不同熏蒸處理與生物有機(jī)肥聯(lián)用對西瓜枯萎病的防控效果

張 屹，肖姬玲，向吉方，李基光，魏 林，朱菲瑩，梁志懷

（1.湖南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南省植物保護(hù)研究所，湖南 長沙 410125）

不同熏蒸處理與生物有機(jī)肥聯(lián)用對西瓜枯萎病的防控效果

張 屹1，肖姬玲1，向吉方1，李基光1，魏 林2，朱菲瑩1，梁志懷1

（1.湖南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南省植物保護(hù)研究所，湖南 長沙 410125）

使用生石灰+碳銨、棉隆、辣根素3種土壤熏蒸劑和“馕播王”生物有機(jī)肥聯(lián)用對5 a連作西瓜土壤進(jìn)行消毒處理，比較不同處理方式對連作西瓜枯萎病的防控效果，同時分析土壤pH值與尖孢鐮刀菌西瓜?；蛿?shù)量之間的相關(guān)性。結(jié)果表明：不同熏蒸處理對西瓜枯萎病的防控效果差異顯著，其中棉隆處理定植45 d時，枯萎病發(fā)病率最低，為25.38%，相對防效為73.14%；隨著處理時間的延長，各處理土壤中尖孢鐮刀菌西瓜專化型的數(shù)量逐漸降低，也以棉隆處理的土壤病菌數(shù)量最少，定植45 d時與其他處理的病原菌數(shù)量差異達(dá)到10倍數(shù)量級；土壤熏蒸處理后，pH值均有所上升，但隨著枯萎病的發(fā)生，pH值又有所下降。由此得出，3種熏蒸劑對西瓜枯萎病均有一定防效，但是棉隆與生物有機(jī)肥聯(lián)用的效果最優(yōu)，既能減少枯萎病致病菌的數(shù)量，還能提升土壤pH值。因此，該措施可作為我國南方地區(qū)設(shè)施西瓜早春栽培枯萎病的綜合防控措施之一。

西瓜；枯萎?。煌寥姥?；尖孢鐮刀菌西瓜?；?；防控效果

西瓜作為我國重要的園藝作物，已成為夏季解暑和大眾餐桌必備的果蔬之一，西瓜產(chǎn)業(yè)規(guī)模也隨著需求的增加而不斷擴(kuò)大。但由于耕地面積制約和設(shè)施栽培的快速發(fā)展，連作條件下的西瓜長季節(jié)栽培面積逐年增加，伴隨而來的土壤結(jié)構(gòu)惡化、鹽分積累、營養(yǎng)失衡以及有害微生物成為優(yōu)勢菌群造成的枯萎病爆發(fā)等問題也日漸突顯[1]。因而尋求能夠緩解和克服西瓜連作枯萎病發(fā)生的有效途徑，對于促進(jìn)湖南地區(qū)西瓜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和實踐價值。

當(dāng)前防治瓜類土傳枯萎病的方法有農(nóng)業(yè)防治、化學(xué)防治、生物防治、抗病品種的利用及一些其他的防治措施[2]。其中，最有效的措施是采用熏蒸劑對土壤進(jìn)行消毒。熏蒸劑具有廣譜性，且一些熏蒸劑對土壤微生物有著重要的影響[3-4]。研究表明：賁海燕等[5]發(fā)現(xiàn)氰氨化鈣可有效抑制0～20 cm土層的黃瓜枯萎病菌，抑菌效果隨消毒時間增加逐漸增強(qiáng)，消毒處理15 d，致死率可達(dá)76.5%～84.7%；張志明等[6]使用二氧化氯、惡霉靈、棉隆、石灰氮等4種土壤消毒劑對連作西瓜枯萎病進(jìn)行防治，結(jié)果表明，石灰氮處理效果最好，其防效可達(dá)86.4%；Mao等[7]研究發(fā)現(xiàn)棉隆和1,3-二氯丙烯能夠大幅度降低黃瓜連作土壤中的鐮刀菌數(shù)量；何艦[8]發(fā)現(xiàn)使用45 g/m2的棉隆防治甜瓜枯萎病具有顯著效果，平均防效達(dá)到了73.9%；田甜等[9]利用棉隆與粉紅螺旋聚孢霉67-1的協(xié)同作用防治黃瓜枯萎病，防效達(dá)到98.5%，同時土壤中細(xì)菌增殖，真菌（主要是枯萎病菌）數(shù)量受到抑制，且細(xì)菌/真菌比值顯著高于空白對照和單一藥劑處理。但是，防治作物與病害種類不同、聯(lián)合使用的防治手段不同，以及環(huán)境的差異都可能造成應(yīng)用效果的差別，實際應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行篩選和分析。目前，關(guān)于利用土壤熏蒸劑與生物有機(jī)肥聯(lián)用的方式開展西瓜枯萎病防控、解除連作障礙的研究還未見報道。

