王寧堂，張 寧，張阿寧，任小西，王軍利

(1.咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712046；2. 淳化縣農(nóng)技推廣中心，陜西 淳化 711200；3. 三原縣農(nóng)技推廣中心， 陜西 三原 713800)

草莓(fragariaananassaDuchesne)為薔薇科草莓屬果樹，草本，多年生。其果實(shí)酥綿多汁，香甜適口，營養(yǎng)豐富，Vc含量高，具有很強(qiáng)的保健功能，深受世界人民的喜愛，在全球廣泛栽培[1]。中國為草莓主產(chǎn)國，是世界上草莓栽培面積最大的國家。2009年，中國草莓栽培面積已超過9.01×104hm2，總產(chǎn)量達(dá)2.2×106t，占世界總產(chǎn)量的35.7%[2]。目前，在中國很多大城市的近郊，草莓已經(jīng)成為廣大農(nóng)民主要栽培的經(jīng)濟(jì)作物之一，不但為城鄉(xiāng)居民提供了大量的水果消費(fèi)資源、增加了政府的財(cái)政收入，同時(shí)，還成為廣大果農(nóng)增收的重要手段。

草莓不耐重茬，多年連作會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的障礙綜合癥，主要表現(xiàn)為草莓的長勢變?nèi)?、病蟲害加重、品質(zhì)降低、畸形果增加、產(chǎn)量嚴(yán)重下降等現(xiàn)象，在一些地方，甚至造成絕收等嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[3、4]。

草莓連作障礙的發(fā)生，原因非常復(fù)雜，既有病蟲害積累、危害加重的原因[3]；也有土壤微生物環(huán)境惡化，土壤中銨化菌、硝化菌等有益微生物的繁殖及生長受到抑制，而部分有害微生物的活動(dòng)及代謝得到加強(qiáng)，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)由原來的“細(xì)菌型”向“真菌型”轉(zhuǎn)變的原因[3,5]；還有土壤次生鹽漬化的原因，以及植物殘?bào)w腐爛、病原微生物代謝、根系分泌物自毒[1,6～7]的原因；還有草莓生育受阻等原因[5]。

為了防治草莓連作障礙綜合癥，人們做了大量試驗(yàn)：通過休耕、輪作[8,9]，土壤消毒[10～15]，施用土壤改良劑[16,17]，增施有機(jī)肥[18,19]等試驗(yàn)，取得了大量研究成果，給草莓生產(chǎn)提供了理論和實(shí)踐上的參考。

食用菌栽培廢料是一種常見的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物[19]，在每年的5月份以后，隨著食用菌栽培季節(jié)的結(jié)束而大量出現(xiàn)，成為一種潛在的環(huán)境污染物。目前，已有很多生產(chǎn)將其作為土壤改良劑、無土栽培基質(zhì)等生產(chǎn)資料來循環(huán)利用[20]。它的有機(jī)物含量很高，具有一定的肥力，同時(shí)，施入大田，能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤團(tuán)粒，增加土壤有機(jī)物含量，改善土壤通氣、保水的平衡，是一種新興土壤改良、添加劑[19～20]。氯化苦(chloropicrin)化學(xué)名為三氯硝基甲烷，是目前世界最主流的土壤消毒劑之一，能有效防治土傳病害和有害線蟲造成的草莓連作障礙[12,21～23]。本試驗(yàn)旨在研究在草莓連作土壤中添加食用菌栽培廢料后，對其進(jìn)行氯化苦熏蒸消毒，進(jìn)而探究草莓連作土壤在這兩種方法同時(shí)使用時(shí)，對草莓連作障礙的綜合防治效果，為草莓連作障礙的綜合防治，提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在項(xiàng)目實(shí)施單位咸陽市涇陽縣秦寶蔬果園。供試場地為連續(xù)種植6年的草莓大棚。試驗(yàn)于2019年6月至2020年5月進(jìn)行。試驗(yàn)前對大棚土壤進(jìn)行取樣檢測，其基本理化指標(biāo)見表1。

表1 供試大棚土壤的基本理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 “紅顏”草莓苗 供試草莓為“紅顏”成品健壯苗，整齊一致，統(tǒng)一規(guī)格為4葉1心。

1.2.2 PE膜 普通市售PE膜，寬140 cm，厚>0.03 mm。

1.2.3 食用菌栽培廢料 食用菌栽培廢料為2019年食用菌栽培結(jié)束后，依據(jù)西安市地方標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)備[19]。即于5月上旬購買廢棄平菇菌棒經(jīng)粉碎、堆積發(fā)酵滅菌并曬干而成。其理化性質(zhì)見表2。

表2 食用菌栽培廢料理化性質(zhì)

1.2.4 氯化苦 試驗(yàn)采用大連染料化工有限公司生產(chǎn)的氯化苦原藥，濃度為99.5%。處理用量為37.5 g·m-2。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，并以不添加氯化苦及食用菌栽培廢料的大棚連作土壤為空白對照(CK)。5個(gè)處理的各物料添加見表3。

