食用菌栽培废料及氯化苦熏蒸对草莓连作土壤理化性质及生长的影响

王宁堂，张 宁，张阿宁，任小西，王军利

(1.咸阳职业技术学院，陕西 咸阳 712046；2. 淳化县农技推广中心，陕西 淳化 711200；3. 三原县农技推广中心， 陕西 三原 713800)

草莓(fragariaananassaDuchesne)为蔷薇科草莓属果树，草本，多年生。其果实酥绵多汁，香甜适口，营养丰富，Vc含量高，具有很强的保健功能，深受世界人民的喜爱，在全球广泛栽培[1]。中国为草莓主产国，是世界上草莓栽培面积最大的国家。2009年，中国草莓栽培面积已超过9.01×104hm2，总产量达2.2×106t，占世界总产量的35.7%[2]。目前，在中国很多大城市的近郊，草莓已经成为广大农民主要栽培的经济作物之一，不但为城乡居民提供了大量的水果消费资源、增加了政府的财政收入，同时，还成为广大果农增收的重要手段。

草莓不耐重茬，多年连作会出现较严重的障碍综合症，主要表现为草莓的长势变弱、病虫害加重、品质降低、畸形果增加、产量严重下降等现象，在一些地方，甚至造成绝收等严重经济损失[3、4]。

草莓连作障碍的发生，原因非常复杂，既有病虫害积累、危害加重的原因[3]；也有土壤微生物环境恶化，土壤中铵化菌、硝化菌等有益微生物的繁殖及生长受到抑制，而部分有害微生物的活动及代谢得到加强，土壤微生物群落结构由原来的“细菌型”向“真菌型”转变的原因[3,5]；还有土壤次生盐渍化的原因，以及植物残体腐烂、病原微生物代谢、根系分泌物自毒[1,6～7]的原因；还有草莓生育受阻等原因[5]。

为了防治草莓连作障碍综合症，人们做了大量试验：通过休耕、轮作[8,9]，土壤消毒[10～15]，施用土壤改良剂[16,17]，增施有机肥[18,19]等试验，取得了大量研究成果，给草莓生产提供了理论和实践上的参考。

食用菌栽培废料是一种常见的农业生产废弃物[19]，在每年的5月份以后，随着食用菌栽培季节的结束而大量出现，成为一种潜在的环境污染物。目前，已有很多生产将其作为土壤改良剂、无土栽培基质等生产资料来循环利用[20]。它的有机物含量很高，具有一定的肥力，同时，施入大田，能够改良土壤结构，增加土壤团粒，增加土壤有机物含量，改善土壤通气、保水的平衡，是一种新兴土壤改良、添加剂[19～20]。氯化苦(chloropicrin)化学名为三氯硝基甲烷，是目前世界最主流的土壤消毒剂之一，能有效防治土传病害和有害线虫造成的草莓连作障碍[12,21～23]。本试验旨在研究在草莓连作土壤中添加食用菌栽培废料后，对其进行氯化苦熏蒸消毒，进而探究草莓连作土壤在这两种方法同时使用时，对草莓连作障碍的综合防治效果，为草莓连作障碍的综合防治，提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地选在项目实施单位咸阳市泾阳县秦宝蔬果园。供试场地为连续种植6年的草莓大棚。试验于2019年6月至2020年5月进行。试验前对大棚土壤进行取样检测，其基本理化指标见表1。

表1 供试大棚土壤的基本理化性质

1.2 试验材料

1.2.1 “红颜”草莓苗 供试草莓为“红颜”成品健壮苗，整齐一致，统一规格为4叶1心。

1.2.2 PE膜 普通市售PE膜，宽140 cm，厚>0.03 mm。

1.2.3 食用菌栽培废料 食用菌栽培废料为2019年食用菌栽培结束后，依据西安市地方标准进行准备[19]。即于5月上旬购买废弃平菇菌棒经粉碎、堆积发酵灭菌并晒干而成。其理化性质见表2。

