土壤修復技術對連作草莓產量與品質的影響

李星月，劉奇志，白春啟，李賀勤，張林林

(1.中國農業大學農學與生物技術學院昆蟲與線蟲實驗室，北京100193;2.四川省農業科學院植物保護研究所農業部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室，四川成都610066;3.河南工業大學糧油食品學院，糧食儲運國家工程實驗室，河南鄭州450001;4.青島農業大學農學與植物保護學院，山東省旱作農業技術重點實驗室，山東青島266109;5.河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北昌黎066600)

土壤修復技術對連作草莓產量與品質的影響

李星月1，2，劉奇志1*，白春啟1，3，李賀勤1，4，張林林1，5

(1.中國農業大學農學與生物技術學院昆蟲與線蟲實驗室，北京100193;2.四川省農業科學院植物保護研究所農業部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室，四川成都610066;3.河南工業大學糧油食品學院，糧食儲運國家工程實驗室，河南鄭州450001;4.青島農業大學農學與植物保護學院，山東省旱作農業技術重點實驗室，山東青島266109;5.河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北昌黎066600)

草莓的連作栽培容易造成土壤理化性狀劣變、土壤養分失衡等，發生連作障礙，導致草莓的產量與品質下降，阻礙草莓生產的可持續發展。本文以‘紅袖添香’為供試草莓品種，選擇幾種不同的土壤修復產品，從連作草莓的產量和品質2個方面評價其修復效果，篩選并優化適合實踐應用的土壤修復技術。定植前施用1次土壤修復劑SA，草莓單株熟果個數、單株產量以及單位產量高于其他施用次數，分別較對照提高了49.5%、33.5%、33.6%，而且組合修復劑SA-1-6+116、SA-1-6+BGB修復連作草莓土壤后，與對照組相比，草莓單位產量也分別提高了31.9%、31.2%。土壤修復劑SA施用1次和5次對草莓果實的花青素和蘆丁含量均有顯著提高的作用。綜合考慮連作草莓產量和品質，初步認為在草莓定植期施用一次土壤修復劑SA，及其與116、BGB配合施用，連作草莓土壤修復效果較好，適合在連作草莓土壤修復的生產實踐中推廣應用。

連作草莓;土壤修復;產量;品質;蘆丁

草莓(Fragaria ananassa Duch)是一種營養價值和經濟價值較高的水果，在主要農作物中占有重要地位，長期保持著大規模的種植水平，并呈現出穩定增長的趨勢。草莓主要采用一年一栽的栽培模式，由于耕地限制等客觀條件，主產區連作草莓普遍存在，在設施栽培管理模式下尤為突出［1－2］。但是，連作栽培容易造成土壤理化性狀劣變、土壤養分失衡，發生連作障礙，加之土傳病蟲害加重、化感物質不斷積累、土壤酸化等連作現象，使草莓植株生長發育異常、產量與品質下降，造成重大經濟損失，嚴重阻礙了草莓生產的可持續發展［3－4］。

土壤消毒處理一直是防治草莓連作障礙普遍采用的措施，然而多年以來施用的溴甲烷土壤熏蒸劑在世界范圍內已陸續被禁用，且現有的替代產品或技術都存在一定的局限性，如:化學產品毒性大、蒸汽消毒成本高、揮發降解慢等［5－6］。由于處理后的土壤形成了“生物真空”或“近生物真空”環境，打破了土壤食物網結構，加劇了土壤生態平衡，易于致病生物再侵染，因此，連作草莓的治理應以維持土壤食物網健康和農業發展的可持續性，以及減少或降低化學產品投入為目的［7－9］。

