全 文 ：中国生态农业学报 2010年 3月 第 18卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2010, 18(2): 312−315


* 浙江省重大科技攻关项目(2006C12006)资助
杨祥田(1962~), 男, 高级农艺师, 主要从事水稻、蔬菜无公害生产技术研究工作。E-mail: yxt9197@163.com
收稿日期: 2009-03-11 接受日期: 2009-06-09
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2010.00312
不同轮作方式下大棚草莓产量及土壤生物学特性*
杨祥田 1 周 翠 1 李建辉 2 李伟龙 3 林 俊 3
(1. 浙江省台州市农业科学研究院 临海 317000; 2. 浙江省台州学院生命科学学院 临海 317000;
3. 浙江省临海市农业局 临海 317000)
摘 要 试验研究了不同轮作方式下大棚草莓产量、土壤微生物区系和土壤 4 种酶活性的变化, 结果表明：
草莓−闷棚、草莓−水稻轮作方式草莓产量及效益明显比草莓−甜瓜旱地轮作方式高, 且土壤 pH 值高, 盐分积
累少, 黄萎病发生率低。草莓−闷棚、草莓−水稻轮作方式的草莓土壤微生物总数比草莓−甜瓜旱地轮作多, 其
中细菌所占比例达 95.92%~96.21%, 高于草莓−甜瓜旱地轮作的 89.91%, 细菌与真菌之比达 649~787, 为草莓−
甜瓜旱地轮作的 10 倍左右。草莓−闷棚、草莓−水稻轮作明显提高了土壤转化酶的活性。实行草莓−闷棚和草
莓−水稻水旱轮作方式, 可让大棚草莓的土壤障碍得到缓解或消除, 实现可持续生产。
关键词 轮作方式 草莓 产量 土壤微生物 酶活性
中图分类号: S316 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2010)02-0312-04
Effect of cropping system on yield of strawberry and soil biological
property under plastic greenhouse condition
YANG Xiang-Tian1, ZHOU Cui1, LI Jian-Hui2, LI Wei-Long3, LIN Jun3
(1. Taizhou Institute of Agricultural Sciences of Zhejiang Province, Linhai 317000, China; 2. School of Life Sciences,
Taizhou University, Linhai 317000, China; 3. Agricultural Bureau of Linhai, Linhai 317000, China)
Abstract A 4-year experiment was conducted in plastic greenhouse to determine the effect of three different cropping systems
[strawberry-solarization (strawberry monoculture with solarization to inhibit pathogens), strawberry-rice rotation, and straw-
berry-melon rotation] on the yield of strawberry, soil microbes and soil enzyme activity. The results show that both the yield and
economic output of strawberry increase under strawberry-solarization and strawberry-rice rotation compared with strawberry-melon
rotation. Soil pH increases but salt accumulation and wilting disease declines under the two cropping systems. Compared with
strawberry-melon rotation, both strawberry-solarization and strawberry-rice rotation increase soil microbial amount. And the microbe
composition changes in two systems with 95.92%~96.21% bacteria population, while bacteria population proportion is 89.91% under
strawberry-melon rotation. The ratio of bacteria to fungi under strawberry-solarization and strawberry-rice rotation is 9 times higher
than that under strawberry-melon rotation. Soil invertase activity is also enhanced under strawberry-rice rotation and strawberry
-solarization. The findings of the study suggest that “wet-drought” crop rotation such as strawberry-solarization and strawberry-rice
rotation can eliminate soil restrictions to realize sustainability of production.
Key words Rotation system, Strawberry, Yield, Soil microbe, Enzyme activity
(Received March 11, 2009; accepted June 9, 2009)
大棚设施栽培是农业增效、农民增收最直接有
效的途径之一。但由于大棚栽培的特殊环境, 多年
种植后土壤理化性状变劣, 土传病害等加重, 导致
作物产量、品质及经济效益下降[1−3]。浙江省台州市
大棚设施栽培起步较早, 至目前设施栽培的蔬菜、
瓜果面积有 14 000 多 hm2, 主要种植西瓜、红茄、
番茄、黄瓜和草莓等, 产值有的高达 15万元·hm−2。
由于多年种植, 近年大棚栽培表现出明显的土壤障
碍, 影响产量和效益[4−5]。国内关于设施栽培连作障
碍的研究方面有较多报道 , 但由于不同地区的气
候、土壤和设施栽培的轮作方式不同, 研究结论不
尽相同, 有的缺乏系统的深入研究, 治理方法也有
第 2期 杨祥田等: 不同轮作方式下大棚草莓产量及土壤生物学特性 313


