大球盖菇、香菇与草莓轮作对土壤质量及草莓生长的影响.pdf

D OI 10 13629 ki 53 1054 2020 07 015 中国食用菌 20 39 7 61 64 大球盖菇 香菇与草莓轮作对土壤质量及草莓生长的影响 毛 宁 贾海燕 王金成 周天林 杨建霞 陇东学院 生命科学与技术学院 甘肃 庆阳 745000 摘要 研究大球盖菇 香菇分别与草莓轮作 对土壤理化性质 酶活性及草莓生长的影响 结果表明 大球盖 菇 草莓轮作土壤的有机质 全氮 全磷 全钾 速效氮 速效钾和 pH 均显著增加 增幅为 4 7 90 7 香 菇 草莓轮作土壤的速效氮 速效磷和 pH 显著增加 增幅分别为 7 69 46 4 和 4 46 速效钾含量显著降 低 达 18 3 2种轮作处理土壤脲酶和过氧化氢酶活性均较 CK 显著增加 磷酸酶则显著减小 两种轮作栽培 下草莓根系 PPO活性 草莓果实干重和 VC 含量均较 CK 显著增加 轮作大球盖菇和香菇可明显改善草莓根区 土壤质量 增加土壤酶活 促进植株生长提高根系活力 有效缓解草莓连作障碍 关键词 草莓 大球盖菇 香菇 轮作 土壤理化性质 酶活 中图分类号 S646 9 文献标志码 A 文章编号 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 基金项目 2018 年度国家自然科学基金 31860148 2018 年度甘肃省科技计划项目 18JR3RM237 2018 年度陇东学院教育教学研究项 目 2018 6 2017 年度陇东学院青年科技创新项目 XYZK1504 作者简介 毛宁 1984 男 硕士 讲师 主要从事微生物资源利用与开发方面研究 E mail mn3803 收稿日期 2020 06 16 草莓是一种重要的经济作物 目前普遍采用温 室 大 棚 栽 培 1 由于耕种面积有限 同一大棚多年栽 培 导致土壤理化性质降低 土传病害传播 土壤 微生态退化 作物产量和品质都明显下降等连作障 碍 2 目前 连作障碍是影响草莓生产发展的主要制 约因素和亟待解决的问题 3 不同作物合理轮作是解决连作障碍的 有 效 途 径 由于轮作过程中前茬作物的差别 其根系分泌物不 同 土壤中被吸收及残留的营养物质种类和数量不 同 不同前茬作物轮作对后茬作物的影响各异 合 理 的轮作搭配可避免前茬根系分泌物和残茬对后茬 作物的不利影响 有效改善土壤质量和微生态环 境 促进作物生长 从而较好的缓解连作障碍 4 有研究表明 轮作对草莓栽培土壤微生态和真菌数 量具有明显调节作用 蔬菜轮作栽培可缓解草莓连 作障碍 硫酸铵配合轮作处理对草莓土传病害具有 抑 制 作 用 5 大 球 盖 菇 Stropharia rugoso annulata 香 菇 Lentinus edodes 是我国广泛栽培的食用菌 其栽 培技术粗放 栽培原料来源丰富 抗杂抗逆能力 强 食用菌的腐生特性 对土壤中矿物质转化 高 分子降解及活性物质的富积均有较好的促进作用 6 有研究表明 将大球盖菇等食用菌与水稻 柑 橘 等 轮作可明显改善土壤质量 提高玉米 水 稻 等 作 物 产 量 7 目前对草莓与蔬菜 瓜果轮作已有较多研究 但是草莓和大球盖菇 香菇等食用菌的轮作栽培鲜 有 报 道 以草莓和大球盖菇 香菇轮作栽培为例 研究草莓不同栽培模式对连作草莓根际土壤理化性 质 酶活性及草莓生长的影响 以期为草莓合理复 种 缓解连作障碍提供方法参考和科学依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 试验用大球盖菇品种为浙江庆元大球 盖 菇 STO 05 培养主料为小麦秸秆和玉米秆 填充料为 谷 壳 香 菇 品 种 为 808 培 养 主 料 为 木 屑 棉 籽 壳 草 莓 品 种 为 丰 香 2 号 有机肥购自庆阳阳光惠农生态科 技有限公司 主要成分为鸡粪 养分含量为 有机 质 243 8 g