復(fù)合甲殼素有機水溶肥料對草莓產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的影響

徐友海 孫明偉 王新斌 張 寒 馬洪濤 芮法富 劉有利

（1濟南阿波羅甲殼素肥業(yè)有限公司，山東濟南 250101；2山東九六三農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東濟南 250101；3濟南高新區(qū)阿波羅甲殼素工程技術(shù)研究中心，山東濟南 250101）

草莓色澤艷麗，清香多汁，甜潤怡人，營養(yǎng)豐富，有“水果皇后”之美稱，受到越來越多消費者的認可和喜愛。近年來，我國日光溫室草莓發(fā)展迅速，草莓種植面積和總產(chǎn)量居世界第一。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國草莓種植總面積突破17.86萬hm2，總產(chǎn)量超過500萬t，總產(chǎn)值超過1 000億元，“小草莓”已然形成了“大產(chǎn)業(yè)”。山東省是我國草莓主產(chǎn)省份之一，種植面積占全國的12%，種植方式主要有日光溫室栽培、拱棚栽培和露地栽培，果實成熟期為12月初至翌年6月。但是，在草莓為主產(chǎn)區(qū)帶來顯著的經(jīng)濟效益和社會效益的同時，也出現(xiàn)了由于過量使用化肥、農(nóng)藥和連作重茬種植造成的土壤表層酸化、土傳病蟲害增加以及草莓根系弱小、抗逆性差、產(chǎn)量和質(zhì)量下降等問題，成為制約草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸和亟待解決的問題之一。

甲殼素由碳、氧、氫、氮4種元素組成，易被土壤中的微生物降解為氮、水和二氧化碳，對人、畜安全，完全不會對環(huán)境造成污染。在國家標(biāo)準(zhǔn)《有機產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、標(biāo)識與管理體系要求》（GB/T 19630—2019）附錄A中，甲殼素（蝦蟹殼提取物、寡聚糖）既是允許使用的土壤培肥和改良物質(zhì)，也是允許使用的植物保護產(chǎn)品[1]?！妒称钒踩珖覙?biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2021）中規(guī)定，甲殼素幾丁聚糖和氨基寡糖素為豁免制定食品中最大殘留限量標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)藥[2]。甲殼素的分子結(jié)構(gòu)中帶有陽離子基團，對重金屬、有害物質(zhì)等具有強大的吸附作用和螯合作用，能夠提高土壤pH值，促進土壤中有益放線菌數(shù)量增加，促使果蔬根部發(fā)育，提高果蔬抗病力，增進果蔬對微量元素的吸收。于忠范等[3]研究表明，施用甲殼素有機肥等肥料可適當(dāng)提高蘋果園土壤pH值。趙冰[4]研究表明，甲殼素可以誘導(dǎo)根部分泌出抗菌物質(zhì)，防治根腐病等病害，經(jīng)過2次施用甲殼素肥后，有益放線菌數(shù)量可以增加30倍，使根系不易被病害侵染，進而起到改良土壤、抗重茬的作用。

草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的形成受種子、肥料、溫度、濕度等多種因素的影響，其中施肥水平的影響尤為明顯。為了探討甲殼素對日光溫室草莓產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分變化的影響，筆者在濟南市歷城區(qū)唐王草莓基地開展了2個草莓生產(chǎn)周期追施等價肥料的對比試驗，旨在為草莓科學(xué)施肥、提高產(chǎn)量、培肥土壤提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在濟南市歷城區(qū)唐王日光溫室草莓基地進行，日光溫室室內(nèi)面積為90 m×12 m。草莓為地膜全覆蓋起壟栽培，每壟雙行種植（邊壟單行種植），壟上定植株行距16 cm×85 cm，栽培密度147 135株/hm2。日光溫室內(nèi)裝有滴灌設(shè)施，草莓澆水、施肥采用滴灌設(shè)施進行。草莓定植前，6月15日至8月15日對日光溫室進行高溫悶棚。悶棚前，施用鮮雞糞90 t/hm2、發(fā)酵豆餅7.5 t/hm2。悶棚后整地時，底肥常規(guī)施用微生物菌肥、有機肥和復(fù)合肥。

定植時間：2019年8月24日 （第1個生產(chǎn)周期），2020年8月25日（第2個生產(chǎn)周期）。

1.2 試驗材料

供試作物為草莓，品種為章姬（甜寶）。

供試肥料：復(fù)合甲殼素有機水溶肥料，商品名為963養(yǎng)根素，含有機質(zhì)≥60 g/L、水不溶物≤20 g/L，pH值3.5～5.5，包裝規(guī)格為1 000 mL/瓶，由濟南阿波羅甲殼素肥業(yè)有限公司生產(chǎn)并提供；大量元素水溶肥料智能朋果紅（21-8-21），N+P2O5+K2O≥50.0%，Cu+Mn+Zn 0.2%～3.0%，包裝規(guī)格為4 kg/袋，由濟南阿波羅甲殼素肥業(yè)有限公司生產(chǎn)并提供；大量元素水溶肥料智能朋果藍（13-7-30），N+P2O5+K2O≥50%，Cu+Mn+Zn 0.2%～3.0%，包裝規(guī)格為4 kg/袋，由濟南阿波羅甲殼素肥業(yè)有限公司生產(chǎn)并提供。雞糞、豆餅、鈣肥、磷酸二氫鉀、平衡性化肥及高鉀型水溶肥，由日光溫室種植戶市場購買。

