大球蓋菇、香菇與草莓輪作對土壤質量及草莓生長的影響.pdf

D OI 10 13629 ki 53 1054 2020 07 015 中國食用菌 20 39 7 61 64 大球蓋菇 香菇與草莓輪作對土壤質量及草莓生長的影響 毛 寧 賈海燕 王金成 周天林 楊建霞 隴東學院 生命科學與技術學院 甘肅 慶陽 745000 摘要 研究大球蓋菇 香菇分別與草莓輪作 對土壤理化性質 酶活性及草莓生長的影響 結果表明 大球蓋 菇 草莓輪作土壤的有機質 全氮 全磷 全鉀 速效氮 速效鉀和 pH 均顯著增加 增幅為 4 7 90 7 香 菇 草莓輪作土壤的速效氮 速效磷和 pH 顯著增加 增幅分別為 7 69 46 4 和 4 46 速效鉀含量顯著降 低 達 18 3 2種輪作處理土壤脲酶和過氧化氫酶活性均較 CK 顯著增加 磷酸酶則顯著減小 兩種輪作栽培 下草莓根系 PPO活性 草莓果實干重和 VC 含量均較 CK 顯著增加 輪作大球蓋菇和香菇可明顯改善草莓根區(qū) 土壤質量 增加土壤酶活 促進植株生長提高根系活力 有效緩解草莓連作障礙 關鍵詞 草莓 大球蓋菇 香菇 輪作 土壤理化性質 酶活 中圖分類號 S646 9 文獻標志碼 A 文章編號 1003 8310 2020 07 0061 04 Effects of Rotation of Stropharia rugosoannulata Lentinus edodes and Strawberry on Soil and Strawberry Growth MAO Ning JIA Hai yan WANG Jin cheng ZHOU Tian lin YANG Jian xia University Provincial Key Laboratory for Protection and Utilization of Longdong Bio resources in Gansu Province College of Life Science and Technology Longdong University Qingyang 745000 China Abstract The effects of rotation of Stropharia rugosoannulata and Lentinus edodes with strawberries on the soil physical and chemical properties enzyme activity and growth of strawberries were studied The results showed that the contents of the organic matter total nitrogen total phosphorus total potassium available nitrogen available potassium and pH in the S rugosoannulata and strawberry rotation soil increased significantly with an increase of 4 7 90 7 The soil available nitrogen phosphorus and pH increased significantly in L edodes and strawberry rotation treatment with an increase of 7 69 46 4 and 4 46 respec tively and the content of available potassium decreased significantly by 18 3 Compared with the control treatment urease and catalase activities of the two rotation treatments increased significantly while phosphatase decreased significantly The PPO ac tivity of strawberry roots the dry weight and VC content of strawberry fruits in the two rotation treatments increased significantly compared with the control S rugosoannulata with strawberry and