甲殼素對克服日光溫室草莓連作障礙的效果研究

孫明偉 ，鄒永洲 ，芮法富 ，徐友海 ，楊麗娟 ，劉有利 *

（1.濟(jì)南高新區(qū)阿波羅甲殼素工程技術(shù)研究中心，山東濟(jì)南250101；2.濟(jì)南蔬菜技術(shù)推廣服務(wù)中心，山東濟(jì)南250100）

近年來，我國設(shè)施草莓發(fā)展迅速，據(jù)2018中國（山東）草莓產(chǎn)業(yè)大會報(bào)道：2017年我國草莓種植面積15.33萬hm2，總產(chǎn)量460萬t，總產(chǎn)值600億元；其中日光溫室草莓面積占一半以上，并形成了多個(gè)專業(yè)化、規(guī)模化的種植基地片區(qū)，給農(nóng)民帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但由于多年連作及單一種植，使土壤肥力消耗過快[1]，土壤中的病原菌數(shù)量和種類增多[2]，產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、病蟲害嚴(yán)重的連作障礙問題。導(dǎo)致草莓屬不耐連作，連續(xù)種植會出現(xiàn)長勢變?nèi)鮗3]、連年重茬在很多地區(qū)已是較難改變和無法回避的現(xiàn)實(shí)，在影響草莓生長發(fā)育和抗病能力的同時(shí)，也嚴(yán)重制約了草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[4，5]。

甲殼素（幾丁聚糖）屬于氨基多糖，是甲殼質(zhì)和幾丁聚糖的俗稱[6]，是地球上存量極為豐富的一種天然資源，也是自然界中唯一帶正電荷的堿性多糖，廣泛存在于節(jié)肢動物門甲殼綱和昆蟲綱等動物外殼及真菌的細(xì)胞壁中[7]，如甲殼綱的蝦、蟹外殼含甲殼素58%～85%；昆蟲綱的蝗、蝶、蚊、蠅、蠶蛹?xì)ず讱に?0%～60%。由于甲殼素的分子結(jié)構(gòu)中帶有陽離子基團(tuán)，對重金屬、有害物質(zhì)等具有強(qiáng)大的吸附作用和螯合作用，因此能夠促進(jìn)土壤中有益放線菌數(shù)量增加[8,9]和果蔬根部發(fā)育、提高果蔬抗病力、增強(qiáng)微量元素吸收[10]。王艷芳等[11]以蘋果連作土盆栽的平邑甜茶幼苗為試材，探討了濃度為0、0.5、1.0、2.5 g/kg的甲殼素對甜茶光合速率、活性氧含量及抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明，適宜用量的甲殼素能減輕蘋果的連作障礙。趙冰[12]研究表明，甲殼素可以誘導(dǎo)根部分泌抗菌物質(zhì)，防治根腐病等病害，經(jīng)過兩次施用甲殼素肥后，有益菌放線菌數(shù)量可增加30倍，使根系不易被病害侵染，進(jìn)而起到抗重茬的作用。到目前為止，關(guān)于甲殼素在日光溫室連作草莓上的應(yīng)用效果研究還未見報(bào)道。為明確甲殼素在日光溫室草莓生長發(fā)育中的作用，本項(xiàng)目開展了甲殼素對日光溫室連作草莓生長、產(chǎn)量、品質(zhì)和根系發(fā)育等方面的影響研究，以期為緩解草莓連作障礙和指導(dǎo)日光溫室連作草莓施用甲殼素提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在濟(jì)南市歷城區(qū)唐王鎮(zhèn)韓西村種植越冬草莓日光溫室內(nèi)進(jìn)行，日光溫室面積550 m2，已連續(xù)重茬種植草莓3年。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)作物為草莓，品種為章姬。