表3 處理設(shè)計(jì)

2019年8月10日，清理大棚中雜草及雜物，將各處理的物料按照表3添加量施入土壤，進(jìn)行PE覆膜熏蒸法處理土壤。以未處理(覆蓋PE膜，但不添加食用菌栽培肥料及氯化苦)的連作土壤作為對照。

每個(gè)處理重復(fù)3次，每次重復(fù)6壟，共約108 m2。保持15 d后，揭去各處理覆蓋的PE膜，通風(fēng)晾曬15 d，即定植草莓苗。

1.4 各設(shè)定指標(biāo)及其測定

主要設(shè)定的指標(biāo)數(shù)據(jù)有：土壤理化性質(zhì)；草莓生理、形態(tài)指標(biāo)；草莓株平均產(chǎn)量及大果率等。

1.4.1 土壤理化性質(zhì)的測定 土壤理化性質(zhì)的測定分3次進(jìn)行：試驗(yàn)前連作土壤理化性質(zhì)的測定；土壤熏蒸、晾曬結(jié)束后，草莓定植前，對照及各處理土壤的理化性質(zhì)的測定；草莓苗定植90 d后，對照及各處理土壤理化性質(zhì)的測定。其中：pH值參照GB/T7859-1987測定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀法測定；銨態(tài)氮含量采用靛酚藍(lán)比色法測定；速效鉀含量采用火焰光度法測定；速效磷含量采用鉬銻抗比色法測定。

1.4.2 草莓葉片葉綠素含量及N含量測定 采用浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)的植物營養(yǎng)測定儀“TYS-3N”進(jìn)行測定，其中葉綠素含量的精度為±0.3 SPAD，N素含量的精度為±5%。

1.4.3 草莓果實(shí)甜度的測定 采用日本ATAGO公司生產(chǎn)的PAL牌便攜式手持?jǐn)?shù)字折射儀POCKET PEFRACTOMETER PAL-1測取。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel 2003軟件進(jìn)行處理， SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對草莓連作土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1 處理后、栽植前土壤理化性質(zhì)變化 處理結(jié)束、定植草莓苗之前，對各處理及對照土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行測取，結(jié)果見表4。

表4 定植前土壤的理化性質(zhì)

分析表4中數(shù)據(jù)，可見：① 連作土壤用氯化苦熏蒸處理后，銨態(tài)氮無顯著變化，但土壤中其他營分含量下降非常顯著。這是由于氯化苦熏蒸使土壤微生物量大幅降低，土壤酶的活性下降，從而使土壤中的有機(jī)質(zhì)、速效磷及速效鉀等營養(yǎng)成分的含量大幅降低[12, 21]。② 隨著土壤中食用菌栽培廢料添加量的增加，其有機(jī)物含量顯著增加。這是因?yàn)槭秤镁耘鄰U料里面含有大量的有機(jī)物所致。③ 土壤熏蒸，其pH值顯著升高。其原因?yàn)槁然嘁种屏送寥乐屑?xì)菌的數(shù)量，進(jìn)而抑制了土壤中氮肥的硝化過程，從而導(dǎo)致H﹢濃度下降所致[21]。④ 氯化苦及食用菌栽培廢料的加入，對銨態(tài)氮的含量未產(chǎn)生顯著影響。這可能因?yàn)槭秤镁耘鄰U料中N素很低，對銨態(tài)氮影響有限所致。

2.1.2 果期各處理土壤理化性質(zhì)對比 定植90 d后，于果期對各處理土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測定，并對測定數(shù)據(jù)用軟件進(jìn)行處理，結(jié)果見表5。

表5 定植90 d后土壤的理化性質(zhì)

參照表5中的數(shù)據(jù)，并與表4對比可見：① 各處理間的有機(jī)物含量差異依然顯著，這與食用菌添加量的不同有一定關(guān)系。② 與定植前相比，定植90 d后，各處理土壤中的有機(jī)物含量顯著下降(P<0.05)。可見，在這一段時(shí)間內(nèi)，有機(jī)物的消耗很快。這可能是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，土壤中的微生物群落得到部分恢復(fù)，由于它們的礦化作用，使得土壤中的有機(jī)物被分解。③ 各處理之間，銨態(tài)氮含量無顯著差異。④ 各處理間，土壤中有效磷含量差異顯著，對照含量最高。⑤ 速效磷含量與定植前相比，均顯著下降。是由于草莓在生長的過程中大量吸收所致。但對照中速效磷的含量依然顯著高于其他5個(gè)處理，可見，氯化苦藥效有很長的延續(xù)性[12,21]。⑥ 土壤中速效鉀在種植的過程中也被大量消耗，消耗量達(dá)45% 左右。同樣，速效鉀的含量也以對照最高，依然顯著高于其他5個(gè)處理?？梢姡然嗤寥老緦ν寥罓I養(yǎng)的抑制作用，有明顯的持續(xù)性[21,24]。⑦ 隨著種植時(shí)間的延續(xù)，土壤pH值有降低的趨勢。這可能是由于土壤中的微生物群落在恢復(fù)以及在種植的過程中人工添加化學(xué)肥料造成的。

