甲壳素对克服日光温室草莓连作障碍的效果研究

孙明伟 ，邹永洲 ，芮法富 ，徐友海 ，杨丽娟 ，刘有利 *

（1.济南高新区阿波罗甲壳素工程技术研究中心，山东济南250101；2.济南蔬菜技术推广服务中心，山东济南250100）

近年来，我国设施草莓发展迅速，据2018中国（山东）草莓产业大会报道：2017年我国草莓种植面积15.33万hm2，总产量460万t，总产值600亿元；其中日光温室草莓面积占一半以上，并形成了多个专业化、规模化的种植基地片区，给农民带来了可观的经济效益。但由于多年连作及单一种植，使土壤肥力消耗过快[1]，土壤中的病原菌数量和种类增多[2]，产量降低、品质下降、病虫害严重的连作障碍问题。导致草莓属不耐连作，连续种植会出现长势变弱[3]、连年重茬在很多地区已是较难改变和无法回避的现实，在影响草莓生长发育和抗病能力的同时，也严重制约了草莓产业的发展[4，5]。

甲壳素（几丁聚糖）属于氨基多糖，是甲壳质和几丁聚糖的俗称[6]，是地球上存量极为丰富的一种天然资源，也是自然界中唯一带正电荷的碱性多糖，广泛存在于节肢动物门甲壳纲和昆虫纲等动物外壳及真菌的细胞壁中[7]，如甲壳纲的虾、蟹外壳含甲壳素58%～85%；昆虫纲的蝗、蝶、蚊、蝇、蚕蛹壳含甲壳素20%～60%。由于甲壳素的分子结构中带有阳离子基团，对重金属、有害物质等具有强大的吸附作用和螯合作用，因此能够促进土壤中有益放线菌数量增加[8,9]和果蔬根部发育、提高果蔬抗病力、增强微量元素吸收[10]。王艳芳等[11]以苹果连作土盆栽的平邑甜茶幼苗为试材，探讨了浓度为0、0.5、1.0、2.5 g/kg的甲壳素对甜茶光合速率、活性氧含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明，适宜用量的甲壳素能减轻苹果的连作障碍。赵冰[12]研究表明，甲壳素可以诱导根部分泌抗菌物质，防治根腐病等病害，经过两次施用甲壳素肥后，有益菌放线菌数量可增加30倍，使根系不易被病害侵染，进而起到抗重茬的作用。到目前为止，关于甲壳素在日光温室连作草莓上的应用效果研究还未见报道。为明确甲壳素在日光温室草莓生长发育中的作用，本项目开展了甲壳素对日光温室连作草莓生长、产量、品质和根系发育等方面的影响研究，以期为缓解草莓连作障碍和指导日光温室连作草莓施用甲壳素提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在济南市历城区唐王镇韩西村种植越冬草莓日光温室内进行，日光温室面积550 m2，已连续重茬种植草莓3年。

1.2 试验材料

试验作物为草莓，品种为章姬。

供试甲壳素为阿波罗963养根素，由济南阿波罗甲壳素肥业有限公司提供，每瓶为1000 mL，甲壳素含量≥5.0%。

1.3 试验设计

试验设计2个处理。处理组用阿波罗963养根素进行草莓灌根，对照组（CK）草莓常规管理，处理组和对照组在同一日光温室内。

1.4 试验方法

试验中的日光温室草莓于2017年9月11日定植，采用起垄双行栽培，株行距45 cm×18 cm，每667 m2栽8234株，地膜全地面覆盖，灌溉方式为滴管，棚内草莓有57垄。其中，选取4垄8行为对照，其余全部用阿波罗963养根素进行灌根处理。试验日光温室内整地施肥、种苗选择、田间管理、病虫害防治、收获处理等同常规管理。

处理组分别于2017年10月4日、2017年11月14日、2017年12月7日各施用阿波罗963养根素灌根一次，共3次，每次施用量为阿波罗963养根素1000 mL/667 m2，随水滴灌灌根。对照组随同试验组采用等量的清水滴灌。

1.5 测定内容和方法

在草莓第一茬果成熟前测定其植株营养生长、发育指标，以株高×株冠直径作为营养生长指标，以座果、开花数量作为发育指标。

在草莓第一茬成熟果采摘期前测定植株结果数量和成熟数量（以单株实际座果数量计数，果实着色度达到90%以上的红色果为成熟果，着色度在90%以下的计为结果数量）。

在草莓结果的旺盛期进行产量测定，处理和对照各随机取三点，每点顺序调查10株草莓的单株座果数（分已采和未采果）和开花数；按商品采收标准采摘50个果，称重计算平均单果重，并随机抽取10个果，采用WYT-4型手持糖度计，测量可溶性固形物含量。