供試甲殼素為阿波羅963養(yǎng)根素，由濟(jì)南阿波羅甲殼素肥業(yè)有限公司提供，每瓶為1000 mL，甲殼素含量≥5.0%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)2個(gè)處理。處理組用阿波羅963養(yǎng)根素進(jìn)行草莓灌根，對照組（CK）草莓常規(guī)管理，處理組和對照組在同一日光溫室內(nèi)。

1.4 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)中的日光溫室草莓于2017年9月11日定植，采用起壟雙行栽培，株行距45 cm×18 cm，每667 m2栽8234株，地膜全地面覆蓋，灌溉方式為滴管，棚內(nèi)草莓有57壟。其中，選取4壟8行為對照，其余全部用阿波羅963養(yǎng)根素進(jìn)行灌根處理。試驗(yàn)日光溫室內(nèi)整地施肥、種苗選擇、田間管理、病蟲害防治、收獲處理等同常規(guī)管理。

處理組分別于2017年10月4日、2017年11月14日、2017年12月7日各施用阿波羅963養(yǎng)根素灌根一次，共3次，每次施用量為阿波羅963養(yǎng)根素1000 mL/667 m2，隨水滴灌灌根。對照組隨同試驗(yàn)組采用等量的清水滴灌。

1.5 測定內(nèi)容和方法

在草莓第一茬果成熟前測定其植株?duì)I養(yǎng)生長、發(fā)育指標(biāo)，以株高×株冠直徑作為營養(yǎng)生長指標(biāo)，以座果、開花數(shù)量作為發(fā)育指標(biāo)。

在草莓第一茬成熟果采摘期前測定植株結(jié)果數(shù)量和成熟數(shù)量（以單株實(shí)際座果數(shù)量計(jì)數(shù)，果實(shí)著色度達(dá)到90%以上的紅色果為成熟果，著色度在90%以下的計(jì)為結(jié)果數(shù)量）。

在草莓結(jié)果的旺盛期進(jìn)行產(chǎn)量測定，處理和對照各隨機(jī)取三點(diǎn)，每點(diǎn)順序調(diào)查10株草莓的單株座果數(shù)（分已采和未采果）和開花數(shù)；按商品采收標(biāo)準(zhǔn)采摘50個(gè)果，稱重計(jì)算平均單果重，并隨機(jī)抽取10個(gè)果，采用WYT-4型手持糖度計(jì)，測量可溶性固形物含量。

根據(jù)公式（1）計(jì)算每667 m2的產(chǎn)量。

每667 m2產(chǎn)量=每667 m2株數(shù)×單株果花數(shù)×單果重×縮值系數(shù)（取 0.9） （1）

在草莓定植、生長120 d左右，將處理與對照草莓帶土挖出，浸泡掉土壤，洗凈根系，觀察測定根系顏色、延展長度和鮮重。

2 結(jié)果與分析

2.1 甲殼素對草莓果實(shí)成熟前植株?duì)I養(yǎng)與發(fā)育的影響

2017年11月28日，對大棚草莓的植株生長、品質(zhì)、產(chǎn)量等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查，草莓果實(shí)成熟前的植株?duì)I養(yǎng)和開花、座果情況見表1。

表1 甲殼素施用對植株?duì)I養(yǎng)與開花、座果的影響Table 1 Effects of chitin on nutrition,flowering and fruit setting of strawberry fruits

如表1所示，施用2次甲殼素（阿波羅963養(yǎng)根素）灌根的草莓，在生長77 d后，植株平均高度為28.3 cm，比對照草莓平均株高26.8 cm，增長1.5 cm，提高5.6%；開花、座果數(shù)量平均增加1.5個(gè)，提高率為20%。可見，甲殼素對促進(jìn)草莓植株?duì)I養(yǎng)吸收利用、株高生長、植株健壯和提高開花、結(jié)果率均具有良好的作用。

2.2 甲殼素對草莓結(jié)果的影響

2017年12月25日，第一茬草莓成熟果采摘期前，對草莓植株生長、品質(zhì)、產(chǎn)量等試驗(yàn)大棚進(jìn)行調(diào)查，草莓植株結(jié)果數(shù)量和成熟果數(shù)量情況見表2。

