甲殼素對克服日光溫室草莓連作障礙的效果研究

孫明偉 ，鄒永洲 ，芮法富 ，徐友海 ，楊麗娟 ，劉有利 *

（1.濟南高新區阿波羅甲殼素工程技術研究中心，山東濟南250101；2.濟南蔬菜技術推廣服務中心，山東濟南250100）

近年來，我國設施草莓發展迅速，據2018中國（山東）草莓產業大會報道：2017年我國草莓種植面積15.33萬hm2，總產量460萬t，總產值600億元；其中日光溫室草莓面積占一半以上，并形成了多個專業化、規模化的種植基地片區，給農民帶來了可觀的經濟效益。但由于多年連作及單一種植，使土壤肥力消耗過快[1]，土壤中的病原菌數量和種類增多[2]，產量降低、品質下降、病蟲害嚴重的連作障礙問題。導致草莓屬不耐連作，連續種植會出現長勢變弱[3]、連年重茬在很多地區已是較難改變和無法回避的現實，在影響草莓生長發育和抗病能力的同時，也嚴重制約了草莓產業的發展[4，5]。

甲殼素（幾丁聚糖）屬于氨基多糖，是甲殼質和幾丁聚糖的俗稱[6]，是地球上存量極為豐富的一種天然資源，也是自然界中唯一帶正電荷的堿性多糖，廣泛存在于節肢動物門甲殼綱和昆蟲綱等動物外殼及真菌的細胞壁中[7]，如甲殼綱的蝦、蟹外殼含甲殼素58%～85%；昆蟲綱的蝗、蝶、蚊、蠅、蠶蛹殼含甲殼素20%～60%。由于甲殼素的分子結構中帶有陽離子基團，對重金屬、有害物質等具有強大的吸附作用和螯合作用，因此能夠促進土壤中有益放線菌數量增加[8,9]和果蔬根部發育、提高果蔬抗病力、增強微量元素吸收[10]。王艷芳等[11]以蘋果連作土盆栽的平邑甜茶幼苗為試材，探討了濃度為0、0.5、1.0、2.5 g/kg的甲殼素對甜茶光合速率、活性氧含量及抗氧化酶活性的影響。結果表明，適宜用量的甲殼素能減輕蘋果的連作障礙。趙冰[12]研究表明，甲殼素可以誘導根部分泌抗菌物質，防治根腐病等病害，經過兩次施用甲殼素肥后，有益菌放線菌數量可增加30倍，使根系不易被病害侵染，進而起到抗重茬的作用。到目前為止，關于甲殼素在日光溫室連作草莓上的應用效果研究還未見報道。為明確甲殼素在日光溫室草莓生長發育中的作用，本項目開展了甲殼素對日光溫室連作草莓生長、產量、品質和根系發育等方面的影響研究，以期為緩解草莓連作障礙和指導日光溫室連作草莓施用甲殼素提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在濟南市歷城區唐王鎮韓西村種植越冬草莓日光溫室內進行，日光溫室面積550 m2，已連續重茬種植草莓3年。

1.2 試驗材料

試驗作物為草莓，品種為章姬。

供試甲殼素為阿波羅963養根素，由濟南阿波羅甲殼素肥業有限公司提供，每瓶為1000 mL，甲殼素含量≥5.0%。

1.3 試驗設計

試驗設計2個處理。處理組用阿波羅963養根素進行草莓灌根，對照組（CK）草莓常規管理，處理組和對照組在同一日光溫室內。

1.4 試驗方法

試驗中的日光溫室草莓于2017年9月11日定植，采用起壟雙行栽培，株行距45 cm×18 cm，每667 m2栽8234株，地膜全地面覆蓋，灌溉方式為滴管，棚內草莓有57壟。其中，選取4壟8行為對照，其余全部用阿波羅963養根素進行灌根處理。試驗日光溫室內整地施肥、種苗選擇、田間管理、病蟲害防治、收獲處理等同常規管理。

處理組分別于2017年10月4日、2017年11月14日、2017年12月7日各施用阿波羅963養根素灌根一次，共3次，每次施用量為阿波羅963養根素1000 mL/667 m2，隨水滴灌灌根。對照組隨同試驗組采用等量的清水滴灌。

1.5 測定內容和方法

在草莓第一茬果成熟前測定其植株營養生長、發育指標，以株高×株冠直徑作為營養生長指標，以座果、開花數量作為發育指標。

在草莓第一茬成熟果采摘期前測定植株結果數量和成熟數量（以單株實際座果數量計數，果實著色度達到90%以上的紅色果為成熟果，著色度在90%以下的計為結果數量）。

在草莓結果的旺盛期進行產量測定，處理和對照各隨機取三點，每點順序調查10株草莓的單株座果數（分已采和未采果）和開花數；按商品采收標準采摘50個果，稱重計算平均單果重，并隨機抽取10個果，采用WYT-4型手持糖度計，測量可溶性固形物含量。

