双拱型日光温室配套透光型保温被对草莓越冬生产的影响_崔洪博.pdf

摘 要 为解决寒地冬季日光温室草莓生产中光照不足与夜间低温的问题 本研究将自研透光型保温被与双拱型日光温室配套应用 开展越冬 草莓栽培对比试验 并与传统日光温室 普通保温被处理 CK 进行比较 结果表明 T处理通过双拱结构的空气夹层增强夜间保温能力 并依托透光 型保温被的散射透光特性显著改善了早晚时段的有效光照环境 使植株茎粗 叶片数与花序数分别较CK明显提升 其中2月茎粗达2 39 cm 叶片 数在3月达到13 60片 均显著提升 3月花序数较CK提高13 5 光合特性方面 T处理在11月 1月的净光合速率分别较CK提高6 8 3 4 和11 8 荧光成像显示T处理草莓冠层Y 分布更均匀 亮区面积更大 表明其PSII实际光化学效率明显优化 产量方面 T处理全周期单株产 量为302 6 g 较CK提升6 5 在12月 翌年2月这一越冬关键时期表现出优势 说明其能有效提高寒冷低光条件下的早期光合积累与生殖生长 能力 综上 双拱型日光温室配套透光型保温被可在严寒地区实现更稳定的热环境与散射光利用效率 改善越冬草莓的光合与生长表现 提高产量形 成潜力 适宜在寒地越冬草莓生产中推广应用 关键词 草莓 越冬生产 双拱型日光温室 透光型保温被 光合作用 双拱型日光温室配套透光型保温被对草莓越冬生产的影响 崔洪博 1 韩青妍 1 刘燕妮 1 张 倩 1 蒋鑫妹 2 陈殿奎 3 王剑锋 1 1 吉林省蔬菜花卉科学研究院 吉林 长春 130033 2 辽源市农业科学院 吉林 辽源 136200 3 吉林省艺道科技有限公司 吉林 长春 130000 基金项目 1 吉林省现代农业产业技术体系项目 JLARS 2025 120307 2 吉林省科技发展计划项目 20220202104NC 3 国家特色蔬 菜产业技术体系项目 CARS 24 G 06 4 吉林省基本科研项目 220000242000100003424 作者简介 崔洪博 1996 男 硕士 助理研究员 主要从事设施农业研究 通讯作者 王剑锋 1982 男 博士 研究员 主要从事设施农业研究 E mail hortwjf 收稿日期 2025 12 5 试验研究 5 DOI 10 3969 j jssn 1672 0180 2025 04 002 在寒冷地区的设施草莓生产中 日光温室凭借其无需 外部能源即可实现草莓反季节栽培的特点 已成为主导设 施类型 1 然而 东北地区冬季气候严寒 昼夜温差大 日照 时数短 温室内光照不足与夜间低温是限制冬季草莓生长 的主要环境因子 2 以吉林省为代表的寒区地区 冬季外界 最低气温常低于 20 传统日光温室虽具备良好的蓄热 性能 但在严寒夜间仍面临棚内光照资源利用率低 温度骤 降 作物冻害等问题 严重制约了冬季草莓的稳定生产与品 质形成 3 目前 提高日光温室冬季生产性能的研究主要集中在 两方面 结构优化与覆盖材料改良 4 结构优化方面 双拱 型日光温室通过设置内外双层拱架及空气层 能够显著降 低热量传导损失并改善棚内温度分布均匀性 双拱结构可 在夜间提高棚内温度2 4 并降低顶部结露风险 覆盖 材料方面 普通草帘或传统保温被虽能有效保温 但普遍不 透光 只有在打开保温被时太阳光才能进入温室内 且在雪 天和阴天 白天需要覆盖保温被维持温室内温度时 太阳光 也无法进入温室 导致作物见光时间短 甚至无法见光 严 重影响越冬生产 本团队研发一种透光型保温被及其配套的双拱型日光 温室 该保温被为聚酯纤维材料 采用热定型方法控制厚度 制成保温被芯材 此芯材具备保温 透光 自回弹特性 该保 温被具有的散射光透光性 且在覆盖保温被后 仍会有约 5 10 太阳光进入温室内部 可有效增加温室的采光时间 和采光量 无传统保温被的缝制的针孔 避免了孔隙透气所 产生的热量损失和透气潮湿产生的降温效果 采用电晕胶粘 技术结合芯层和面层 提高保温被耐久性和均匀透光性 利 用芯材自回弹特性 避免了卷放长期使用保温材料压扁后无 力恢复蓬松的情况 从而保温性能降低的问题 本研究以吉林地区越冬草莓生产为对象 将研发的透 光保温被及配套温室应用于生产中 以生长发育 光合特 性 产量和品质为指标 验证研发的透光型保温被和日光温 室的生产性能 为寒地日光温室结构与被覆材料优化提供 理论依据 1 材料与方法 