不同草莓品種在人工光植物工廠的種植表現(xiàn)與評價

中圖分類號：S668.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-1038（2025）07-0079-09

DOI： 10.19590/j.cnki.1008-1038.2025.07.014

Cultivation Performance and Evaluation of Different Strawberry Varietiesin Artificial LightPlantFactories

CHEN Shujun12， ZHAO Yanxia12， ZHAO Peng，LIU Yuxuan4， SUN Xiaoming4， SUN Jiabol12*

（1. of Leisure Agriculture，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 25O1Oo，China; 2.Key

Laboratory of East China UrbanAgriculture，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Jinan 25OlOo， China; 3.Comprehensive Rural and Agricultural Service Center of Xingcun Town，Sishui County，Jining 272000， China; 4. College of Agricultural Science and Technology， Shandong University of Agricultural Engineering， Zibo 2550oo， China）

Abstract：Plant factory isanew standardized planting model that breaks free from geographical and external environmental climate limitations.Through precise control ofartificial environments，itincreases plantbiomass， shortens maturation cycles，and improves planting efficiency and product quality.In order to screen suitable strawberry varieties for planting inartificial light plant factories，19strawberryvarieties were planted in the plantfactory，andtheir plant growth and agronomic traits werestatisticallyanalyzedandcomprehensively evaluatedusing a weighted scoring method. The results showed that the agronomic traits such as leaf width， leaf length and leaf area of‘Akihime’and‘Miaoxiang No.3’were superior.The plants grew well but had fewer inflorescences.‘Portola’and‘Tuscany’had strong proliferation and growth abilities. They had more inflorescences and the bestcomprehensive traits，making them more suitable for planting in artificial light plant factories.However，‘Sweet Charlie’and‘Delicious C’ had weaker growth.This study provided a basis for the selection of strawberryvarieties inartificial lightplant factoriesandareference forachieving high-quality year-round production of strawberries in plant factories.

Keywords：Strawberry;variety;plant factory;agronomic traits;comprehensive evaluation

草莓營養(yǎng)豐富，香味濃郁，生長周期短，既可鮮食，又可加工，素有“水果皇后\"的美譽。草莓品種可分為一季型和四季型，我國多栽培一季型品種，主要用于冬春草莓生產(chǎn)，對光周期敏感。四季型草莓品種面積較少，果實酸度大，夏季常受持續(xù)高溫天氣的影響，導(dǎo)致品質(zhì)差、匍匐莖繁殖能力差和花芽分化困難，限制其大面積種植推廣3-4。因此，解決春季草莓市場供應(yīng)過于集中和夏季無草莓可食的問題5-8]，實現(xiàn)草莓周年供應(yīng)，對滿足草莓市場需求至關(guān)重要。

隨著智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，智能化、數(shù)字化的植物工廠成為新型設(shè)備。植物工廠是指在全封閉的設(shè)施內(nèi)，通過植物工廠內(nèi)高精度環(huán)境控制來實現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)，是一種高效、省力、穩(wěn)定種植的生產(chǎn)方式[9-0。作為一種全新的規(guī)范化種植模式，植物工廠不占用耕地，擺脫了地域和外界環(huán)境氣候的限制，且可以全年連續(xù)進(jìn)行作物生產(chǎn)。通過人工環(huán)境的精準(zhǔn)控制，可為植物生長量身定制其所需的各種條件，大大增加植株生物量，縮短成熟周期，且植物工廠內(nèi)潔凈度等級高，種植更為安全放心。利用植物工廠進(jìn)行草莓周年化生產(chǎn)，是彌補草莓夏秋季市場空缺期的有效途徑，對滿足草莓的周年供應(yīng)具有重要意義。據(jù)統(tǒng)計，目前研究多集中在植物工廠LED光源的選擇比較、草莓原種苗工廠化育苗工藝設(shè)計[11-13]、以及部分品種的種苗繁育上，但對植物工廠中不同草莓品種的農(nóng)藝性狀綜合評價及篩選分析方面的研究較少。本研究通過對人工光植物工廠條件下19個草莓品種不同生長期農(nóng)藝性狀的統(tǒng)計分析，篩選出適宜植物工廠種植的草莓品種，以期為植物工廣草莓品種的種植選擇和草莓周年供應(yīng)提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1 試驗材料