1.3 試驗方法

試驗設(shè)2個處理，分別為復(fù)合甲殼素有機水溶肥料處理和對照（CK）。在草莓開花前，甲殼素處理區(qū)分別于8月30日、9月10日、9月20日、10月10日、10月30日隨滴灌灌根沖施復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素），每次施用量為15 L/hm2，總計75 L/hm2；對照區(qū)（CK）用等量清水對草莓進行滴灌灌根。在草莓開花坐果期，甲殼素處理區(qū)隨滴灌灌根沖施復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素）和大量元素水溶肥料作為追肥；對照區(qū)按照農(nóng)戶習(xí)慣隨滴灌灌根沖施高鉀型水溶肥等化肥作為追肥。草莓開花坐果期具體追肥時間、種類及用量見表1。甲殼素處理區(qū)和對照區(qū)在同一日光溫室內(nèi)，施用的肥料市場總價值相等。11月20日至12月15日，甲殼素處理區(qū)總計追施復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素）45 L/hm2、大量元素水溶肥料（智能朋果紅和智能朋果藍）360.0 kg/hm2，對照區(qū)總計追施大量元素化肥（高鉀型水溶肥、平衡型水溶肥及磷酸二氫鉀）412.5 kg/hm2，甲殼素處理區(qū)較對照區(qū)減施氮磷鉀化肥52.5 kg/hm2，減施12.7%。溫室內(nèi)整地、種苗選擇、田間管理、病蟲害防治、采摘等同常規(guī)。

表1 2019—2020年草莓開花坐果期追肥情況

1.4 調(diào)查內(nèi)容及方法

在草莓結(jié)果旺盛期進行產(chǎn)量測定，每個處理隨機取3點，每點順序調(diào)查10株草莓的單株坐果數(shù)（分已采和未采果）和開花數(shù)；按商品采收標(biāo)準(zhǔn)采摘50個果，稱重計算平均單果重，并隨機抽取10個果，采用WYT-4型手持糖度計，測量可溶性固形物含量。根據(jù)產(chǎn)量=每公頃株數(shù)×單株果花數(shù)×單果重×0.85，計算公頃產(chǎn)量。

土壤樣品采集、處理按《土壤檢測 第1部分：土壤樣品的采集、處理和貯存》（NY/T 1121.1—2006）規(guī)定的方法進行。土壤pH值按《土壤檢測第2部分：土壤pH的測定》（NY/T 1121.2—2006）規(guī)定的方法測定。土壤有機質(zhì)按《土壤檢測第6部分：土壤有機質(zhì)的測定》（NY/T 1121.6—2006）規(guī)定的方法測定。土壤銨態(tài)氮按《中性、石灰性土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀的測定 聯(lián)合浸提-比色法》（NY/T 1848—2010）規(guī)定的方法測定。土壤有效磷按《土壤檢測第7部分：土壤有效磷的測定》（NY/T 1121.7—2014）規(guī)定的方法測定。土壤速效鉀按《土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定》（NY/T 889—2004）規(guī)定的方法測定。土壤含鹽量按《土壤檢測第16部分：土壤水溶性鹽總量的測定》（NY/T 1121.16—2006）規(guī)定的方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2020年1月30日，對進入盛果期管理階段的日光溫室草莓進行測產(chǎn)，草莓平均單果重、可溶性固形物含量及階段性產(chǎn)量情況見表2。

表2 2019年追施復(fù)合甲殼素有機水溶肥料對草莓產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

由表2可知，復(fù)合甲殼素處理草莓平均單果重比對照增長3.18 g，公頃產(chǎn)量比對照增加38.65%，可溶性固形物含量比對照高9.52%。由此可見，施用復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素）對提高草莓單果重、果實可溶性固形物含量和產(chǎn)量均具有促進作用。

2021年1月4日，對進入盛果期管理階段的日光溫室草莓進行測產(chǎn)，草莓平均單果重、可溶性固形物含量及階段性產(chǎn)量情況見表3。

表3 2020年追施復(fù)合甲殼素有機水溶肥料對草莓產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

由表3可知，復(fù)合甲殼素處理草莓平均單果重比對照增長6.97%，公頃產(chǎn)量比對照增加36.14%，可溶性固形物含量比對照提高8.79%。由此可見，施用復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素）對提高草莓單果重、果實可溶性固形物含量、產(chǎn)量及可持續(xù)性生產(chǎn)均具有促進作用。

