大豆輪作對(duì)后茬草莓產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

秦 燕，唐 彪，趙永康，易元珺，文 勇，胥 箏，楊新梅，韓慶新

(1 成都市農(nóng)林科學(xué)院，成都，611130；2 仲衍種業(yè)股份有限公司，成都，610041)

草莓是薔薇科(Rosaceae)草莓屬(Fragaria)多年生常綠草本植物，其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味鮮美，色澤亮麗，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、藥用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-2]。四川草莓主要采取大棚種植。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，四川省草莓種植面積從2013年的3 733 hm2，增加到2018年的7 200 hm2，隨著種植面積的增加草莓連作問(wèn)題日益嚴(yán)重，出現(xiàn)作物生長(zhǎng)發(fā)育不良、土傳病害加重等連作障礙現(xiàn)象。

目前，國(guó)內(nèi)外主要采取物理消毒、化學(xué)藥劑消毒、作物輪作等方式來(lái)應(yīng)對(duì)草莓連作障礙[3]。草莓上常用的物理消毒是太陽(yáng)能高溫消毒，即在高溫天氣下，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間覆蓋不透性塑料薄膜來(lái)提高土壤的溫度，達(dá)到殺滅土傳病害的目的[4]?；瘜W(xué)消毒是將化學(xué)熏蒸劑在作物種植前施入到土壤中發(fā)揮消毒作用，草莓上廣泛使用的熏蒸劑主要有石灰氮、棉隆等[5]。不同作物合理輪作是解決連作障礙的有效途徑[6]。目前，草莓—水稻進(jìn)行水旱輪作是草莓種植中比較有效的輪作方式[7-8]，草莓與蕹菜、水生蔬菜輪作也能提高種植效益[9-10]，草莓與大球蓋菇及香菇[6]、甜瓜[8]、鮮食玉米[11]等輪作，均能不同程度地改善連作障礙。

在輪作中加入豆科作物能夠提高后茬作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，增加土壤氮源和有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)[12]。馬長(zhǎng)青等對(duì)水稻—毛豆—草莓種植技術(shù)進(jìn)行了報(bào)道[13]，關(guān)于大豆—草莓輪作對(duì)草莓產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以物理消毒(太陽(yáng)能消毒)、化學(xué)藥劑消毒(石灰氮消毒)為對(duì)照，旨在探明大豆—草莓輪作對(duì)后茬草莓的產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為大豆—草莓輪作技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于四川省成都市溫江區(qū)的成都市農(nóng)林科學(xué)院內(nèi)草莓大棚試驗(yàn)基地，平均海拔540 m，年均溫15.8 ℃，年極端高溫36 ℃，年極端低溫-5.1 ℃，年降水量896.8 mm，年日照時(shí)數(shù)1 104.5 h，屬中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，適宜大棚冬草莓的種植。試驗(yàn)地土壤為砂壤土，土壤基本地力：有機(jī)質(zhì)含量26.75 g/kg、全氮含量1.58 g/kg、堿解氮含量104.37 mg/kg、速效磷含量20.78 mg/kg、速效鉀含量48.61 mg/kg。試驗(yàn)地連續(xù)3年種植草莓，前3年采取石灰氮消毒方式進(jìn)行消毒。

1.2 供試材料

供試材料為從日本引進(jìn)的草莓品種“紅顏”，該品種是四川大棚草莓主栽品種。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019—2021年進(jìn)行，共設(shè)草莓—大豆輪作(簡(jiǎn)稱大豆輪作)、連作草莓石灰氮消毒(簡(jiǎn)稱石灰氮消毒)、連作草莓太陽(yáng)能消毒(簡(jiǎn)稱太陽(yáng)能消毒)3個(gè)處理。每個(gè)處理設(shè)1個(gè)大棚，大棚面積266.67 m2。3個(gè)處理前作均為草莓，前作草莓于2019年9月種植，2020年5月初草莓清棚。前作草莓清棚后，大豆輪作于2020年5月中旬種植大豆，行距40 cm，窩距20 cm，窩留雙株，密度為25萬(wàn)株/hm2，8月初大豆收獲。石灰氮消毒處理于2020年5月草莓清棚后施用石灰氮450 kg/hm2，旋耕后灌水覆膜悶棚消毒50 d。太陽(yáng)能消毒處理于2020年5月草莓清棚后直接旋耕，灌水后覆膜悶棚消毒50 d。隨后3個(gè)處理的草莓均于2020年9月6日定植，株行距25 cm×30 cm，種植密度為9萬(wàn)株/hm2。整個(gè)生育期3個(gè)處理的管理水平一致，按照草莓促成栽培生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范(DB51/T 829-2008)進(jìn)行管理，2021年5月草莓清棚。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 草莓性狀調(diào)查 2020年9月至2021年5月，在草莓整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)，對(duì)物候期、生長(zhǎng)特性、果實(shí)特征等進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查方法及記錄標(biāo)準(zhǔn)等均按趙密珍等[14]編著的《草莓種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。