土壤修復技術廣泛應用傳統的農業管理實踐中，不僅可以提高土壤肥力、改善土壤結構、土壤持水能力，同時具有防治土傳病害的作用［10－12］。有研究表明。而對連作土壤進行修復，有利于增加土壤養分、改善土壤物理性狀、增加土壤生物活性和作物產量［13］，可以達到改善連作草莓根際生態環境效果，符合環境友好、農業可持續發展理論。按照有機物質的來源，可分為植物產物(植物葉、種子、餅粕)、有機肥料(雜草或修剪枝等堆肥、家禽糞肥)、幾丁質、氨基酸等［10，14］。此外，如采用土壤修復劑可增加土壤自由生活線蟲種群密度、微生物的生物量和養分代謝生物數量［15］;采用藥用植物可使連作草莓期病情指數降低13.9%～39.5%，死苗率降低22.4%～33.2%，生長發育狀況得到改善，產量提高32.6%～33.8%［16］。因此本文選擇幾種不同的土壤修復產品，結合筆者實驗室自主開發的專利產品——土壤修復劑SA，從連作草莓的產量和品質兩個方面評價其修復效果，篩選并優化適合實踐應用的土壤修復技術。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在北京市農林科學研究院林業果樹研究所設施草莓基地進行(38°54'N，116°23'E，海拔62 m)。該基地年平均氣溫12.5℃，年平均降雨量628.9 mm，氣候、土壤和水利條件適宜草莓生長，并采用滴灌的方式調節濕度。

基地主要采用薄膜覆蓋的日光溫室大棚(10.5 m×70.0m)，高壟栽培(9.0m×0.4m×0.4m)，大棚內共設75壟(畦)南北走向的田塊，每畦平行等間種植2行草莓苗，每壟90棵苗，不同畦間的列間距為30 cm，同一畦間的列間距為10 cm，株(行)間距為平均為15 cm。供試植物:黃瓜，市售千秋一號(北京食根種業有限公司)。

1.2 試驗材料

供試草莓品種為‘紅袖添香’(Hongxiu Tianxiang)，種植位于草莓基地北部3個連作6年的溫室大棚內，大棚于9月底移栽草莓苗，周圍是其它的草莓棚。該根據試驗設計，配施以下幾種土壤有機修復制劑:BGB草莓抗重茬劑(北京市嘉博文生物科技有限公司生產，有效活菌數4.0×108/g)，116菌肥(北京市興農寶典生物科技中心生產，枯草芽孢桿菌有效活菌數≥2×108/mL)，AAA生物防治劑(三安農業科技有限公司生產，多種功能微生物組成的復合微生物制劑)，以及土壤修復劑SA(Soil A-mendment，中國農業大學昆蟲與線蟲學實驗室專利產品)。

1.3 試驗設計

本試驗共設置13個處理，在3個溫室大棚里實施，每個大棚里每個處理3個重復，每個大棚里去除兩邊緣效應各4壟，將溫室分成均勻分布的3個試驗小區，每個試驗小區內布1個處理的1個重復，每個處理總計9個重復(1個重復/試驗小區×3個試驗小區/大棚×3個大棚)，具體試驗處理如下。

BGB:定植前，壟上開溝均勻撒施，用量450 kg/ hm2;AAA:定植前，壟面上均勻撒施，然后翻土混勻，90 kg/hm2;116:定植期，灌根，以30 L/hm2，按1︰400倍液稀釋灌于根部，生長期內1次/月;SA:灌施，原液稀釋125倍，以150 mL株苗的劑量澆灌于壟上開溝渠中，分為6個不同處理，即在定植期施用1次(SA-1-1)，在定植期、緩苗期各施用1次(SA-1-2)，在定植期、緩苗期和現蕾期各施用1次(SA-1-3)，在定植期、緩苗期、現蕾期和盛花期各施用1次(SA-1-4)，在定植期、緩苗期、現蕾期、盛花期和幼果期各施用1次(SA-1-5)，在定植期、緩苗期、現蕾期、盛花期、幼果期和采收始期各施用1次(SA-1-6); SA-1-6+BGB:BGB在定植前，壟上開溝均勻撒施，用量450 kg/hm2;同時按照SA-1-6方法施用SA-1; SA-1-6+AAA:AAA在定植前，壟面上均勻撒施，然后翻土混勻，90 kg/hm2;同時按照SA-1-6方法施用SA-1;SA-1-6+116:116在定植期，灌根，以30 L/ hm2)，按1︰400倍液稀釋灌于根部;同時按照SA-1-6方法施用SA-1;CK:未施用上述土壤修復制劑，其他田間管理與上述處理相同。

