食用菌栽培廢料及氯化苦熏蒸對草莓連作土壤理化性質及生長的影響

王寧堂，張 寧，張阿寧，任小西，王軍利

(1.咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 712046；2. 淳化縣農技推廣中心，陜西 淳化 711200；3. 三原縣農技推廣中心， 陜西 三原 713800)

草莓(fragariaananassaDuchesne)為薔薇科草莓屬果樹，草本，多年生。其果實酥綿多汁，香甜適口，營養豐富，Vc含量高，具有很強的保健功能，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，總產量達2.2×106t，占世界總產量的35.7%[2]。目前，在中國很多大城市的近郊，草莓已經成為廣大農民主要栽培的經濟作物之一，不但為城鄉居民提供了大量的水果消費資源、增加了政府的財政收入，同時，還成為廣大果農增收的重要手段。

草莓不耐重茬，多年連作會出現較嚴重的障礙綜合癥，主要表現為草莓的長勢變弱、病蟲害加重、品質降低、畸形果增加、產量嚴重下降等現象，在一些地方，甚至造成絕收等嚴重經濟損失[3、4]。

草莓連作障礙的發生，原因非常復雜，既有病蟲害積累、危害加重的原因[3]；也有土壤微生物環境惡化，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及代謝得到加強，土壤微生物群落結構由原來的“細菌型”向“真菌型”轉變的原因[3,5]；還有土壤次生鹽漬化的原因，以及植物殘體腐爛、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：通過休耕、輪作[8,9]，土壤消毒[10～15]，施用土壤改良劑[16,17]，增施有機肥[18,19]等試驗，取得了大量研究成果，給草莓生產提供了理論和實踐上的參考。

食用菌栽培廢料是一種常見的農業生產廢棄物[19]，在每年的5月份以后，隨著食用菌栽培季節的結束而大量出現，成為一種潛在的環境污染物。目前，已有很多生產將其作為土壤改良劑、無土栽培基質等生產資料來循環利用[20]。它的有機物含量很高，具有一定的肥力，同時，施入大田，能夠改良土壤結構，增加土壤團粒，增加土壤有機物含量，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，對其進行氯化苦熏蒸消毒，進而探究草莓連作土壤在這兩種方法同時使用時，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 試驗地概況

試驗地選在項目實施單位咸陽市涇陽縣秦寶蔬果園。供試場地為連續種植6年的草莓大棚。試驗于2019年6月至2020年5月進行。試驗前對大棚土壤進行取樣檢測，其基本理化指標見表1。

表1 供試大棚土壤的基本理化性質

1.2 試驗材料

1.2.1 “紅顏”草莓苗 供試草莓為“紅顏”成品健壯苗，整齊一致，統一規格為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年食用菌栽培結束后，依據西安市地方標準進行準備[19]。即于5月上旬購買廢棄平菇菌棒經粉碎、堆積發酵滅菌并曬干而成。其理化性質見表2。

表2 食用菌栽培廢料理化性質

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

1.3 試驗方法

試驗共設5個處理，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個處理的各物料添加見表3。

表3 處理設計

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。

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

1.4 各設定指標及其測定

主要設定的指標數據有：土壤理化性質；草莓生理、形態指標；草莓株平均產量及大果率等。

1.4.1 土壤理化性質的測定 土壤理化性質的測定分3次進行：試驗前連作土壤理化性質的測定；土壤熏蒸、晾曬結束后，草莓定植前，對照及各處理土壤的理化性質的測定；草莓苗定植90 d后，對照及各處理土壤理化性質的測定。其中：pH值參照GB/T7859-1987測定；有機質含量采用重鉻酸鉀法測定；銨態氮含量采用靛酚藍比色法測定；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 采用浙江托普云農科技股份有限公司生產的植物營養測定儀“TYS-3N”進行測定，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 草莓果實甜度的測定 采用日本ATAGO公司生產的PAL牌便攜式手持數字折射儀POCKET PEFRACTOMETER PAL-1測取。

1.5 數據處理

實驗數據運用Excel 2003軟件進行處理， SPSS 18.0軟件進行統計分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同處理對草莓連作土壤理化性質的影響

