复合甲壳素有机水溶肥料对草莓产量和土壤养分的影响

徐友海 孙明伟 王新斌 张 寒 马洪涛 芮法富 刘有利

（1济南阿波罗甲壳素肥业有限公司，山东济南 250101；2山东九六三农业科技有限公司，山东济南 250101；3济南高新区阿波罗甲壳素工程技术研究中心，山东济南 250101）

草莓色泽艳丽，清香多汁，甜润怡人，营养丰富，有“水果皇后”之美称，受到越来越多消费者的认可和喜爱。近年来，我国日光温室草莓发展迅速，草莓种植面积和总产量居世界第一。据统计，2020年我国草莓种植总面积突破17.86万hm2，总产量超过500万t，总产值超过1 000亿元，“小草莓”已然形成了“大产业”。山东省是我国草莓主产省份之一，种植面积占全国的12%，种植方式主要有日光温室栽培、拱棚栽培和露地栽培，果实成熟期为12月初至翌年6月。但是，在草莓为主产区带来显著的经济效益和社会效益的同时，也出现了由于过量使用化肥、农药和连作重茬种植造成的土壤表层酸化、土传病虫害增加以及草莓根系弱小、抗逆性差、产量和质量下降等问题，成为制约草莓产业发展的瓶颈和亟待解决的问题之一。

甲壳素由碳、氧、氢、氮4种元素组成，易被土壤中的微生物降解为氮、水和二氧化碳，对人、畜安全，完全不会对环境造成污染。在国家标准《有机产品生产、加工、标识与管理体系要求》（GB/T 19630—2019）附录A中，甲壳素（虾蟹壳提取物、寡聚糖）既是允许使用的土壤培肥和改良物质，也是允许使用的植物保护产品[1]。《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）中规定，甲壳素几丁聚糖和氨基寡糖素为豁免制定食品中最大残留限量标准的农药[2]。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，能够提高土壤pH值，促进土壤中有益放线菌数量增加，促使果蔬根部发育，提高果蔬抗病力，增进果蔬对微量元素的吸收。于忠范等[3]研究表明，施用甲壳素有机肥等肥料可适当提高苹果园土壤pH值。赵冰[4]研究表明，甲壳素可以诱导根部分泌出抗菌物质，防治根腐病等病害，经过2次施用甲壳素肥后，有益放线菌数量可以增加30倍，使根系不易被病害侵染，进而起到改良土壤、抗重茬的作用。

草莓产量和品质的形成受种子、肥料、温度、湿度等多种因素的影响，其中施肥水平的影响尤为明显。为了探讨甲壳素对日光温室草莓产量及土壤养分变化的影响，笔者在济南市历城区唐王草莓基地开展了2个草莓生产周期追施等价肥料的对比试验，旨在为草莓科学施肥、提高产量、培肥土壤提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在济南市历城区唐王日光温室草莓基地进行，日光温室室内面积为90 m×12 m。草莓为地膜全覆盖起垄栽培，每垄双行种植（边垄单行种植），垄上定植株行距16 cm×85 cm，栽培密度147 135株/hm2。日光温室内装有滴灌设施，草莓浇水、施肥采用滴灌设施进行。草莓定植前，6月15日至8月15日对日光温室进行高温闷棚。闷棚前，施用鲜鸡粪90 t/hm2、发酵豆饼7.5 t/hm2。闷棚后整地时，底肥常规施用微生物菌肥、有机肥和复合肥。

定植时间：2019年8月24日 （第1个生产周期），2020年8月25日（第2个生产周期）。

1.2 试验材料

供试作物为草莓，品种为章姬（甜宝）。

供试肥料：复合甲壳素有机水溶肥料，商品名为963养根素，含有机质≥60 g/L、水不溶物≤20 g/L，pH值3.5～5.5，包装规格为1 000 mL/瓶，由济南阿波罗甲壳素肥业有限公司生产并提供；大量元素水溶肥料智能朋果红（21-8-21），N+P2O5+K2O≥50.0%，Cu+Mn+Zn 0.2%～3.0%，包装规格为4 kg/袋，由济南阿波罗甲壳素肥业有限公司生产并提供；大量元素水溶肥料智能朋果蓝（13-7-30），N+P2O5+K2O≥50%，Cu+Mn+Zn 0.2%～3.0%，包装规格为4 kg/袋，由济南阿波罗甲壳素肥业有限公司生产并提供。鸡粪、豆饼、钙肥、磷酸二氢钾、平衡性化肥及高钾型水溶肥，由日光温室种植户市场购买。