Lentinus edodes with strawberry rotation can significantly im prove the soil quality of strawberry root area increase the soil enzyme activity promote the plant growth and root activity and effectively alleviate the continuous cropping obstacles of strawberry Key words strawberry Stropharia rugosoannulata Lentinus edodes crop rotation soil nutrients enzyme activity 基金項目 2018 年度國家自然科學基金 31860148 2018 年度甘肅省科技計劃項目 18JR3RM237 2018 年度隴東學院教育教學研究項 目 2018 6 2017 年度隴東學院青年科技創(chuàng)新項目 XYZK1504 作者簡介 毛寧 1984 男 碩士 講師 主要從事微生物資源利用與開發(fā)方面研究 E mail mn3803 收稿日期 2020 06 16 草莓是一種重要的經濟作物 目前普遍采用溫 室 大 棚 栽 培 1 由于耕種面積有限 同一大棚多年栽 培 導致土壤理化性質降低 土傳病害傳播 土壤 微生態(tài)退化 作物產量和品質都明顯下降等連作障 礙 2 目前 連作障礙是影響草莓生產發(fā)展的主要制 約因素和亟待解決的問題 3 不同作物合理輪作是解決連作障礙的 有 效 途 徑 由于輪作過程中前茬作物的差別 其根系分泌物不 同 土壤中被吸收及殘留的營養(yǎng)物質種類和數量不 同 不同前茬作物輪作對后茬作物的影響各異 合 理 的輪作搭配可避免前茬根系分泌物和殘茬對后茬 作物的不利影響 有效改善土壤質量和微生態(tài)環(huán) 境 促進作物生長 從而較好的緩解連作障礙 4 有研究表明 輪作對草莓栽培土壤微生態(tài)和真菌數 量具有明顯調節(jié)作用 蔬菜輪作栽培可緩解草莓連 作障礙 硫酸銨配合輪作處理對草莓土傳病害具有 抑 制 作 用 5 大 球 蓋 菇 Stropharia rugoso annulata 香 菇 Lentinus edodes 是我國廣泛栽培的食用菌 其栽 培技術粗放 栽培原料來源豐富 抗雜抗逆能力 強 食用菌的腐生特性 對土壤中礦物質轉化 高 分子降解及活性物質的富積均有較好的促進作用 6 有研究表明 將大球蓋菇等食用菌與水稻 柑 橘 等 輪作可明顯改善土壤質量 提高玉米 水 稻 等 作 物 產 量 7 目前對草莓與蔬菜 瓜果輪作已有較多研究 但是草莓和大球蓋菇 香菇等食用菌的輪作栽培鮮 有 報 道 以草莓和大球蓋菇 香菇輪作栽培為例 研究草莓不同栽培模式對連作草莓根際土壤理化性 質 酶活性及草莓生長的影響 以期為草莓合理復 種 緩解連作障礙提供方法參考和科學依據 1 材料與方法 1 1 試驗材料 試驗用大球蓋菇品種為浙江慶元大球 蓋 菇 STO 05 培養(yǎng)主料為小麥秸稈和玉米稈 填充料為 谷 殼 香 菇 品 種 為 808 培 養(yǎng) 主 料 為 木 屑 棉 籽 殼 草 莓 品 種 為 豐 香 2 號 有機肥購自慶陽陽光惠農生態(tài)科 技有限公司 主要成分為雞糞 養(yǎng)分含量為 有機 質 243 8 g kg 1 全 磷 7 4 g kg 1 全 氮 17 3 g kg 1 全鉀14 1 g kg 1 1 2 試驗方案 試 驗 于 2017 年 9 月 2019 年 5 月進行 試驗地 點位于甘肅省慶陽市肖金鎮(zhèn)李城村溫室蔬菜生產基 地 大球蓋菇與香菇栽培季節(jié)安排在 2017 年 9 月 中 旬 按照常規(guī)穴播覆土法栽培管理 12 月 下 旬 開 始 出 菇 2018 年 4 月底大球蓋菇和香菇采收結束后 進 行 草 莓 栽 培 至 2019 年 5 月底 密度為每壟 400 株 450 株 在同一大棚內 設置 4 種不同草莓栽培處理 在前茬未栽培作物 撂荒 1 年的土壤中栽培草莓 處 理 1 為連作栽培 前茬為草莓 處理 2 和 處 理 3 均為輪作栽培 前茬分別為大球蓋菇和香菇 處理 4 為 對 照 CK 每 處 理 重 復 3 次 各處理小區(qū)面 積 100 m 2 隨機區(qū)組排列 處理間筑壟隔開 各處理 栽 培 前 均 按 0 75 kg m 2 底施等量有機肥 其他管理 與當地大田一致 1 3 樣品采集與分析測定 