设施草莓立体无土栽培的主要模式与发展对策

草莓(Fragaria ananasa Duch)是我国设施园艺中的主要种类，与其他种类相比，草莓设施栽培具有周期短、见效快、效益高、采摘期长、品质好等特点。但当前生产中主要以薄膜覆盖的保护地内地面起垄栽种为主，长期连作容易造成各种病原菌的累积和土壤的次生盐渍化，产生的土传病害严重制约草莓的产量和品质，影响经济效益。另外，草莓种植需工量大，除种植之前的翻地整地外，育苗、小苗定植、摘除老叶、疏花疏果、采摘果实等都需人工弯腰曲背操作，劳动强度非常大，1 hm2 的草莓生产面积大约需要20 000 ～ 20 500 h 的劳动时间。随着我国农业人口老龄化的日趋严重、生产成本的不断提高及劳动力的日益紧缺，亟需研发和推广草莓省力化的栽培模式。设施立体栽培正是为缓解连作障碍、实现草莓省力化栽培和清洁生产而产生的一种栽培方法，即通过人为作用改进自然环境和生产条件，利用和发挥整合效应，扩大资源的有效利用空间和时间，提高单位面积和单位时间资源的利用率，发挥有限地面的生产潜力，从而获得显著的成效。设施立体栽培于20 世纪90 年代后期开始在日本兴起，目前应用面积约占该国草莓栽培面积的1 /10 左右，近年来在我国台湾、北京、上海、浙江、江苏等地区也有所采用。伴随我国经济的快速发展，人们消费能力增强，以品质优、食用更安全、兼具休闲观光等特点的设施立体栽培草莓的市场前景广阔，引进、应用并创新该项技术也具有重要意义。
 

1 设施草莓立体无土栽培主要优点

1． 1 节约空间，适种地域广

从单位面积栽培量看，传统栽培模式草莓的栽植密度为12 万～ 15 万株/hm2 ;改用立体无土栽培模式后，栽培总量可达30 万～ 45 万株/hm2。从单位面积产量及产值看，常规温室栽培草莓，平均产量4． 5 万kg /hm2左右，产值27 ～ 30万元/hm2，最高产量9 万kg /hm2，产值60 万元/hm2 左右;改用立体无土栽培，平均产量18 万kg /hm2左右，产值近90 万元/hm2，收益明显提高。另外，就土壤条件来讲，草莓对肥水要求较高，用传统方法栽培时，宜选择土壤肥沃的地块，而改用立体无土栽培时，由于营养基质可按要求任意选配，基本不受土壤条件的限制，不管土壤肥沃与否，甚至在荒坡、荒滩或者水泥地等不适合种植的地方也能发展。1． 2 有效提高品质，适合休闲观光农业发展的需要草莓传统栽培模式通常是在同一块土地上连续栽种，易产生连作障碍，对很多农户来说，要想连续种草莓，要么换地块，要么轮作(前茬作物季节安排不当可能会影响后茬作物的生产)。由于设施草莓立体无土栽培采用的基质主要是泥炭土、草炭、珍珠岩等的混合物，除了能高产、高效，还可重茬式补充营养，从而有效缓解草莓栽种中的重茬难题。同时，可根据草莓的生理特点和不同生长阶段对水肥的需求，调节营养液浓度，调控通风、热能、湿度等生长环境，使草莓生长发育始终处于最佳状态，并有效抑制白粉病、灰霉病炭疽病、螨类、蓟马等病虫害的发生，减少农药施用，提高优质果比例。另外，不用弯腰便可以摘到草莓，绿叶红果也非常具有观赏价值，更适合休闲观光农业的发展需要。
 

2 设施草莓立体无土栽培主要模式

当前生产上主要应用的模式，按栽培基质成分可分为有机质为主、无机质为主、有机质+ 无机质等类型;按栽培槽结构主要分为塑料泡沫槽、无纺布+ 防水膜袋、塑料栽培槽(花盆式、长槽式等)、PVC 管式栽培槽、栽培袋等类型;按营养液供给方式可分为循环式、非循环封闭型和非循环开放式等3种类型;按加温方式不同，可分为无加温、温水循环加温、暖风加温、基质电热线加温等类型;按栽培床种植列数及挂果方向可分为双列内置、双列外挂、四列并排等类型;按立体种植方式可分为立体套种、间种等类型。综合上述分类，现根据温室不同栽培形式，各选取有代表性的几种模式予以简要说明。

