，營養液的酸堿度需要調節，且調節時間間隔以不超過7 d為宜[23]。在一定濃度范圍內，溶液濃度與電導率呈正相關，營養液的電導率會隨濃度的提高而增大。草莓為不耐鹽植物，研究表明：當營養液的EC值為0.8 ms·cm-1時，有利于草莓的營養生長[28]；當營養液的EC值為1.5 ms·cm-1時，有利于草莓的生殖生長[25]。

2.2 各元素對草莓產量品質的影響

大量元素N、P、K的用量變化對草莓的生長發育及開花結果有重要影響，3種元素間的比例關系是否合理對草莓無土栽培的成敗有重要意義。氮肥占肥料成本最大，氮素營養對產量和品質的影響也大。目前，大多數營養液配方以硝態氮為氮素肥料。曾祥國等[29]針對不同營養液對草莓生長及品質進行研究，其結果表明營養液中銨態氮與硝態氮的比例為5.5∶1時，草莓果實產量最高。但當所研究的草莓品種及栽培方式不同時，其結果可能會產生變化。不同N、P、K濃度的營養液對植物的影響也不同，紀開燕等[30]的研究表明，在苗期可多施用一定量的P、K肥，再配合適量的N肥，可明顯促進草莓匍匐莖的生長。

鐵作為葉綠素合成的必要元素，可直接或間接地影響植物光合作用，對大多數綠色植物而言，鐵元素對其生長發育十分重要。草莓對缺鐵反應十分敏感，國外有試驗表明，草莓無土栽培推薦使用的鐵濃度為20 mmol·L-1 [31]。但在我國北方，大部分地區都是石灰性土壤，草莓缺鐵黃化現象十分普遍，嚴重影響草莓的生長發育及產量和品質。于會麗等[32]的研究表明，噴施鐵肥可提高草莓葉片相關酶的活性和養分含量，促進其生長發育并改善果實品質。

營養液中缺硼會導致草莓植株矮小、花敗育和座果率降低等現象，在草莓無土栽培中施用硼對提高產量和單株果實數量有明顯效果。韋海忠等[33]研究表明，當硼濃度為278 mmol·L-1時，草莓產量高，含糖量高，單株果實數多，在產量、品質和經濟性狀等方面表現優于其他兩種濃度。

3 問題與展望

目前，草莓無土栽培技術在我國已進入一個新的階段，關于草莓無土栽培研究的報道也較多，但綜合來看，尚還存在一些不足。（1）適合無土栽培的草莓專用品種較少。在草莓無土栽培的研究中，大多都是關于營養液和基質的研究，而有關無土栽培專用品種的篩選和選育研究相對較少。（2）目前，草莓無土栽培綜合研究較少，多限于某種配方、某種基質或單一元素對草莓生長產量及品質的影響，缺乏草莓生產關鍵因素集成研究，制約了其生產的發展。（3）由于當前無土栽培草莓一般都在基質或營養液中生長，緩沖能力較小，所以受外界環境變化（溫度、水分、光照、氣體肥料、營養元素等）影響較大。（4）無土栽培技術復雜、成本高，阻礙著草莓無土栽培的大面積應用。

無土栽培是實現草莓集約化、安全生產及周年供應的重要途徑。營養液是無土栽培應用的必要條件。研究草莓不同生育階段對于營養元素的需求規律，探索關鍵節點、關鍵元素對草莓產量、品質的影響，集成特定草莓品種營養液管理技術并配套特定環境管理技術，對于實現草莓高效優質安全栽培具有重要意義。

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