表2 食用菌栽培废料理化性质

1.2.4 氯化苦 试验采用大连染料化工有限公司生产的氯化苦原药，浓度为99.5%。处理用量为37.5 g·m-2。

1.3 试验方法

试验共设5个处理，并以不添加氯化苦及食用菌栽培废料的大棚连作土壤为空白对照(CK)。5个处理的各物料添加见表3。

表3 处理设计

2019年8月10日，清理大棚中杂草及杂物，将各处理的物料按照表3添加量施入土壤，进行PE覆膜熏蒸法处理土壤。以未处理(覆盖PE膜，但不添加食用菌栽培肥料及氯化苦)的连作土壤作为对照。

每个处理重复3次，每次重复6垄，共约108 m2。保持15 d后，揭去各处理覆盖的PE膜，通风晾晒15 d，即定植草莓苗。

1.4 各设定指标及其测定

主要设定的指标数据有：土壤理化性质；草莓生理、形态指标；草莓株平均产量及大果率等。

1.4.1 土壤理化性质的测定 土壤理化性质的测定分3次进行：试验前连作土壤理化性质的测定；土壤熏蒸、晾晒结束后，草莓定植前，对照及各处理土壤的理化性质的测定；草莓苗定植90 d后，对照及各处理土壤理化性质的测定。其中：pH值参照GB/T7859-1987测定；有机质含量采用重铬酸钾法测定；铵态氮含量采用靛酚蓝比色法测定；速效钾含量采用火焰光度法测定；速效磷含量采用钼锑抗比色法测定。

1.4.2 草莓叶片叶绿素含量及N含量测定 采用浙江托普云农科技股份有限公司生产的植物营养测定仪“TYS-3N”进行测定，其中叶绿素含量的精度为±0.3 SPAD，N素含量的精度为±5%。

1.4.3 草莓果实甜度的测定 采用日本ATAGO公司生产的PAL牌便携式手持数字折射仪POCKET PEFRACTOMETER PAL-1测取。

1.5 数据处理

实验数据运用Excel 2003软件进行处理， SPSS 18.0软件进行统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对草莓连作土壤理化性质的影响

2.1.1 处理后、栽植前土壤理化性质变化 处理结束、定植草莓苗之前，对各处理及对照土壤的理化性质进行测取，结果见表4。

表4 定植前土壤的理化性质

分析表4中数据，可见：① 连作土壤用氯化苦熏蒸处理后，铵态氮无显著变化，但土壤中其他营分含量下降非常显著。这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，从而使土壤中的有机质、速效磷及速效钾等营养成分的含量大幅降低[12, 21]。② 随着土壤中食用菌栽培废料添加量的增加，其有机物含量显著增加。这是因为食用菌栽培废料里面含有大量的有机物所致。③ 土壤熏蒸，其pH值显著升高。其原因为氯化苦抑制了土壤中细菌的数量，进而抑制了土壤中氮肥的硝化过程，从而导致H﹢浓度下降所致[21]。④ 氯化苦及食用菌栽培废料的加入，对铵态氮的含量未产生显著影响。这可能因为食用菌栽培废料中N素很低，对铵态氮影响有限所致。

2.1.2 果期各处理土壤理化性质对比 定植90 d后，于果期对各处理土壤理化性质进行测定，并对测定数据用软件进行处理，结果见表5。

表5 定植90 d后土壤的理化性质

参照表5中的数据，并与表4对比可见：① 各处理间的有机物含量差异依然显著，这与食用菌添加量的不同有一定关系。② 与定植前相比，定植90 d后，各处理土壤中的有机物含量显著下降(P<0.05)。可见，在这一段时间内，有机物的消耗很快。这可能是因为随着时间的推移，土壤中的微生物群落得到部分恢复，由于它们的矿化作用，使得土壤中的有机物被分解。③ 各处理之间，铵态氮含量无显著差异。④ 各处理间，土壤中有效磷含量差异显著，对照含量最高。⑤ 速效磷含量与定植前相比，均显著下降。是由于草莓在生长的过程中大量吸收所致。但对照中速效磷的含量依然显著高于其他5个处理，可见，氯化苦药效有很长的延续性[12,21]。⑥ 土壤中速效钾在种植的过程中也被大量消耗，消耗量达45% 左右。同样，速效钾的含量也以对照最高，依然显著高于其他5个处理。可见，氯化苦土壤消毒对土壤营养的抑制作用，有明显的持续性[21,24]。⑦ 随着种植时间的延续，土壤pH值有降低的趋势。这可能是由于土壤中的微生物群落在恢复以及在种植的过程中人工添加化学肥料造成的。

