韓研科,楊麗娟,賈懷豹,朱玉芳,鄒永洲,馬 村
(1.濟南市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心,山東 濟南 250000;2.濟南市歷城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村事業(yè)發(fā)展中心,山東 濟南 250000;3.山東魯蔬種業(yè)有限責任公司,山東 濟南 250000)
溫室生產(chǎn)中溫室棚膜通過影響溫室環(huán)境進而影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)[1],棚膜的好壞主要從透光率、流滴性、消霧性、保溫性等指標綜合考量[2],性能良好的棚膜可以大大改善溫室內(nèi)光照、濕度、溫度等環(huán)境條件,輔以良法管理更有助于作物生長,從而減輕病蟲害的發(fā)生。PO(聚烯烴)膜和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膜是使用較多的棚膜類型,EVA 膜具有較強的透光性、優(yōu)良的流滴消霧性和保溫性;PO 膜透光率高且衰減率低[3]、持續(xù)消霧性、流滴性、保溫性均較好,強度高、牢固耐用、抗老化性能好、性價比高[4]。當前國內(nèi)外品種棚膜品牌眾多,尤其是日韓等國外品牌表現(xiàn)出優(yōu)異的透光率、柔韌性、保溫性和使用時限長等優(yōu)勢,受到市場的認可[5]。不同品牌、類型的棚膜存在質(zhì)量和性能差異[6-7],應根據(jù)園藝栽培的不同要求選擇性價比適應的產(chǎn)品[8-9],而生產(chǎn)中使用者往往只注重棚膜厚度和經(jīng)濟成本,對性能關(guān)注較少[10]。
草莓花器對溫度反應敏感,開花時溫度低于10 ℃不易授粉,花期如遇0 ℃以下低溫,會喪失授粉受精能力,同時草莓屬于蟲媒花,開花時需要授粉昆蟲傳媒,生產(chǎn)上常采用室內(nèi)釋放蜜蜂的方式,蜜蜂遇到低溫寡照時,活動行為受到影響,進而影響草莓正常授粉,導致坐果率低、出現(xiàn)畸形果[11],這在一定程度上受草莓溫室棚膜透光率和保溫性的影響,不同類型的棚膜對溫室環(huán)境和作物生長的影響在番茄生長上的研究較多[12-15],而在草莓生長上報道較少,本研究對相同條件日光溫室覆蓋不同類型的棚膜材料,選擇代表時段進行溫度、濕度、地溫統(tǒng)計分析,比較不同類型日光溫室棚膜對草莓設施生產(chǎn)的影響,以期為設施草莓生產(chǎn)的棚膜選擇提供參考。
試驗地為濟南市歷城區(qū)健鑫家庭農(nóng)場(北緯36°86′0.21″,東經(jīng)117°32′1.74″),土壤砂質(zhì)土,pH 7.12,有機質(zhì)含量3.64 g/kg,堿解氮含量178.72 mg/kg,有效磷含量153.40 mg/kg,速效鉀含量445.17 mg/kg,水溶鹽總量1.53 g/kg。
供試草莓品種為‘章姬’。彭云物聯(lián)S21AN 型環(huán)境采集儀,徐州法拉電子科技有限責任公司生產(chǎn)。5 種處理的供試棚膜信息見表1。
表1 供試棚膜信息表Table 1 Information table for testing greenhouse film
試驗于2021 年10 月至2022 年4 月進行,試驗溫室為日光溫室,溫室結(jié)構(gòu)、大小、朝向完全相同,等棚空均勻分布,溫室長度65 m,跨度12 m,高度4.8 m,面積780 m2,每667 m2種植草莓8 000 株。試驗園區(qū)共15 個溫室,每個處理3 次重復,每個溫室為一個重復。草莓定植時間為2021 年8 月20 日,覆膜時間為2021 年10 月20 日。
分別對日光溫室內(nèi)的氣溫、相對濕度、地溫進行測量和分析。溫、濕度測定:在所有處理日光溫室相同位置放置環(huán)境采集儀,其中空氣溫濕度探頭置于草莓植株生長點上方20 cm 處,土壤溫度探頭置于距離地表20 cm處,試驗溫室溫度、濕度全時自動采集記錄,取2021 年12 月1 日至12 月10 日的溫濕度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,比較不同類型棚膜的升溫速度及保溫保濕效果。
采用Excel 2017 和DPS 數(shù)據(jù)處理分析,對各處理的試驗數(shù)據(jù)進行單因素方差分析,在5%的顯著性水平下利用新復極差法進行顯著性分析。