草莓采收期間跟蹤采集植株及果實 測定根系 多 酚 氧 化 酶 酶 活 果實品質及生物量 草 莓 采 收 結 束后 以蛇形采樣法取各處理草莓根區(qū)土樣 5 kg 采 樣 深 度 0 20 cm 以 四 分 法 取 2 份樣 一份新鮮 土樣用于測定土壤微生物 另一份土樣風干 過 篩 后測定土壤理化性質及酶活 草莓根區(qū)土壤理化性質采用鮑士旦方法測定 土 壤酶活性采用關松蔭方法測定 草莓根系多酚氧化酶 PPO 活性與果實品質等按高俊鳳方法進行 8 1 4 數據處理 試 驗 結 果 用 Excel 軟件進行數據處理 用 SPSS 16 0 軟件進行方差分析和顯著性檢驗 2 結果與分析 2 1 不同處理土壤理化性質 輪作和連作處理草莓根區(qū)有機質含量均顯著增 加 其中大球蓋菇輪作處理土壤有機質增幅最大 達 到 90 7 大球蓋菇輪作處理中土壤全氮 全 磷 和全鉀含量相比對照均顯著增加 增幅為 16 4 25 1 香 菇 輪作和草莓連作處理中全氮和全磷含量 有 所 下 降 降 幅 為 1 03 23 4 全鉀含量顯著增 加 達12 3 見表1 由 表 1 可知 大球蓋菇輪作草莓根區(qū)土壤速效 氮 速 效 鉀 和 pH 均較對照顯著增加 分別增大了 57 3 33 9 和 4 7 速 效 磷 含量無顯著差異 香 菇輪作處理中土壤 速 效 氮 速 效 磷 和 pH 顯 著 增 加 增幅分別為7 69 46 40 和4 46 2 2 不同處理土壤酶活性 土壤酶活性是衡量土壤中各種生物化學過程的 方向和強度的重要指標 故可反映土壤的性質與肥 力水平 9 見表2 由 表 2 可 知 2 種輪作處理土壤脲酶和過氧化 氫酶 均 較 對 照 CK 顯 著 增 加 與 對 照 CK 相 比 香 菇 輪作土壤過氧化氫酶和脲酶活性增幅最大 分別增 長了 23 66 和 80 68 大球蓋菇和香菇輪作處理磷 酸 酶 較 CK 顯著降低 降幅達 15 79 18 42 大 球 蓋 菇 草莓輪作處理土壤多酚氧化酶活性顯著增 加 而香菇輪作處理與對照相比無顯著差異 草 莓 連作處理土壤脲酶 多酚氧化酶和磷酸酶活性均顯 著降低 分別減小了 39 61 21 19 和 48 03 2 3 不同處理草莓根系多酚氧化酶活性 多 酚 氧 化 酶 PPO 是廣泛存在于植物體內的 一種抗性酶類 在植物抵御病原微生物侵染 抗 病 防御相關生理機制中具有重要作用 10 見表 3 由 表 3 可知 與對照組相比 2 種 輪 作 栽 培 下 草 莓 根 系 栽 培 30 d 和 60 d 后 PPO 活性均有所增加 其中大球蓋菇輪作處理 PPO 活性增幅最大 達到了 13 25 18 27 草 莓 連 作 栽 培 下 根 系 PPO 活 性 從 30 d 到 60 d 時均明顯降低 降幅 為 9 72 11 53 處理 90 d 后 大球蓋菇輪作栽培草莓根系 PPO 活 性 較對照顯著增加 增加了 14 8 而 香 菇 輪 作 及 草 莓連作處理根系 PPO 與對照無顯著差異 說 明 大 球 蓋菇與草莓輪作栽培可有效增強草莓根系誘導 抗 性 提高抵御土傳病害的能力 2 4 不同處理草莓生物量和果實品質 2 種輪作處理草莓果實干重和 VC 含 量 均 較 對 照 顯著增加 見表 4 由 表 4 可知 大球蓋菇處理增幅最大 達到了 VC mg g 1 植株總重 g 株 5 1 0 9b 107 0 12 1b 4 7 0 8b 75 5 5 6c 處理 果實干重 糖度 對照 CK 12 4 1 2b 6 3 0 6b 1 11 2 0 8b 6 8 1 2ab 6 9 0 6a 117 8 9 6ab 2 14 4 1 4a 7 4 0 9a 3 15 2 2 1a 6 4 0 7ab 7 4 1 1a 128 0 11 5a 注 表 中不 同小 寫字 母表 示不 同 處理 差異 顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the table indicate significant differences in different treatments P 0 05 多酚氧化酶 mg kg 1 h 1 磷酸酶 mg g 1 1 51 0 042b 1 52 0 036a 1 19 0 042c 0 79 0 038c 處理 過氧化氫酶 mL g 1 20 1 min 1 脲酶 mg g 1 對照 CK 2 79 0 350b 2 07 0 041c 1 2 49 0 140b 1 25 0 027d 1 49 0 060b 1 24 0 050b 2 3 45 0 050a 3 74 0 039a 3 