1.4 試驗方法

在采收始期、采收盛期和采收后期，采收草莓八分熟果實，每處理隨機選取15株，測量平均單果重、單株果數、計算平均單株產量，并測定果實的可溶性固形物含量、還原糖含量、含酸量、抗壞血酸(維生素C)含量、可溶性蛋白質含量、果實硬度及硝酸鹽含量。單果重、產量、品質等均是以第一、二級序果進行統計調查，產量以每小區內單株產量計算，再折算成單位產量［17］。

可溶性固形物含量測定用WYT型手持糖度計測定［17］，還原糖的測定參考GB/T5009.7-2008食品中還原糖的測定方法［18］，可滴定酸測定用NaOH滴定法［19］，抗壞血酸(維生素C)含量測定采用2，4-二硝基苯肼比色法［20］，花青素的測定采用分光光度計法［21］，蘆丁和槲皮素含量液相色譜HPLC/紫外分光光度法［22］。

1.5 數據分析

不同處理組間的所有數據處理，運用Excel 2010統計分析軟件及數據處理軟件SPSS(Statistical Package for Social Sciences，SPSS 16.0)進行方差處理和顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 土壤修復技術對連作草莓產量影響

2.1.1 SA不同施用次數對連作草莓產量的影響從表1可以看出，在草莓不同的生長期，施用不同次數土壤修復劑SA，對連作草莓產量的影響有顯著性差異。定植前施用1次土壤修復劑SA，草莓單株熟果個數和單株產量高于其他施用次數土壤修復劑的修復效果，同時比對照分別提高了49.5%、33.5 %。除施用4、6次土壤修復劑SA外，所有不同施用次數在單株熟果個數及單株產量兩項指標上均高于對照組。而施用不同次數的土壤修復劑SA對草莓的單果重影響各異，且均低于對照組。以每公頃101 250株計算產量，在定植前施用1次土壤修復劑SA的草莓產量顯著高于其他處理組，且高于對照組33.6%。土壤修復劑SA-1施用2、3和4次的草莓產量高于對照組，但差異不顯著。土壤修復劑SA施用4、6次的草莓產量低于對照組。

2.1.2 不同土壤修復劑對連作草莓產量的影響采用不同種土壤修復劑進行草莓連作土壤修復，結果顯示(表2)，采用不同種土壤修復劑對草莓的單果重影響不同，但均低于對照組。與對照相比，選擇的土壤修復劑SA、AAA、116、BGB及組合修復劑SA-1-6+AAA、SA-1-6+116、SA-1-6+BGB均能提高單株熟果個數，且SA處理組的草莓單株產量均高于對照組。土壤修復劑SA-1-1以及組合修復劑SA-1-6+116、SA-1-6+BGB修復連作草莓土壤后，提高草莓單位產量顯著，分別為33.6%、31.9%、31.2 %。其他處理組(AAA、116、BGB及組合修復劑SA-1-6+AAA)的草莓單位產量與對照組的草莓產量無顯著差異，但均有不同程度的提高。

2.2 土壤修復技術對連作草莓品質影響

2.2.1 SA不同施用次數對草莓品質的影響由表3可以看出，在草莓不同的生長期、施用不同次數的土壤修復劑SA進行連作土壤修復，對草莓果實的可溶性固形物無顯著影響，而隨著施用次數的增加，還原糖和可滴定酸含量都有增加趨勢，其中施用5次的還原糖和可滴定酸均達到最高值，分別為5.4 %和0.67%，此時糖酸比高于對照組，為8.10。糖酸比最大值是施用4次土壤修復劑SA-1，可達9.23，顯著高于對照組，其他施用次數對草莓果實的糖酸比無顯著影響。施用3、4、5、6次數的SA對草莓果實維生素C的含量無顯著影響，而施用1、2次時草莓果實維生素C含量有所降低。

土壤修復劑SA施用1、3和5次對草莓果實的花青素含量均有提高作用，可分別提高4.4%、14.2 %和10.7%。結合UPLC和UV技術，標樣蘆丁和槲皮素出峰位置為保留時間2.390和5.510 min，如圖1中的黑色曲線，采用外標法分析，所有草莓果實中未檢測出槲皮素，但檢測到施用1、5和6次土壤修復劑SA可提高蘆丁含量，分別提高21.8%、15.5%和7.0%。

表1 土壤修復劑SA不同施用次數對連作草莓單株產量的影響Table 1 Effects of SA for different application times on yields of continuous-cropping strawberry greenhouse