為此，研究以長期定位為西瓜連作的土壤為對象，選擇了生石灰+碳銨、棉隆、辣根素3種土壤熏蒸劑和“馕播王”生物有機(jī)肥聯(lián)用進(jìn)行試驗，比較不同處理方式對連作西瓜枯萎病的防控效果，同時分析土壤pH值與尖孢鐮刀菌西瓜?；蛿?shù)量之間的相關(guān)性，以期為南方連作西瓜枯萎病防控技術(shù)體系的建立及大面積推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年3～10月在湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高橋試驗基地設(shè)施大棚內(nèi)進(jìn)行，該大棚為5 a連作西瓜種植大棚，供試土壤性質(zhì)為酸性沙壤土，肥力中等。試驗地0～15 cm耕層土壤基本理化性狀：有機(jī)質(zhì)25.3 g/kg，全氮1.78 g/kg，堿解氮123.7 mg/kg，有效磷126.9 mg/kg，速效鉀144.0 mg/kg ，水土比2.5︰1條件下pH值為4.69。

供試西瓜品種為早佳8424西瓜種子，由新疆農(nóng)人科技有限公司提供；供試藥劑為生石灰、碳銨、98%棉隆、20%辣根素、“馕播王”生物有機(jī)肥，均購于農(nóng)資市場。

試驗主要試劑有Easypure PCR 純化試劑盒、各分子標(biāo)量的DNA Marker，TransStart?Tip green qPCR SuperMix、MOBIO Powersoil?DNA Isolation Kit試劑盒，均購自全式金生物技術(shù)公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)4個處理：M1，生石灰70 kg/667m2，碳銨40 kg/667m2，邊施邊旋耕，覆膜防泄露氣體，約20 d后揭膜通風(fēng)，7 d后施入“馕播王”生物有機(jī)肥800 kg/667m2；M2，棉隆30 kg/667m2，邊施邊旋耕，覆膜防泄露氣體，約20 d后揭膜通風(fēng)，14 d后施入“馕播王”生物有機(jī)肥800 kg/667m2；M3，辣根素3 L/667m2，隨水滴灌施用，覆膜防泄露氣體，約20 d后揭膜通風(fēng)，14 d后施入“馕播王”生物有機(jī)肥800 kg/667m2；CK，采用清水均勻噴灑于土壤表面。每個處理重復(fù)5次，采取常規(guī)方法浸種催芽，播種育苗，待幼苗長至3葉一心時（2016年4月15日）定植，每個重復(fù)面積180 m2，為鋼管型單棚，定植80株，每個單棚之間設(shè)置隔離溝。

1.2.2 枯萎病發(fā)病情況調(diào)查記錄試驗期間西瓜枯萎病的發(fā)病株數(shù)，并以定植45 d（即定植之日至2016年5月31日）內(nèi)累計發(fā)病情況為基準(zhǔn)，以發(fā)病率指標(biāo)反映枯萎病病害調(diào)查情況。

發(fā)病率（%）=病株數(shù)/總株數(shù)×100

相對防效（%）=（CK發(fā)病率-處理發(fā)病率）/CK發(fā)病率×100

1.2.3 土樣采集及土壤pH值檢測分別于定植后15、30和45 d采用五點取樣法采集各小區(qū)土壤樣品，采樣深度為0～15 cm，土樣過20目篩，用于土壤尖孢鐮刀菌西瓜?；蛿?shù)量和pH值檢測。其中，土壤pH值檢測按水土比為2.5︰1采用pH值計測量。

1.2.4 尖孢鐮刀菌西瓜專化型的數(shù)量檢測（1）土壤微生物DNA提?。豪酶牧嫉腗OBIO Powersoil?DNA Isolation Kit試劑盒提取土壤微生物的總DNA。（2）熒光定量PCR引物：參照曹月霞等[10]文獻(xiàn)中引物對，F(xiàn)on-4F：5'-CCCGCTGGCTACTAATCTTTGA-3'；Fon-4R：5'-ATGTAGTGGCGATACTTCCTTG-3'。（3）實時熒光定量PCR反應(yīng)體系（20 μL）：2×TransStart?Tip green qPCR SuperMix 10 μL，引物各0.5 μL，模板1 μL，ddH2O 8 μL。（4）實時熒光定量PCR反應(yīng)條件：95℃ 10 min；95℃15 s，60℃ 30 s，72℃ 30 s，45個循環(huán)。溶解反應(yīng)條件為：95℃ 1 min；55℃ 30 s（每次循環(huán)溫度變化0.5℃；結(jié)束溫度95℃）；81個循環(huán)。