局限性[3,6−7]。目前关于轮作方式对草莓产量及土壤
微生物学特性的研究鲜见报道。本研究旨在探明不
同轮作方式下大棚栽培草莓的产量及土壤微生物学
特性变化, 为设施栽培下草莓及其他作物的可持续
生产提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点和取样方法
试验地点选择在浙江省临海市邵家渡街道前洋
村, 该村有 20 多 hm2水稻田改为大棚草莓生产, 大
部分有 4 年以上的种植历史, 土壤为培泥沙土。草
莓于 9月中、下旬移栽, 12月初上市, 到翌年 4月采
收完毕。轮作方式主要有: 草莓−甜瓜(番茄、芹菜等)
旱地轮作 , 即在大棚草莓采收后不揭棚膜种上甜
瓜、番茄、芹菜等作物; 草莓−水稻水旱轮作, 即在
大棚草莓采收后 , 揭掉棚膜 , 进行适当翻耕 , 在棚
内直播早、中稻, 不施或只施少量化肥; 草莓−闷棚,
即在草莓采收后不揭棚膜, 然后灌水, 利用夏季日
光, 进行高温闷棚。本文选择已有 4年种植历史, 且
每年稳定采用相同方式的同一农户或相邻田块的
2~3 户进行试验研究, 各农户在草莓季施肥和管理
基本相同。
记载各农户农事操作、产量及出售单价。于 3
月份调查草莓黄萎病发生率, 于 4 月份各方式随机
取样 10株, 测量、记录其株高、绿叶数及地上部干
重。于草莓采收结束时取各种轮作方式及露地田块
(一季水稻后的冬闲田)耕层土壤(0~20 cm)用于化验
分析。土壤样品一部分风干, 过筛后用于测定土壤
理化性状及土壤酶活性; 另一部分新鲜样品除去植
物残体、根系和可见土壤动物(如蚯蚓), 过 2 mm筛,
用于微生物项目的测定。
1.2 研究方法
微生物主要类群数量的测定采用稀释平板
法[8]。细菌用牛肉膏蛋白胨培养基, 放线菌用高氏 1
号培养基, 真菌用马丁氏(Martin)培养基。土壤酶活
性测定脲酶采用靛酚比色法, 转化酶采用 3,5−二硝
基水杨酸比色法, 过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法,
磷酸酶采用对硝基苯磷酸二钠比色法[9]。
1.3 数据处理与统计分析
数据处理采用 EXCEL 2003和 DPS v3.01专业
版软件, 方差分析用 Duncan法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同轮作方式对草莓生长、产量及效益的影响
由表 1 可知, 草莓植株高度、绿叶片数、地上
部单株茎叶干重高低顺序为草莓−闷棚>草莓−水稻>
草莓−甜瓜, 前二者植株高度高, 绿叶片数多, 其单
株茎叶干重分别比后者重 144.5%和 109.7%。说明草
莓−甜瓜的旱地轮作方式经过 4 年的种植已产生了
明显障碍, 对草莓生长有较大影响, 而草莓−闷棚、
草莓−水稻轮作方式有利于草莓生长 , 其单株生长
量较大, 干物质积累较多, 为草莓的高产奠定了物
质基础。从产量看, 草莓−闷棚、草莓−水稻轮作方
式比旱地轮作增幅达 26.4%和 19.1%。旱地轮作还导
致草莓果实比前二者小, 进一步影响到草莓的商品
品质, 导致售价略低。由于低产和价格稍低, 旱地轮
作的草莓每公顷产值比前二者减少 5.72万元和 4.29
万元。
2.2 不同轮作方式对土壤理化性状的影响
经过连续 4 年的不同轮作种植, 土壤理化性状
见表 2。由表 2 可知, 多年大棚栽培后, 土壤 pH 值
为 4.7~5.0, 均比露地 pH值 6.2有明显降低, 土壤酸
化。盐分比露地增加明显。大棚栽培还导致土壤有
机质下降, 而铵态氮和速效磷明显增加。说明大棚
设施栽培导致土壤酸化和盐渍化 , 且呈富营养状
态。这与前人的研究结果相一致[1−2]。而草莓−闷棚
和草莓−水稻轮作方式有利于减轻大棚土壤的酸化
与盐分积累, 且土壤的铵态氮、速效磷和速效钾比
草莓−甜瓜旱地轮作低。说明旱地轮作易导致土壤处
于富营养状态, 而草莓−闷棚和草莓−水稻轮作经过
一段时间的灌水, 对土壤养分起到平衡、稀释作用,
从而减轻了养分积累趋势。

