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）

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 m2，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。

表1 不同处理土壤理化性质Tab.1 Physical and chemical properties of soil under different treatments

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。

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

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。

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

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。

表4 不同处理草莓生物量及果实品质Tab.4 Strawberry biomass and fruit quality under different treatments

由表4可知，大球盖菇处理增幅最大，达到了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。