第 1 章 文献综述
1.1 无土栽培技术
无土栽培是指不用天然土壤而采用基质和营养液进行灌溉的栽培方法，以人工制造的作物根系环境代替土壤环境来实现对植物的种植，不仅充分发挥作物的生长潜力，确保植物的健康生长，而且可以有效防止连作病害及土壤盐分积累造成的影响[1]。随着设施农业的快速发展,无土栽培技术应用也越来越广泛。无土栽培技术可实现植物的高产和质优，较普通种植技术能够增产 1～2 倍[2]；同时可确保水分和养分的平衡，是节水型栽培模式；可实现卫生清洁，减少病虫害危害；栽培过程中可减少栽培工序、节省劳动力，可实现现代化的技术操作，因此，无土栽培技术符合现代化农业的发展要求。
无土栽培技术主要分为水培和基质栽培 2 种类型，其中基质栽培技术以基质作为植物生长过程中的固定物质，以营养液作为介质和载体，具有性能稳定、设备简单和投资少的特点，具有良好的经济效益等特点[3]，广泛应用于瓜果蔬菜生产中。其中栽培基质是基质栽培的关键，基质不仅起到固定植物根系，还具有保持水分和透气等特点，能够协调作物生长对水气的要求[4]。同时，基质还有有很好的缓冲性能、养分供应能力和抵制病菌的能力[5]。孙世海等[6]研究发现砂培、有机基质培和蛭石培均提高了樱桃番茄的产量，其中蛭石培在总产量和株高上显著高于砂培。李宗耕等[7]在日光温室中以土壤栽培为对照，设置 4 种混配基质，研究发现起垄内嵌基质栽培能够提高根区温度的缓冲能力和稳定性，基质栽培的甜椒产量均高于土壤，显著提高甜椒的干物质量。
随着无土栽培基质的应用日益广泛，传统的主要基质原料草炭具有价格高、不可再生性等特点，在生产中的应用日趋减少。因此，针对不同生产区根据当地栽培条件和基质供应情况，因地制宜、就地取材，充分利用当地各种有机废弃物，研究新型基质替代传统材料及配方技术，开发新型基质具有重要现实意义。王攀磊等[8]发现采用混料均匀设计方法，可以高效、准确地从多种原料中筛选最优配方，并利用甘蔗渣或褐煤替代部分草炭基质，可达到增加产出、节约成本和保护资源的目的。郭治等[9]研究发现菇渣、泥炭土和玉米秆的混配基质对辣椒的栽培效果最好，产量提升明显，而菇渣、玉米秆和炉渣显著促进了辣椒的生长发育并且改善了果实品质,两种基质均适宜在设施蔬菜茄果类作物栽培中推广应用。沙子来源广泛，成本低廉、渗水性好，是较好的基质原料。郜永博[10]等研究沙子、炉渣、菇渣复合基质对茄子产量和品质的影响，发现冬春茬和秋冬茬生产中以添加 10%比例的菇渣最有利于茄子产量形成，添加 30%或 40%比例的菇渣有利于茄子果实品质形成，其果肉可溶性糖、游离氨基酸、茄皮花青素、类黄酮和总酚等含量均显著提高。
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1.2 设施草莓生产现状
草莓（Fragaria ananassa Duch）是蔷薇科(Rosaceae)草莓属( Fragaria)的多年生草本植物，其果实具有柔软多汁、酸甜适中、芳香浓郁和外形美观等特点，素有“水果皇后”的美称，是重要的浆果果树[18]。草莓具有生产周期短，见效快，经济效益高，适应性强等特点，在世界各地广泛栽培[19]。我国的草莓种植面积和产量居世界第一，截止 2016 年我国草莓栽培面积和产量分别达 14.15 万公顷和 380.19 万吨，占世界种植面积和产量的 35.21%和 41.70%[20]。随着日光温室、设施大棚的兴起，使得草莓的供应周期提早到元旦、春节上市，填补了冬季鲜果市场的空白，生产效益显著提高，因此草莓的设施栽培日益广泛，逐渐成为农民经济创收的主要手段之一[21]。目前，辽宁省是设施草莓主要产区，其设施栽培面积约达 2 万公顷，占全省果树设施栽培面积的 60%以上[22]，江苏、浙江、山东、河北等省也已发展成全国设施草莓的主产区，设施草莓产业已成为高效特色优势产业之一，是当地农民增收的主要来源。