供試草莓品種共19個，包括‘粉玉2號‘天使8號'‘白雪公主'‘紅顏’‘甜王’‘夢之瑩’‘寧玉’圣誕紅'‘1號‘越秀‘雪里香'‘美味 ρ_c ‘章姬’‘妙香三號’‘甜查理'‘蒙特瑞'‘托斯卡納'‘5號’‘波特拉’。草莓苗采購自山東普朗特農(nóng)業(yè)科技有限公司。盆的規(guī)格為高 x 上口x底 =17.5cm×16cm×13cm 0

1.2儀器與設(shè)備

植物營養(yǎng)測定儀，LYS-4N，杭州綠博儀器有限公司。色差儀，HP-206，上海譜熙光電科技有限公司。

1.3試驗方法

本研究于山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院人工光植物工廠草莓實驗室進(jìn)行，以LED紅藍(lán)復(fù)合光 （4：1） 為光源，光強400μmol/（m²?） ，光照時間為 ^11h 光照 /13h 黑暗，植物工廠內(nèi)通過空調(diào)來交換空氣，濕度 60% ，溫度 25‰ （日/夜）。草莓苗為盆栽種植，培基質(zhì)為營養(yǎng)土：蛭石 3：1 。草莓于2023年12月10日種植，每周的周一、周四分別澆水兩次，水量保持一致，每兩周施肥1次，肥料為大量元素水溶肥料 （20-20-20，N+P₂O₅+K₂O?60% ，硝態(tài)氮 ?5% ，硼 （B）0.08% ，鋅（EDTA -Zn）0.08% ，鐵（EDTA-Fe） 0.08% = B+Zn+Fe?0.24% 粉劑），施肥量一致。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1草莓農(nóng)藝性狀指標(biāo)測定

于2024年1月15日、2月15日和3月15日分別測定19個品種草莓的農(nóng)藝指標(biāo)。用游標(biāo)卡尺測量株高、冠幅、莖粗、葉片長、葉片寬，計算葉面積（葉片長 × 葉片寬 ×0.73） ，統(tǒng)計葉片數(shù)、花序數(shù)、葉柄長，每個樣品重復(fù)測量3次，取平均值。采用色差儀測定葉片顏色 L^*，a^*，b^* 值，每個指標(biāo)測定3個位置。用植物營養(yǎng)測定儀測量葉片葉綠素和氮元素含量[3]。

1.4.2 草莓性狀描述性綜合評價

賦分比較法（scoring comparison method）是一種用于對不同事物或方案進(jìn)行評估和比較的決策分析方法[4]。在參考植物應(yīng)用綜合評價相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)本試驗的特點，對每個評價指標(biāo)制定10分制評價標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。每個評價指標(biāo)得分在5分以上的進(jìn)行統(tǒng)計。對19個草莓品種的10個評價指標(biāo)分別進(jìn)行分值評定，統(tǒng)計每個評價指標(biāo)的得分，取總和計算出每個品種的綜合評價分值，分值越高，品種綜合性狀最好。

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel2016、Origin2021和SPSS25.0處理，并進(jìn)行顯著性分析 （Plt;0.05） 和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1一月不同草莓品種的性狀

表2、3顯示，在1月份各個品種草莓的株高、葉長、葉寬、葉片數(shù)差異較大。與其他品種相比，‘章姬'葉長、葉寬和冠幅較大，分別為 6.27，5.98，26.53cm ；‘甜查理’的葉長和葉寬最小，分別為 3.86.2.83cm ；‘蒙特瑞'冠幅最小，為 9.09cm 。‘章姬'的葉長、葉寬、冠幅比‘甜查理'分別高 98.4%.111.3%.191.86% ，與‘紅顏'的葉長差異不顯著，但與其他品種差異顯著?！录А娜~面積最大，為27.9cm² ，‘美味 c^： 的葉面積最小，為 5.56cm² 。

由表3知，‘紅顏'‘寧玉‘章姬'和‘5號'的株高相對較高?！鸩槔?株高最矮，為 2.5cm ，但與‘蒙特瑞’‘美味c'等品種差異不顯著。‘天使8號'葉片數(shù)最多（6.63片），與‘章姬'‘妙香三號'等品種差異不顯著。‘甜查理'‘夢之瑩’葉片數(shù)較少，分別為3.5、3.75?！兴箍{'花序數(shù)最多，為4.64，與其他品種差異顯著 （Plt;0.05） 。