根据公式（1）计算每667 m2的产量。

每667 m2产量=每667 m2株数×单株果花数×单果重×缩值系数（取 0.9） （1）

在草莓定植、生长120 d左右，将处理与对照草莓带土挖出，浸泡掉土壤，洗净根系，观察测定根系颜色、延展长度和鲜重。

2 结果与分析

2.1 甲壳素对草莓果实成熟前植株营养与发育的影响

2017年11月28日，对大棚草莓的植株生长、品质、产量等指标进行调查，草莓果实成熟前的植株营养和开花、座果情况见表1。

表1 甲壳素施用对植株营养与开花、座果的影响Table 1 Effects of chitin on nutrition,flowering and fruit setting of strawberry fruits

如表1所示，施用2次甲壳素（阿波罗963养根素）灌根的草莓，在生长77 d后，植株平均高度为28.3 cm，比对照草莓平均株高26.8 cm，增长1.5 cm，提高5.6%；开花、座果数量平均增加1.5个，提高率为20%。可见，甲壳素对促进草莓植株营养吸收利用、株高生长、植株健壮和提高开花、结果率均具有良好的作用。

2.2 甲壳素对草莓结果的影响

2017年12月25日，第一茬草莓成熟果采摘期前，对草莓植株生长、品质、产量等试验大棚进行调查，草莓植株结果数量和成熟果数量情况见表2。

表2 甲壳素施用对草莓结果影响Table 2 Effect of chitin application on strawberry results

如表2所示，施用3次甲壳素（阿波罗963养根素）灌根的草莓，平均每株结果数量为13.2个，成熟果数量为1.2个，较对照结果数量提高12.8%，成熟果数量增长140.0%。可见，施用甲壳素对提高草莓座果数量和提前成熟具有促进作用。

2.3 甲壳素对草莓产量、品质影响

2018年1月30日，对进入盛果期和去老叶、去侧枝管理阶段的日光温室大棚草莓进行产量和品质的测定，草莓平均单果重、糖分含量及阶段性产量情况见表3。

表3 施用甲壳素对草莓产量、品质的影响Table 3 Effect of chitin on yield and quality of strawberry

如表3可得出，处理组与对照组相比，每667 m2株数相同，单株果花数增加25.6%，平均单果重增长3.61%，每667 m2产量增加30.19%，可溶性固形物含量高0.5%。可见，甲壳素可提高草莓座果（已采和未采果）和开花数量、单果量、果实含糖量和产量均具有促进作用。

2.4 对草莓根系生长的影响

草莓的根属须根系，且在土壤中分布极浅，主要根群在20 cm表层土内，草莓的新根为白色，随着根的老化，颜色由白转为褐色，最后变黑枯死。草莓初生根寿命为一年左右，日光温室草莓栽培的越冬期，随着草莓植株开花、幼果膨大及地温的下降，根的生长变缓慢，有些新根从顶部开始枯萎，变褐色，甚至死亡，因此越冬期间草莓根系的生长情况对草莓的抗逆性和产量有很大影响。2018年1月8日，将草莓根系挖出，水洗，去掉根部附着的泥土。甲壳素对根系影响见图1、图2及表4。

图1 处理组与对照组草莓地下根系根长的差异Fig.1 Comparison of growth of strawberry underground roots between experimental group and control group

图2 处理组与对照组草莓地下根系新根数量的差异Fig.2 Differences of strawberry new roots between experimental group and control group

由图1、图2可以看出，对比定植后120 d左右草莓根系生长情况，得出甲壳素灌根3次处理的草莓根系，较对照白色新生根系数量增加20%以上，根长增加10%以上，表明甲壳素处理草莓生根快，根活力强，有效吸收土壤水分、养分的根系表面积增大。对照根系褐色较多，根系活力较差，表明对照根系老化快，活力减弱，有效吸收土壤水分、养分的根系表面积减小。

如表4所示，试验处理的根系延展长度比对照高28.4%，处理根系鲜重比对照高26.9%，由此可见甲壳素对草莓根系具有延缓衰老的作用。

表4 甲壳素施用对草莓根系生产生长影响Table 4 Effect of chitin application on growth and development of strawberry roots

3 结论

日光温室连作草莓管理过程中，自草莓定植到开花期连续使用甲壳素灌根3次，具有防控连作障碍的作用，对提高草莓植株株高、座果率、早熟性、平均单果重、产量品质及延缓根系衰老效果明显。可见，日光温室连作草莓栽培施用甲壳素，操作简便，易于掌握，对草莓增产、提质、增效作用显著，有效提高了日光温室草莓的经济效益、社会效益及生态效益，值得在生产中推广。