2． 1 空间立体栽培模式

2． 1． 1 吊柱式栽培这种模式中，整个栽培柱用一个焊有镀锌管的金属架托起，镀锌管略长于栽培柱且从其内部穿过，用钢丝绳固定在温室上方的拱架上，接头加一个旋转环，便于转动栽培柱，以保证各方向上草莓植株生长整齐。栽培柱选用比较轻便的PVC 管材(直径40 cm)，其中填入栽培基质，在管上按螺旋式打孔，孔距20 cm 左右，并按与地平面呈45°角嵌入另一直径约为栽培柱1 /5 的PVC 管作为种植孔。栽培柱上端用滴箭供给营养液，多余的营养液经底端的回液盒进行回收利用。在栽培柱内，苗根部相对集中，可提高肥水利用率，同时各栽培柱间相互独立，还可以减少病虫害的传播，但越冬管理及装基质相对比较困难。

2． 1． 2 高架式栽培按高架设施的设计方式，草莓高架栽培可分为单一型和复合型两大类。单一型是指栽培床只有1条或2 条并靠在同一平面的类型，其特点是通风透光条件好，可最大限度地发挥品种特性，且管理较方便，但要保证单位面积产量，就需增加栽培床数，从而加大了投资。复合型是指1个支架整体有1 个以上栽培床，而且每个栽培床不在同一平面上形成高低床(或上段、下段)的类型。复合型又分为固定式和移动式2 种，固定式指支架固定在地面上，栽培床固定在支架上的类型，这是目前采用最多的类型;移动式指支架可以在棚室内移动或固定，而栽培床可以在支架上移动的类型。

现根据栽培架不同类型，简要介绍以下几种形式。

2． 1． 2． 1 “A”形或“X”形栽培架“A”形或“X”形栽培架主体框架为钢结构(为降低成本，在保证承载力的情况下，也可用其他材料代替)，左右两侧栽培架各安装3 ～ 4 排栽培槽，层间距40 cm，最下层距地面45 cm 左右，最高处1． 2 ～1. 3 m，栽培架宽1． 2 m 左右;栽培槽一般用PVC 材料制作，也可加焊支撑条用无纺布加防水膜制成，槽直径为15 ～20 cm，槽内装栽培基质，配备供液装置，可确保养分、水分和氧气的均衡供应;立架南北向放置，各排栽培架间距为60 ～70 cm。

2． 1． 2． 2 “H”形栽培架为节省成本，“H”形栽培架结构可以以角钢或镀锌铔管为骨架搭建，架高设80 ～ 100 cm，以符合人体工学，普通大棚地下须铺塑料布或杂草抑制席，无纺布式栽培床架每槽宽30 cm，栽培床距60 ～ 80 cm。但此种模式单位产值较难提升，无形中压缩了单位土地净收益，为此，栽培袋单层架模式逐渐被莓农接受，当草莓栽培期结束需更换新的栽培基质时，只需将原栽培袋丢弃，省时、省工，只是其肥水利用率不够高，较难实现草莓不同发育期肥水的精准调控。

2． 1． 2． 3 “品”字形栽培架“品”字形栽培架的栽培床有左右对称的2 条和中间1 条共3 条栽培槽，栽培床南北走向。左右对称的栽培槽槽面高90 cm、宽25 cm，中间槽高度为130 cm，呈高低两级状。基质容器采用无纺布加1 层导水膜构制，栽培床距60 ～ 70 cm，这样的设计使得每座“品”字形栽培架可种植6 条，以8 m 单栋大棚计，每个大棚可放置4 座品字形栽培架，种植条数可达24 条，较传统种植方式的16 条增加了8 条，种植密度提高50%，充分利用了设施空间。
2． 1． 2． 4 移动式栽培架移动式立体栽培装置主要包括栽培架、栽培槽、导轨、两端带有滚轮的支撑轴和传动机构。栽培支架采用600 mm × 400 mm 的方钢焊接而成，为矩形，每个栽培架上安装2 ～ 4 排栽培槽，槽直径为25 cm。2 根导轨固定在温室地面上，2 根支撑轴安装在栽培架下方，滚轮与导轨配合并在导轨上运动，传动机构驱动支撑轴转动。通过滑轮使栽培架进行左右平行移动，空出人行通道。采用该装置不仅可以使草莓植株充分地接受阳光，提高果实品质，还可以使温室空间得以充分利用，大大提高单位面积产量，但制作成本也较高。