2.2 不同處理對草莓形態(tài)及生理等指標(biāo)的影響

在草莓盛果期對葉片葉綠素含量、葉片N素含量及果實(shí)甜度進(jìn)行了測量，同時(shí)，在整個(gè)生產(chǎn)期對株產(chǎn)量及大果率(重量>30 g的單果在總商品果中所占的百分率)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表6。

表6 不同處理對草莓形態(tài)及生理等指標(biāo)的影響

由表6可見：

① 所有對比指標(biāo)中，除根系長度以外，均以對照最差。可見，不進(jìn)行土壤處理，連作會(huì)嚴(yán)重影響草莓的形態(tài)、生理指標(biāo)，嚴(yán)重影響草莓的產(chǎn)量及品質(zhì)。對照中，草莓根系長度顯著大于單以氯化苦處理的結(jié)果，并與處理Ⅱ無顯著差別。可見，單以氯化苦熏蒸土壤進(jìn)行消毒處理，會(huì)對草莓根系生長造成顯著負(fù)面影響。

②在所有處理中，均以處理Ⅲ的各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最好?？梢?，在氯化苦熏蒸進(jìn)行連作土壤消毒時(shí)，給土壤中添加1.0 kg·m-2的食用菌栽培廢料，有利于草莓的生長及產(chǎn)量、品質(zhì)的提高。這可能是由于添加了食用菌栽培廢料，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了根系呼吸，改善了土壤微生物群落的生態(tài)結(jié)構(gòu)等原因所致[25]。

③ 從果實(shí)甜度指標(biāo)對比可以看出，土壤熏蒸后果實(shí)甜度增加顯著。這可能是由于熏蒸殺滅了有害線蟲及有害微生物，使得草莓的生長環(huán)境得到改善、各代謝過程得到增強(qiáng)所致[12，21，24-25]。

3 討論及結(jié)論

從既往的研究中可以看到，草莓連作障礙綜合癥發(fā)生的原因非常復(fù)雜，主要有土壤中病原菌大量積累、作物自毒、土壤理化性質(zhì)惡化、有害線蟲為害及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)改變等方面[2]。為了防治連作障礙綜合癥，針對不同的原因，廣大科技工作者進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究[3,8,10]。

筆者試驗(yàn)研究給連作土壤添加食用菌栽培廢料對土壤進(jìn)行改良的同時(shí)，用氯化苦對其進(jìn)行熏蒸消毒，來綜合防治草莓連作障礙。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，土壤中有機(jī)物的含量，隨著食用菌栽培廢料添加量的增加而顯著增加?？梢?，食用菌栽培廢料可用于改良土壤[16,20]；連作土壤熏蒸消毒后，土壤中各養(yǎng)分的含量均降低顯著，這是由于熏蒸消毒殺滅了土壤中大量微生物，使其種類和數(shù)量均顯著降低，有機(jī)物的礦化及速效養(yǎng)分的形成受阻造成的，這與范琳娟[12,21]、 楊葉青[24]的試驗(yàn)結(jié)果相互印證。隨著栽培時(shí)間的延長，栽培土壤中微生物數(shù)量、群落結(jié)構(gòu)以及土壤酶的活性均得到緩慢恢復(fù)，微生物對有機(jī)物的分解及部分營養(yǎng)的供給有所提高，這與田給林的試驗(yàn)結(jié)果一致[17]。

筆者試驗(yàn)結(jié)果還證實(shí)，盡管加入食用菌栽培廢料并用氯化苦對土壤進(jìn)行消毒后，造成土壤養(yǎng)分顯著降低，但于其中栽培的草莓，在形態(tài)、生理及果實(shí)的產(chǎn)量、品質(zhì)等方面均得到顯著提高。這說明土壤消毒后，盡管土壤中各營養(yǎng)成分受到顯著抑制，但消毒殺滅了土壤有害微生物和土傳地下害蟲，解除了土壤中有害菌產(chǎn)生的毒害[21,24]，與此同時(shí)，由于添加了食用菌栽培廢料，改變了土壤結(jié)構(gòu)，增加了有機(jī)物含量，繼而增加了土壤通氣、增強(qiáng)了根系呼吸及其對營養(yǎng)和水分的吸收，進(jìn)而使草莓的各項(xiàng)生理活動(dòng)得到加強(qiáng)[16,17,20]、草莓的生長得到加強(qiáng)，產(chǎn)量提高，品質(zhì)優(yōu)化[25]。

結(jié)論：大棚草莓連作土壤中添加食用菌栽培廢料并用氯化苦熏蒸消毒，可改善土壤生態(tài)環(huán)境及其微生物群落構(gòu)成，顯著改善草莓的形態(tài)及生理指標(biāo)、改善果實(shí)品質(zhì)、提高產(chǎn)量。