根據公式（1）計算每667 m2的產量。

每667 m2產量=每667 m2株數×單株果花數×單果重×縮值系數（取 0.9） （1）

在草莓定植、生長120 d左右，將處理與對照草莓帶土挖出，浸泡掉土壤，洗凈根系，觀察測定根系顏色、延展長度和鮮重。

2 結果與分析

2.1 甲殼素對草莓果實成熟前植株營養與發育的影響

2017年11月28日，對大棚草莓的植株生長、品質、產量等指標進行調查，草莓果實成熟前的植株營養和開花、座果情況見表1。

表1 甲殼素施用對植株營養與開花、座果的影響Table 1 Effects of chitin on nutrition,flowering and fruit setting of strawberry fruits

如表1所示，施用2次甲殼素（阿波羅963養根素）灌根的草莓，在生長77 d后，植株平均高度為28.3 cm，比對照草莓平均株高26.8 cm，增長1.5 cm，提高5.6%；開花、座果數量平均增加1.5個，提高率為20%。可見，甲殼素對促進草莓植株營養吸收利用、株高生長、植株健壯和提高開花、結果率均具有良好的作用。

2.2 甲殼素對草莓結果的影響

2017年12月25日，第一茬草莓成熟果采摘期前，對草莓植株生長、品質、產量等試驗大棚進行調查，草莓植株結果數量和成熟果數量情況見表2。

表2 甲殼素施用對草莓結果影響Table 2 Effect of chitin application on strawberry results

如表2所示，施用3次甲殼素（阿波羅963養根素）灌根的草莓，平均每株結果數量為13.2個，成熟果數量為1.2個，較對照結果數量提高12.8%，成熟果數量增長140.0%。可見，施用甲殼素對提高草莓座果數量和提前成熟具有促進作用。

2.3 甲殼素對草莓產量、品質影響

2018年1月30日，對進入盛果期和去老葉、去側枝管理階段的日光溫室大棚草莓進行產量和品質的測定，草莓平均單果重、糖分含量及階段性產量情況見表3。

表3 施用甲殼素對草莓產量、品質的影響Table 3 Effect of chitin on yield and quality of strawberry

如表3可得出，處理組與對照組相比，每667 m2株數相同，單株果花數增加25.6%，平均單果重增長3.61%，每667 m2產量增加30.19%，可溶性固形物含量高0.5%。可見，甲殼素可提高草莓座果（已采和未采果）和開花數量、單果量、果實含糖量和產量均具有促進作用。

2.4 對草莓根系生長的影響

草莓的根屬須根系，且在土壤中分布極淺，主要根群在20 cm表層土內，草莓的新根為白色，隨著根的老化，顏色由白轉為褐色，最后變黑枯死。草莓初生根壽命為一年左右，日光溫室草莓栽培的越冬期，隨著草莓植株開花、幼果膨大及地溫的下降，根的生長變緩慢，有些新根從頂部開始枯萎，變褐色，甚至死亡，因此越冬期間草莓根系的生長情況對草莓的抗逆性和產量有很大影響。2018年1月8日，將草莓根系挖出，水洗，去掉根部附著的泥土。甲殼素對根系影響見圖1、圖2及表4。

圖1 處理組與對照組草莓地下根系根長的差異Fig.1 Comparison of growth of strawberry underground roots between experimental group and control group

圖2 處理組與對照組草莓地下根系新根數量的差異Fig.2 Differences of strawberry new roots between experimental group and control group

由圖1、圖2可以看出，對比定植后120 d左右草莓根系生長情況，得出甲殼素灌根3次處理的草莓根系，較對照白色新生根系數量增加20%以上，根長增加10%以上，表明甲殼素處理草莓生根快，根活力強，有效吸收土壤水分、養分的根系表面積增大。對照根系褐色較多，根系活力較差，表明對照根系老化快，活力減弱，有效吸收土壤水分、養分的根系表面積減小。

如表4所示，試驗處理的根系延展長度比對照高28.4%，處理根系鮮重比對照高26.9%，由此可見甲殼素對草莓根系具有延緩衰老的作用。

表4 甲殼素施用對草莓根系生產生長影響Table 4 Effect of chitin application on growth and development of strawberry roots

3 結論

日光溫室連作草莓管理過程中，自草莓定植到開花期連續使用甲殼素灌根3次，具有防控連作障礙的作用，對提高草莓植株株高、座果率、早熟性、平均單果重、產量品質及延緩根系衰老效果明顯。可見，日光溫室連作草莓栽培施用甲殼素，操作簡便，易于掌握，對草莓增產、提質、增效作用顯著，有效提高了日光溫室草莓的經濟效益、社會效益及生態效益，值得在生產中推廣。