1 1 试验时间与地点 本试验于2024年8月 2025年5月期间在吉林省长春 市九台区 香野牧歌高架草莓果蔬种植园区 进行 图1 不同温室中草莓的生长发育指标比较 注 同列 表示5 水平差异显著 NS表示无显著性差异 下同 c 花序数 试验研究 6 1 2 试验设计 试验在2个除结构不同外 其余条件相同的日光温室中 进行 其中T为双拱型日光温室 透光型保温被 CK为传统 日光温室 普通保温被 草莓品种为吉林省地区主栽品种 红 颜 草莓植株于2024年8月20日定植于日光温室立体栽 培槽中 栽培槽规格为 长 宽 高 6 m 0 3 m 0 3 m 草炭 土 蛭石和珍珠岩 体积比2 1 1 槽内栽培2行草莓 行距 20 cm 株距18 cm 每个温室定植6 000株 定植后 每3 d进 行1次水肥供给 供给量为230 mL 株 营养液配方采用日本 山崎草莓配方 缓苗后在2个温室中心的同一位置 选取10 个植株 作为测定的对象 在草莓整个生长周期对生长发育 状况 果实产量及光合指标等进行测量比较 1 2 1 生长指标测定 按照 草莓种质资源描述规范和数据标准 测量茎粗 叶 片数和花序数 1 2 2 光合特性指标测定 使用Li 6800光合作用全自动测量系统 Li Cor公司 美 国 选取心叶向外的第三片叶片主脉两侧中部测定净光合 速率 测定时间为上午9 00 11 00 测定时天气以晴天为 主 其他天气测定数据暂时保留 可用于分析不同天气对草 莓叶片光合速率的影响 测定条件为晴天光强 800 mol m 2 s 1 温度24 湿度60 CO 2 浓度为400 mol mol 1 分 别在10月20日进行测量 随后每隔一个月进行一次测量 每个处理选取8株进行测量 1 2 3 叶绿素荧光图像测定 叶绿素荧光图像的测定采用叶绿素荧光成像系统 IMAGINPAM Heinz Waltz 德国 进行 在采收时 每个处 理选择5株测量 每株选取自上而下的第3片功能叶经过 30 min黑暗适应 放在荧光计的测量平台保持叶子平坦 测 量指标为实际光化学效率Y 1 2 4 产量指标 本试验于2024年12月开始 对成熟的草莓进行采收 并对产量进行测定 1 3 数据处理 数据处理使用Excel 2022软件 不同处理间的差异使 用单因素方差分析 One Way ANOVA 和最小显著性差异 法 LSD 进行分析比较 统计软件为SPSS 25 0 2 结果与分析 2 1 生长发育指标 试验结果显示 双拱型日光温室 透光型保温被处理 T 在生长指标上优于传统温室 CK T处理植株在茎粗 叶片 数与花序数上均取得更高表现 图1 a 茎粗 b 叶片数 表1 不同温室中草莓的产量对比 单月产量 g 株 2025年1月 50 1 2 33 NS 50 9 2 12 NS CK T 2025年2月 65 9 1 97 b 70 5 2 08 a 2025年3月 75 1 5 34 NS 78 9 4 68 NS 总产量 g 株 284 2 16 6 NS 302 6 14 92 NS 2024年12月 37 5 1 58 b 42 5 2 17 a 2025年4月 55 6 3 58 NS 59 8 3 87 NS 图3 不同温室中草莓的Y 图像 试验研究 7 其中 T处理在1月和2月的茎粗分别达到2 37 cm和 2 39 cm 均显著高于CK 1月 2月和3月的叶片数亦显著高 于CK 分别达到12 75片 13 18片和13 60片 3月花序数比 CK提高13 5 差异达到显著水平 该结果表明 T处理的温 室结构与保温被在越冬环境中有效降低了夜间低温带来的 生长抑制 使草莓能够维持稳定的生长势 这是由于双拱结 构的空气层形成了额外的隔热屏障 可减少顶部冷辐射与夜 间热量损失 使植株夜间温度维持在更适宜范围 促进呼吸 作用正常进行 减少逆境下的生理抑制 同时透光型保温被 的散射透光特性提高了早晚时段的有效光照时间 并改善冠 层光分布均匀性 使近地表与中层叶片都能获得更均匀的光 照 从而促进叶片数增加及生物量积累 2 2 净光合速率 在 11月 12月和 1月份 T处理的净光合速率显著高 于CK 分别较CK提升6 8 3 4 和11 8 图2 这是由 于透光散射光可提高叶绿体分布均匀性 有利于叶绿素合 成与保护反应 从而提高 PSII 