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）

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環境，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和真菌數量具有明顯調節作用，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科技有限公司，主要成分為雞糞，養分含量為：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李城村溫室蔬菜生產基地。大球蓋菇與香菇栽培季節安排在2017年9月中旬，按照常規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，各處理小區面積100 m2，隨機區組排列，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。

表1 不同處理土壤理化性質Tab.1 Physical and chemical properties of soil under different treatments

由表1可知，大球蓋菇輪作草莓根區土壤速效氮、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。

表2 不同處理土壤酶活性Tab.2 Soil enzyme activities in different treatments

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。

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

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。

表4 不同處理草莓生物量及果實品質Tab.4 Strawberry biomass and fruit quality under different treatments

由表4可知，大球蓋菇處理增幅最大，達到了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發展的重要因素，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]研究發現，在桉樹林中復種草本植物菠蘿可有效提高土壤養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分循環、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密切相關，而食用菌、草莓輪作處理土壤中養分含量豐富，土壤微生物代謝旺盛，從而刺激改善了土壤氮素循環，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。