氯化苦減施對抗連作障礙草莓品種生長、產量與枯萎病發生的影響

張志敏， 白晶晶， 齊永志*

(1.滿城區農業農村局，河北 保定 072150； 2.河北農業大學 植物保護學院，河北 保定 071001)

目前，我國草莓栽培面積和產量均居世界首位，主要集中在河北、遼寧、安徽等省。全國草莓栽培總面積約11萬hm2，總產量近300萬t[1]。由于耕地數量的限制，以及生產上廣泛采用設施栽培，草莓產區連作現象十分普遍。連作草莓生長發育不良、根部病害日趨嚴重、產量和品質急劇下降的現象，被稱為連作障礙或重茬病[2]。隨著連作年限的增長，草莓植株矮化、葉片數減少、根系數量下降、畸形果數量增加及土傳病害發生重等問題日益明顯[3-6]。

溴甲烷和氯化苦等化學藥劑進行土壤熏蒸是防控草莓連作障礙的主要方法。但是，溴甲烷是一種嚴重破壞臭氧層的物質，且按《蒙特利爾議定書》規定，2015年以后溴甲烷已全面禁止生產和使用[7-8]。綜合評價防病和增產效果，氯化苦已成為土壤熏蒸劑最優藥劑或溴甲烷的替代品[9]。與溴甲烷相比，氯化苦雖然能有效防控土傳病害和線蟲的發生，但其對雜草防控效果欠佳；其次，氯化苦還存在成本高、土壤中蒸發速度慢、專業人員操作性強等不足[10-11]。解決作物連作障礙最經濟有效的方法為抗性育種，20世紀80年代以來，我國已審定的30多個草莓新品種中，多數品種具有高產、優質特征，而抗連作障礙或土傳病害的新品種極少[12-13]。

農藥對防治病蟲害、促進穩產方面發揮著不可替代的作用。但是農藥過量及不科學使用等問題為農產品質量安全和生態環境安全帶來巨大威脅[14]。農藥減量增效是推進農業綠色可持續發展的重要舉措之一。本研究以2個抗連作障礙草莓新品種為試材，通過田間小區試驗研究了氯化苦減施對其生長發育、枯萎病發生、產量、品質等指標的影響，旨在明確氯化苦減施與抗性品種組合對連作障礙的防控效果，為草莓新品種推廣應用和農藥減施提供部分理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為草莓抗連作障礙新品種連達和連童(分別簡寫為LD和LT)，及其野生型草莓品種為達賽萊克特和童子1號(分別簡寫為DS和TZ)，均由河北農業大學植病生態學研究室望都草莓育苗基地提供。供試藥劑為濰坊益農農資有限公司生產的99.5%氯化苦(CCl3NO2)原藥。

1.2 方法

1.2.1 試驗地基本情況

供試試驗地塊土壤類型為沙壤土，肥力中等，有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量分別為10.1 g·kg-1、38.7 g·kg-1、14.2 mg·kg-1和121.1 mg·kg-1，pH 6.7。草莓連作4年，連作第3年時，枯萎病發生較重。種植前，每667 m2均勻撒施有機肥4 000 kg、復合肥(15∶15∶18)80 kg后旋耕2遍。

1.2.2 處理設計

2個抗連作障礙新品種共12個處理：LD抗性品種設置300(常規用量)、225、150、75和0 kg·hm-2熏蒸處理，以氯化苦常規用量熏蒸后種植的野生型DS為對照，分別簡稱300LD、225LD、150LD、75LD、0LD和300DS；LT抗性品種設置不同氯化苦熏蒸用量處理同LD，以常規用量熏蒸種植野生型TZ為對照，分別簡稱300LT、225LT、150LT、75LT、0LT和300TZ。每種處理4個重復，每重復3壟。

將氯化苦溶液注入15 cm深的土壤土層中，迅速用地膜覆蓋；地膜四周壓實土壤后，連續熏蒸7 d；之后揭膜排放掉殘留氯化苦。選取四葉一心、根系發達、長勢均一的草莓種苗移栽至草莓試驗地。每壟9.5 m，采用一壟雙行種植，行距20 cm，株距15 cm。生長期間各處理田間栽培管理措施一致。

1.2.3 測定內容與指標

生長指標與發病情況。分別在定植、現蕾、始花、盛花、膨大和收獲期調查草莓單株葉片數、根系數量、根系鮮干重、莖粗和地上部干鮮重，同時記錄草莓枯萎病發生程度。每個處理每重復隨機選取3個樣點，每樣點選取3株。采用5級劃分法分級[15]：0級：無病；1級：發病面積占根表面積25%以下；2級：發病面積占根表面積25%～50%；3級：發病面積占根表面積50%～75%；4級：發病面積占根表面積75%以上。按下式計算草莓枯萎病病情指數：