kg 1 全 磷 7 4 g kg 1 全 氮 17 3 g kg 1 全钾14 1 g kg 1 1 2 试验方案 试 验 于 2017 年 9 月 2019 年 5 月进行 试验地 点位于甘肃省庆阳市肖金镇李城村温室蔬菜生产基 地 大球盖菇与香菇栽培季节安排在 2017 年 9 月 中 旬 按照常规穴播覆土法栽培管理 12 月 下 旬 开 始 出 菇 2018 年 4 月底大球盖菇和香菇采收结束后 进 行 草 莓 栽 培 至 2019 年 5 月底 密度为每垄 400 株 450 株 在同一大棚内 设置 4 种不同草莓栽培处理 在前茬未栽培作物 撂荒 1 年的土壤中栽培草莓 处 理 1 为连作栽培 前茬为草莓 处理 2 和 处 理 3 均为轮作栽培 前茬分别为大球盖菇和香菇 处理 4 为 对 照 CK 每 处 理 重 复 3 次 各处理小区面 积 100 m 2 随机区组排列 处理间筑垄隔开 各处理 栽 培 前 均 按 0 75 kg m 2 底施等量有机肥 其他管理 与当地大田一致 1 3 样品采集与分析测定 草莓采收期间跟踪采集植株及果实 测定根系 多 酚 氧 化 酶 酶 活 果实品质及生物量 草 莓 采 收 结 束后 以蛇形采样法取各处理草莓根区土样 5 kg 采 样 深 度 0 20 cm 以 四 分 法 取 2 份样 一份新鲜 土样用于测定土壤微生物 另一份土样风干 过 筛 后测定土壤理化性质及酶活 草莓根区土壤理化性质采用鲍士旦方法测定 土 壤酶活性采用关松荫方法测定 草莓根系多酚氧化酶 PPO 活性与果实品质等按高俊凤方法进行 8 1 4 数据处理 试 验 结 果 用 Excel 软件进行数据处理 用 SPSS 16 0 软件进行方差分析和显著性检验 2 结果与分析 2 1 不同处理土壤理化性质 轮作和连作处理草莓根区有机质含量均显著增 加 其中大球盖菇轮作处理土壤有机质增幅最大 达 到 90 7 大球盖菇轮作处理中土壤全氮 全 磷 和全钾含量相比对照均显著增加 增幅为 16 4 25 1 香 菇 轮作和草莓连作处理中全氮和全磷含量 有 所 下 降 降 幅 为 1 03 23 4 全钾含量显著增 加 达12 3 见表1 由 表 1 可知 大球盖菇轮作草莓根区土壤速效 氮 速 效 钾 和 pH 均较对照显著增加 分别增大了 57 3 33 9 和 4 7 速 效 磷 含量无显著差异 香 菇轮作处理中土壤 速 效 氮 速 效 磷 和 pH 显 著 增 加 增幅分别为7 69 46 40 和4 46 2 2 不同处理土壤酶活性 土壤酶活性是衡量土壤中各种生物化学过程的 方向和强度的重要指标 故可反映土壤的性质与肥 力水平 9 见表2 由 表 2 可 知 2 种轮作处理土壤脲酶和过氧化 氢酶 均 较 对 照 CK 显 著 增 加 与 对 照 CK 相 比 香 菇 轮作土壤过氧化氢酶和脲酶活性增幅最大 分别增 长了 23 66 和 80 68 大球盖菇和香菇轮作处理磷 酸 酶 较 CK 显著降低 降幅达 15 79 18 42 大 球 盖 菇 草莓轮作处理土壤多酚氧化酶活性显著增 加 而香菇轮作处理与对照相比无显著差异 草 莓 连作处理土壤脲酶 多酚氧化酶和磷酸酶活性均显 著降低 分别减小了 39 61 21 19 和 48 03 2 3 不同处理草莓根系多酚氧化酶活性 多 酚 氧 化 酶 PPO 是广泛存在于植物体内的 一种抗性酶类 在植物抵御病原微生物侵染 抗 病 防御相关生理机制中具有重要作用 10 见表 3 由 表 3 可知 与对照组相比 2 种 轮 作 栽 培 下 草 莓 根 系 栽 培 30 d 和 60 d 后 PPO 活性均有所增加 其中大球盖菇轮作处理 PPO 活性增幅最大 达到了 13 25 18 27 草 莓 连 作 栽 培 下 根 系 PPO 活 性 从 30 d 到 60 d 时均明显降低 降幅 为 9 72 11 53 处理 90 d 后 