物候期調(diào)查時(shí)，以整個(gè)小區(qū)全部植株為調(diào)查對(duì)象。定植期為草莓植株定植的日期；顯蕾期為25%植株花蕾顯露的日期；始花期為5%植株有花開(kāi)放的日期；盛花期為75%的植株有花開(kāi)放的日期；果實(shí)始熟期為5%植株一級(jí)序果成熟的日期。

葉面積采用以下公式計(jì)算[15]：

葉面積=0.725 1×葉長(zhǎng)×葉寬-0.042 2

在結(jié)果盛期，隨機(jī)收取20個(gè)成熟度適宜、有代表性的果實(shí)測(cè)定果實(shí)品質(zhì)。采用GY-4數(shù)顯果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定草莓果實(shí)硬度；采用TD-45數(shù)顯手持糖量計(jì)測(cè)定可溶性固形物；采用2，6-二氯靛酚法[16]測(cè)定維生素C含量；采用蒽酮比色法[17]測(cè)定可溶性糖含量；采用酸堿滴定法[16]測(cè)定可滴定酸含量；糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量。

1.4.2 草莓病害調(diào)查 每個(gè)處理隨機(jī)取樣掛牌10株，在每次采摘果實(shí)前調(diào)查白粉病、灰霉病病果數(shù)和總結(jié)果數(shù)，并按以下公式計(jì)算[18]病果率：

病果率(%)=(病果數(shù)/總結(jié)果數(shù))×100

每個(gè)處理隨機(jī)取樣10株掛牌測(cè)產(chǎn)。每次采收時(shí)，調(diào)查所采果實(shí)的質(zhì)量和數(shù)量，采收結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)每株果實(shí)的總質(zhì)量和總個(gè)數(shù)，計(jì)算平均單果質(zhì)量和平均單株果數(shù)，并換算成每667 m2產(chǎn)量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

利用DPS 7.05軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較和直觀分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)后茬草莓物候期的影響

從表1可知，大豆輪作處理的顯蕾期較石灰氮消毒推遲4 d、較太陽(yáng)能消毒推遲3 d；始花期則較石灰氮消毒和太陽(yáng)能消毒均推遲4 d；盛花期較石灰氮消毒推遲4天、較太陽(yáng)能消毒推遲3 d；果實(shí)始熟期較石灰氮消毒推遲4 d、較太陽(yáng)能消毒推遲3 d。

表1 大豆輪作等不同處理草莓的物候期 月/日

由此可知，大豆輪作對(duì)后茬草莓的顯蕾期、始花期、盛花期、果實(shí)始熟期等均有3～4 d的推遲作用。在相同施肥水平下，大豆輪作對(duì)后茬草莓生育期有一定推遲作用。

2.2 對(duì)后茬草莓生長(zhǎng)特性及抗病性的影響

從表2可知，在存活率上，大豆輪作和石灰氮消毒均顯著高于太陽(yáng)能消毒；大豆輪作的存活率略低于石灰氮消毒，但差異不顯著。

表2 大豆輪作等不同處理草莓的生長(zhǎng)特性

在植株高度、植株冠徑方面，大豆輪作均顯著高于石灰氮消毒和太陽(yáng)能消毒；在葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積方面，3個(gè)處理之間差異均不顯著。在白粉病病果率上，太陽(yáng)能消毒處理的病果率最高，顯著高于其余2個(gè)處理，大豆輪作略低于石灰氮消毒，但差異不顯著。在灰霉病病果率上，太陽(yáng)能消毒處理的病果率最高，顯著高于其余2個(gè)處理，大豆輪作處理的病果率略高于石灰氮消毒，但差異不顯著。

由此可知，大豆輪作處理的存活率、白粉病及灰霉病病果率低，與石灰氮消毒相當(dāng)(略高或略低，但差異不顯著)，顯著優(yōu)于太陽(yáng)能消毒；大豆輪作處理對(duì)草莓植株高度和冠徑有促進(jìn)作用，植株比較高大，但3個(gè)處理間的葉片性狀差異不顯著，表明大豆輪作處理能達(dá)到石灰氮消毒的抗逆水平，且植株更高大。