表 1 不同轮作方式对草莓植株性状、产量及效益的影响
Tab. 1 Effect of different cropping systems on the plant description, yield and output of strawberry
轮作方式
Cropping
system
种植年限
Planting
year (a)
株高
Plant
height
(cm)
绿叶片数
No. of
green
leaves
单株干重 1)
Dry weight
per plant
(g)
产量
Yield
(kg·hm−2)
增产
Yield
increase
(kg·hm−2)
增幅
Increase
(%)
产值
Output value
(104 Yuan·hm−2)
草莓−闷棚
Strawberry-solarization
4 34.53Aa 10.7Aa 6.69Aa 23 737.5 4 957.5 26.4 24.69
草莓−水稻 Strawberry-rice 4 30.60Ab 9.7Aa 5.74Bb 22 365.0 3 585.0 19.1 23.26
草莓−甜瓜 Strawberry-melon 4 16.67Bc 6.0Bb 2.74Cc 18 780.0 0 0 18.97
1)单株干重为去掉花序和果实的地上茎、叶重量 Dry weight is the net weight of dry stems and leaves, not including the flower and fruit. 同
列内大小写字母不同表示在 0.01和 0.05水平差异显著, 下同。Within a column, values followed by different capital letters and small letters are
significantly different at P<0.01 and P<0.05 respectively. The same below.
314 中国生态农业学报 2010 第 18卷


表 2 不同轮作方式对土壤理化性状的影响
Tab. 2 Soil physical and chemical characters under different cropping systems
轮作方式
Cropping system
pH
全盐
Total salt
(g·kg−1)
有机质
Organic
matter
(g·kg−1)
全氮
Total N
(g·kg−1)
硝态氮
Nitrate N
(mg·g−1)
铵态氮
Ammonium
N
(mg·g−1)
速效磷
Available
P
(mg·kg−1)
速效钾
Available K
(mg·kg−1)
草莓−闷棚 Strawberry-solarization 5.0Bb 1.40Cc 34.21Ab 1.91Aab 54.95Bb 277.79Aab 89.00Bb 130.67Bc
草莓−水稻 Strawberry-rice 5.0Bb 1.80Bb 35.82Aab 1.85Ab 56.60Aa 235.05Aab 92.63Bb 164.67ABbc
草莓−甜瓜 Strawberry-melon 4.7Bc 1.97Aa 37.08Aab 1.85Ab 56.31Aa 331.21Aa 116.59Aa 211.00Aa
露地 Open field 6.2Aa 0.80Dd 41.74Aa 2.22Aa 53.89Cc 181.64Ab 15.74Cc 200.33Aab

2.3 不同轮作方式对土壤微生物数量的影响
土壤微生物主要由细菌、真菌、放线菌组成, 对
于土壤肥力的形成、作物营养的转化起到极其重要
的作用。大棚栽培下, 土壤微生物总数比露地增加
1.0~3.0倍, 其中细菌数量增加 1.6~4.5倍, 真菌在旱
地轮作情况下增加, 在其他轮作方式下减少, 放线
菌比露地减少(表 3)。从各种微生物所占比例看, 大
棚栽培下细菌所占比例高于露地, 真菌、放线菌所
占比例低于露地。
不同轮作方式中, 草莓−闷棚和草莓−水稻轮作
方式微生物总数高于草莓−甜瓜轮作 , 且细菌所占
比例达 95.92%~96.21%, 高于后者的 89.91%。前二
者的真菌和放线菌所占比例低于后者。从细菌与真
菌的比值看, 前二者的比值分别为 787和 649, 为后
者的 10倍左右。前二者草莓黄萎病病株率分别为 0
和 6.8%, 草莓−甜瓜病株率为 28.0%。旱地轮作的草
莓黄萎病重 , 可能与细菌数量少 , 所占比例低 , 及
细菌与真菌比值小有关。黄亚丽等[10]认为草莓重茬
病主要是由于镰刀菌属、丝核菌属和轮枝菌属的真
菌单独或复合侵染所致。
2.4 不同轮作方式对土壤酶活性的影响
土壤酶主要来自微生物和植物根系的分泌作用,
土壤酶活性是土壤肥力的一个重要标志, 它与土壤
的物理特性和水热状况、农业技术措施等密切相关。
大棚栽培下 , 转化酶在旱地轮作情况下比露地低 ,
在草莓−闷棚和草莓−水稻轮作条件下比露地高; 脲
酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶各轮作处理均比露地
低。不同轮作方式下 , 草莓−闷棚处理转化酶比草
莓−甜瓜处理高 94.1%, 脲酶略高, 酸性磷酸酶和过
氧化氢酶分别低 22.9%和 13.5%。草莓−水稻处理转
化酶比草莓−甜瓜处理高 46.4%, 脲酶、酸性磷酸酶
和过氧化氢酶则相近。转化酶比其他酶类更能明显
反映土壤肥力水平和生物学活性强度以及各种农业
措施对土壤熟化的影响, 是评定土壤肥力的一个重
要指标[11]。大棚旱地轮作会降低土壤酶活性, 而采
取闷棚和水旱轮作能提高土壤酶活性。

