草莓立体栽培概况

草莓立体栽培概况
邢文鑫1,赵永志2,曲明山2,王崇旺3,郭宁2,廖洪2,刘宝文3,董海泉1,宋卫堂1*
( 1. 中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083; 2. 北京市土肥工作站,北京100029; 3. 北京市昌平区土肥站,北京102200)

立体栽培也称垂直栽培,是在尽量不影响地面栽培的前提下,通过竖立起来的栽培柱或其他形式作为植物生长的载体,充分利用温室空间和太阳能的1 种无土栽培方式。主要种植一些矮秧类作物如生菜、草莓等,可以提高土地利用率3 ~ 5 倍,提高单位面积产量2 ~3 倍。20 世纪60 年代,立体无土栽培在发达国家首先发展起来,美国、日本、西班牙、意大利等国研究开发了不同形式的立体无土栽培技术,我国自20 世纪90 年代起开始研究推广此项技术。草莓属于浆果类作物,其果实风味独特,具有较高的营养价值和经济价值,深受消费者喜爱。草莓立体栽培在日本、美国、西班牙、比利时和荷兰等国家均占有一定比例,是草莓设施栽培的主要方式之一。具有提高空间利用率和单位面积产量、解决重茬问题、减少土传病虫害等优点,经济价值和观赏性均较高,草莓立体无土栽培已成为设施园艺的1 个亮点,其中观光采摘深受人们的喜爱,也为农户带来了丰厚的收益。

1 草莓立体栽培的优点
1. 1 节约土地
传统模式的草莓栽植密度为12 万~ 15 万株/hm2,改用立体栽培模式后,栽培总量可达40. 5 万~ 45. 0 万株/hm2,相当于传统平地栽培的3 倍,节约土地2 /3 以上,产品产量是原来的3 倍。
1. 2 改善植株发育
草莓生长对水肥条件要求较高,常发生连作障碍。而采用立体无土栽培,可按要求任意选配基质和营养液,不受土壤条件的限制,同时可根据草莓的生理特点和各阶段生长对水肥的需求,调节营养液浓度,使草莓生长发育始终处于最佳状态。
1. 3 方便操作
立体式栽培的草莓,便于采摘果实,降低了劳动强度。
 