表2 不同土壤修復劑修復草莓連作土壤對草莓單株產量的影響Table 2 Effects of continuous-cropping strawberry greenhouse amended by different soil amendments on its fields

表3 土壤修復劑SA-1不同施用次數修復草莓連作土壤對草莓品質的影響Table 3 Effects of continuous-cropping strawberry greenhouse amended by SA for different application times on its fruit quality

2.2.2 不同土壤修復劑對草莓品質的影響采用不同種土壤修復劑進行草莓連作土壤修復，試驗結果顯示，由表4可知，與對照相比，選擇的土壤修復劑SA、AAA、116、BGB及組合修復劑SA-1-6+AAA、SA-1-6+116、SA-1-6+BGB對草莓果實可溶性固形物無顯著影響，而施用AAA、116、SA-1-6+116可顯著提高還原糖量，分別增加0.7%、0.6%、1.0%。SA-1-6+AAA和SA-1-6處理略微提高了草莓果實內的可滴定酸含量，但各處理對草莓果實的維生素C含量并無顯著影響，處理組對的影響不大。此外，1-6+AAA和SA-1-6+116處理組的糖酸比則顯著高于對照及其他處理組。

與對照組相比，施用AAA的2個處理組(AAA、 SA-1+AAA)和BGB單獨施用顯著降低了草莓果實的花青素含量，而SA和116的施用(SA-1-1和SA-1-6+116組)反而提高了花青素含量。單獨施用SA和BGB對草莓果實中的蘆丁含量表現出提高作用，SA-1定植期施用1次處理可提高花青素含量4.4 %，但二者配合施用，卻使蘆丁含量顯著降低(表4)。此外，各個處理組的草莓果實仍然沒有檢測到槲皮素含量。

圖1 UPLC和UV聯用草莓果實蘆丁和槲皮素的色譜圖Fig.1 Chromatograms and quercetin of strawberry fruits with UPLC-UV

表4 不同土壤修復劑修復草莓連作土壤對草莓品質的影響Table 4 Fruit quality of continuous-cropping strawberry greenhouse amended by different soil amendments

3 討論

目前，草莓種植業總體上需要大量肥料投入，但連續大量的使用化肥，而有機肥不足，導致了土壤理化性質惡化，地力降低，一定程度上影響了草莓的產量和品質，使其市場競爭力減弱，經濟效益降低［23］。不僅如此，草莓連作障礙問題日益嚴重，目前認為造成重茬障礙的原因主要是病原微生物、線蟲、化感物質、土壤養分及土壤理化性質，但是觀點各異［24］。微生物肥料(微生物菌劑生物制品)，以微生物生命活動及其代謝產物來影響和改善植物營養條件，具有增進土壤肥力，提高肥料利用率，可以適當減少化肥的施用量，也促進土壤肥力的良性循環，防止土壤板結。此外，微生物肥含有的活體菌可以協助植物吸收磷、鉀、銅及鈣等元素，改善作物的營養，并抑制某些土傳病害，增強抗病能力，具有肥效持久，改善生態環境等優點，在草莓上的應用推廣符合現代農業、生態農業、有機農業的發展方向［24-25］。

土壤修復劑SA，為本實驗室自主研制開發的專利產品，主要由昆蟲體本身及其代謝產物等組成，其中的昆蟲蛋白、脂肪和微量元素等為復合微生物生長和繁殖提供優良條件，有利于土壤微生物種群數量擴增和種群豐富化，有利于土壤營養元素補充［26］。本實驗室前期研究結果顯示，土壤修復劑SA可以促進黃瓜植株生長，減少黃瓜根結數量，提高黃瓜產量，緩解黃瓜的連作障礙［27］。初步在草莓種植上的研究發現，SA不僅可以減少酚酸類化感物質［28］，還可以改善土壤養分，從而促進草莓根系生長，緩解連作障礙［29］。此外，SA中的有機酸對草莓致病菌立枯絲核菌、尖孢鐮刀菌和大麗輪枝菌具有明顯的抑制作用［30］。

