植物提取液對連作草莓生長、產量及土壤的影響

李 寧，劉 穎，劉益克，李恭峰，高亞新，李青云

（1.河北農業(yè)大學 園藝學院/河北省蔬菜產業(yè)協同創(chuàng)新中心，河北 保定 071001；2.保定市原種場，河北 保定 071001）

草莓（Fragaria×ananassaDuch.）是世界上栽培最為廣泛的果樹種類之一［1,2］。隨著人們生活水平的提高，草莓的需求量呈現出供不應求的局面［3］。據統(tǒng)計，2019 年我國草莓的種植面積達到15 萬hm2，總產量400 t 以上,單位面積產量為26.67 t/hm2，是世界上草莓種植面積最大的國家。近年來，在設施栽培條件下，草莓生產連作障礙日益嚴重。連作障礙會使土壤出現養(yǎng)分失衡、理化性質惡變、微生物群落比例失衡、作物自毒物質積累等不良后果。目前主要用氯化苦和棉?。?］對草莓連作土壤進行熏蒸處理，防治土傳病害，從而提高草莓產量［5-6］。

采用化學試劑熏蒸土壤治理連作障礙的方法在草莓主產區(qū)應用多年，但化學熏蒸劑在殺死病原物的同時，對土壤中有益生物的生命活動和非生物物質的化學轉化都會造成影響，抑制土壤肥力［7］。連年熏蒸消毒導致棚室草莓土壤板結嚴重，藥劑消毒效果變差，死苗率開始增加，肥效大幅度下降，雖然施肥投入年年增加，但大部分地塊的草莓產量卻連年下降［8］。大蒜等植物提取液是重要的生物活性物質，其所含的硫化合物是其主要生物活性成分，對侵害植物的病原菌有很強的抑制作用［9］，并且無毒、無殘留。研究表明，大蒜等植物提取液具有殺菌殺蟲重要作用。用大蒜等植物提取液噴施植株幼苗可以提高幼苗的抗性，減少植物病蟲害的發(fā)生。用大蒜等植物提取液噴施連作土壤可以增加植株根際酶活性、改善根際菌落微環(huán)境，改善土壤肥力和酸堿平衡，從而能夠促進植物的生長，提高植物的產量以及品質［10］。

近幾年，在河北省順平縣的草莓主產地,‘甜查理’（地方品種名稱‘美國19’）品種死苗問題突出，嚴重時甚至導致全棚絕收，嚴重制約了當地草莓的可持續(xù)發(fā)展，在農業(yè)雙減大背景下，亟需探討更有效的草莓連作障礙生物防治技術，解決草莓死苗難題。本試驗在利用自制植物提取液防治苗期病害并培育壯苗的基礎上，研究在生產田應用自制植物提取液緩解草莓連作障礙的作用，旨在為探索草莓連作障礙生防技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于河北省保定市東魏村陽松草莓農民專業(yè)合作社基地，種植模式為日光溫室促成栽培草莓套作冬春茬番茄，草莓品種為‘美國19’。溫室土壤pH 為7.6，定植前0 ～20 cm 土層含有機質20 g/kg、全氮1.16 g/kg、堿解氮70.6 mg/kg、速效磷22.45 mg/kg、速效鉀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 月中旬溫室扣膜保溫。草莓保溫后15 d 摘老葉、覆地膜，開花前每畝溫室放入5 框雄蜂。溫度管理、施肥、病蟲害防治等按常規(guī)習慣管理。10 月5 日噴1 次翠貝（50%醚菌酯）3 000 倍液預防白粉病，10月23 日傍晚噴1 次普尊（5%氯蟲苯甲酰胺）1 300倍液防治青蟲（甜菜夜蛾）。

1.2 試驗處理

試驗處理見表1。

表1 試驗田間處理Table 1 Experimental field

分別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）調查、取樣，測定草莓植株葉綠素含量和植株干鮮重，測定果實外觀指標和可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量；在盛果期測定土壤養(yǎng)分含量、土壤微生物群落數量，調查植株根腐病主要土傳病害發(fā)病情況；采收后記錄各處理草莓產量。

1.3 指標測定和調查方法

1.3.1 葉綠素和果實品質指標 葉綠素含量采用丙酮法［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儀測定［8］。

1.3.2 土壤微生物數量測定 土壤微生物數量采用平板涂抹法，分別測定微生物中細菌、真菌、放線菌的數量［13］。

1.3.3 根腐病調查與統(tǒng)計 每處理隨機調查3 壟。病害分級標準：0 級，無病斑；1 級，0＜病斑面積占總面積(x) ≤5%；3 級，5%＜x≤15%；5 級，15%＜x≤25%；7 級，25%＜x≤50%；9 級，x＞50%及死苗。

