植物提取液对连作草莓生长、产量及土壤的影响

李 宁，刘 颖，刘益克，李恭峰，高亚新，李青云

（1.河北农业大学 园艺学院/河北省蔬菜产业协同创新中心，河北 保定 071001；2.保定市原种场，河北 保定 071001）

草莓（Fragaria×ananassaDuch.）是世界上栽培最为广泛的果树种类之一［1,2］。随着人们生活水平的提高，草莓的需求量呈现出供不应求的局面［3］。据统计，2019 年我国草莓的种植面积达到15 万hm2，总产量400 t 以上,单位面积产量为26.67 t/hm2，是世界上草莓种植面积最大的国家。近年来，在设施栽培条件下，草莓生产连作障碍日益严重。连作障碍会使土壤出现养分失衡、理化性质恶变、微生物群落比例失衡、作物自毒物质积累等不良后果。目前主要用氯化苦和棉隆［4］对草莓连作土壤进行熏蒸处理，防治土传病害，从而提高草莓产量［5-6］。

采用化学试剂熏蒸土壤治理连作障碍的方法在草莓主产区应用多年，但化学熏蒸剂在杀死病原物的同时，对土壤中有益生物的生命活动和非生物物质的化学转化都会造成影响，抑制土壤肥力［7］。连年熏蒸消毒导致棚室草莓土壤板结严重，药剂消毒效果变差，死苗率开始增加，肥效大幅度下降，虽然施肥投入年年增加，但大部分地块的草莓产量却连年下降［8］。大蒜等植物提取液是重要的生物活性物质，其所含的硫化合物是其主要生物活性成分，对侵害植物的病原菌有很强的抑制作用［9］，并且无毒、无残留。研究表明，大蒜等植物提取液具有杀菌杀虫重要作用。用大蒜等植物提取液喷施植株幼苗可以提高幼苗的抗性，减少植物病虫害的发生。用大蒜等植物提取液喷施连作土壤可以增加植株根际酶活性、改善根际菌落微环境，改善土壤肥力和酸碱平衡，从而能够促进植物的生长，提高植物的产量以及品质［10］。

近几年，在河北省顺平县的草莓主产地,‘甜查理’（地方品种名称‘美国19’）品种死苗问题突出，严重时甚至导致全棚绝收，严重制约了当地草莓的可持续发展，在农业双减大背景下，亟需探讨更有效的草莓连作障碍生物防治技术，解决草莓死苗难题。本试验在利用自制植物提取液防治苗期病害并培育壮苗的基础上，研究在生产田应用自制植物提取液缓解草莓连作障碍的作用，旨在为探索草莓连作障碍生防技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于河北省保定市东魏村阳松草莓农民专业合作社基地，种植模式为日光温室促成栽培草莓套作冬春茬番茄，草莓品种为‘美国19’。温室土壤pH 为7.6，定植前0 ～20 cm 土层含有机质20 g/kg、全氮1.16 g/kg、碱解氮70.6 mg/kg、速效磷22.45 mg/kg、速效钾92.3 mg/kg。草莓在9 月10 日定植，大行距50 cm，小行距25 cm，株距17 cm，10 月中旬温室扣膜保温。草莓保温后15 d 摘老叶、覆地膜，开花前每亩温室放入5 框雄蜂。温度管理、施肥、病虫害防治等按常规习惯管理。10 月5 日喷1 次翠贝（50%醚菌酯）3 000 倍液预防白粉病，10月23 日傍晚喷1 次普尊（5%氯虫苯甲酰胺）1 300倍液防治青虫（甜菜夜蛾）。

1.2 试验处理

试验处理见表1。

表1 试验田间处理Table 1 Experimental field

分别在草莓采收初期即第一序果采收期（12 月22 日）和盛果期（1 月12 日）调查、取样，测定草莓植株叶绿素含量和植株干鲜重，测定果实外观指标和可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量；在盛果期测定土壤养分含量、土壤微生物群落数量，调查植株根腐病主要土传病害发病情况；采收后记录各处理草莓产量。

1.3 指标测定和调查方法

1.3.1 叶绿素和果实品质指标 叶绿素含量采用丙酮法［11］、可溶性糖含量采用蒽酮比色法［12］、可滴定酸含量采用滴定法［12］，可溶性固形物采用手持式折光仪测定［8］。

1.3.2 土壤微生物数量测定 土壤微生物数量采用平板涂抹法，分别测定微生物中细菌、真菌、放线菌的数量［13］。

1.3.3 根腐病调查与统计 每处理随机调查3 垄。病害分级标准：0 级，无病斑；1 级，0＜病斑面积占总面积(x) ≤5%；3 级，5%＜x≤15%；5 级，15%＜x≤25%；7 级，25%＜x≤50%；9 级，x＞50%及死苗。

