加州草莓苗圃产业挑战与可控环境农业前景：技术采纳瓶颈与转型路径分析

《International Journal of Fruit Science》：The California Strawberry Nursery Industry: Overview, Challenges, and the Prospects of Controlled Environment Agriculture

本文综述加州草莓苗圃产业现状，指出其面临甲基溴（Methyl Bromide, MB）潜在淘汰、劳动力短缺及气候变化等挑战，探讨可控环境农业（Controlled Environment Agriculture, CEA）技术如何通过精准调控光温湿及CO2环境，降低病害传播风险并提升育苗稳定性，但高成本与规模化难题仍是当前应用的主要障碍。

　　

加州草莓苗圃产业概述

加州生产全美近90%的草莓，其苗圃产业每年提供约15亿株裸根苗，产值达2.25亿美元。产业依赖高海拔苗圃（High-Elevation Nurseries, HEN）与低海拔苗圃（Low-Elevation Nurseries, LEN）的多地点、多年期生产体系，通过母本植株的逐级扩繁（基础块、增殖块、商业化繁殖）确保种苗供应。然而，开放田间育苗模式面临病害隐性传播风险，如炭疽病（Anthracnose）和灰霉病（Botrytis cinerea）常通过种苗扩散至果实生产区。

产业核心挑战

1. 1.
   病害防控压力：草莓苗易成为病原菌无症状载体，近年新发病害如Neopestalotiopsis果腐病加剧产业风险。
2. 2.
   甲基溴依赖与替代困境：苗圃业仍通过关键用途豁免（Critical Use Exemption）使用MB进行土壤熏蒸，其潜在淘汰将直接威胁土壤病害防控体系。
3. 3.
   劳动力短缺：育苗环节需高度专业化人力，劳动力成本占比超50%，H-2A签证工人成为高海拔产区主要依赖。
4. 4.
   供应链复杂性：种苗需经3–5年跨区域转运，提前一年预订模式加剧需求预测不确定性。
5. 5.
   气候变化影响：显示，HEN区域冷积温（<7.2°C）达成时间逐年延迟，影响种苗休眠质量与交付时效。

可控环境农业的技术潜力

欧洲草莓苗圃已广泛应用CEA技术，如荷兰通过可控大气与温度处理（Controlled Atmosphere and Temperature Treatment, CATT）替代MB，有效控制螨虫与线虫。CEA在加州的应用目前限于分生组织阶段，但其在病害隔离、环境稳定性及自动化管理方面展现优势：

• •
  精准环境调控：光周期与营养液优化可提升匍匐茎繁殖率与植株均一性（如Yafuso等研究证实氮铵比调控开花抑制）。
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  自动化整合：传感器与AI驱动系统可实现水肥精准投放及早期病害识别。
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  气候风险缓冲：室内环境可稳定提供冷积温，规避野外极端天气导致的生产中断。

CEA应用的现实壁垒

尽管技术前景可观，规模化推广仍面临三大瓶颈：

1. 1.
   经济可行性存疑：以替代10%现有产量为例，温室建设成本高达3000万至16.3亿美元，远超产业年产值。
2. 2.
   技术适配挑战：裸根苗向穴盘苗（tray plants）转型需重构物流与种植流程，且北美缺乏CEA专属病害防控方案。
3. 3.
   专业人才缺口：复杂环境控制系统需跨学科技能，现有劳动力培训体系尚未覆盖。

结论与展望

CEA技术可作为加州草莓苗圃业的补充工具，尤其在MB淘汰倒逼下凸显战略价值。然而，其规模化应用需突破成本约束与技术集成难题，未来研究应聚焦CEA经济学评估及与传统生产模式的协同路径。