3 20 0 040a 2 70 0 029b 1 72 0 042a 1 28 0 032b 表 1 不同處理土壤理化性質 Tab 1 Physical and chemical properties of soil under different treatments 注 表 中不 同小 寫字 母表 示不 同 處理 差異 顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the table indicate significant differences in different treatments P 0 05 9 22 2 84c 289 13 35b 7 41 0 06c 處理 土壤養(yǎng)分含量 對照 CK 48 32 8 41c 7 72 1 37b 1 64 0 98b 17 27 2 13c 481 14 1c 速效磷 mg kg 1 速效鉀 mg kg 1 pH 有機質 g kg 1 全氮 g kg 1 全磷 g kg 1 全鉀 g kg 1 速效氮 mg kg 1 1 64 73 6 82b 5 91 0 97c 1 28 0 41d 16 57 2 68c 468 10 3c 15 1 3 61a 192 15 76c 7 84 0 08bc 13 5 1 32b 236 17 35b 8 19 0 07ab 2 78 23 10 28b 7 64 0 82b 1 40 0 94c 19 39 3 68ab 518 12 6b 3 92 15 12 44a 9 49 1 87a 1 91 0 48a 21 62 3 79a 757 15 1a 9 59 1 48c 387 19 28a 8 21 0 08a 表 2 不同處理土壤酶活性 Tab 2 Soil enzyme activities in different treatments 注 表 中不 同小 寫字 母表 示不 同 處理 差異 顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the table indicate significant differences in different treatments P 0 05 表 3 不同處理草莓根系多酚氧化酶活性 Tab 3 PPO activity of strawberry roots in different treatments 注 表 中不 同小 寫字 母表 示不 同 處理 差異 顯著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the table indicate significant differences in different treatments P 0 05 138 80 9 2bc 處理 多酚氧化酶活性 U g 1 min 1 對照 CK 158 50 10 1bc 179 50 14 3b 132 20 14 5c 2 167 54 8 1ab 192 30 12 3a 3 179 50 7 3a 212 30 10 1a 159 40 9 4a 90d 30d 60d 1 143 10 5 2c 158 80 8 2c 145 70 12 3b 表 4 不同處理草莓生物量及果實品質 Tab 4 Strawberrybiomassandfruitqualityunderdifferenttreatments 毛 寧等 大球蓋菇 香菇與草莓輪作對土壤質量及草莓生長的影響 22 6 45 0 香菇輪作處理草莓糖度和大球蓋菇處 理草莓植株總重與對照相比亦有顯著提高 分別增 加了 35 3 和 19 6 草莓連作處理中植株總重顯著 下 降 達 29 4 其他指標沒有顯著差異 說明連 作導致減產 輪作促進生長 3 結論 連作障礙是制約設施農業(yè)發(fā)展的重要因素 而輪作栽培是緩解作物連作障礙的根本措施之一 不同輪作模式對作物生長和連作效應的影響不盡 相 同 王 尚 明 等 11 研究發(fā)現 在桉樹林中復種草 本植物菠蘿可有效提高土壤養(yǎng)分并促進桉樹林的 生 長 肖 宏 等 12 指 出 高 粱 玉米等作物與甜 茶幼苗輪作后 土壤脲酶和磷酸酶活性均顯著增 加 本研究表明 大球蓋菇和草莓輪作處理顯著 提高了土壤中有機質 速 效 氮 速效鉀及全量養(yǎng) 分 含 量 增 幅 為 16 4 57 3 香菇和草莓連作 處 理 有 機 質 全 磷 全 鉀 速效氮和速效磷含量 均 顯 著 增 加 增 幅 7 69 46 4 由 此 說 明 大 球 蓋 菇 