土壤修复技术对连作草莓产量与品质的影响

李星月，刘奇志，白春启，李贺勤，张林林

(1.中国农业大学农学与生物技术学院昆虫与线虫实验室，北京100193;2.四川省农业科学院植物保护研究所农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室，四川成都610066;3.河南工业大学粮油食品学院，粮食储运国家工程实验室，河南郑州450001;4.青岛农业大学农学与植物保护学院，山东省旱作农业技术重点实验室，山东青岛266109;5.河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北昌黎066600)

土壤修复技术对连作草莓产量与品质的影响

李星月1，2，刘奇志1*，白春启1，3，李贺勤1，4，张林林1，5

(1.中国农业大学农学与生物技术学院昆虫与线虫实验室，北京100193;2.四川省农业科学院植物保护研究所农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室，四川成都610066;3.河南工业大学粮油食品学院，粮食储运国家工程实验室，河南郑州450001;4.青岛农业大学农学与植物保护学院，山东省旱作农业技术重点实验室，山东青岛266109;5.河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北昌黎066600)

草莓的连作栽培容易造成土壤理化性状劣变、土壤养分失衡等，发生连作障碍，导致草莓的产量与品质下降，阻碍草莓生产的可持续发展。本文以‘红袖添香’为供试草莓品种，选择几种不同的土壤修复产品，从连作草莓的产量和品质2个方面评价其修复效果，筛选并优化适合实践应用的土壤修复技术。定植前施用1次土壤修复剂SA，草莓单株熟果个数、单株产量以及单位产量高于其他施用次数，分别较对照提高了49.5%、33.5%、33.6%，而且组合修复剂SA-1-6+116、SA-1-6+BGB修复连作草莓土壤后，与对照组相比，草莓单位产量也分别提高了31.9%、31.2%。土壤修复剂SA施用1次和5次对草莓果实的花青素和芦丁含量均有显著提高的作用。综合考虑连作草莓产量和品质，初步认为在草莓定植期施用一次土壤修复剂SA，及其与116、BGB配合施用，连作草莓土壤修复效果较好，适合在连作草莓土壤修复的生产实践中推广应用。

连作草莓;土壤修复;产量;品质;芦丁

草莓(Fragaria ananassa Duch)是一种营养价值和经济价值较高的水果，在主要农作物中占有重要地位，长期保持着大规模的种植水平，并呈现出稳定增长的趋势。草莓主要采用一年一栽的栽培模式，由于耕地限制等客观条件，主产区连作草莓普遍存在，在设施栽培管理模式下尤为突出［1－2］。但是，连作栽培容易造成土壤理化性状劣变、土壤养分失衡，发生连作障碍，加之土传病虫害加重、化感物质不断积累、土壤酸化等连作现象，使草莓植株生长发育异常、产量与品质下降，造成重大经济损失，严重阻碍了草莓生产的可持续发展［3－4］。

土壤消毒处理一直是防治草莓连作障碍普遍采用的措施，然而多年以来施用的溴甲烷土壤熏蒸剂在世界范围内已陆续被禁用，且现有的替代产品或技术都存在一定的局限性，如:化学产品毒性大、蒸汽消毒成本高、挥发降解慢等［5－6］。由于处理后的土壤形成了“生物真空”或“近生物真空”环境，打破了土壤食物网结构，加剧了土壤生态平衡，易于致病生物再侵染，因此，连作草莓的治理应以维持土壤食物网健康和农业发展的可持续性，以及减少或降低化学产品投入为目的［7－9］。

土壤修复技术广泛应用传统的农业管理实践中，不仅可以提高土壤肥力、改善土壤结构、土壤持水能力，同时具有防治土传病害的作用［10－12］。有研究表明。而对连作土壤进行修复，有利于增加土壤养分、改善土壤物理性状、增加土壤生物活性和作物产量［13］，可以达到改善连作草莓根际生态环境效果，符合环境友好、农业可持续发展理论。按照有机物质的来源，可分为植物产物(植物叶、种子、饼粕)、有机肥料(杂草或修剪枝等堆肥、家禽粪肥)、几丁质、氨基酸等［10，14］。此外，如采用土壤修复剂可增加土壤自由生活线虫种群密度、微生物的生物量和养分代谢生物数量［15］;采用药用植物可使连作草莓期病情指数降低13.9%～39.5%，死苗率降低22.4%～33.2%，生长发育状况得到改善，产量提高32.6%～33.8%［16］。因此本文选择几种不同的土壤修复产品，结合笔者实验室自主开发的专利产品——土壤修复剂SA，从连作草莓的产量和品质两个方面评价其修复效果，筛选并优化适合实践应用的土壤修复技术。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在北京市农林科学研究院林业果树研究所设施草莓基地进行(38°54'N，116°23'E，海拔62 m)。该基地年平均气温12.5℃，年平均降雨量628.9 mm，气候、土壤和水利条件适宜草莓生长，并采用滴灌的方式调节湿度。

