不同基質處理方式對草莓果實品質的影響

劉新志，王 翔，郭春燕，王宇宏，盧 寧，董 娟

（山西省生物研究所，山西太原 030006）

0 引言

草莓果實營養豐富、老少皆宜，是我國的重要水果之一[1]。自2003年起，我國成為草莓種植面積最大的國家，產量也位居世界第一[2]。傳統的土壤栽培方法勞動強度大、結果期短、土傳病害、連作障礙等問題日益突出，已成為阻礙草莓種植進一步發展的重要因素之一[3]。研究開發經濟適用的草莓基質可降低生產成本，對草莓生產具有重要意義。

有機基質栽培是近年來新興的無土栽培技術之一[4-5]。無土栽培中的有機基質購買成本低、緩沖能力強，因而在世界各國得到普遍應用[6]。在我國因其生產效益好，發展推廣十分迅速[7]。有機基質作為目前無土栽培的重要方式，不僅是植株生存的場所，也是給植株提供所需水分、溫度、營養等的介質，直接影響作物的生長發育[8]，但如果每年更換新的基質，將產生不小的種植成本[9]。因此，試驗通過研究基質不同處理措施對基質內部不同性質及對草莓果實品質等指標的影響，探討基質重復使用的可行性，以期為草莓基質再利用技術提供理論依據，從而降低草莓立體栽培的生產成本。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與供試材料

試驗在山西省農業科學院生物技術中心榆次東陽試驗基地的草莓立體栽培試驗棚中進行，試驗大棚為8 m標準棚，東西走向；供試草莓品種為紅顏，套作甜瓜，供試基質為草莓栽培基質，配方（草炭∶牛糞∶蛭石=1∶3∶1）。試驗共設4個處理，分別是有瓜秧舊基質、無瓜秧舊基質、有瓜秧新基質和無瓜秧新基質。試驗中的舊基質為種植后進行殺菌滅蟲處理的基質。采樣時間為2017年3月和4月。

1.2 基質理化性質和生物性質測定

土壤酸堿度采用電位法、土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法、全氮采用凱氏法、全磷采用鉬銻抗比色法、全鉀采用原子吸收法[10]；土壤蔗糖酶采用3,5-二硝基水楊酸比色法、脲酶采用苯酚鈉比色法、過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法[11]；土壤微生物主要類群數量的測定采用稀釋涂布平板法[12]；細菌：牛肉膏蛋白胨培養基，真菌：馬丁氏培養基，放線菌：高氏一號培養基。計數方法為每1 g干土中菌數=（菌落平均數×稀釋倍數）/干土質量（g）。

1.3 草莓果實品質測定

可溶性總糖含量用蒽酮比色法測定、有機酸含量用酸堿滴定法測定、VC含量用鉬藍比色法測定[13]，每個處理設3次重復。

1.4 數據分析

數據用Excel 2007進行整理，使用SPSS 19.0軟件進行差異顯著性分析、方差分析及相關性分析，并進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 基質不同處理下的理化性質變化

酸堿度對基質中養分存在的形成和有效性、理化性質、微生物活動和植物生長發育有很大的影響。有機質不僅能為作物提供所需的各種營養元素，同時對基質結構的形成、改善相關物理性狀有決定性的作用，氮、磷、鉀是作物生長的重要營養元素。

3月份不同基質的土壤理化性質見表1。

表1 3月份不同基質的土壤理化性質

由表1可知，4種基質的pH值無顯著差異，無瓜秧舊基質的有機質含量顯著高于其他3種基質。全磷含量的變化則表現為無瓜秧新基質最高且顯著高于其他基質，同時有瓜秧舊基質的全氮含量顯著低于其他基質，而后者之間無顯著差異。全鉀含量表現為有瓜秧舊基質和無瓜秧新基質最高，且二者間無顯著差異，有瓜秧新基質次之，無瓜秧舊基質最低。

4月份上旬不同基質的土壤理化性質見表2。

表2 4月份上旬不同基質的土壤理化性質

4月上旬的基質理化性質變化趨勢與3月份不同。由表2可見，無瓜秧舊基質的pH值最高，無瓜秧新基質和有瓜秧新基質次之，有瓜秧舊基質最低。無瓜秧舊基質的有機質含量和全磷顯著高于其他基質，全氮含量則表現為無瓜秧新基質最高，同時有瓜秧新基質的全鉀含量最高。