表2 甲殼素施用對草莓結(jié)果影響Table 2 Effect of chitin application on strawberry results

如表2所示，施用3次甲殼素（阿波羅963養(yǎng)根素）灌根的草莓，平均每株結(jié)果數(shù)量為13.2個(gè)，成熟果數(shù)量為1.2個(gè)，較對照結(jié)果數(shù)量提高12.8%，成熟果數(shù)量增長140.0%。可見，施用甲殼素對提高草莓座果數(shù)量和提前成熟具有促進(jìn)作用。

2.3 甲殼素對草莓產(chǎn)量、品質(zhì)影響

2018年1月30日，對進(jìn)入盛果期和去老葉、去側(cè)枝管理階段的日光溫室大棚草莓進(jìn)行產(chǎn)量和品質(zhì)的測定，草莓平均單果重、糖分含量及階段性產(chǎn)量情況見表3。

表3 施用甲殼素對草莓產(chǎn)量、品質(zhì)的影響Table 3 Effect of chitin on yield and quality of strawberry

如表3可得出，處理組與對照組相比，每667 m2株數(shù)相同，單株果花數(shù)增加25.6%，平均單果重增長3.61%，每667 m2產(chǎn)量增加30.19%，可溶性固形物含量高0.5%。可見，甲殼素可提高草莓座果（已采和未采果）和開花數(shù)量、單果量、果實(shí)含糖量和產(chǎn)量均具有促進(jìn)作用。

2.4 對草莓根系生長的影響

草莓的根屬須根系，且在土壤中分布極淺，主要根群在20 cm表層土內(nèi)，草莓的新根為白色，隨著根的老化，顏色由白轉(zhuǎn)為褐色，最后變黑枯死。草莓初生根壽命為一年左右，日光溫室草莓栽培的越冬期，隨著草莓植株開花、幼果膨大及地溫的下降，根的生長變緩慢，有些新根從頂部開始枯萎，變褐色，甚至死亡，因此越冬期間草莓根系的生長情況對草莓的抗逆性和產(chǎn)量有很大影響。2018年1月8日，將草莓根系挖出，水洗，去掉根部附著的泥土。甲殼素對根系影響見圖1、圖2及表4。

圖1 處理組與對照組草莓地下根系根長的差異Fig.1 Comparison of growth of strawberry underground roots between experimental group and control group

圖2 處理組與對照組草莓地下根系新根數(shù)量的差異Fig.2 Differences of strawberry new roots between experimental group and control group

由圖1、圖2可以看出，對比定植后120 d左右草莓根系生長情況，得出甲殼素灌根3次處理的草莓根系，較對照白色新生根系數(shù)量增加20%以上，根長增加10%以上，表明甲殼素處理草莓生根快，根活力強(qiáng)，有效吸收土壤水分、養(yǎng)分的根系表面積增大。對照根系褐色較多，根系活力較差，表明對照根系老化快，活力減弱，有效吸收土壤水分、養(yǎng)分的根系表面積減小。

如表4所示，試驗(yàn)處理的根系延展長度比對照高28.4%，處理根系鮮重比對照高26.9%，由此可見甲殼素對草莓根系具有延緩衰老的作用。

表4 甲殼素施用對草莓根系生產(chǎn)生長影響Table 4 Effect of chitin application on growth and development of strawberry roots

3 結(jié)論

日光溫室連作草莓管理過程中，自草莓定植到開花期連續(xù)使用甲殼素灌根3次，具有防控連作障礙的作用，對提高草莓植株株高、座果率、早熟性、平均單果重、產(chǎn)量品質(zhì)及延緩根系衰老效果明顯。可見，日光溫室連作草莓栽培施用甲殼素，操作簡便，易于掌握，對草莓增產(chǎn)、提質(zhì)、增效作用顯著，有效提高了日光溫室草莓的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益及生態(tài)效益，值得在生產(chǎn)中推廣。