香菇與草莓輪作均可促進土壤養(yǎng)分循環(huán) 改善土壤質量 土壤酶活性可反映土壤生物化學過程強度及 土 壤 肥 力 13 本研究表明 兩種輪作處理土壤 脲酶和過氧化氫酶活性均較 CK 顯 著 增 加 磷 酸 酶則顯著減小 大 球 蓋 菇 草莓輪作土壤多酚氧 化酶活性顯著增加 13 9 而香菇輪作處理與 對照無顯著差異 香菇輪作土壤過氧化氫酶和脲 酶活性增幅分別達到 23 66 和 80 68 大 球 蓋 菇 和香菇輪作處理土壤磷酸酶均較 CK 顯 著 降 低 降 幅 達 15 79 18 42 由 于 土 壤 脲 酶 與 土 壤 氮 素 循環(huán)密切相關 而食用菌 草莓輪作處理土壤中 養(yǎng)分含量豐富 土壤微生物代謝旺盛 從而刺激 改善了土壤氮素循環(huán) 提高了氮素轉化相關酶類 的 活 性 植物遭受病原微生物侵染時 會產生類似過 敏性反應 刺激誘導其 PPO 活性提高 從而抑制 病 菌 擴 散 繁 殖 14 通過對草莓根系 PPO 活 性 和 生 物量測定發(fā)現 兩種輪作栽培下草莓根系 30 d 和 60 d 后 PPO 活性均有所增加 其中大球蓋菇 輪 作 處 理 PPO 活 性 增 幅 達 13 25 18 27 2 種 輪作處理草莓果實干重和 VC 含 量 均 較 對 照 顯 著 增 加 綜上 輪作大球蓋菇和香菇明顯改善了草莓根 區(qū)土壤質量 增加了土壤酶活 促進了植株生長 增強根系活力 提高了果實品質和產量 因 此 輪 作大球蓋菇和香菇可有效緩解草莓連作障礙 參考文獻 1 毛 陽 草 莓 高 產 栽 培 技 術 J 云 南 農 業(yè) 2019 35 7 54 56 2 白 鵬 華 劉 奇 志 李 賀 勤 等 重 茬 對 溫 室 草 莓 土 壤 酶 活 性及 養(yǎng)分 的 影響 J 中國 果樹 2014 3 55 58 3 高 亞 娟 王 永 和 杜 巖 等 大 棚 草 莓 連 作 對 土 壤 微 生 物 區(qū) 系 和 土壤養(yǎng) 分含 量的 影響 J 北方 園藝 2013 37 21 56 58 4 Njoroge SMC Kabir Z Martin FN et al Comparison of crop rotation for verticillium wilt management and effect on pythi um species in conventional and organic strawberry production J Plant Dis 2009 93 5 519 527 5 Elmer WH LaMondia JA Influence of ammonium sulfate and rotation crops on strawberry black root rot J Plant Dis 1999 83 2 119 123 6 常明 昌 食 用菌 栽培 M 北京 中國 農 業(yè)出 版社 2009 7 夏 建 平 大 球 蓋 菇 與 單 季 稻 輪 作 穩(wěn) 糧 增 收 栽 培 模 式 J 食 藥 用菌 2013 21 4 239 240 8 高 俊 鳳 植 物 生 理 學 實 驗 技 術 M 西 安 世 界 圖 書 出 版 公 司 2000 203 204 9 Klose S Ajwa HA Enzyme activities in agricultural soils fu migated with methyl bromide alternatives J Soil Biology and Biochemistry 2004 36 10 1625 1635 10 袁 斌 周 詩 雨 劉 昌 偉 等 多 酚 氧 化 酶 的 提 取 工 藝 與 活 性測 定研 究 J 茶葉 通訊 2020 47 2 291 296 11 王 尚 明 吳 學 仕 陳 孝 等 農 林 復 合 經 營 研 究 菠 蘿 與 桉 樹輪 作對 林 木生 長和 土壤 的影 響 J 熱 帶 亞 熱 帶 土 壤 科 學 1997 6 1 1 8 12 肖 宏 土 壤 消 毒 和 輪 作 對 克 服 蘋 果 連 作 障 礙 效 果 的 研 究 D 泰安 山 東農 業(yè)大 學 2004 13 王 理 德 王 方 琳 郭 春 秀 等 土 壤 酶 學 研 究 進 展 J 土 壤 2016 48 1 12 21 14 許英 俊 薛 泉 宏 邢 勝 利 等 3 株 放 線 菌 對 草 莓 的 促 生 作 用 及 對 PPO 活 性 的 影 響 J 西 北 農 業(yè) 學 報 2007 16 6 146 153