2.2 不同處理對土壤養(yǎng)分、pH值及鹽分的影響

2019年11月23日至2021年2月3日，對日光溫室草莓土壤進行了9次采樣檢驗，檢驗結(jié)果見表4。

表4 不同處理對日光溫室草莓土壤養(yǎng)分、pH值及鹽分的影響

由表4可知，2019年11月23日至12月28日，復(fù)合甲殼素處理區(qū)土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀4次檢測平均值分別為56.50、66.25、163.00 mg/kg，對照區(qū)土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀4次檢測平均值分別為 63.50、86.00、211.50 mg/kg，復(fù)合甲殼素處理區(qū)土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀分別較對照區(qū)下降7.00、19.75、48.50 mg/kg。說明復(fù)合甲殼素處理區(qū)草莓根系對氮、磷、鉀的吸收率、利用率高于對照。2019年12月7—28日和2020年12月2日至2021年2月3日，復(fù)合甲殼素處理區(qū)和對照區(qū)草莓土壤有機質(zhì)含量由1.0%下降至0.5%。說明12月至翌年2月是草莓根系分解有機質(zhì)的高峰期，此期有機質(zhì)嚴重不足，已處于全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)極低水平[5]。因此，須增加有機肥施肥量2～4倍，使有機質(zhì)含量處于全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)中等水平，以提高草莓產(chǎn)量和改善草莓品質(zhì)。

2020年11月5日至12月2日，復(fù)合甲殼素處理區(qū)土壤速效鉀、有效磷含量平均值分別為546.50、72.00 mg/kg；對照區(qū)土壤速效鉀、有效磷含量平均值分別為577.50、51.50 mg/kg，均高于全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)的極高水平（速效鉀＞200 mg/kg、有效磷＞40 mg/kg）。尤其是土壤速效鉀含量，復(fù)合甲殼素處理區(qū)和對照區(qū)分別較2019年11月23日至12月28日高2.35倍和1.73倍。說明試驗區(qū)施肥時僅考慮草莓是喜鉀作物，忽視了其對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收和利用比例，過量偏施磷、鉀肥。2021年1月4日，復(fù)合甲殼素處理區(qū)與對照區(qū)土壤鹽分分別為0.3%、0.4%，達到中度鹽化水平[6]，較2019年12月17日分別增加0.2個、0.3個百分點。統(tǒng)計可知，復(fù)合甲殼素處理區(qū)和對照區(qū)追施氮、磷、鉀、鈣肥的總量分別為457.5 kg/hm2和532.5 kg/hm2，2年土壤累計追施氮、磷、鉀、鈣肥總量不足1 500 kg/hm2。說明在草莓生長發(fā)育期間施用氮、磷、鉀、鈣肥作追肥不是造成土壤鹽分增加的主要原因。

2019年11月23日，試驗區(qū)土壤pH值7.0，為中性土壤；2020年12月2日，試驗區(qū)土壤pH值7.6，為弱堿性土壤。在堿性土壤中追施鈣肥，大部分的鈣會被土壤固定，難以被草莓根系吸收利用。因此，在試驗區(qū)土壤中不宜追施鈣肥。

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機質(zhì)及氮、磷、鉀等養(yǎng)分的高峰期。因此，做好12月至翌年2月的水、肥管理是提高草莓產(chǎn)量、改善草莓品質(zhì)的關(guān)鍵措施之一。

3 結(jié)論與討論

復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素）具有促進根系生長、提高對氮磷鉀等養(yǎng)分的吸收率和利用率及抗鹽脅迫的作用。試驗結(jié)果表明，追施復(fù)合甲殼素有機水溶肥料（963養(yǎng)根素）較對照持續(xù)增產(chǎn)，年均產(chǎn)量提高37.40%，可溶性固形物含量提高9.16%。

試驗區(qū)土壤鉀、磷含量高于全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)的極高水平，是施肥時僅考慮草莓是喜鉀作物，忽視了平衡施肥及報酬遞減規(guī)律，過量偏施磷、鉀肥所致。施肥時，應(yīng)綜合考慮肥料特性、草莓吸收氮磷鉀養(yǎng)分的比例及吸肥規(guī)律。當(dāng)季產(chǎn)量在60 t/hm2左右的草莓，基施、追施氮磷鉀肥最大量為全氮（N）1 710 kg/hm2、全磷（P2O5）1 035 kg/hm2、全鉀（K2O）1 425 kg/hm2。

試驗區(qū)土壤鹽分、pH值逐漸升高，具體原因有待研究。為了預(yù)防鹽堿脅迫發(fā)生、降低草莓生產(chǎn)成本、改善草莓品質(zhì)、提高草莓種植經(jīng)濟效益，試驗區(qū)應(yīng)增施有機肥料2～4倍，使土壤有機質(zhì)含量處于全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)的中等水平；開展測土配肥、平衡施肥，減少高鉀型水溶肥料用量，使土壤磷、鉀含量分別保持在10～20 mg/kg和100～150 mg/kg的全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)中上水平。