2.2 二月不同草莓品種的性狀

由表4、5可知，2月份‘章姬'較‘美味 c 葉長、葉寬、冠幅分別高 97.6%123.7%320.8%171.8% 和 123.4% ，差異顯著。紅顏'的葉長、葉寬、葉面積分別為7.34、6.61cm和 35.66cm²; 與‘章姬'無顯著差異但與其它品種差異顯著?！?號'的葉片數(shù)最多，為8.6，‘夢之瑩'和‘甜查理'的葉片數(shù)最少，為5.25，其它品種之間差異不顯著?！t顏'的葉長為 7.34cm ，‘美味c'最短 （3.8cm） ?！录?花序為0，‘托斯卡納'花序最多（6.27個），與‘章姬'差異顯著。

表1不同草莓農(nóng)藝性狀的賦分標(biāo)準(zhǔn)

Table1 Scoring criteria for different agronomic index characters in strawberry

表2一月不同草莓品種的葉片指標(biāo)性狀

Table2LeafindexcharactersofdifferentstrawberryvarietiesinJanuary

注：同列不同小寫字母表示差異顯著（ Plt;0.05. ，表 3～7 同。

表3一月不同草莓品種的農(nóng)藝指標(biāo)性狀

Table3Agronomic indexcharactersof different strawberry varietiesinJanuary

2.3 三月不同草莓品種的性狀

由表6、7可知，3月各個植株繼續(xù)生長，總體趨勢和2月份保持一致。經(jīng)過一個月的生長，雖然‘章姬'在株高、冠幅、葉長、葉寬、葉長、葉面積和葉片數(shù)中占絕對優(yōu)勢與其他品種差異顯著，其可生長花序數(shù)較低為0.75個，‘托斯卡納'長勢雖不突出，但其花序數(shù)最多，為5.5個，較‘章姬高 633.33% ，兩者差異顯著。這說明‘托斯卡納'生長能力較強，3月已經(jīng)陸續(xù)結(jié)果?！录?雖然長勢較好但在植物工廠營養(yǎng)生長旺盛，花芽分化相對較差。而‘美味c'長勢依舊最弱，綜合比較，‘紅顏'長勢最好。

2.4葉片生長特性分析

2.4.1不同品種草莓葉綠素和氮含量分析表8是1月不同草莓品種葉片葉綠素和氮元素的數(shù)據(jù)分析。大多數(shù)草莓品種的葉綠素和氮元素含量差異不顯著，其中‘夢之瑩'葉片的葉綠素和氮元素含量最低，分別為 42.35.16.08mg/g ，章姬'葉片的葉綠素和氮元素含量最高分別為 56.75.20.18mg/g 較‘夢之瑩'高 34% 和25.5% 。表8是2月份19個不同草莓品種葉片葉綠素和氮元素分析。甜查理'葉片的葉綠素和氮元素含量最高，分別為 58.05?21.05mg/g ，而‘雪里香'葉片的葉綠素和氮元素含量最低，分別為 45.12.17.02mg/g ，較‘甜查理'低28.66%.23.68% ；而1月含量均最高的‘章姬’分別為50.73.18.73mg/g ，與‘甜查理'差異顯著 （Plt;0.05） 。

2.4.2不同品種草莓葉片色差分析

將19個品種草莓3月的葉色進(jìn)行比較，結(jié)果見圖1。由圖可知，‘粉玉2號‘美味c'‘蒙特瑞'‘托斯卡納'‘5號'的葉片偏亮，而‘圣誕紅'葉片偏暗；‘寧玉’‘波特拉'的 a^* 值較高，葉片偏紅，大部分其余的品種葉片都偏綠；‘甜王'的葉片 b^* 值最高，即葉片顏色偏黃，寧玉‘1號’‘波特拉'葉片顏色偏藍(lán)。

表4二月不同草莓品種的葉片指標(biāo)性狀

Table4 Leaf indexcharactersof different strawberryvarietiesinFebruary

表5二月不同草莓品種的農(nóng)藝指標(biāo)性狀

Table 5Agronomic index characters of different strawberry varieties in February

表6三月不同草莓品種的葉片性狀

Table6Leaf indexcharactersofdifferentstrawberryvarietiesinMarch

表7三月不同草莓品種的農(nóng)藝指標(biāo)性狀

Table7Agronomicindexcharactersofdifferentstrawberryvarietiesin March

表8一二月不同草莓品種葉片葉綠素及氮元素分析

Table8Analysisofchlorophyllandnitrogenelementsinleavesofdiferentstrawberryvarieties inJanuaryandFebruary

圖1不同草莓品種葉片色系 L^* 、a*、 b^* 表型分布Fig.1Distributionofleafcolor L^* ，a， b^* phenotypesofdifferentstrawberryvarieties