式中，Xi為不同病級的根數；Si為發病病級；Smax為發病最高病級。

產量相關指標。在草莓盛花期和收獲期，每個處理每重復隨機選取3個樣點，每樣點選取3株，分別調查每株花蕾數量、單株果實數、平均單果重、最大果重和實際產量。選取大小均一、成熟度在九成以上的果實樣品，分別采用二氯酚靛酚法、分光光度法、酸堿滴定法和蒽酮比色法測定維生素C(VC)、可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖含量[16]。

1.3 數據處理與分析

利用SPSS 22.0軟件分析數據，采用Duncan’s新復極差法分析各處理間差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 氯化苦減施對草莓抗連作障礙新品種生長指標的影響

表1顯示的是氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達生長指標的影響。在定植期，不同氯化苦熏蒸用量處理間，連達根系數量、單株葉數、莖粗等生長指標均差異不顯著。現蕾期，75 kg·hm-2氯化苦熏蒸處理連達地上部干重為4.5 g，均顯著輕于300和225 kg·hm-2熏蒸處理，但與150 kg·hm-2熏蒸處理和不熏蒸處理均差異不顯著。始花期至盛花期，300、225和150 kg·hm-2熏蒸處理連達生長指標之間差異均不顯著，且與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特處理差異也不顯著。膨大期，150 kg·hm-2熏蒸處理連達根數和單株葉片數分別為39.1條和11.0個，均顯著多于75 kg·hm-2熏蒸處理，而莖粗、根系干鮮重、地上部干鮮重差異不顯著；300和225 kg·hm-2熏蒸處理連達所有生長指標與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特差異均不顯著。收獲期，300和225 kg·hm-2熏蒸處理連達生長指標均顯著優于75 kg·hm-2熏蒸處理，但與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特生長指標差異不顯著。

表1 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達生長狀況的影響

表2顯示的是氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童生長指標的影響。在定植期，不同氯化苦熏蒸用量處理間，連童根系數量、單株葉數、莖粗等生長指標均差異不顯著。現蕾期，75 kg·hm-2熏蒸處理連童根數、根系鮮重、根系干重分別為10.9條、4.5 g和1.2 g，均顯著少或輕于300和225 kg·hm-2氯化苦熏蒸處理，但其他指標間差異不明顯；150 kg·hm-2熏蒸處理連童生長指標均與2個較高濃度處理間差異不顯著。始花期至盛花期，300、225和150 kg·hm-2熏蒸處理連童生長指標之間差異均不顯著，且與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號差異也不顯著。膨大期，75 kg·hm-2熏蒸處理連童根數、根系干重和地上部干鮮重均少(輕)于300、225和150 kg·hm-2熏蒸處理，而其他指標差異較小。與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號相比，300和225 kg·hm-2熏蒸處理連童各生長指標均未發生明顯變化。收獲期，300 kg·hm-2熏蒸處理連童生長指標均顯著優于其他所有熏蒸處理；但225 kg·hm-2熏蒸處理連童生長指標均與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號差異不顯著。

表2 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童生長狀況的影響

2.2 氯化苦減施對草莓抗連作障礙新品種產量的影響

氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達花蕾數、產量及其構成均有顯著影響。表3顯示，300 kg·hm-2熏蒸處理連達草莓單株花蕾數高達30.2個，顯著高于其他所有處理；150和225 kg·hm-2熏蒸處理間花蕾數差異不明顯。300 kg·hm-2熏蒸處理連達單株果實數、平均單果重、最大果重和理論產量分別為16.2個、19.9 g、42.1 g和38 685.6 kg·hm-2，均顯著高于其他所有處理；225 kg·hm-2熏蒸處理連達的上述4項指標均與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特差異不顯著。與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特相比，不同氯化苦熏蒸處理連達的增產率分別為33.7%、-1.9%、-15.8%、-49.0%和-64.9%。

表3 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達產量的影響

氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童花蕾數、產量及其構成均有顯著影響(表4)。300 kg·hm-2熏蒸處理連童草莓單株花蕾數高達31.5個，顯著高于其他所有處理；225 kg·hm-2熏蒸處理與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號間花蕾數差異不顯著。300 kg·hm-2熏蒸處理連童單株果實數、平均單果重、最大果重和理論產量分別為17.2個、20.3 g、39.1 g和37 709.3 kg·hm-2，均顯著高于其他所有處理；225 kg·hm-2熏蒸處理連童的上述4項指標均與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號差異不顯著。與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號相比，不同氯化苦熏蒸處理連童的增產率分別為18.8%、-2.6%、-19.2%、-21.6%和-35.7%。