基地主要采用薄膜覆盖的日光温室大棚(10.5 m×70.0m)，高垄栽培(9.0m×0.4m×0.4m)，大棚内共设75垄(畦)南北走向的田块，每畦平行等间种植2行草莓苗，每垄90棵苗，不同畦间的列间距为30 cm，同一畦间的列间距为10 cm，株(行)间距为平均为15 cm。供试植物:黄瓜，市售千秋一号(北京食根种业有限公司)。

1.2 试验材料

供试草莓品种为‘红袖添香’(Hongxiu Tianxiang)，种植位于草莓基地北部3个连作6年的温室大棚内，大棚于9月底移栽草莓苗，周围是其它的草莓棚。该根据试验设计，配施以下几种土壤有机修复制剂:BGB草莓抗重茬剂(北京市嘉博文生物科技有限公司生产，有效活菌数4.0×108/g)，116菌肥(北京市兴农宝典生物科技中心生产，枯草芽孢杆菌有效活菌数≥2×108/mL)，AAA生物防治剂(三安农业科技有限公司生产，多种功能微生物组成的复合微生物制剂)，以及土壤修复剂SA(Soil A-mendment，中国农业大学昆虫与线虫学实验室专利产品)。

1.3 试验设计

本试验共设置13个处理，在3个温室大棚里实施，每个大棚里每个处理3个重复，每个大棚里去除两边缘效应各4垄，将温室分成均匀分布的3个试验小区，每个试验小区内布1个处理的1个重复，每个处理总计9个重复(1个重复/试验小区×3个试验小区/大棚×3个大棚)，具体试验处理如下。

BGB:定植前，垄上开沟均匀撒施，用量450 kg/ hm2;AAA:定植前，垄面上均匀撒施，然后翻土混匀，90 kg/hm2;116:定植期，灌根，以30 L/hm2，按1︰400倍液稀释灌于根部，生长期内1次/月;SA:灌施，原液稀释125倍，以150 mL株苗的剂量浇灌于垄上开沟渠中，分为6个不同处理，即在定植期施用1次(SA-1-1)，在定植期、缓苗期各施用1次(SA-1-2)，在定植期、缓苗期和现蕾期各施用1次(SA-1-3)，在定植期、缓苗期、现蕾期和盛花期各施用1次(SA-1-4)，在定植期、缓苗期、现蕾期、盛花期和幼果期各施用1次(SA-1-5)，在定植期、缓苗期、现蕾期、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，垄上开沟均匀撒施，用量450 kg/hm2;同时按照SA-1-6方法施用SA-1; SA-1-6+AAA:AAA在定植前，垄面上均匀撒施，然后翻土混匀，90 kg/hm2;同时按照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倍液稀释灌于根部;同时按照SA-1-6方法施用SA-1;CK:未施用上述土壤修复制剂，其他田间管理与上述处理相同。

1.4 试验方法

在采收始期、采收盛期和采收后期，采收草莓八分熟果实，每处理随机选取15株，测量平均单果重、单株果数、计算平均单株产量，并测定果实的可溶性固形物含量、还原糖含量、含酸量、抗坏血酸(维生素C)含量、可溶性蛋白质含量、果实硬度及硝酸盐含量。单果重、产量、品质等均是以第一、二级序果进行统计调查，产量以每小区内单株产量计算，再折算成单位产量［17］。

可溶性固形物含量测定用WYT型手持糖度计测定［17］，还原糖的测定参考GB/T5009.7-2008食品中还原糖的测定方法［18］，可滴定酸测定用NaOH滴定法［19］，抗坏血酸(维生素C)含量测定采用2，4-二硝基苯肼比色法［20］，花青素的测定采用分光光度计法［21］，芦丁和槲皮素含量液相色谱HPLC/紫外分光光度法［22］。

1.5 数据分析

不同处理组间的所有数据处理，运用Excel 2010统计分析软件及数据处理软件SPSS(Statistical Package for Social Sciences，SPSS 16.0)进行方差处理和显著性分析。