表 3 不同轮作方式对草莓土壤微生物数量的影响
Tab. 3 Effect of different cropping systems on the soil microbial number
比例 Percentage (%)
轮作方式
Cropping system
微生物总量
Microorganism
amount [104 cfu·g−1
(dry soil)]
细菌
Bacteria
[104 cfu·g−1
(dry soil)]
真菌
Fungi
[104 cfu·g−1
(dry soil)]
放线菌
Actinomyces
[104 cfu·g−1
(dry soil)]
细菌
Bacteria
真菌
Fungi
放线菌
Actinomyces
细菌/真菌
Ratio of
bacteria to
fungi
草莓−闷棚
Strawberry-
solarization
40.90Aa 39.35Aa 0.05Cc 1.49Bbc 96.21 0.12 3.64 787
草莓−水稻
Strawberry-rice
33.83Ab 32.45Bb 0.05Cc 1.33Bc 95.92 0.15 3.93 649
草莓−甜瓜
Strawberry-melon
20.72Bc 18.63Cc 0.28Aa 1.81Bb 89.91 1.35 8.74 67
露地 Open field 10.11Cd 7.19Dd 0.14Bb 2.79Aa 71.12 1.38 27.60 51

表 4 不同轮作方式对土壤酶活性的影响
Tab. 4 Effect of different cropping systems on the soil enzyme activities
轮作方式
Cropping system
转化酶 Invertase
[mg (glucose)·g−1
(soil), 37 ℃, 24 h]
脲酶 Urease
[mg (NH3-N)·g−1 (soil),
37 ℃, 24 h]
酸性磷酸酶 Phosphatase
[mg (P2O5)·g−1 (soil),
37℃, 24 h]
过氧化氢酶 Catalase
[mg <0.01 mol·L−1 (KMnO4)
>·g−1 (soil), 20 min]
草莓−闷棚
Strawberry-solarization
5.06Aa 0.72Bb 2.59Cc 0.26Cc
草莓−水稻 Strawberry-rice 3.81Bb 0.69Bb 3.32Bb 0.32ABb
草莓−甜瓜 Strawberry-melon 2.60Cc 0.69Bb 3.35Bb 0.30BCbc
露地 Open field 3.31BCbc 1.34Aa 5.10Aa 0.37Aa
第 2期 杨祥田等: 不同轮作方式下大棚草莓产量及土壤生物学特性 315