2.2 不同处理对草莓形态及生理等指标的影响

在草莓盛果期对叶片叶绿素含量、叶片N素含量及果实甜度进行了测量，同时，在整个生产期对株产量及大果率(重量>30 g的单果在总商品果中所占的百分率)进行了统计，结果见表6。

表6 不同处理对草莓形态及生理等指标的影响

由表6可见：

① 所有对比指标中，除根系长度以外，均以对照最差。可见，不进行土壤处理，连作会严重影响草莓的形态、生理指标，严重影响草莓的产量及品质。对照中，草莓根系长度显著大于单以氯化苦处理的结果，并与处理Ⅱ无显著差别。可见，单以氯化苦熏蒸土壤进行消毒处理，会对草莓根系生长造成显著负面影响。

②在所有处理中，均以处理Ⅲ的各项指标表现最好。可见，在氯化苦熏蒸进行连作土壤消毒时，给土壤中添加1.0 kg·m-2的食用菌栽培废料，有利于草莓的生长及产量、品质的提高。这可能是由于添加了食用菌栽培废料，改善了土壤结构，提高了根系呼吸，改善了土壤微生物群落的生态结构等原因所致[25]。

③ 从果实甜度指标对比可以看出，土壤熏蒸后果实甜度增加显著。这可能是由于熏蒸杀灭了有害线虫及有害微生物，使得草莓的生长环境得到改善、各代谢过程得到增强所致[12，21，24-25]。

3 讨论及结论

从既往的研究中可以看到，草莓连作障碍综合症发生的原因非常复杂，主要有土壤中病原菌大量积累、作物自毒、土壤理化性质恶化、有害线虫为害及土壤微生物群落结构改变等方面[2]。为了防治连作障碍综合症，针对不同的原因，广大科技工作者进行了大量试验研究[3,8,10]。

笔者试验研究给连作土壤添加食用菌栽培废料对土壤进行改良的同时，用氯化苦对其进行熏蒸消毒，来综合防治草莓连作障碍。从实验结果可见，土壤中有机物的含量，随着食用菌栽培废料添加量的增加而显著增加。可见，食用菌栽培废料可用于改良土壤[16,20]；连作土壤熏蒸消毒后，土壤中各养分的含量均降低显著，这是由于熏蒸消毒杀灭了土壤中大量微生物，使其种类和数量均显著降低，有机物的矿化及速效养分的形成受阻造成的，这与范琳娟[12,21]、 杨叶青[24]的试验结果相互印证。随着栽培时间的延长，栽培土壤中微生物数量、群落结构以及土壤酶的活性均得到缓慢恢复，微生物对有机物的分解及部分营养的供给有所提高，这与田给林的试验结果一致[17]。

笔者试验结果还证实，尽管加入食用菌栽培废料并用氯化苦对土壤进行消毒后，造成土壤养分显著降低，但于其中栽培的草莓，在形态、生理及果实的产量、品质等方面均得到显著提高。这说明土壤消毒后，尽管土壤中各营养成分受到显著抑制，但消毒杀灭了土壤有害微生物和土传地下害虫，解除了土壤中有害菌产生的毒害[21,24]，与此同时，由于添加了食用菌栽培废料，改变了土壤结构，增加了有机物含量，继而增加了土壤通气、增强了根系呼吸及其对营养和水分的吸收，进而使草莓的各项生理活动得到加强[16,17,20]、草莓的生长得到加强，产量提高，品质优化[25]。

结论：大棚草莓连作土壤中添加食用菌栽培废料并用氯化苦熏蒸消毒，可改善土壤生态环境及其微生物群落构成，显著改善草莓的形态及生理指标、改善果实品质、提高产量。