新疆具有丰富的光、热、水土资源等生态优势和昼夜温差大、日照时间长的环境优势，近年来新疆各地区积极引入草莓优良品种进行产业结构调整，设施草莓生产快速兴起和蓬勃发展，已经成为新疆特色产业的重要组成部分。目前新疆设施草莓栽培主要区域是以乌鲁木齐安宁渠及周边农场乡镇和伊宁市周边乡镇团场为主，吐哈盆地、塔额盆地、石河子周边垦区等地区也有较大面积栽培[23]。近年来哈密地区[24]、第九师[25]等地区团场近几年大力发展设施草莓产业，其中兵团十二师自 2013 年大力发展设施草莓栽培，草莓种植面积约 774 亩，年产量达 1612t[26]。据报道，新疆生产建设兵团 2013 年起从日本引进高架草莓栽培技术， 利用固体基质、营养液栽培方式和高架培养床上进行设施草莓现代化生产，大大提高了劳动效率[27]。
近年来南疆设施草莓发展较快，第一师阿拉尔市及周边地区自 2010 年发展设施草莓栽培以来，栽培面积已达 200 余亩，成为南疆地区设施草莓栽培集中生产区。目前，设施草莓栽培多采用土壤栽培为主，由于土壤盐碱重、连作障碍问题突出，南疆地区设施草莓土壤栽培的平均亩产仅有 1000 公斤，一些土壤盐碱较重、地下水位高的团场，草莓苗成活率在 50%以下，平均亩产量只有 500 公斤左右，这与 2250-5400kg 理论亩产量[28]差距较大。传统土壤栽培模式严重制约了南疆设施草莓产业的发展。
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第 2 章 混配基质理化性状测定
2.1 材料与方法
2.1.1 试验地点与材料
本试验在塔里木大学试验站智能温室内进行；供试粗沙为当地建材市场粒径较细的水洗河沙；甘草渣为 51 团甘草加工厂提供，甘草经过粉碎淋洗提炼中药成分后进行堆积腐熟发酵，形成质地均匀、无腐败霉烂的栽培基质。
2.1.2 试验设计
粗沙、甘草渣混配基质种植草莓前，基质的理化性质进行检测，调查基质成本、检测分析基质粒径、容重、总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度、水气比、持水量变化、基质 EC 值、pH 值测定的测定，初步判断其是否适作为草莓的栽培基质。2017 年 9 月，以河沙基质为对照，分别将体积比为 17%、25%、50%的发酵甘草渣添加到粗沙中制成混配基质（表 2-1），自然晾干后进行物理性状的测定与分析。
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2.2 结果与分析
2.2.1 南疆地区基质成本分析
新疆南疆地区位于西部地区沙漠腹地，距离内陆城市较远，交通运输成本较高。2017 年对南疆地区市场上常见农业生产基质的成本调查发现（表 2-2），南疆地区常用的有机栽培基质泥炭和草炭的成本最高，进口草炭成本高达 850 元/ m3；椰糠成本较低，约为 400 元/ m3；本地生产的珍珠岩、蛭石等无机基质的成本也相对较高，这些基质价格主要用于育苗和中高档花卉的生产，很难应用于规模化无土栽培的生产及推广。而南疆当地甘草渣、河沙资源丰富，就地取材开发为无土栽培基质，成本只有 100 元/m3，其成本是国产泥炭、进口草炭、珍珠岩和蛭石的约八分之一，是椰糠的四分之一，极大地降低了无土栽培基质的成本。
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3.1 材料与方法......................................15
3.1.1 试验地点与试验材料.........................15
3.1.2 试验设计..................................15
第 4 章 混配基质对管道栽培草莓生长、产量及品质影响....................................19
4.1 材料与方法..........................................19
4.1.1 试验地点与试验材料..................................19
4.1.2 试验设计.............................................19