3 小结与讨论
李文庆等 [12]认为, 采用大棚栽培后, 土壤中细
菌、真菌、放线菌的相对数量未发生较大改变, 仍
然是细菌最多, 放线菌次之, 真菌最少。但放线菌及
真菌在大棚土壤中的含量低于棚外露地, 不同时期
的变化规律一致。细菌无明显变化。种植年限延长,
真菌、放线菌数量减少。费颖恒等[13]研究认为, 随
着种植方式由大田转为大棚, 土壤中微生物总量比
大田高, 并随大棚使用年限的增加, 土壤中细菌和
放线菌数量显著增加, 真菌数量显著减少, 细菌/真
菌比上升, 说明大棚中微生物区系结构仍处于较好
状态。张国红等[14]认为, 随大棚种植时间增加, 各土
壤微生物数量和土壤酶活性多呈增加趋势。土壤微
生物的季节动态变化是一个相当复杂的问题, 0~20
cm 土层土壤微生物的数量和多种土壤酶活性都是
1月份大于 5月份。1月份果菜植株正处于旺盛生长
时期, 根系活跃分泌物多, 土壤中的微生物数量和
土壤酶活性大于拉秧期(5 月份)的土壤。张历等[15]
认为, 连作土壤细菌/真菌比值降低, 不利于作物生
长。因此, 土壤微生物的种类、数量及其变化受农
作措施和供肥状况的影响。土壤中的酶类参与土壤
许多生化过程, 如土壤中腐殖质的合成与分解, 营
养物质的转化速度等都与土壤酶活性的大小密切相
关, 土壤酶活性可以作为衡量土壤生物学活性和土
壤生产力的指标。
本研究再次证实, 多年的大棚设施栽培导致土
壤质量下降, 酸化、盐渍化和土传病害严重。旱地
轮作方式由于细菌比例降低, 真菌比例提高, 导致
土壤细菌/真菌比值降低, 作物生长表现出明显的障
碍, 产量低, 效益低, 很难实现可持续生产。但采取
夏季闷棚或水旱轮作方式, 微生物总数比旱地轮作
多, 土壤活化, 有利于细菌繁殖, 抑制真菌生长, 细
菌所占比例高达 96%左右, 其细菌/真菌比值为旱地
轮作的 10倍左右; 且明显提高土壤转化酶的活性。
细菌/真菌比及土壤转化酶的活性, 可作为衡量土壤
是否适合作物良好生长的重要指标。

致谢 承蒙浙江大学陈欣教授审修本文稿 , 谨此
致谢！
参考文献
[1] 赵风艳, 吴风芝, 刘德, 等. 大棚菜地土壤理化特性的研究
[J]. 土壤肥料, 2000(2): 11−13
[2] 喻景权 , 杜尧舜 . 蔬菜设施栽培可持续发展中的连作障碍
问题[J]. 沈阳农业大学学报, 2000, 31(1): 124−126
[3] 何文涛. 设施农业中存在的土壤障碍及其对策研究进展[J].
土壤, 2004, 36(3): 235−242
[4] 杨祥田, 李伟龙, 叶建人, 等. 设施栽培几种土传病害的发
生危害现状及控制途径探讨 [J]. 浙江农业科学 , 2005(5):
313−315
[5] 项玉英 , 杨祥田 , 张光华 . 设施栽培土壤次生盐渍化的调
查及防治对策[J]. 浙江农业科学, 2006(1): 7−19
[6] 张春兰 , 张耀栋 , 周权锁 . 不同作物茬口对减轻蔬菜保护
地土壤盐害及连作障害的作用[J]. 土壤通报, 1995, 26(6):
257−259
[7] 梁银丽 , 徐福利 , 杜社妮 . 黄土高原设施农业种植制度探
析[J]. 中国生态农业学报, 2006, 14(2): 180−190
[8] 中国科学院南京土壤研究所. 土壤微生物研究法[M]. 北京:
科学出版社, 1985: 54−57
[9] 关松荫. 土壤酶及其研究法[M]. 北京: 农业出版社, 1986:
260−360
[10] 黄亚丽, 甄文超, 张丽萍, 等. 草莓重茬病菌的分离及其生
物防治[J]. 生物技术, 2005(6): 74−76
[11] 周礼恺. 土壤酶学[M]. 北京: 科学出版社, 1987
[12] 李文庆, 杜秉海, 骆洪义, 等. 大棚栽培对土壤微生物区系
的影响[J]. 土壤肥料, 1996(2): 31−33
[13] 费颖恒, 黄艺, 严昌荣, 等. 大棚种植对农业土壤环境的胁
迫[J]. 农业环境科学学报, 2008, 27(1): 243−247
[14] 张国红 , 任华中 , 高丽红 . 京郊日光温室土壤微生物状况
和酶活性[J]. 中国农业科学, 2005, 38(7): 1447−1452
[15] 张历, 杜胜利, 吕淑珍, 等. 黄瓜长势与根际微生物的关系
[M]//陈昆松. 园艺学进展 . 北京: 中国农业出版社 , 1994:
528−532