2 结果与分析

2.1 土壤修复技术对连作草莓产量影响

2.1.1 SA不同施用次数对连作草莓产量的影响从表1可以看出，在草莓不同的生长期，施用不同次数土壤修复剂SA，对连作草莓产量的影响有显著性差异。定植前施用1次土壤修复剂SA，草莓单株熟果个数和单株产量高于其他施用次数土壤修复剂的修复效果，同时比对照分别提高了49.5%、33.5 %。除施用4、6次土壤修复剂SA外，所有不同施用次数在单株熟果个数及单株产量两项指标上均高于对照组。而施用不同次数的土壤修复剂SA对草莓的单果重影响各异，且均低于对照组。以每公顷101 250株计算产量，在定植前施用1次土壤修复剂SA的草莓产量显著高于其他处理组，且高于对照组33.6%。土壤修复剂SA-1施用2、3和4次的草莓产量高于对照组，但差异不显著。土壤修复剂SA施用4、6次的草莓产量低于对照组。

2.1.2 不同土壤修复剂对连作草莓产量的影响采用不同种土壤修复剂进行草莓连作土壤修复，结果显示(表2)，采用不同种土壤修复剂对草莓的单果重影响不同，但均低于对照组。与对照相比，选择的土壤修复剂SA、AAA、116、BGB及组合修复剂SA-1-6+AAA、SA-1-6+116、SA-1-6+BGB均能提高单株熟果个数，且SA处理组的草莓单株产量均高于对照组。土壤修复剂SA-1-1以及组合修复剂SA-1-6+116、SA-1-6+BGB修复连作草莓土壤后，提高草莓单位产量显著，分别为33.6%、31.9%、31.2 %。其他处理组(AAA、116、BGB及组合修复剂SA-1-6+AAA)的草莓单位产量与对照组的草莓产量无显著差异，但均有不同程度的提高。

2.2 土壤修复技术对连作草莓品质影响

2.2.1 SA不同施用次数对草莓品质的影响由表3可以看出，在草莓不同的生长期、施用不同次数的土壤修复剂SA进行连作土壤修复，对草莓果实的可溶性固形物无显著影响，而随着施用次数的增加，还原糖和可滴定酸含量都有增加趋势，其中施用5次的还原糖和可滴定酸均达到最高值，分别为5.4 %和0.67%，此时糖酸比高于对照组，为8.10。糖酸比最大值是施用4次土壤修复剂SA-1，可达9.23，显著高于对照组，其他施用次数对草莓果实的糖酸比无显著影响。施用3、4、5、6次数的SA对草莓果实维生素C的含量无显著影响，而施用1、2次时草莓果实维生素C含量有所降低。

土壤修复剂SA施用1、3和5次对草莓果实的花青素含量均有提高作用，可分别提高4.4%、14.2 %和10.7%。结合UPLC和UV技术，标样芦丁和槲皮素出峰位置为保留时间2.390和5.510 min，如图1中的黑色曲线，采用外标法分析，所有草莓果实中未检测出槲皮素，但检测到施用1、5和6次土壤修复剂SA可提高芦丁含量，分别提高21.8%、15.5%和7.0%。

表1 土壤修复剂SA不同施用次数对连作草莓单株产量的影响Table 1 Effects of SA for different application times on yields of continuous-cropping strawberry greenhouse

表2 不同土壤修复剂修复草莓连作土壤对草莓单株产量的影响Table 2 Effects of continuous-cropping strawberry greenhouse amended by different soil amendments on its fields

表3 土壤修复剂SA-1不同施用次数修复草莓连作土壤对草莓品质的影响Table 3 Effects of continuous-cropping strawberry greenhouse amended by SA for different application times on its fruit quality

2.2.2 不同土壤修复剂对草莓品质的影响采用不同种土壤修复剂进行草莓连作土壤修复，试验结果显示，由表4可知，与对照相比，选择的土壤修复剂SA、AAA、116、BGB及组合修复剂SA-1-6+AAA、SA-1-6+116、SA-1-6+BGB对草莓果实可溶性固形物无显著影响，而施用AAA、116、SA-1-6+116可显著提高还原糖量，分别增加0.7%、0.6%、1.0%。SA-1-6+AAA和SA-1-6处理略微提高了草莓果实内的可滴定酸含量，但各处理对草莓果实的维生素C含量并无显著影响，处理组对的影响不大。此外，1-6+AAA和SA-1-6+116处理组的糖酸比则显著高于对照及其他处理组。