2.3 對(duì)后茬草莓產(chǎn)量及構(gòu)成性狀的影響

從表3可知，在果實(shí)縱徑上，大豆輪作略高于石灰氮消毒，顯著高于太陽(yáng)能消毒，石灰氮消毒略高于太陽(yáng)能消毒，但差異不顯著；在果實(shí)橫徑上，大豆輪作處理顯著高于石灰氮消毒和太陽(yáng)能消毒，太陽(yáng)能消毒略高于石灰氮消毒，差異不顯著；在最大單果質(zhì)量上，大豆輪作處理顯著高于石灰氮消毒和太陽(yáng)能消毒，太陽(yáng)能消毒略高于石灰氮消毒，但差異不顯著；在平均單果質(zhì)量上，大豆輪作略高于石灰氮消毒，顯著高于太陽(yáng)能消毒，石灰氮消毒略高于太陽(yáng)能消毒，但差異不顯著；在單株果數(shù)上，大豆輪作略高于石灰氮消毒，顯著高于太陽(yáng)能消毒，石灰氮消毒略高于太陽(yáng)能消毒，但差異不顯著；在產(chǎn)量上，大豆輪作處理的單產(chǎn)為1 849.08 kg/667 m2，略高于石灰氮消毒的1 830.24 kg/667 m2，顯著高于太陽(yáng)能消毒的1 654.19 kg/667 m2。

表3 大豆輪作等不同處理的草莓產(chǎn)量比較

由此可知，大豆輪作與石灰氮消毒在草莓產(chǎn)量及構(gòu)成性狀上表現(xiàn)相當(dāng)，高于或顯著高于太陽(yáng)能消毒，表明大豆輪作處理的后茬草莓產(chǎn)量與石灰氮消毒處理相當(dāng)。

2.4 對(duì)后茬草莓果實(shí)性狀及品質(zhì)的影響

從表4可知，在果實(shí)硬度上，各處理從高到低依次是：石灰氮消毒>太陽(yáng)能消毒>大豆輪作，但3個(gè)處理之間差異未達(dá)顯著水平；就可溶性固形物含量和可溶性糖含量2個(gè)性狀而言，大豆輪作處理均顯著高于石灰氮消毒和太陽(yáng)能消毒；在可滴定酸含量上，3個(gè)處理之間差異未達(dá)顯著水平；在糖酸比和維生素C含量上，大豆輪作處理均顯著高于其余2個(gè)處理。

表4 大豆輪作等不同處理草莓的果實(shí)性狀

由此可知，雖然大豆輪作的果實(shí)硬度略低于其余2個(gè)處理，但其可溶性固形物、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C含量等顯著高于其余2個(gè)處理，表明大豆輪作對(duì)后茬草莓的品質(zhì)有提升作用。

3 結(jié)論與討論

合理的輪作能夠改善土壤的微生態(tài)環(huán)境，使有益微生物增加，有害微生物減少，在一定程度上消除連作障礙，避免土傳病害的發(fā)生，提高產(chǎn)量和品質(zhì)[19]。本研究結(jié)果表明，大豆輪作后茬草莓的存活率、白粉病病果率、灰霉病病果率、產(chǎn)量、品質(zhì)等性狀與石灰氮消毒處理相當(dāng)，顯著優(yōu)于太陽(yáng)能消毒，表明大豆輪作在大棚草莓抗重茬種植上是可行的，而單獨(dú)的太陽(yáng)能消毒方式在各性狀表現(xiàn)上均較差，不宜單獨(dú)使用。在草莓地不便進(jìn)行水旱輪作時(shí)，可以選擇與大豆進(jìn)行輪作。將進(jìn)一步研究石灰氮消毒與大豆輪作交替進(jìn)行對(duì)草莓產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。

本研究結(jié)果表明，大豆輪作對(duì)后茬草莓的各生育期有一定推遲作用，且植株高度和植株冠徑顯著高于其余2個(gè)處理。究其原因，可能是由于各處理施肥水平一致，大豆輪作的根瘤固氮作用使得其氮肥水平高于石灰氮消毒和太陽(yáng)能消毒處理，因而草莓植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，植株也更高大。對(duì)此，將適量減少草莓—大豆輪作施氮水平進(jìn)行進(jìn)一步研究，探明草莓—大豆輪作最佳施氮量。