大球盖菇轮作栽培草莓根系 PPO 活 性 较对照显著增加 增加了 14 8 而 香 菇 轮 作 及 草 莓连作处理根系 PPO 与对照无显著差异 说 明 大 球 盖菇与草莓轮作栽培可有效增强草莓根系诱导 抗 性 提高抵御土传病害的能力 2 4 不同处理草莓生物量和果实品质 2 种轮作处理草莓果实干重和 VC 含 量 均 较 对 照 显著增加 见表 4 由 表 4 可知 大球盖菇处理增幅最大 达到了 VC mg g 1 植株总重 g 株 5 1 0 9b 107 0 12 1b 4 7 0 8b 75 5 5 6c 处理 果实干重 糖度 对照 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 写字 母表 示不 同 处理 差异 显著 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 处理 过氧化氢酶 mL g 1 20 1 min 1 脲酶 mg g 1 对照 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 不同处理土壤理化性质 Tab 1 Physical and chemical properties of soil under different treatments 注 表 中不 同小 写字 母表 示不 同 处理 差异 显著 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 处理 土壤养分含量 对照 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 速效钾 mg kg 1 pH 有机质 g kg 1 全氮 g kg 1 全磷 g kg 1 全钾 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 不同处理土壤酶活性 Tab 2 Soil enzyme activities in different treatments 注 表 中不 同小 写字 母表 示不 同 处理 差异 显著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the table indicate significant differences in different treatments P 0 05 表 3 不同处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 写字 母表 示不 同 处理 差异 显著 P 0 05 Note Different lowercase letters in the table indicate significant differences in different treatments P 0 05 138 80 9 2bc 处理 多酚氧化酶活性 U g 1 min 1 对照 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 不同处理草莓生物量及果实品质 Tab 4 Strawberrybiomassandfruitqualityunderdifferenttreatments 毛 宁等 大球盖菇 香菇与草莓轮作对土壤质量及草莓生长的影响 22 6 45 0 香菇轮作处理草莓糖度和大球盖菇处 理草莓植株总重与对照相比亦有显著提高 分别增 加了 35 3 和 19 6 草莓连作处理中植株总重显著 下 降 达 29 4 其他指标没有显著差异 说明连 作导致减产 轮作促进生长 3 结论 连作障碍是制约设施农业发展的重要因素 而轮作栽培是缓解作物连作障碍的根本措施之一 不同轮作模式对作物生长和连作效应的影响不尽 相 同 王 尚 明 等 11 研究发现 在桉树林中复种草 