表4 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童產量的影響

2.3 氯化苦減施對草莓抗連作障礙新品種品質的影響

氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達品質的影響見表5所示：不同濃度氯化苦熏蒸對草莓連達可滴定酸未產生影響，其值在0.68%～0.71%；300和225 kg·hm-2熏蒸處理連達可溶性固形物差異不顯著，但前者顯著高于300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特。225和150 kg·hm-22熏蒸處理連達VC和可溶性糖含量分別為75.6 mg·kg-2、74.2 mg·kg-2和6.8%、6.7%，均顯著低于300 kg·hm-2熏蒸處理，但與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特相比，VC含量差異不顯著。300 kg·hm-2熏蒸處理條件下，連達和達賽萊克特可溶性糖含量無顯著性差異，分別為7.3%和7.1%。

表5 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達品質的影響

氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童品質的影響見表6所示：不同濃度氯化苦熏蒸對草莓連童可滴定酸亦未產生影響，其值在0.71%～0.75%；150、225 kg·hm-2熏蒸處理連童以及300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號3處理間可溶性固形物差異均不顯著，但300 kg·hm-2熏蒸處理連童含量最高。225和150 kg·hm-2熏蒸處理連童的VC和可溶性糖含量分別為77.6 mg·kg-2、76.2 mg·kg-2和6.4%、6.3%，均顯著低于300 kg·hm-2熏蒸處理；但與300 kg·hm-2熏蒸處理童子1號相比，VC含量差異不明顯。300 kg·hm-2熏蒸處理條件下，連童和童子1號可溶性糖含量無顯著性差異，分別為7.3%和7.0%。

表6 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童品質的影響

2.4 氯化苦減施對草莓抗連作障礙新品種枯萎病發生情況的影響

氯化苦不同熏蒸用量處理中(表7)，定植期，除300 kg·hm-2處理連達枯萎病病情指數與225 kg·hm-2處理無差異外，均顯著低于其他用量處理和野生型對照，病情指數在21.1～21.6。現蕾期，75 kg·hm-2熏蒸處理與未熏蒸處理的病情指數顯著高于較高用量熏蒸處理(150、225、300 kg·hm-2)。始花期，最高濃度熏蒸處理的病情指數為44.1，顯著低于其他所有處理，低8.1%～30.3%。盛花期至收獲期，150、225 kg·hm-2處理連達病情指數與300 kg·hm-2處理達賽萊克特均無顯著差異，且前3個處理病情指數均顯著低于75 kg·hm-2熏蒸處理和未熏蒸處理；300 kg·hm-2處理連達病情指數最低。

表7 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連達枯萎病病情指數的影響

氯化苦不同熏蒸用量處理中(表8)，定植期，除300 kg·hm-2處理連童枯萎病病情指數均顯著低于其他所有處理，但其他處理間差異不顯著。現蕾期，150、225 kg·hm-2處理連童病情指數與300 kg·hm-2處理童子1號無顯著差異，但顯著低于75 kg·hm-2熏蒸處理和未熏蒸處理；300 kg·hm-2處理連童發病最輕。始花期至收獲期，225 kg·hm-2處理連童病情指數均顯著高于300 kg·hm-2處理，但與300 kg·hm-2處理童子1號無顯著差異。

表8 氯化苦減施對草莓抗連作障礙品種連童枯萎病病情指數的影響

3 小結與討論

3.1 氯化苦減施配植抗連作障礙品種能維持草莓的產量與品質

利用氯化苦進行土壤熏蒸消毒，可提高三七、茄子、草莓、人參等的存活率和產量，減輕連作障礙的發生程度[17-18]。王寧堂等[19]研究發現，與空白對照相比，375 kg·hm-2氯化苦熏蒸處理紅顏草莓每株產量提高了48.2%，果實含糖量提高30.5%。本研究發現，300 kg·hm-2熏蒸(生產推薦劑量)處理條件下，與達賽萊克特和童子一號相比，連達和連童的最大增產率分別達33.7%和18.8%；225和150 kg·hm-2熏蒸處理連達和連童的VC和可溶性糖含量均顯著低于各自300 kg·hm-2熏蒸處理，但與300 kg·hm-2熏蒸處理達賽萊克特和童子1號相比，VC含量差異不明顯。氯化苦熏蒸可提高草莓產量和果實含糖量的結果與王寧堂研究結果一致。氯化苦熏蒸對草莓產量和含糖量具有顯著的提升效果，可能是由于土壤熏蒸后耕層土壤微生物的多樣性與土壤養分轉換過程和養分存在的形態與數量密切相關[20]。研究表明，土壤微生物多樣性越高，養分轉換和作物對養分吸收效率就越高，亦就更利于作物對養分的吸收。然而，2個抗連作障礙品種VC含量均未受不同氯化苦用量熏蒸的影響，可能是由于抗連作障礙品種較強的抗逆或環境適應能力所致，也可能該指標與光照、水分等其他因素相關性更緊密。