与对照组相比，施用AAA的2个处理组(AAA、 SA-1+AAA)和BGB单独施用显著降低了草莓果实的花青素含量，而SA和116的施用(SA-1-1和SA-1-6+116组)反而提高了花青素含量。单独施用SA和BGB对草莓果实中的芦丁含量表现出提高作用，SA-1定植期施用1次处理可提高花青素含量4.4 %，但二者配合施用，却使芦丁含量显著降低(表4)。此外，各个处理组的草莓果实仍然没有检测到槲皮素含量。

图1 UPLC和UV联用草莓果实芦丁和槲皮素的色谱图Fig.1 Chromatograms and quercetin of strawberry fruits with UPLC-UV

表4 不同土壤修复剂修复草莓连作土壤对草莓品质的影响Table 4 Fruit quality of continuous-cropping strawberry greenhouse amended by different soil amendments

3 讨论

目前，草莓种植业总体上需要大量肥料投入，但连续大量的使用化肥，而有机肥不足，导致了土壤理化性质恶化，地力降低，一定程度上影响了草莓的产量和品质，使其市场竞争力减弱，经济效益降低［23］。不仅如此，草莓连作障碍问题日益严重，目前认为造成重茬障碍的原因主要是病原微生物、线虫、化感物质、土壤养分及土壤理化性质，但是观点各异［24］。微生物肥料(微生物菌剂生物制品)，以微生物生命活动及其代谢产物来影响和改善植物营养条件，具有增进土壤肥力，提高肥料利用率，可以适当减少化肥的施用量，也促进土壤肥力的良性循环，防止土壤板结。此外，微生物肥含有的活体菌可以协助植物吸收磷、钾、铜及钙等元素，改善作物的营养，并抑制某些土传病害，增强抗病能力，具有肥效持久，改善生态环境等优点，在草莓上的应用推广符合现代农业、生态农业、有机农业的发展方向［24-25］。

土壤修复剂SA，为本实验室自主研制开发的专利产品，主要由昆虫体本身及其代谢产物等组成，其中的昆虫蛋白、脂肪和微量元素等为复合微生物生长和繁殖提供优良条件，有利于土壤微生物种群数量扩增和种群丰富化，有利于土壤营养元素补充［26］。本实验室前期研究结果显示，土壤修复剂SA可以促进黄瓜植株生长，减少黄瓜根结数量，提高黄瓜产量，缓解黄瓜的连作障碍［27］。初步在草莓种植上的研究发现，SA不仅可以减少酚酸类化感物质［28］，还可以改善土壤养分，从而促进草莓根系生长，缓解连作障碍［29］。此外，SA中的有机酸对草莓致病菌立枯丝核菌、尖孢镰刀菌和大丽轮枝菌具有明显的抑制作用［30］。

BGB微生物菌剂是一种含有放线菌、固氮菌、有机磷细菌、无机磷细菌、钾细菌、乳酸菌、芽孢菌等多种有益微生物和多种微量元素的微生物菌剂，能够有效促进作物对各种养分的均衡吸收，改善作物根部的微生态环境和微生物环境［31］。前期有试验结果表明，BGB微生物肥料能增加土壤中菌类数量，提高土壤有机质和全氮、有效磷、速效钾的含量，可以增加西瓜产量且提升其品质［32］。

本实验中，土壤修复剂SA施用1次对连作草莓增产效果优于其他施用次数，相比对照，可增加单位产量33.6%。虽然单独施用BGB或116对连作草莓没有显著增产的效应，但二者分别结合SA施用可以增加草莓单位产量。此外，无论是AAA单独施用或与SA结合施用，与对照组相比，连作草莓的单位产量均没显著增加。施用土壤修复剂SA-1、BGB、AAA、116及其组合，对于草莓的常规品质(可溶性固形物、还原糖、可滴定酸和Vc)中某些指标，尤其是SA施用一次可显著提高果实中花青素和芦丁含量。综上所述，SA与BGB具有较好的连作土壤修复作用，尤其是SA具有显著增产效应，与前人的研究结果一致。经过不同土壤修复技术的筛选、优化，结合草莓产量和品质，初步认为在草莓定植期施用一次土壤修复剂SA，及其与116、BGB配合施用，连作草莓土壤修复效果较好，适合在连作草莓土壤修复的生产实践中推广应用。

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(责任编辑 陈虹)

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

国家科技支撑项目(2014BAD16B0702-3);四川省财政创新能力提升工程专项(2016QNJJ-028);农业部公益性行业(农业)科研专项(201503127)

李星月(1987－)，女，四川内江人，博士，主要从事有害生物综合防治研究，E-mail:michelle0919 lee@126.com，*为通讯作者，刘奇志，E-mail:lqzzyx163@163.com。