4月份下旬不同基質和土壤理化性質見表3。

表3 4月份下旬不同基質和土壤理化性質

由表3可知，4月下旬的理化性質相較之前所檢測的有所差異。pH值、有機質含量與4月上旬變化規律基本一致，全磷含量、全氮含量表現為無瓜秧新基質最高且顯著高于其他基質，有瓜秧新基質的全鉀含量顯著高于其他基質。

2.2 基質不同處理下的酶活性變化

蔗糖酶活性可以反映基質中的有機碳的轉化和呼吸強度；脲酶能促進有機物質分子中肽鍵分解，可以表征土壤的氮素狀況；過氧化氫酶活性與土壤呼吸強度和微生物活動有關，在一定程度上反映了基質微生物學過程的強度。

3月份不同基質的土壤酶活性見圖1。

圖1 3月份不同基質的土壤酶活性

由圖1可知，3月份4種基質間的蔗糖酶活性無顯著差異，無瓜秧新基質的脲酶活性顯著高于其他基質，過氧化氫酶活性變化表現為無瓜秧新基質＞有瓜秧新基質＞無瓜秧舊基質＞有瓜秧舊基質。

4月份上旬不同基質的酶活性見圖2。

圖2 4月份上旬不同基質的酶活性

由圖2可知，無瓜秧的新舊基質蔗糖酶活性顯著高于有瓜秧的基質，有瓜秧舊基質高于有瓜秧新基質。有瓜秧舊基質的脲酶活性顯著高于其他基質。過氧化氫酶活性表現為有瓜秧舊基質＞有瓜秧新基質＞無瓜秧舊基質＞無瓜秧新基質。脲酶活性和過氧化氫酶活性與3月份變化規律相似。

4月份下旬不同基質的酶活性見圖3。

圖3 4月份下旬不同基質的酶活性

由圖3可知，4月份下旬的3種酶活性變化情況與4月份上旬變化趨勢大體一致。綜合來看，新舊基質間的3種酶活性無十分顯著的差異。

2.3 基質不同處理下的微生物數量變化

3月份不同基質的土壤微生物數量見圖4。

圖4 3月份不同基質的土壤微生物數量

土壤微生物作為整個陸地生態系統的組成部分，在一定程度上調節著土壤及整個生態系統的功能，包括調節土壤物質循環和參與有機物分解轉化等。由圖4可見，3月份不同基質的微生物數量有所不同。有瓜秧新基質的細菌數量顯著高于其他基質，后者之間無顯著差異。同時，真菌和放線菌數量間則無顯著差異。

4月份上旬不同基質的微生物數量見圖5。

由圖5可知，4月份上旬的細菌數量變化趨勢與3月份大體一致，有瓜秧新基質顯著高于有瓜秧舊基質和無瓜秧新基質。真菌數量和放線菌數量在各基質間無顯著差異。

4月份下旬不同基質的微生物數量見圖6。

由圖6可知，4月份下旬的微生物數量變化趨勢與4月份上旬變化規律基本一致。從新舊基質的角度看，微生物數量大體無明顯區別。

2.4 基質不同處理下的草莓品質變化

圖5 4月份上旬不同基質的微生物數量

圖6 4月份下旬不同基質的微生物數量

3月份成熟草莓的不同品質指標見圖7。

圖7 3月份成熟草莓的不同品質指標（可溶性總糖/%，VCmg/g，有機酸 mg/mL）

由圖7可知，不同基質處理下的可溶性糖含量無顯著差異，VC含量變化趨勢為無瓜秧舊基質顯著高于其他基質，有瓜秧舊基質和無瓜秧新基質間無顯著差異，但均顯著高于有瓜秧新基質。同時，無瓜秧舊基質的有機酸含量顯著低于其他基質，后者間無顯著差異。