病情指数=∑（各级病株数×各级级数）/（调查总株数×9）×100；

发病率（%）=发病株数/总株数×100［14］；防治效果（%）=（对照区病情指数-处理区病情指数）×100。

1.3.4 矿质养分 矿质养分测定分别参照以下标准方法进行：《LY/T 1228-2015 森林土壤氮的测定》《NY/T 88-1988 土壤全磷测定法》《NY/T 87-1988土壤全钾测定法》《NY/T 1121.7-2014 土壤检测 第7 部分：土壤有效磷的测定》《NY/T 889-2004 土壤速效钾和缓效钾含量的测定》《LY/T 1271-1999森林植物与森林枯枝落叶层全氮、磷、钾、钠、钙、镁的测定》。

1.4 数据处理

用Excel 2010 进行数据整理和作图，数据采用IBM SPSS statistics 22.0 软件中的Duncan 校检法进行处理间的方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对连作草莓植株生长的影响。

2.1.1 不同处理对连作草莓叶片叶绿素含量的影响 由表2 可知，结果期间，T2 处理的叶绿素a、叶绿素b 和类胡萝卜素含量始终显著高于CK，叶绿素a 和叶绿素b 在采收初期显著高于T1。同CK 相比，T2 处理的3 种光合色素含量在采收初期分别比CK高16.71%、17.86%和21.07%，在盛果期分别比CK高16.92%、26.77%和10.31%。从采收初期到盛果期CK 和2 处理叶绿素a 含量、类胡萝卜素含量提升较明显。CK 的叶绿素a 含量、类胡萝卜素含量分别提升31.06%、101.48%，T1 的叶绿素a 含量、类胡萝卜素含量分别提升43.66%、100.53%，T2 的叶绿素a含量、类胡萝卜素含量分别提升31.29%、83.58%。

表2 不同处理草莓叶片光合色素含量Table 2 Photosynthetic pigment content of strawberry leaves under different treatments

2.1.2 不同处理对连作草莓植株干鲜重的影响 由表3 可知，采收初期不同处理草莓植株地下部与地上部的干重、鲜重有差异。地上部干重、鲜重均为CK最大，其次为T1，T2 最小；地下部均为T2 最大，其次为T1，CK 最小。T2 的地下部鲜重和干重分别比CK 高33.5%和34.2%。采收初期不同处理下草莓的根冠比从大到小依次为T2＞T1＞CK。盛果期不同处理间地上部干重、鲜重无显著差异，但地下部干重、鲜重均以T2 最大，且T2 处理的地下部干鲜重与T1、CK 间差异呈显著水平。T2 的地下部鲜重和干重分别比对照高25.0%和25.8%。盛果期不同处理下草莓的根冠比从大到小依次为T2＞T1＞CK。

表3 不同处理草莓植株干鲜重Table 3 Dry and fresh weight of strawberry plants under different treatments

2.2 不同处理对连作草莓土壤养分的影响

由表4、表5 可以看出，不同处理下的土壤养分含量有所改变。各处理和对照间全氮含量差异显著，全氮含量大小依次为CK ＞T2 ＞T1；全磷含量T2 显著高于T1、CK；全钾含量各处理和对照间差异不显著。各处理和对照的草莓土壤全氮、全磷和全钾总量无差异。2 处理的碱解氮、有效磷含量显著高于CK，其含量大小依次为T2 ＞T1 ＞CK。T2 和CK 速效钾含量显著高于T1，T2 速效矿质养分总量显著高于T1 和CK。

表4 不同处理草莓土壤全量矿质养分含量Table 4 Total mineral nutrient content of strawberry soil under different treatments

表5 不同处理草莓土壤速效矿质养分含量Table 5 Available mineral nutrient content of strawberry soil under different treatments

2.3 不同处理对连作草莓土壤微生物的影响

由表6 可以看出，T1 处理和对照土壤的细菌数量均较多，但T1 处理土壤细菌数量显著高于T2；真菌数量T1 最多，其次是T2，CK 数量最少；放线菌则以T2 处理最多，T1 次之，CK 最少。

表6 不同处理草莓土壤微生物数量Table 6 The number of microorganisms in strawberry soil under different treatments

2.4 不同处理对连作草莓果实品质的影响

由表7 可知，采收初期从草莓果实纵径指标比较来看，纵径从大到小依次为T1＞CK＞T2，T1 与T2、CK 间差异显著，T2 与CK 间差异不明显；从横径指标比较来看，横径从大到小依次为CK＞T2＞T1，CK 与T2、T1 间差异显著，T2 与T1间差异不明显；从平均单果重指标看,CK 平均单果重最大，其次为T1，两者间差异不显著，但均与T2 间差异呈显著水平；3 个处理畸形果率不一，T1畸形果率最高，其次为CK，T2 畸形果率最低。盛果期T1、T2 两者与CK 在纵径、横径和平均单果重指标差异显著，T1、T2 两者间差异不明显；从畸形果率指标比较来看，T2、T1 畸形果率远低于CK 的畸形果率，T2 的畸形果率相较采收初期降低41%，T1 的畸形果率相较采收初期降低78%，CK 畸形果率相较采收初期无变化。