2 草莓立体栽培的主要形式
2. 1 传统架式栽培技术
该技术是利用3 ~ 4 层分层式框架,在框架上放置栽培容器,在容器内种植草莓的1 种栽培技术。这个分层式框架主要分为A 字型和阶梯形2 种。栽培架要按照南北向排放,为保证光照条件和减少遮光,排放时应选取适当的栽培架间距。架式栽培包括基质栽培和水培2 种形式。以A 字型栽培架栽培( 图1) 为例。A 型栽培架主体框架为钢结构,左右两侧栽培架各安装3 ~ 4 排栽培槽,层间距40 cm,距地面0. 45 m,最高处1. 3 m,栽培架宽1. 2 m 左右; 栽培槽一般用PVC 材料制作,直径为20 cm; 立架南北向放置,各排栽培架间距为70 cm。该形式操作方便,大大减轻了劳动强度。单位面积栽培架上栽培的草莓数量是平地栽培的2 倍,产量比原来提高1. 6 倍。
A 字型栽培架栽培图
2. 2 改良架式栽培技术
对传统的A 字型栽培架进行了改进,改良后的栽培架栽培包括以下3 种形式:
2. 2. 1 移动式立体栽培草莓技术
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。栽培槽固定在栽培架的两边,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。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。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。
2. 2. 2 开合式立体栽培草莓技术
开合式立体栽培装置( 图2) 包括支架、栽培架、定植槽转动主轴、减速电机和曲柄连杆机构。支架用于将整个立体栽培装置支承在地面上,支架的上端通过滑动轴承与栽培架铰接,定植槽安装在栽培架上,转动主轴和减速电机安装到支架上,曲柄连杆机构的一端与转动主轴连接、另一端与栽培架铰接。草莓植株正常生长时,栽培架处于倾斜展开状态,倾斜角度为55 ~ 65°; 当进行管理和采摘时,通过调整栽培架角度使其处于垂直收拢的状态。采用该装置不仅可以使草莓植株充分采光,还可以充分利用温室栽培空间,提高单位面积产量,改善经济效益。
开合式立体栽培架栽培图
2. 2. 3 竹子管道式水培技术
竹子管道式水培装置( 图3) 包括栽培架、营养液槽、供液水泵、供液管、回液管。主体支架和栽培管道均由竹子制成,栽培架为直角三角形结构,栽培管道可放3 ~ 5 排,每个管道上平均可打直径为3 ~ 5 mm 的定植孔8 ~ 12 个。采用竹质材料栽培草莓,兼有环保和美观的作用,而应用直角三角形的栽培架又能够充分利用空间。
竹制栽培架栽培图
2. 3 柱状立体式栽培技术
柱状立体式栽培是用立柱来支撑和固定栽培钵以及滴液盒,立柱使栽培钵贯穿于一体。立柱由水泥墩和钢管组成,水泥墩横截面面积为15 cm2,中间留有直径30 mm、深10 mm 的圆孔用来插钢管; 钢管长约2 m,直径20 ~ 25 mm。立柱要南北向成行固定在地面上,立柱间距不少于0. 5 m。行间间距可以为2. 4 m。栽培钵中空、四瓣或六瓣结构,用PVC 材料制成,各栽培钵间相错叠放在立柱上 ( 图4) 。由于栽培柱南面能够见到直射光、北面只能见到散射光,光照度差异会导致草莓植株生长不一致,因此,需要隔3 ~ 4 d 转动1 次栽培柱,以保证植株生长整齐,开花结果一致。柱状立体式栽培可提高土地面积利用率。采用传统的平地畦栽方法,以畦宽1 m、畦埂宽0. 3 m 为例,在13 m2 地块上,实际栽培面积为10 m2。而采用柱状栽培法,以直径0. 35 m、地面以上部分高0. 85 m 的栽培柱为例,每个栽培柱的栽苗表面积为1 m2,在长7. 5 m、宽1. 7 m 约13 m2 的地块上可放置栽培柱20 个,栽苗面积为20 m2,土地利用率较传统平地畦提高了1 倍。在栽培柱内,苗根部相对集中,浇水施肥时相当于直接作用于根部,肥料流失少、见效快,提高了肥料利用率。同时各栽培柱间相互独立,还可以减少病虫害的传播。
柱状立体栽培架栽培图
采用柱状栽培法最大的缺点是浇水比较费工费时,春季每3 ~ 4 d 浇1 次水,夏季炎热时1 d 浇1 次水; 此外,栽培柱越冬管理比较困难,需要每年重新栽植1 次。
2. 4 墙体栽培技术
墙体栽培是利用特定的栽培设备附着在建筑物的墙体表,不仅不会影响墙体的坚固度,而且对墙体还能起到一定的保护作用,有效地利用了空间,节约了土地,实现了单位面积上更大的产出比。在日光温室后墙上设置通长的栽培管道,根据后墙高度可设置3 ~ 4 排( 图5) 。后墙管道的采光条件较好,可充分利用太阳光,有利于草莓植株生长和果实品质的提高。
温室后墙管道栽培图
2. 5 高架栽培床技术
草莓高架栽培技术是指通过水培、基质培等方式,在现代设施大棚内将草莓置于高架培床上进行栽培,具有高投入、高产出的特点,且果实品质优、食用安全性好,适合观光农业园应用和规模化生产。近年来,在日本、荷兰、美国等国家得到开发和应用,尤其是在日本发展较迅速。以下介绍2 种高架栽培模式:
2. 5. 1 日本枥木模式( 图6)
栽培槽宽30 cm,内层槽深15 cm,外层槽深25 cm。内层为无纺布槽,中层为吸水布,外层为防水膜。单条槽种2 列,株列距( 15 ~20) cm × 20 cm。果实朝外侧生长。种植方式有单槽成行和双槽并列成行2 种,为提高单位面积土地利用率,通常采用双槽并列成行种植方式。行间操作通道宽80 ~90 cm。栽培架一般用镀锌管制作,床面高80 ~ 110 cm。
日本枥木式高架栽培模式图
2. 5. 2 日本长崎模式( 图7)
栽培槽用发泡塑料制成,外宽50 cm,内宽40 cm,深12 cm,长1 m。栽培槽底部有排水沟。槽内侧先后依次铺设防水黑膜和无纺布2 层。栽培支架主要用镀锌管制作,床面高度可自由调节,一般为80 cm。单条槽种2 列,株距19 ~ 20 cm,密度7 万株/hm2。果实朝外侧生长。草莓高架栽培是一种省力栽培模式。在该栽培模式下,草莓植株距离地表约1 m 左右,使得生产管理者能够直立身体进行作业,大幅度降低了生产者的劳动强度。草莓果实悬在半空中,减少了与灌溉水的接触,很大程度上也减少了因湿度过大而造成的病害。采用高架栽培草莓,花序授粉充分,果实发育正常,果型端正、颜色鲜艳,提高了优质果的比例。
日本长崎式高架栽培模式图
 
3 结论与讨论
草莓立体栽培模式因具有空间利用率高、果实产量高、品质优、收益好、能有效防治病虫害、降低劳动力强度等特点而被广泛推广与应用,适合规模化生产。立体栽培由于形式高科技、新颖、美观且采摘方便从而成为观光农业的首选项目,近年来在北京、上海、东北、河北、江苏等地区有所采用。随着我国经济的发展,人们消费能力增强,品质优、食用安全的立体栽培草莓将会有广阔的市场前景。立体栽培形式和栽培装置仍然需要不断地探索与研究,确定既符合草莓植株生长又方便管理、设备简单可靠的方式,逐步实现草莓立体栽培机械化、标准化生产。