1.3 试验方法

试验设2个处理，分别为复合甲壳素有机水溶肥料处理和对照（CK）。在草莓开花前，甲壳素处理区分别于8月30日、9月10日、9月20日、10月10日、10月30日随滴灌灌根冲施复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素），每次施用量为15 L/hm2，总计75 L/hm2；对照区（CK）用等量清水对草莓进行滴灌灌根。在草莓开花坐果期，甲壳素处理区随滴灌灌根冲施复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素）和大量元素水溶肥料作为追肥；对照区按照农户习惯随滴灌灌根冲施高钾型水溶肥等化肥作为追肥。草莓开花坐果期具体追肥时间、种类及用量见表1。甲壳素处理区和对照区在同一日光温室内，施用的肥料市场总价值相等。11月20日至12月15日，甲壳素处理区总计追施复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素）45 L/hm2、大量元素水溶肥料（智能朋果红和智能朋果蓝）360.0 kg/hm2，对照区总计追施大量元素化肥（高钾型水溶肥、平衡型水溶肥及磷酸二氢钾）412.5 kg/hm2，甲壳素处理区较对照区减施氮磷钾化肥52.5 kg/hm2，减施12.7%。温室内整地、种苗选择、田间管理、病虫害防治、采摘等同常规。

表1 2019—2020年草莓开花坐果期追肥情况

1.4 调查内容及方法

在草莓结果旺盛期进行产量测定，每个处理随机取3点，每点顺序调查10株草莓的单株坐果数（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。根据产量=每公顷株数×单株果花数×单果重×0.85，计算公顷产量。

土壤样品采集、处理按《土壤检测 第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存》（NY/T 1121.1—2006）规定的方法进行。土壤pH值按《土壤检测第2部分：土壤pH的测定》（NY/T 1121.2—2006）规定的方法测定。土壤有机质按《土壤检测第6部分：土壤有机质的测定》（NY/T 1121.6—2006）规定的方法测定。土壤铵态氮按《中性、石灰性土壤铵态氮、有效磷、速效钾的测定 联合浸提-比色法》（NY/T 1848—2010）规定的方法测定。土壤有效磷按《土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定》（NY/T 1121.7—2014）规定的方法测定。土壤速效钾按《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》（NY/T 889—2004）规定的方法测定。土壤含盐量按《土壤检测第16部分：土壤水溶性盐总量的测定》（NY/T 1121.16—2006）规定的方法测定。

2 结果与分析

2.1 不同处理对草莓产量和品质的影响

2020年1月30日，对进入盛果期管理阶段的日光温室草莓进行测产，草莓平均单果重、可溶性固形物含量及阶段性产量情况见表2。

表2 2019年追施复合甲壳素有机水溶肥料对草莓产量、品质的影响

由表2可知，复合甲壳素处理草莓平均单果重比对照增长3.18 g，公顷产量比对照增加38.65%，可溶性固形物含量比对照高9.52%。由此可见，施用复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素）对提高草莓单果重、果实可溶性固形物含量和产量均具有促进作用。

2021年1月4日，对进入盛果期管理阶段的日光温室草莓进行测产，草莓平均单果重、可溶性固形物含量及阶段性产量情况见表3。

表3 2020年追施复合甲壳素有机水溶肥料对草莓产量、品质的影响

由表3可知，复合甲壳素处理草莓平均单果重比对照增长6.97%，公顷产量比对照增加36.14%，可溶性固形物含量比对照提高8.79%。由此可见，施用复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素）对提高草莓单果重、果实可溶性固形物含量、产量及可持续性生产均具有促进作用。