BGB微生物菌劑是一種含有放線菌、固氮菌、有機磷細菌、無機磷細菌、鉀細菌、乳酸菌、芽孢菌等多種有益微生物和多種微量元素的微生物菌劑，能夠有效促進作物對各種養分的均衡吸收，改善作物根部的微生態環境和微生物環境［31］。前期有試驗結果表明，BGB微生物肥料能增加土壤中菌類數量，提高土壤有機質和全氮、有效磷、速效鉀的含量，可以增加西瓜產量且提升其品質［32］。

本實驗中，土壤修復劑SA施用1次對連作草莓增產效果優于其他施用次數，相比對照，可增加單位產量33.6%。雖然單獨施用BGB或116對連作草莓沒有顯著增產的效應，但二者分別結合SA施用可以增加草莓單位產量。此外，無論是AAA單獨施用或與SA結合施用，與對照組相比，連作草莓的單位產量均沒顯著增加。施用土壤修復劑SA-1、BGB、AAA、116及其組合，對于草莓的常規品質(可溶性固形物、還原糖、可滴定酸和Vc)中某些指標，尤其是SA施用一次可顯著提高果實中花青素和蘆丁含量。綜上所述，SA與BGB具有較好的連作土壤修復作用，尤其是SA具有顯著增產效應，與前人的研究結果一致。經過不同土壤修復技術的篩選、優化，結合草莓產量和品質，初步認為在草莓定植期施用一次土壤修復劑SA，及其與116、BGB配合施用，連作草莓土壤修復效果較好，適合在連作草莓土壤修復的生產實踐中推廣應用。

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(責任編輯 陳虹)

Effects of Soil Amendment Technologies on Yield and Quality of Continuous-Cropping Strawberry

LIXing-yue1，2，LIU Qi-zhi1*，BAIChun-qi1，3，LIHe-qin1，4，ZHANG Lin-lin1，5
(1.Laboratory of Entomology and Nematology，College of Agriculture and Biotechnology，China Agricultural University，Beijing 100193，China;2.Key Laboratory of Integrated PestManagementon Crops in Southwest，Institute of Plant Protection，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Sichuan Chengdu 610066，China;3.National Engineering Laboratory for Grain Storage and Logistics，School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Henan Zhengzhou 450001，China;4.Shandong Provincial Key Laboratory of Dryland Technology，College of Agronomy and Plant Protection，Qingdao Agricultural University，Shandong Qingdao 266109，China;5.Changli Institute of Pomology，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Hebei Changli066600，China)

Continuous cropping of strawberry cause the deterioration of soil physical and chemical properties and soil nutrient imbalance，thus continuous-cropping obstacles occur，resulting in the decline in the yield and quality of the strawberry and hindering the sustainable development of strawberry production.Hongxiutianxiangwas chosen as tested strawberry variety，and several different soil amendment productswere chosen to apply in strawberry soils respectively.Based on twoaspectsof the yield and quality ofstrawberry，the amendmenteffectswere evaluated，and then the suitable application of soil remediation technologywere selected and optimized for practical apply.The ripe fruitnumber and yield per plant，and yield per hectare in treatments in ofwhich SA was applied once during strawberry engraftmentwas higher than that of other application times，and increased by49.5%，33.5%and 33.5%，respectively compared with control.Moreover，the cooperation of SA and 116，SA and BGB increased by 31.9%and 31.2%of the yield per hectare，respectively，compared with control.SA application for 1 time and 5 times could significantly increase the anthocyanins and rutin content in strawberry fruit.Considering for the yield and quality of continuous-cropping strawberry，SA applied once during strawberry engraftmentand itsapplication togetherwith 116 and BGB separately were preliminarily thought to be the better soil remediation technology，which were suitable for practical popularization and application in continuous cropping strawberry soil restoration.

Continuous-cropping strawberry;Soil amendment;Yield;Quality;Rutin

S436.939

A

1001－4829(2017)2－0383－06

10.16213/j.cnki.scjas.2017.2.024

2016－03－25

國家科技支撐項目(2014BAD16B0702-3);四川省財政創新能力提升工程專項(2016QNJJ-028);農業部公益性行業(農業)科研專項(201503127)

李星月(1987－)，女，四川內江人，博士，主要從事有害生物綜合防治研究，E-mail:michelle0919 lee@126.com，*為通訊作者，劉奇志，E-mail:lqzzyx163@163.com。