启动效率 同时双拱结构减 少早晨低温胁迫 使光合酶 Rubisco 活性恢复更快 因此 光合效率更高 而CK温室夜间温度较低 早晨叶片温度恢 复缓慢 Rubisco活性受抑 导致电子传递链受阻 使净光合 速率下降 2 3 叶绿素荧光图像 从不同温室中草莓的Y 图像 图3 可以看出 T处 理叶片亮区更广且分布更均一 反映PSII实际光化学效率提 高 电子传递更顺畅 这可能是由于T处理通过 夜间保温 日间散射增光 的组合 降低了冬季早晚时段的光温失配与 能量过剩引起的光抑制风险 使光系统在更长时段维持较高 量子效率 相比之下 CK的荧光图像呈现暗斑或光效较低区 域 可能是由于夜间低温造成短期冷害 因此T处理使植株 更高效地将光能用于光化学反应 提高光能利用效率 2 4 产量 表1结果显示 T处理在整个越冬生产周期中总产量为 302 6 g 株 较CK提高6 5 虽然总产量差异未达到显著水 平 但其趋势稳定且在关键月份 12月 2月 表现显著优势 这两个时间点是在温度最低 光照最不足 草莓花果最易受 冷害的关键时期 T处理仍能显著提高单株产量 说明其在越 冬关键期更有效地保护和维持了植株生理活性 同时T处理 在12月首批产果时即高于CK 证明其透光散射光促进了早 期光合产物积累 加快了花芽分化进程与果实膨大速度 尽 管3月与4月在产量上无显著差异 但T处理全周期均保持 高于CK的趋势 这说明T温室对草莓生长的改善并非短期 而是长期综合效果 图2 不同温室中草莓的净光合速率 试验研究 8 3 讨论与结论 3 1 讨论 本研究表明 双拱型日光温室与透光型保温被的组合结 构能够在寒冷地区越冬生产中显著改善光温环境 从而提高 草莓的生长发育 光合效率和关键时期的产量 研究表明日 光温室采用内外双层结构可有效减少夜间冷空气入侵和棚 体热量散失 使棚内温度提高2 4 5 6 本研究中的T处理 在1 2月低温期保持较高的生长量与净光合速率 说明双 拱结构的隔热效果同样适用于寒地草莓越冬生产 Rubisco 在低温早晨恢复缓慢是限制冬季光合作用的重要因素 而T 处理净光合速率在11月 1月均显著高于CK 表明更温暖 的夜间环境有利于光合酶系统的快速激活 实现更高的晨间 光合潜力 试验还发现T处理在12月与2月等越冬关键月 份的产量显著高于CK 这与 提高早期光合积累有助于促进 花芽分化与果实膨大 的研究结论一致 7 本研究首次将双拱型结构与散射透光型保温被作为组 合系统用于寒地草莓越冬生产 常规保温被覆盖后温室基本 失去光照 本研究证明透光型保温被在覆盖状态仍可利用散 射光延长作物见光时间 尤其适用于吉林长春等冬季光照极 弱地区 这是传统研究中较少涉及的技术突破 尽管研究结果具有参考价值 但在以下方面还存在一定 的局限性 未设置温室重复 仅采用1个T温室与1个CK 温室进行对比 缺乏生物学重复 试验周期为单一年度 未开 展跨年份验证 仅选用一个草莓品种 红颜 代表性有限 未 来将采用多个温室进行重复试验 同时引入多品种 开展跨 年份 多地点试验 评估其在不同背景下的稳定性 3 2 结论 在寒地越冬栽培中 双拱型日光温室配套透光型保温被 较传统温室显著改善棚内热环境与散射采光 提升光合效率 与叶绿素荧光表现 由此带来草莓生长量与产量的同步提 高 该技术模式具备可推广应用价值 适宜作为寒地越冬草 莓生产的优选结构方案 参考文献 1 董静 张运涛 王桂霞 等 日光温室草莓立体栽培研究 J 北方园 艺 2011 4 71 73 2 崔洪博 韩青妍 刘燕妮 等 激光补光对日光温室草莓生长发育 光合特性及产量的影响 J 吉林农业大学学报 2025 47 4 663 671 3 王发香 冯文昱 柏雨润 等 我国日光温室温控技术研究应用与发 展趋势 J 中国农机化学报 2025 46 11 161 170 4 王鸿飞 郭洪恩 何青海 等 温室环境控制方法研究现状及展望 J 农业工程 2025 15 6 45 53 5 胡海银 史建明 吕正航 酒泉戈壁日光温室保温增温技术探讨与 浅析 J 上海蔬菜 2025 5 82 84 109 6 张国森 赵文怀 崔海成 等 西北非耕地双拱双膜日光温室的建造 及推广应用 J 中国蔬菜 2011 17 46 48 7 崔博文 高寒地区主动蓄热循环日光温室设计与试验 D 安徽 安徽 农业大学 2023