病情指數=∑（各級病株數×各級級數）/（調查總株數×9）×100；

發(fā)病率（%）=發(fā)病株數/總株數×100［14］；防治效果（%）=（對照區(qū)病情指數-處理區(qū)病情指數）×100。

1.3.4 礦質養(yǎng)分 礦質養(yǎng)分測定分別參照以下標準方法進行：《LY/T 1228-2015 森林土壤氮的測定》《NY/T 88-1988 土壤全磷測定法》《NY/T 87-1988土壤全鉀測定法》《NY/T 1121.7-2014 土壤檢測 第7 部分：土壤有效磷的測定》《NY/T 889-2004 土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》《LY/T 1271-1999森林植物與森林枯枝落葉層全氮、磷、鉀、鈉、鈣、鎂的測定》。

1.4 數據處理

用Excel 2010 進行數據整理和作圖，數據采用IBM SPSS statistics 22.0 軟件中的Duncan 校檢法進行處理間的方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對連作草莓植株生長的影響。

2.1.1 不同處理對連作草莓葉片葉綠素含量的影響 由表2 可知，結果期間，T2 處理的葉綠素a、葉綠素b 和類胡蘿卜素含量始終顯著高于CK，葉綠素a 和葉綠素b 在采收初期顯著高于T1。同CK 相比，T2 處理的3 種光合色素含量在采收初期分別比CK高16.71%、17.86%和21.07%，在盛果期分別比CK高16.92%、26.77%和10.31%。從采收初期到盛果期CK 和2 處理葉綠素a 含量、類胡蘿卜素含量提升較明顯。CK 的葉綠素a 含量、類胡蘿卜素含量分別提升31.06%、101.48%，T1 的葉綠素a 含量、類胡蘿卜素含量分別提升43.66%、100.53%，T2 的葉綠素a含量、類胡蘿卜素含量分別提升31.29%、83.58%。

表2 不同處理草莓葉片光合色素含量Table 2 Photosynthetic pigment content of strawberry leaves under different treatments

2.1.2 不同處理對連作草莓植株干鮮重的影響 由表3 可知，采收初期不同處理草莓植株地下部與地上部的干重、鮮重有差異。地上部干重、鮮重均為CK最大，其次為T1，T2 最??；地下部均為T2 最大，其次為T1，CK 最小。T2 的地下部鮮重和干重分別比CK 高33.5%和34.2%。采收初期不同處理下草莓的根冠比從大到小依次為T2＞T1＞CK。盛果期不同處理間地上部干重、鮮重無顯著差異，但地下部干重、鮮重均以T2 最大，且T2 處理的地下部干鮮重與T1、CK 間差異呈顯著水平。T2 的地下部鮮重和干重分別比對照高25.0%和25.8%。盛果期不同處理下草莓的根冠比從大到小依次為T2＞T1＞CK。

表3 不同處理草莓植株干鮮重Table 3 Dry and fresh weight of strawberry plants under different treatments

2.2 不同處理對連作草莓土壤養(yǎng)分的影響

由表4、表5 可以看出，不同處理下的土壤養(yǎng)分含量有所改變。各處理和對照間全氮含量差異顯著，全氮含量大小依次為CK ＞T2 ＞T1；全磷含量T2 顯著高于T1、CK；全鉀含量各處理和對照間差異不顯著。各處理和對照的草莓土壤全氮、全磷和全鉀總量無差異。2 處理的堿解氮、有效磷含量顯著高于CK，其含量大小依次為T2 ＞T1 ＞CK。T2 和CK 速效鉀含量顯著高于T1，T2 速效礦質養(yǎng)分總量顯著高于T1 和CK。

表4 不同處理草莓土壤全量礦質養(yǎng)分含量Table 4 Total mineral nutrient content of strawberry soil under different treatments

表5 不同處理草莓土壤速效礦質養(yǎng)分含量Table 5 Available mineral nutrient content of strawberry soil under different treatments

2.3 不同處理對連作草莓土壤微生物的影響

由表6 可以看出，T1 處理和對照土壤的細菌數量均較多，但T1 處理土壤細菌數量顯著高于T2；真菌數量T1 最多，其次是T2，CK 數量最少；放線菌則以T2 處理最多，T1 次之，CK 最少。

表6 不同處理草莓土壤微生物數量Table 6 The number of microorganisms in strawberry soil under different treatments

2.4 不同處理對連作草莓果實品質的影響

由表7 可知，采收初期從草莓果實縱徑指標比較來看，縱徑從大到小依次為T1＞CK＞T2，T1 與T2、CK 間差異顯著，T2 與CK 間差異不明顯；從橫徑指標比較來看，橫徑從大到小依次為CK＞T2＞T1，CK 與T2、T1 間差異顯著，T2 與T1間差異不明顯；從平均單果重指標看,CK 平均單果重最大，其次為T1，兩者間差異不顯著，但均與T2 間差異呈顯著水平；3 個處理畸形果率不一，T1畸形果率最高，其次為CK，T2 畸形果率最低。盛果期T1、T2 兩者與CK 在縱徑、橫徑和平均單果重指標差異顯著，T1、T2 兩者間差異不明顯；從畸形果率指標比較來看，T2、T1 畸形果率遠低于CK 的畸形果率，T2 的畸形果率相較采收初期降低41%，T1 的畸形果率相較采收初期降低78%，CK 畸形果率相較采收初期無變化。