2.2 不同处理对土壤养分、pH值及盐分的影响

2019年11月23日至2021年2月3日，对日光温室草莓土壤进行了9次采样检验，检验结果见表4。

表4 不同处理对日光温室草莓土壤养分、pH值及盐分的影响

由表4可知，2019年11月23日至12月28日，复合甲壳素处理区土壤铵态氮、有效磷、速效钾4次检测平均值分别为56.50、66.25、163.00 mg/kg，对照区土壤铵态氮、有效磷、速效钾4次检测平均值分别为 63.50、86.00、211.50 mg/kg，复合甲壳素处理区土壤铵态氮、有效磷、速效钾分别较对照区下降7.00、19.75、48.50 mg/kg。说明复合甲壳素处理区草莓根系对氮、磷、钾的吸收率、利用率高于对照。2019年12月7—28日和2020年12月2日至2021年2月3日，复合甲壳素处理区和对照区草莓土壤有机质含量由1.0%下降至0.5%。说明12月至翌年2月是草莓根系分解有机质的高峰期，此期有机质严重不足，已处于全国土壤养分含量分级标准极低水平[5]。因此，须增加有机肥施肥量2～4倍，使有机质含量处于全国土壤养分含量分级标准中等水平，以提高草莓产量和改善草莓品质。

2020年11月5日至12月2日，复合甲壳素处理区土壤速效钾、有效磷含量平均值分别为546.50、72.00 mg/kg；对照区土壤速效钾、有效磷含量平均值分别为577.50、51.50 mg/kg，均高于全国土壤养分含量分级标准的极高水平（速效钾＞200 mg/kg、有效磷＞40 mg/kg）。尤其是土壤速效钾含量，复合甲壳素处理区和对照区分别较2019年11月23日至12月28日高2.35倍和1.73倍。说明试验区施肥时仅考虑草莓是喜钾作物，忽视了其对氮、磷、钾养分的吸收和利用比例，过量偏施磷、钾肥。2021年1月4日，复合甲壳素处理区与对照区土壤盐分分别为0.3%、0.4%，达到中度盐化水平[6]，较2019年12月17日分别增加0.2个、0.3个百分点。统计可知，复合甲壳素处理区和对照区追施氮、磷、钾、钙肥的总量分别为457.5 kg/hm2和532.5 kg/hm2，2年土壤累计追施氮、磷、钾、钙肥总量不足1 500 kg/hm2。说明在草莓生长发育期间施用氮、磷、钾、钙肥作追肥不是造成土壤盐分增加的主要原因。

2019年11月23日，试验区土壤pH值7.0，为中性土壤；2020年12月2日，试验区土壤pH值7.6，为弱碱性土壤。在碱性土壤中追施钙肥，大部分的钙会被土壤固定，难以被草莓根系吸收利用。因此，在试验区土壤中不宜追施钙肥。

12月至翌年2月既是草莓的盛果期，也是草莓根系吸收利用土壤有机质及氮、磷、钾等养分的高峰期。因此，做好12月至翌年2月的水、肥管理是提高草莓产量、改善草莓品质的关键措施之一。

3 结论与讨论

复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素）具有促进根系生长、提高对氮磷钾等养分的吸收率和利用率及抗盐胁迫的作用。试验结果表明，追施复合甲壳素有机水溶肥料（963养根素）较对照持续增产，年均产量提高37.40%，可溶性固形物含量提高9.16%。

试验区土壤钾、磷含量高于全国土壤养分含量分级标准的极高水平，是施肥时仅考虑草莓是喜钾作物，忽视了平衡施肥及报酬递减规律，过量偏施磷、钾肥所致。施肥时，应综合考虑肥料特性、草莓吸收氮磷钾养分的比例及吸肥规律。当季产量在60 t/hm2左右的草莓，基施、追施氮磷钾肥最大量为全氮（N）1 710 kg/hm2、全磷（P2O5）1 035 kg/hm2、全钾（K2O）1 425 kg/hm2。

试验区土壤盐分、pH值逐渐升高，具体原因有待研究。为了预防盐碱胁迫发生、降低草莓生产成本、改善草莓品质、提高草莓种植经济效益，试验区应增施有机肥料2～4倍，使土壤有机质含量处于全国土壤养分含量分级标准的中等水平；开展测土配肥、平衡施肥，减少高钾型水溶肥料用量，使土壤磷、钾含量分别保持在10～20 mg/kg和100～150 mg/kg的全国土壤养分含量分级标准中上水平。