1.3 數(shù)據(jù)與分析

采用 Excel 2013 軟件處理數(shù)據(jù)和作圖，用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用LSD法檢驗處理間差異顯著性，顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熏蒸處理對西瓜枯萎病發(fā)病率的影響

定植后30 d，CK區(qū)始見西瓜枯萎病，此后各處理區(qū)發(fā)病逐步加重，其發(fā)病最嚴(yán)重是在定植35 d盛花幼果期前后，之后發(fā)病情況逐步減少。由圖1可知，定植45 d時，M2處理西瓜枯萎病發(fā)病率最低，為25.38%，并且顯著低于其他處理（P＜0.05）；而M1、M3處理西瓜枯萎病發(fā)病率分別為69.53%、79.00%，均顯著低于CK發(fā)病率（94.49%）。通過防效對比來看，M1、M2和M3處理對西瓜枯萎病相對防效分別達(dá)到了26.42%、73.14%、16.39%。

2.2 不同熏蒸處理對根際西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量的影響

如圖2所示，熏蒸處理后土壤中的西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量隨著處理時間的延長逐漸降低，其中M2處理對土壤的尖孢鐮刀菌數(shù)量降低效果最為顯著。定植30 d時，M1和M2處理中尖孢鐮刀菌數(shù)量顯著低于其他處理；定植45 d時，M1、M2和M3處理中尖孢鐮刀菌數(shù)量顯著低于CK，且M2處理與其他處理的病原菌數(shù)量差異達(dá)到10倍數(shù)量級。

圖1不同熏蒸處理下連作土壤西瓜枯萎病發(fā)病率

圖2不同熏蒸處理在全生育期內(nèi)土壤西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量的變化

2.3 不同熏蒸處理對土壤pH值的影響

供試土壤為5 a西瓜連作土壤，處理前土壤pH值保持在4.65左右，表現(xiàn)為強(qiáng)酸性。經(jīng)過不同熏蒸處理后，結(jié)果顯示如圖3所示，各時期，CK處理的土壤pH值一直平穩(wěn)地維持在4.7左右，而其他處理的土壤pH值均有不同程度提高，表現(xiàn)為M2＞M1＞M3＞CK；定植15 d時，各處理與CK的土壤pH值差異就已達(dá)到顯著水平；定植30 d時，M1和M2處理的土壤pH值達(dá)到最高值，分別為5.27和5.78；定植30～45 d，隨著枯萎病的發(fā)生，土壤pH值均有所下降。

圖3不同熏蒸處理全生育期內(nèi)土壤pH值的動態(tài)變化

2.4 土壤pH值與西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量的相關(guān)性

土壤酸堿度是土壤養(yǎng)分的重要特征，不僅與土壤養(yǎng)分的形成、轉(zhuǎn)化和有效性密切相關(guān)，還對土壤微生物活性產(chǎn)生一定影響[11]。由圖4可知，土壤pH值在一定范圍內(nèi)與連作土壤中西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是相關(guān)性不顯著，其回歸方程為y=-0.064 3x+5.482 7（R2 = 0.648 7）。

圖4土壤pH值與西瓜專化型尖孢鐮刀菌數(shù)量之間相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

西瓜連作障礙是由多種病原真菌引起的植物毀滅性病害[12]。有研究表明，對連作土壤進(jìn)行滅菌處理能較大程度改善西瓜[6]、甜瓜[8]、草莓[13]、葡萄[14]和辣椒[15]等作物的連作障礙，減輕土傳病害。該試驗比較了3種土壤熏蒸劑與“馕播王”生物有機(jī)肥聯(lián)用對連作西瓜枯萎病發(fā)生的防控效果，結(jié)果顯示，棉隆的防控效果最佳，與“馕播王”生物有機(jī)肥共同作用對枯萎病的防效達(dá)73.14%；其次是石灰+碳銨；辣根素的防控效果第三。但是，因為該試驗土壤為5 a西瓜連作土壤，屬于枯萎病高發(fā)區(qū)域，所以棉隆與生物有機(jī)肥聯(lián)用處理下還是有25%的植株發(fā)病。因此，在連作西瓜枯萎病綜合防控過程中，還需配合其他防控技術(shù)，才能更好地控制枯萎病的發(fā)生。