2． 1． 3 叠盒式栽培这种形式又有方形和圆形2 种。方形塔可用木板或薄铁皮制成，圆形塔以薄铁皮为佳。塔的大小根据占地面积、材料及秧苗数决定。若要栽1 m2 的方形塔，可栽3 层草莓苗，以木板为材料，15 ～ 20 cm 宽的木板，钉成3 个大小不同的方框，最下的第1 个大方框用每边100 cm长的木板钉成，第2 个用每边60 ～ 70 cm 长的木板钉成，第3个用每边30 ～ 40 cm 长的木板制成。将第1 个大方框放在地面，框内垫1 层薄膜，框底不用垫，框内填满栽培基质后压实，然后在其上正中放上第2 个框，同样填满基质后压实，以后依次放上方框填基质，形成塔形。草莓在各层面上按15 ～20 cm 的株距打孔栽植，管理方法与台床相同。

2． 1． 4 管道式栽培草莓管道式栽培就是利用管道作为草莓栽培的载体，利用微控制计算机来实现营养液及温、光、气、热等环境因子的智能化调控，让草莓在管道上正常快速地生长、开花、结果的一种模式［15］。管道通常为PVC 材质(直径20 cm 左右)，也有竹质材料的［16］，长度3 ～ 6 m，每隔20 cm打孔，孔径大小6 ～ 10 cm。将打好孔的管道放到高度约1． 5 m 的直角三角形结构的木制架上，每层管道相距30 cm，可放3 ～ 4 排。每个种植孔用滴箭供给营养液，多余的营养液经管末端的回液管进行回收利用。管道式栽培与其他立体形式栽培相比，优点是它是立体无土栽培形式中最具有观赏性的一种栽培方式，缺点是它不适合大面积生产型使用，同时植物残留在管道内的毛根不方便清理。

2． 2 地面立体栽培模式

2． 2． 1 草莓与菌菇类间套作这种模式主要利用食用菌在生长过程中需要散射光环境，可释放出二氧化碳，而草莓需要强光照和二氧化碳才能更好发育的特点来进行立体栽培，如草莓与草菇、蘑菇等套作或草莓高架下种植平菇，可以达到菌莓轮作换茬或立体互补的目的，提高棚室生产效益。
2． 2． 2 草莓与果蔬套间作这种模式主要利用草莓与套间种作物之间的时间差、空间差进行优化组配种植，可以充分利用光、热、水、肥、土资源，增加产出率。如温室葡萄、草莓立体栽培模式，可产葡萄2. 4 万kg /hm2，收入24 万元/hm2 ;在葡萄行间套种草莓，产草莓1. 8 万kg /hm2，收入18 万元/hm2，两项合计产值42 万元/hm2，纯收入30 万元/hm2 左右。又如温室草莓套种油桃、小型西瓜、番茄，间作厚皮甜瓜等模式，均可充分利用温室空间，大幅度提高经济效益。
 

3 存在问题及发展对策

3． 1 存在的主要问题

一是设施草莓立体栽培前期所需的成本投入(即架式、栽培容器、肥水管理设备、基质等)较高，如在日本，高架栽培设施所需投入就超过人民币300 万元/hm2。虽然中国的物价与日本相比要低很多，但对国内草莓种植者来说，要建造一套完整高架栽培设施，价格也太昂贵。另外，目前草莓无土栽培基质主要以草炭为主，而草炭属于不可再生资源，大量消耗势必造成其价格越来越高、质量越来越差，因此，因地制宜开发符合中国国情的价格低廉、经济实用的草莓立体栽培模式，以及筛选来源广泛、价低质优的基质，如经过生物处理的用菌废渣、酒渣、砻糠灰等作为草炭、泥炭、珍珠岩的替代基质，是国内发展设施草莓立体无土栽培迫切需要解决的问题。二是适宜各种立体栽培模式的草莓品种较单一，目前主栽品种主要以从日本引进的红颊、章姬、枥木乙女等为主，虽然近年来国内一些高校及科研院所也陆续培育出一些新品种，但大多数未能被推广应用。草莓品种退化快，一般需3 ～ 5 年更新换代1 次，而我们有的品种已用了6 年以上。因此，加快引进并选育适宜立体栽培的、综合性状突出的草莓新优品种迫在眉睫;三是草莓的产业链发展还不够成熟，与现代都市生态农业发展的要求相比，还有一定差距。