表7 不同处理草莓果实外观性状比较Table 7 Comparison of appearance traits of strawberry fruit under different treatments

由表8 可知，采收初期，2 个处理组的可滴定酸、可溶性固形物和可溶性糖与CK相比均无显著差异。盛果期，与CK 相比，T1 和T2 的可滴定酸和可溶性固形物含量均无显著差异，而T2 的可溶性糖含量显著高于CK,表明T2 处理有助于改善连作草莓盛果期的果实品质。

表8 不同处理草莓果实内含物含量比较Table 8 Comparison of strawberry fruit inclusion content under different treatments

2.5 不同处理对重茬草莓根腐病发病情况的影响。

从表9 可以看出，T1 和T2 均能有效减轻草莓根腐病，2 处理的发病率仅为1.67%和2.5%，防效高达92.67%和88.77%。同对照相比，T1 和T2 分别降低草莓苗发病率21%和20.17%。

表9 不同处理对草莓根腐病的防效调查Table 9 Investigation on control effects of different treatments on strawberry root rot

2.6 不同处理对连作草莓产量的影响。

从表10 可以看出，与对照相比，2 处理均大幅度提高了草莓产量。T1、T2 前期每公顷产量分别为4 202.10 和10 872.15 kg，增产幅度分别高达186.4%、640.9%。T1、T2 的总产量分别为15 941.25 和30 882.00 kg/hm2，增产幅度分别高达184.5%和451.2%。说明2 个处理都可以大幅度提高草莓的产量，而草莓增产幅度大的主要原因与对照死苗严重有很大关系。说明氯化苦熏蒸和克菌剂1 号喷施土壤均能提高草莓产量，而后者增产效果更显著。

表10 不同处理的产量调查Table 10 Yield survey of different treatments

3 讨论与结论

随着设施农业的发展迅速，设施草莓面积逐年增加［15］，草莓的连作障碍表现日益突出，严重影响到草莓的品质和产量［16］。刘鹏［17］等人的研究结果表明连作障碍发生的原因有土壤理化性质改变、土壤中酚酸物质的积累、土壤微生物群落结构的变化。虽用化学药剂熏蒸土壤灭菌可以减轻连作障碍，但是，李青杰［18］等人的研究结果表明熏蒸处理对镰刀菌属和疫霉属的抑制率分别为90%和80%以上，熏蒸处理均降低了细菌群落的多样性。土壤微生物是维持土壤生态系统稳定的关键因素，有益微生物数量的减少，使土壤微生态动态失衡［19］。前人通过用大蒜与西瓜伴生改善了其根际周围土壤菌落平衡和土壤酶活性，从而提高了西瓜的抗性和根际土壤质量，有效破除了西瓜连作的障碍［20］。这说明大蒜中含有的活性物质可以缓解连作对植物带来的负面影响。本试验处理后温室土壤pH，T1、T2 均为7.5 左右，虽植物提取液为酸性，但用量不太大，对温室土壤pH 影响较小。在本研究中喷施克菌剂1 号后，草莓连作土壤的微生物数量和土壤养分含量均有明显改善与提升。T2 处理土壤中真菌数量显著低于T1,相比于用氯化苦熏蒸土壤，使用克菌剂1 号喷施土壤可以达到给土壤灭菌的效果，但不会将土壤中所含有的微生物都杀死，从而维持土壤的微生物动态平衡，改善连作土壤中的微生物环境［21］。

在本研究中表明，与对照相比，处理组的叶绿素、地下部干鲜重和根冠比显著提高，与前人用大蒜植物提取液喷施菠菜可以促进菠菜的生长研究结果保持一致［22］。表明喷施一定量的克菌剂1 号有助于提高植物叶片的叶绿素含量，进而提升植物的光合作用。同时克菌剂1 号也在很大程度上提高了草莓的地下部干鲜重以及根冠比。与对照相比，处理组的盛果期果实品质、产量都有显著的提升，处理组分别提升草莓的产量高达184.5%和451.2%。这说明喷施克菌剂1 号可以促进连作土壤种植模式下的草莓果实品质及产量的提高。并且克菌剂1 号对于预防根腐病，也有比较明显的效果。在本研究中，与对照相比，处理组对草莓根腐病的防效高达92.67%和88.77%。这与周文杰［23］等的研究大蒜水溶物对丹参根腐病菌有明显的抑制作用结果一致。

综上所述，与CK 和T1 处理相比，T2 处理的光合色素含量最高，植株根冠比最大，果实可溶性固形物、可溶性糖含量最高，畸形果率在果实采收期间始终保持较低水平，土壤微生物数量较多，土传病害发病轻，死苗少，产量高。本研究表明，苗期采用克菌剂1 号有效防治病害培育无病壮苗，在生产田喷施克菌剂1 号防治土传病害，是防控草莓死苗、提高连作草莓产量的有效措施。