4月份上旬成熟草莓的不同品質指標見圖8，4月份下旬成熟草莓不同品質指標見圖9。

由圖8和圖9可知，4月份上旬和下旬的草莓品質指標基本與3月份呈同樣變化規律。綜合來看，新舊基質的差異不顯著。

不同栽培介質測試指標間的相關性見表4。

以X1，X21……X11代表蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶、細菌、真菌、放線菌、pH值、有機質含量、全磷含量、全氮含量、全鉀含量，使用SPSS 19.0分析不同測試指標間的相關性。由表4可知，蔗糖酶與過氧化氫酶極呈顯著負相關、與放線菌呈顯著正相關、與pH值呈極顯著負相關、與有機質含量和全氮含量呈極顯著正相關；脲酶與pH值呈極顯著負相關、與全氮呈極顯著正相關，與全鉀含量呈極顯著負相關；過氧化氫酶與有機質呈顯著負相關、與全氮呈極顯著負相關，與全鉀含量呈顯著負相關；細菌與真菌呈極顯著相關、與放線菌呈顯著相關，與全鉀含量呈極顯著正相關；真菌與放線菌呈極顯著相關，與全氮呈顯著負相關，與全鉀含量呈顯著正相關；放線菌與有機質呈極顯著相關；pH值與全氮呈極顯著負相關，與全鉀含量呈顯著正相關；有機質與全磷呈顯著負相關，與全氮呈顯著相關。

圖8 4月份上旬成熟草莓的不同品質指標（可溶性總糖/%，VCmg/g，有機酸mg/mL）

圖9 4月份下旬成熟草莓不同品質指標（可溶性總糖/%，VCmg/g，有機酸mg/mL）

表4 不同栽培介質測試指標間的相關性

不同栽培介質指標與果實品質間的相關性見表5。

以Y1，Y2……Y11代表蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶、細菌、真菌、放線菌、pH值、有機質含量、全磷含量、全氮含量、全鉀含量，以G1，G1，G1代表可溶性總糖含量、VC含量和有機酸含量，使用SPSS 19.0分析不同測試指標間的相關性。由表5可見，蔗糖酶活性與VC含量呈顯著正相關，與有機酸含量呈顯著負相關；脲酶活性與可溶性總糖含量呈顯著相關；過氧化氫酶活性與可溶性總糖含量和有機酸含量呈極顯著相關，與VC含量呈極顯著負相關；放線菌數量與VC含量呈極顯著相關，與有機酸含量呈極顯著負相關；pH值與VC含量呈顯著相關，與有機酸含量呈顯著負相關；有機質含量與VC含量呈極顯著相關，與有機酸含量呈極顯著負相關；全鉀含量與可溶性總糖含量呈極顯著負相關。

表5 不同栽培介質指標與果實品質間的相關性

3 討論與結論

在草莓大棚栽培中，使用基質配方的主要目的是更好地為草莓植株提供生長和掛果所需的水分、溫度、營養和調節供養等，使用基質除了使其發揮支持、固定草莓植株以外，更重要是使基質發揮“中轉站”的作用，使得養分、水分得以中轉，讓植物根系可以依據其自身需要來選擇性吸收[3]。但隨著使用時間的延長，基質會存在鹽分積累、質地變差等問題?；|在草莓植株的生長過程中自身性狀也在發生著變化[14]；同時，大棚草莓的種植環境屬于密閉的設施環境，基質無法進行有效沖洗，使得鹽分的積累難以得到改善，長期使用容易造成基質鹽分濃度過高，從而對植物產生脅迫作用，導致作物產量和品質的下降[15-18]。

試驗對同種配方的新舊基質在大棚草莓種植中進行理化和生物性狀的檢測，同期檢測草莓的相關品質指標?？梢钥闯?，不同新舊基質的理化性質和生物活性并無十分顯著的差異。從土壤酶活性來看，不同基質的過氧化氫酶活性差異較大，大多表現為有瓜秧舊基質的活性較高；不同栽培基質的微生物數量變化規律不明顯，大體呈無顯著差異；不同基質養分含量隨種植時間延長的變化規律不明顯，新舊基質間的差異大體不顯著。從草莓果實品質來看，新舊基質及對品質的影響無明顯規律。不同栽培介質測試指標間的相關性分析表明，栽培基質的生物性狀與養分含量間有密切關聯；測試指標與果實品質指標的相關性分析表明，栽培基質的土壤酶活性、微生物數量及養分含量對果實品質有著顯著地影響?？梢?，新舊基質的使用對草莓果實品質影響差異不顯著，在草莓大棚栽培中基質經過一個生產周期的使用后，通過殺菌藥劑的消毒處理并加以晾曬，再添加一定量的有機肥，能夠殺滅致病菌以及蟲卵，并使基質相關性狀指標恢復合理范圍，有利于基質的持續利用。