圖1 數(shù)據(jù)顯示,在溫度采集的全時段均是尼奧科特PO 膜溫度最高,其次是鑫豐PO 膜,特別是在20:00 到次日8:00 時段,5 種處理的棚膜溫度高低順序為尼奧科特PO 膜、鑫豐PO 膜、萬興PO 膜、萬利EVA 膜、自康EVA 膜??傮w來看,PO 膜的保溫和增溫效果高于EVA膜;尼奧科特PO 膜降溫速度最慢,保溫效果最好。
圖1 不同處理溫室氣溫變化曲線Fig.1 Greenhouse air temperature variation curve under different treatments
8:00—9:00 時段,5 種棚膜分別提升3.73、2.25、1.77、1.87 和2.13 ℃,提升幅度分別為38.22%、28.25%、20.68%、23.35%和22.78%,尼奧科特PO 膜升溫速度最快,棚內(nèi)平均溫度最高,升溫效果最明顯;在18:00—19:00 時間段,5 種棚膜平均溫度為12.21、10.65、10.43、9.73、11.73 ℃,不同棚膜最高溫度平均值相差為2.48 ℃,其中尼奧科特PO 膜降溫速度最慢,棚內(nèi)平均溫度最高,保溫效果最好。
如圖2 所示,不同處理溫室相對濕度有差異,但趨勢不如溫度明顯,在數(shù)據(jù)采集的大多時段鑫豐PO 膜相對濕度較大,在13:00—14:00 時間段,5 種棚膜平均濕度為35.89%、38.36%、37.73%、36.41%和38.85%,尼奧科特PO 膜平均相對濕度最低,鑫豐PO 膜平均相對濕度最高,兩者相差2.96 個百分點。棚室相對濕度大易增加草莓灰霉病等病害發(fā)生的幾率,影響草莓產(chǎn)量和品質(zhì)。
圖2 不同處理溫室相對濕度變化曲線Fig.2 Greenhouse relative humidity variation curve under different treatments
如圖3 所示,在地溫采集的全時段溫度高低順序為尼奧科特PO 膜、鑫豐PO 膜、萬興PO 膜、萬利EVA 膜、自康EVA 膜,PO 膜的地溫保溫效果高于EVA 膜,在16:00 至次日11:00 這個時間段,5 種處理呈現(xiàn)顯著性差異;在12:00—15:00 時間段鑫豐PO 膜和萬興PO 膜地溫相當。不同處理下的溫室地溫變化平穩(wěn)且趨勢相同,其中,尼奧科特PO 膜平均地溫最高,同一時間段,高出其他PO 膜和EVA 膜2 ℃左右,冬季低溫季節(jié)地溫高有助于草莓根系生長。
圖3 不同處理溫室地溫變化曲線Fig.3 Greenhouse ground temperature variation curve under different treatments
溫室草莓生產(chǎn)中溫室棚膜通過影響溫室溫度與濕度進而影響作物的品質(zhì)和產(chǎn)量,溫度是溫室環(huán)境調(diào)控的主要因子,影響作物生長發(fā)育進程;濕度是影響溫室內(nèi)病害發(fā)生的關(guān)鍵因素。對于結(jié)構(gòu)和管理措施均相同的溫室,其溫度差異主要來自于薄膜的透特性和保溫性。通過本研究得出:(1)尼奧科特PO 膜無論白天還是夜間溫度均優(yōu)于其它處理,累計積溫效果好,利于草莓生長;(2)尼奧科特PO 膜棚內(nèi)相對濕度比其它處理低,有助于降低灰霉病等高濕病害發(fā)生;(3)尼奧科特PO 膜棚內(nèi)地溫保持平穩(wěn),變化緩慢,夜間地溫高,有利于草莓根系生長;(4)PO 膜的室內(nèi)溫度、地溫都明顯高于EVA 膜,這與閆明明等[17]的研究一致,而且本次試驗的EVA 膜單價相對除尼奧科特PO 膜之外的其他兩種PO 膜也較貴。本試驗結(jié)果表明,與其他類型棚膜相比,尼奧科特PO 膜作為覆蓋材料的日光溫室環(huán)境更適宜草莓生長,采用尼奧科特PO 膜的草莓可能產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好,但是鑒于尼奧科特PO 膜的單價最高,且高出其他試驗棚膜不少,草莓種植溫室棚膜大多僅使用一年即更換,種植戶較看重棚膜成本,尼奧科特PO 膜的投入產(chǎn)出比有待進一步研究。研究還表明添加不同助劑的轉(zhuǎn)光膜對番茄、甜椒等生長發(fā)育影響不同[18-19],近兩年草莓棚膜市場上亦開始流行轉(zhuǎn)光膜,其單價略高于普通PO 膜,種植戶接受度尚可,而轉(zhuǎn)光膜在草莓上的應用研究還較少,下一步有望選擇不同工藝的轉(zhuǎn)光膜繼續(xù)驗證棚膜對草莓早熟豐產(chǎn)的影響。