2.5 性狀描述性綜合評價

不同月份草莓品種指標(biāo)賦分排序見表9。

表9不同月份草莓品種指標(biāo)賦分排序 Table9Classificationofstrawberryvarieties indifferentmonths

由表9可得，‘紅顏'‘章姬'和‘妙香三號'在3個月份中的指標(biāo)得分最高，性狀比其余品種好，表現(xiàn)最優(yōu)，適宜于植物工廠條件下四季栽培；而‘夢之瑩'‘寧玉'‘圣誕紅‘雪里香’‘托斯卡納'‘5號'的指標(biāo)較高，綜合性狀較好，可以篩選其果實優(yōu)劣程度進(jìn)行栽培；‘天使8號‘甜王‘蒙特瑞’‘美味c'的指標(biāo)分最低，綜合性狀差，不適于植物工廠條件下栽培。

3討論與結(jié)論

對草莓的評價應(yīng)從長勢、產(chǎn)量、效益和抗性等多方面進(jìn)行綜合考察。本研究將生產(chǎn)上主栽的草莓品種在植物工廠條件下進(jìn)行植物生長狀況分析，在植物工廠內(nèi)可以忽略地域的土壤和生態(tài)環(huán)境。葉片是能夠提供光合作用的器官，花序數(shù)決定草莓結(jié)果的多少，這些因素對于產(chǎn)量很重要，為植物工廠內(nèi)草莓引種和育種提供了重要的參考價值[I-3]。通過分析這19個草莓品種的農(nóng)藝性狀指標(biāo)，可以更好地了解植物工廠內(nèi)這些草莓品種的特性，為植物工廠草莓種植提供參考依據(jù)。

馬欣[4在北京草莓品種實驗結(jié)果表明，‘圣誕紅'耐貯存、抗病性好，權(quán)重得分大于紅顏，這與本實驗研究不同，一方面可能與土壤相關(guān)。王惠瑜指出‘紅顏'不適應(yīng)偏堿性土壤，另外大棚種植與植物工廠種植存在差異。此外，許利平等[5對7個草莓品種在承德地區(qū)栽培進(jìn)行比較試驗，指出‘章姬‘紅顏'口感好，產(chǎn)量低，但硬度低，‘甜查理'產(chǎn)量高，硬度高，但口感較差。王惠瑜等對11個草莓品種在河南鄭州栽培進(jìn)行比較試驗中指出，‘章姬株高最高、葉面積最大，這與本研究相符合，但是后期對章姬要及時進(jìn)行疏花疏果。趙婧杰等在山東的栽培試驗指出‘夢之瑩'外觀獨特，可溶性固形物含量高，對白粉病具有較強抗性。這些比較試驗發(fā)現(xiàn)，不同草莓品種在不同區(qū)域受當(dāng)?shù)貧夂驐l件影響較大，不同區(qū)域要選擇適宜的草莓品種。目前在人工植物工廠開展草莓品種比較的研究較少。光環(huán)境是設(shè)施園藝作物栽培中最重要的環(huán)境因子，不僅影響設(shè)施園藝作物的光合能力，也參與調(diào)控各種生理過程，可以通過調(diào)節(jié)光質(zhì)配比、光照強度的強弱、光周期的長短給草莓創(chuàng)造一個適宜的光環(huán)境，實現(xiàn)植物高效生產(chǎn)的目標(biāo)[17-20]。

本研究中，利用植物工廠中LED光源對常見草莓品種和國產(chǎn)自主選育品種進(jìn)行比較試驗，評價不同品種在相同LED光調(diào)控環(huán)境下的種植表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)日本品種‘紅顏\"‘章姬'和國產(chǎn)自主品種‘妙香三號'‘夢之瑩'在農(nóng)藝性狀方面表現(xiàn)較好，特別是‘章姬’，與之前的研究相符合[2I-22]。在后期的研究中，將通過果實性狀表現(xiàn)進(jìn)行品種對比研究，以期獲得更適合植物工廠種植的草莓品種；同時，開展光質(zhì)、光周期等試驗研究，探索良種配套的栽培方案。

本文分析了人工光植物工廠下19個草莓品種的生長狀況，比較植株生長特性，發(fā)現(xiàn)‘章姬'和‘紅顏'在各方面表現(xiàn)優(yōu)異，但是‘章姬'花序較少，‘托斯卡納'花序較多，在植物工廠條件下適宜開花結(jié)果，但是生長狀況一般。

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