第 5 章 南疆设施草莓沙培混配基质体系开发与配套栽培技术..........................25
5. 1 沙培混配基质体系组成..................................25
5.1.1 基质构成...................................25
5.1.2 栽培槽设计..................................25
第 5 章 南疆设施草莓沙培混配基质体系开发与配套栽培技术
5. 1 沙培混配基质体系组成
5.1.1 基质构成
在南疆地区就地取材，将体积比 75%的河沙与 25%粉碎发酵后的甘草渣充分混匀。混合基质的容重由 1.6kg/L 下降 1.2KG/L，总孔隙度由 33.3%提升到43.0%、持水孔隙度由 28.7%提高到 37.9%、通气孔隙度由 4.7%增大到 5.1%，保水保肥能力明显提高，更加适合草莓无土栽培。混合基质成本为 100 元/m3，具有生产成本低、易推广普及等优势。
5.1.2 栽培槽设计
平地起垄构修建无土基质栽培槽。首先，日光温室内原地起垄，垄底宽 60cm，垄上部宽 30cm，垄高 30cm，两个垄间距宽 50cm。压实后在垄上挖栽培槽，槽宽 25cm，深 20cm，槽底为半圆形（图 5-1）。栽培槽挖好后依次铺设土壤隔离膜（为节约成本一般用废旧棚膜），槽底部铺设排废液管，再铺设保水无纺布后即可填装基质。基质填装后压实、整平，上铺设滴灌带。定植草莓后，槽上部铺设银黑地膜。
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第 6 章 结论与展望
6.1 试验结论
（1）本研究就地取材利用河沙、甘草渣开发草莓栽培基质，其价格降低至100 元/m3，成本只有传统基质 11.8%-25%。粗砂 63%粒径大小主要集中在0.25-1mm 之间，甘草渣大于 1mm 粒径占比 60%，粗沙和甘草渣的基质粒径大小呈现互补关系。随着河沙基质中甘草渣比例的提升，基质的容重显著性下降，总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度显著性增大，基质的滴灌持水量增加，T1、T2、T3的含水量相对于 CK 分别提高了 16.5%，29.9%，43.3%。因此，粗沙混配甘草渣显著地改善了基质理化性状，增强了基质的持水保肥能力。而且混配基质的含盐量较低，均呈弱酸性，可以应用于草莓试种。
（2）在盆栽试验条件下混配基质可明显促进草莓的株高、茎粗、叶片纵径、叶片横径、叶面积和叶周长等地上部分的生长，提高了草莓叶片的光合速率、蒸腾速率和叶绿素含量，同时促进了地下部分根系的生长，与粗沙栽培具有显著性差异。其中，75%河沙+25%甘草渣混配基质（T 2）提高了盆栽草莓茎粗、株高、叶面积，促进地下部根系长度和须根数量增长；促进了草莓叶片的光合作用和叶绿素含量，是最佳的盆栽草莓基质配方。
（3）在管道栽培条件下混配基质草莓的各项生长、结果指标均优于纯河沙栽培。其中 75%河沙+25%甘草渣混配基质（T2）促进了管道栽培草莓的茎、植株和叶片等地上部生长量，提高了草莓结果量和单株产量，单果重最大，是适宜的草莓无土栽培基质配方。50%河沙+50%甘草渣混配基质（T3）提高了草莓可溶性糖、可溶性固形物含量和糖酸比，提升了草莓的品质。
（4）为进一步验证使用粗沙、甘草渣混配基质栽培草莓实际应用效果，开发出一套适应南疆设施草莓沙培混配基质体系以及配套栽培技术。设施草莓沙培栽培系统包括：75%河沙混配 25%甘草渣基质、平地起垄栽培槽的设计、营养液池的设计和营养液配制及管理 5 个组成部分；设施沙培草莓栽培技术包括：设施草莓定植技术、花果管理技术、病虫害防控技术和采后技术等环节。经 2 年生产实践，可将栽培设备成本降低至 1.2 万元/亩，实现草莓亩产 2-2.5 吨，纯利润达15 万元，对合理利用南疆地区盐碱、荒漠土地种植草莓提供技术借鉴。
参考文献（略）