本植物菠萝可有效提高土壤养分并促进桉树林的 生 长 肖 宏 等 12 指 出 高 粱 玉米等作物与甜 茶幼苗轮作后 土壤脲酶和磷酸酶活性均显著增 加 本研究表明 大球盖菇和草莓轮作处理显著 提高了土壤中有机质 速 效 氮 速效钾及全量养 分 含 量 增 幅 为 16 4 57 3 香菇和草莓连作 处 理 有 机 质 全 磷 全 钾 速效氮和速效磷含量 均 显 著 增 加 增 幅 7 69 46 4 由 此 说 明 大 球 盖 菇 香菇与草莓轮作均可促进土壤养分循环 改善土壤质量 土壤酶活性可反映土壤生物化学过程强度及 土 壤 肥 力 13 本研究表明 两种轮作处理土壤 脲酶和过氧化氢酶活性均较 CK 显 著 增 加 磷 酸 酶则显著减小 大 球 盖 菇 草莓轮作土壤多酚氧 化酶活性显著增加 13 9 而香菇轮作处理与 对照无显著差异 香菇轮作土壤过氧化氢酶和脲 酶活性增幅分别达到 23 66 和 80 68 大 球 盖 菇 和香菇轮作处理土壤磷酸酶均较 CK 显 著 降 低 降 幅 达 15 79 18 42 由 于 土 壤 脲 酶 与 土 壤 氮 素 循环密切相关 而食用菌 草莓轮作处理土壤中 养分含量丰富 土壤微生物代谢旺盛 从而刺激 改善了土壤氮素循环 提高了氮素转化相关酶类 的 活 性 植物遭受病原微生物侵染时 会产生类似过 敏性反应 刺激诱导其 PPO 活性提高 从而抑制 病 菌 扩 散 繁 殖 14 通过对草莓根系 PPO 活 性 和 生 物量测定发现 两种轮作栽培下草莓根系 30 d 和 60 d 后 PPO 活性均有所增加 其中大球盖菇 轮 作 处 理 PPO 活 性 增 幅 达 13 25 18 27 2 种 轮作处理草莓果实干重和 VC 含 量 均 较 对 照 显 著 增 加 综上 轮作大球盖菇和香菇明显改善了草莓根 区土壤质量 增加了土壤酶活 促进了植株生长 增强根系活力 提高了果实品质和产量 因 此 轮 作大球盖菇和香菇可有效缓解草莓连作障碍 参考文献 1 毛 阳 草 莓 高 产 栽 培 技 术 J 云 南 农 业 2019 35 7 54 56 2 白 鹏 华 刘 奇 志 李 贺 勤 等 重 茬 对 温 室 草 莓 土 壤 酶 活 性及 养分 的 影响 J 中国 果树 2014 3 55 58 3 高 亚 娟 王 永 和 杜 岩 等 大 棚 草 莓 连 作 对 土 壤 微 生 物 区 系 和 土壤养 分含 量的 影响 J 北方 园艺 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 中国 农 业出 版社 2009 7 夏 建 平 大 球 盖 菇 与 单 季 稻 轮 作 稳 粮 增 收 栽 培 模 式 J 食 药 用菌 2013 21 4 239 240 8 高 俊 凤 植 物 生 理 学 实 验 技 术 M 西 安 世 界 图 书 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 诗 雨 刘 昌 伟 等 多 酚 氧 化 酶 的 提 取 工 艺 与 活 性测 定研 究 J 茶叶 通讯 2020 47 2 291 296 11 王 尚 明 吴 学 仕 陈 孝 等 农 林 复 合 经 营 研 究 菠 萝 与 桉 树轮 作对 林 木生 长和 土壤 的影 响 J 热 带 亚 热 带 土 壤 科 学 1997 6 1 1 8 12 肖 宏 土 壤 消 毒 和 轮 作 对 克 服 苹 果 连 作 障 碍 效 果 的 研 究 D 泰安 山 东农 业大 学 2004 13 王 理 德 王 方 琳 郭 春 秀 等 土 壤 酶 学 研 究 进 展 J 土 壤 2016 48 1 12 21 14 许英 俊 薛 泉 宏 邢 胜 利 等 3 株 放 线 菌 对 草 莓 的 促 生 作 用 及 对 PPO 活 性 的 影 响 J 西 北 农 业 学 报 2007 16 6 146 153