2.1.1 處理后、栽植前土壤理化性質變化 處理結束、定植草莓苗之前，對各處理及對照土壤的理化性質進行測取，結果見表4。

表4 定植前土壤的理化性質

分析表4中數據，可見：① 連作土壤用氯化苦熏蒸處理后，銨態氮無顯著變化，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質、速效磷及速效鉀等營養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，其有機物含量顯著增加。這是因為食用菌栽培廢料里面含有大量的有機物所致。③ 土壤熏蒸，其pH值顯著升高。其原因為氯化苦抑制了土壤中細菌的數量，進而抑制了土壤中氮肥的硝化過程，從而導致H﹢濃度下降所致[21]。④ 氯化苦及食用菌栽培廢料的加入，對銨態氮的含量未產生顯著影響。這可能因為食用菌栽培廢料中N素很低，對銨態氮影響有限所致。

2.1.2 果期各處理土壤理化性質對比 定植90 d后，于果期對各處理土壤理化性質進行測定，并對測定數據用軟件進行處理，結果見表5。

表5 定植90 d后土壤的理化性質

參照表5中的數據，并與表4對比可見：① 各處理間的有機物含量差異依然顯著，這與食用菌添加量的不同有一定關系。② 與定植前相比，定植90 d后，各處理土壤中的有機物含量顯著下降(P<0.05)。可見，在這一段時間內，有機物的消耗很快。這可能是因為隨著時間的推移，土壤中的微生物群落得到部分恢復，由于它們的礦化作用，使得土壤中的有機物被分解。③ 各處理之間，銨態氮含量無顯著差異。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個處理，可見，氯化苦藥效有很長的延續性[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個處理。可見，氯化苦土壤消毒對土壤營養的抑制作用，有明顯的持續性[21,24]。⑦ 隨著種植時間的延續，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以及在種植的過程中人工添加化學肥料造成的。

2.2 不同處理對草莓形態及生理等指標的影響

在草莓盛果期對葉片葉綠素含量、葉片N素含量及果實甜度進行了測量，同時，在整個生產期對株產量及大果率(重量>30 g的單果在總商品果中所占的百分率)進行了統計，結果見表6。

表6 不同處理對草莓形態及生理等指標的影響

由表6可見：

① 所有對比指標中，除根系長度以外，均以對照最差。可見，不進行土壤處理，連作會嚴重影響草莓的形態、生理指標，嚴重影響草莓的產量及品質。對照中，草莓根系長度顯著大于單以氯化苦處理的結果，并與處理Ⅱ無顯著差別。可見，單以氯化苦熏蒸土壤進行消毒處理，會對草莓根系生長造成顯著負面影響。

②在所有處理中，均以處理Ⅲ的各項指標表現最好。可見，在氯化苦熏蒸進行連作土壤消毒時，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量、品質的提高。這可能是由于添加了食用菌栽培廢料，改善了土壤結構，提高了根系呼吸，改善了土壤微生物群落的生態結構等原因所致[25]。

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

3 討論及結論

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

筆者試驗研究給連作土壤添加食用菌栽培廢料對土壤進行改良的同時，用氯化苦對其進行熏蒸消毒，來綜合防治草莓連作障礙。從實驗結果可見，土壤中有機物的含量，隨著食用菌栽培廢料添加量的增加而顯著增加。可見，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，使其種類和數量均顯著降低，有機物的礦化及速效養分的形成受阻造成的，這與范琳娟[12,21]、 楊葉青[24]的試驗結果相互印證。隨著栽培時間的延長，栽培土壤中微生物數量、群落結構以及土壤酶的活性均得到緩慢恢復，微生物對有機物的分解及部分營養的供給有所提高，這與田給林的試驗結果一致[17]。

筆者試驗結果還證實，盡管加入食用菌栽培廢料并用氯化苦對土壤進行消毒后，造成土壤養分顯著降低，但于其中栽培的草莓，在形態、生理及果實的產量、品質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生的毒害[21,24]，與此同時，由于添加了食用菌栽培廢料，改變了土壤結構，增加了有機物含量，繼而增加了土壤通氣、增強了根系呼吸及其對營養和水分的吸收，進而使草莓的各項生理活動得到加強[16,17,20]、草莓的生長得到加強，產量提高，品質優化[25]。

結論：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，可改善土壤生態環境及其微生物群落構成，顯著改善草莓的形態及生理指標、改善果實品質、提高產量。