3.2 氯化苦減施配植抗連作障礙品種能有效防控草莓枯萎病

連作草莓主要表現為根系減少、葉片數減少、生物量下降，而且在開花結果期，隨著氣溫的升高與植株營養物質消耗的增大，連作草莓生長發育狀況急劇惡化。雖然氯化苦對連作番茄、茄子、辣椒、草莓、西瓜、花卉、棉花、煙草、花生、人參等土傳病害均表現出較好的防控效果[21-23]，但氯化苦熏蒸土地仍然存在成本高、操作專業性強、用量大等不足。本研究發現，種植抗連作障礙品種，再配施減量氯化苦(減量25%)，不僅能較好地防控草莓枯萎病，維持果實優良品質，還能減少農藥使用成本。因此，建議在實際生產中，種植抗連作障礙或耐連作障礙品種時，可將常規氯化苦用量適當調減。

連達和連童是分別以達賽萊克特和童子一號草莓組培苗葉段為外植體，以引起草莓連作障礙的主要因子尖孢鐮刀菌毒素和對羥基苯甲酸混合液為選擇壓力，通過脅迫誘變多代后篩選登記的新品種[12-13]。實際生產中，炭疽病也易在草莓育苗期和移栽期發病，其危害部位以短縮莖、匍匐莖和葉柄等為主，發生嚴重時易造成大量爛苗、死苗[24]。諸多研究表明，草莓土傳病原菌還包括膠孢炭疽菌(ColletotrichumgloeosporioidesPenz)、鐮孢菌(Fusarium)、疫霉菌(Phytophthora)、腐霉菌(Pythiumdebaryanum)等[10-11,25]。而連達和連童是否對上述土傳病原菌具有抗性，需要作進一步研究，否則生產中會加大氯化苦減施的風險。

3.3 土壤熏蒸劑減施可緩解對非靶標微生物的危害

土壤熏蒸是防治保護地或設施大棚作物土傳病害最直接、最有效的技術[26]。氯化苦熏蒸可殺滅連作地塊土壤中大部分的土傳病原菌，進而能有效防治青枯病、黃萎病、枯萎病、疫霉病及根結線蟲病[20]。大量研究發現，土壤熏蒸劑對土傳病害具有較好的防治效果，也能顯著提高作物產量；但也有研究表明，化學熏蒸劑能無選擇性殺滅耕層土壤中所有微生物，長期使用熏蒸劑處理會影響土壤通透性，破壞土壤微生態平衡，最終導致土壤板結、作物根系發育不良、植株抗逆性差等現象頻發。連續交替使用氯化苦和咪唑熏蒸土壤2年后，在屬水平上會顯著降低草莓根際或耕層土壤中細菌與真菌群落的多樣性；此外，氯化苦和咪唑交替使用可抑制土壤主要病原菌90%以上，顯著提高草莓產量78.22%～116.12%[27]。Collins等[28]發現，威百畝處理土壤后，顯著降低了非植物寄生性線蟲數量，進而減弱了碳、氮礦化轉化效率。化學熏蒸劑在使用過程中還會刺激氧化亞氮(N2O)等溫室氣體的排放，其產量提升3倍[29-30]。因此，在生產實踐中，經氯化苦多年熏蒸過的土壤需要及時減施或補給微生物菌肥、菌劑等土壤改良劑，以達到維持土壤微生態平衡、解決土壤板結等問題的目的。

綜上所述，氯化苦處理能顯著促進抗連作障礙草莓品種生長發育。氯化苦減施25%條件下，抗連作障礙品種的生長發育指標、果實品質與300 kg·hm-2(常規推薦劑量)處理野生型無顯著差異；連達和連童枯萎病病情指數分別為75.3和64.2，與常規劑量處理野生型發病程度差異不明顯。因此，種植抗連作障礙品種可約降低25%的氯化苦用量。