表7 不同處理草莓果實外觀性狀比較Table 7 Comparison of appearance traits of strawberry fruit under different treatments

由表8 可知，采收初期，2 個處理組的可滴定酸、可溶性固形物和可溶性糖與CK相比均無顯著差異。盛果期，與CK 相比，T1 和T2 的可滴定酸和可溶性固形物含量均無顯著差異，而T2 的可溶性糖含量顯著高于CK,表明T2 處理有助于改善連作草莓盛果期的果實品質。

表8 不同處理草莓果實內含物含量比較Table 8 Comparison of strawberry fruit inclusion content under different treatments

2.5 不同處理對重茬草莓根腐病發(fā)病情況的影響。

從表9 可以看出，T1 和T2 均能有效減輕草莓根腐病，2 處理的發(fā)病率僅為1.67%和2.5%，防效高達92.67%和88.77%。同對照相比，T1 和T2 分別降低草莓苗發(fā)病率21%和20.17%。

表9 不同處理對草莓根腐病的防效調查Table 9 Investigation on control effects of different treatments on strawberry root rot

2.6 不同處理對連作草莓產量的影響。

從表10 可以看出，與對照相比，2 處理均大幅度提高了草莓產量。T1、T2 前期每公頃產量分別為4 202.10 和10 872.15 kg，增產幅度分別高達186.4%、640.9%。T1、T2 的總產量分別為15 941.25 和30 882.00 kg/hm2，增產幅度分別高達184.5%和451.2%。說明2 個處理都可以大幅度提高草莓的產量，而草莓增產幅度大的主要原因與對照死苗嚴重有很大關系。說明氯化苦熏蒸和克菌劑1 號噴施土壤均能提高草莓產量，而后者增產效果更顯著。

表10 不同處理的產量調查Table 10 Yield survey of different treatments

3 討論與結論

隨著設施農業(yè)的發(fā)展迅速，設施草莓面積逐年增加［15］，草莓的連作障礙表現日益突出，嚴重影響到草莓的品質和產量［16］。劉鵬［17］等人的研究結果表明連作障礙發(fā)生的原因有土壤理化性質改變、土壤中酚酸物質的積累、土壤微生物群落結構的變化。雖用化學藥劑熏蒸土壤滅菌可以減輕連作障礙，但是，李青杰［18］等人的研究結果表明熏蒸處理對鐮刀菌屬和疫霉屬的抑制率分別為90%和80%以上，熏蒸處理均降低了細菌群落的多樣性。土壤微生物是維持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的關鍵因素，有益微生物數量的減少，使土壤微生態(tài)動態(tài)失衡［19］。前人通過用大蒜與西瓜伴生改善了其根際周圍土壤菌落平衡和土壤酶活性，從而提高了西瓜的抗性和根際土壤質量，有效破除了西瓜連作的障礙［20］。這說明大蒜中含有的活性物質可以緩解連作對植物帶來的負面影響。本試驗處理后溫室土壤pH，T1、T2 均為7.5 左右，雖植物提取液為酸性，但用量不太大，對溫室土壤pH 影響較小。在本研究中噴施克菌劑1 號后，草莓連作土壤的微生物數量和土壤養(yǎng)分含量均有明顯改善與提升。T2 處理土壤中真菌數量顯著低于T1,相比于用氯化苦熏蒸土壤，使用克菌劑1 號噴施土壤可以達到給土壤滅菌的效果，但不會將土壤中所含有的微生物都殺死，從而維持土壤的微生物動態(tài)平衡，改善連作土壤中的微生物環(huán)境［21］。

在本研究中表明，與對照相比，處理組的葉綠素、地下部干鮮重和根冠比顯著提高，與前人用大蒜植物提取液噴施菠菜可以促進菠菜的生長研究結果保持一致［22］。表明噴施一定量的克菌劑1 號有助于提高植物葉片的葉綠素含量，進而提升植物的光合作用。同時克菌劑1 號也在很大程度上提高了草莓的地下部干鮮重以及根冠比。與對照相比，處理組的盛果期果實品質、產量都有顯著的提升，處理組分別提升草莓的產量高達184.5%和451.2%。這說明噴施克菌劑1 號可以促進連作土壤種植模式下的草莓果實品質及產量的提高。并且克菌劑1 號對于預防根腐病，也有比較明顯的效果。在本研究中，與對照相比，處理組對草莓根腐病的防效高達92.67%和88.77%。這與周文杰［23］等的研究大蒜水溶物對丹參根腐病菌有明顯的抑制作用結果一致。

綜上所述，與CK 和T1 處理相比，T2 處理的光合色素含量最高，植株根冠比最大，果實可溶性固形物、可溶性糖含量最高，畸形果率在果實采收期間始終保持較低水平，土壤微生物數量較多，土傳病害發(fā)病輕，死苗少，產量高。本研究表明，苗期采用克菌劑1 號有效防治病害培育無病壯苗，在生產田噴施克菌劑1 號防治土傳病害，是防控草莓死苗、提高連作草莓產量的有效措施。