關(guān)于化學(xué)熏蒸劑防治保護(hù)地蔬菜鐮刀菌屬病原菌（Fusarium spp.）的效果以及使用方法的研究較多，但對連作西瓜土壤的研究較少且沒有明確的說法。該試驗研究了不同熏蒸劑（石灰+碳銨、棉隆、辣根素）與“馕播王”生物有機(jī)肥聯(lián)用對連作西瓜土壤中尖孢鐮刀菌西瓜?；蛿?shù)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著藥劑作用時間的延長，棉隆處理的土壤西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量呈持續(xù)降低趨勢，特別在定植45 d后，該處理與其他處理的病原菌數(shù)量差異達(dá)10倍數(shù)量級，說明棉隆與生物有機(jī)肥聯(lián)用能有效控制連作西瓜土壤中的西瓜?；图怄哏牭毒脑鲋常谝欢ǔ潭壬暇徑饬宋鞴峡菸〔∏?，這與余宏軍等[16]報道的棉隆可顯著減少栽培基質(zhì)中尖孢鐮刀菌數(shù)量的結(jié)論相符。但是通過對土壤中病原菌數(shù)量的檢測發(fā)現(xiàn)，對照處理在西瓜生長過程中也同其他處理一樣，病原菌數(shù)量總體呈現(xiàn)降低的趨勢，初步分析認(rèn)為：隨著西瓜植株的正常生長，土壤中的病原菌由于寄主根系分泌物的誘導(dǎo)作用，部分?jǐn)?shù)量級已入侵西瓜根系增殖，進(jìn)而土壤中的病原菌數(shù)量在中后期逐漸降低。

同時，土壤酸堿度能直接影響土壤中微生物生態(tài)變化動向和強(qiáng)度。在作物連作制度下，土壤酸度增強(qiáng)，細(xì)菌/真菌的比值隨著連作種植年限的延長而減小，大量的病原真菌在土壤中富集，增加病蟲害的發(fā)生概率[17]。前期研究發(fā)現(xiàn)生石灰[18]、生物炭[19]等物質(zhì)均能有效改良土壤pH值，達(dá)到減緩枯萎病發(fā)生的效果。該研究結(jié)果也表明，生石灰和碳銨處理后，土壤pH值有所提高，這與上述研究結(jié)果一致；其中，棉隆與“馕播王”生物有機(jī)肥協(xié)同效果表現(xiàn)最好，初步分析是由于棉隆在殺滅土壤中有害真菌后，“馕播王”生物有機(jī)肥中芽孢桿菌、木霉菌分解利用有機(jī)物，充分占據(jù)優(yōu)勢種群位置，使得土壤中微生物數(shù)量和生物活性發(fā)生明顯變化，進(jìn)而導(dǎo)致土壤pH值有一定的提高。但是大田土壤生態(tài)環(huán)境受多因素的復(fù)雜影響，隨著西瓜種植時間的延長，各處理的土壤pH值有下降回歸至土壤本底值的趨勢。

為了探討土壤pH值與西瓜專化型尖孢鐮刀菌數(shù)量的相關(guān)性，試驗對兩者進(jìn)行了相關(guān)性分析，其回歸方程顯示為y=-0.064 3x+5.482 7（R2= 0.648 7），表明土壤中pH值在4.0～6.0范圍內(nèi)與連作土壤中西瓜專化型尖孢鐮刀菌數(shù)量間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是相關(guān)性不顯著。究其原因認(rèn)為：試驗是以大田連作土壤作為研究對象，由于小區(qū)面積大，取樣未采用定點取樣，而是隨機(jī)5點取樣法，因此導(dǎo)致各小區(qū)的本底值存在少許偏差，但是在可允許范圍內(nèi)。

綜上所述，棉隆與“馕播王”生物有機(jī)肥綜合改良土壤方式可降低致病菌的相對數(shù)量，有效預(yù)防西瓜枯萎病發(fā)生，對解決南方地區(qū)連作西瓜枯萎病的綜合防控技術(shù)難題有所幫助。試驗只對尖孢鐮刀菌的滅殺效果進(jìn)行了研究，而棉隆與生物有機(jī)肥聯(lián)用對土壤微生物種群結(jié)構(gòu)及其對西瓜生長和產(chǎn)量有無影響有待進(jìn)一步研究。

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（責(zé)任編輯：成 平）

Control Effect of Different Soil Fumigants and Bio-Organic Fertilizer on Watermelon Fusarium wilt by Continuously Cropping

ZHANG Yi1，XIAO Ji-ling1，XIANG Ji-fang1，LI Ji-guang1，WEI Lin2，ZHU Fei-ying1，LIANG Zhi-huai1
（ Hunan Agricultural Biotechnology Research Institute, Changsha 41012, PRC; 2.Hunan Institute of Plant Protection, Changsha 410125, PRC）

Lime + ammonium bicarbonate and bio-organic fertilizer (M1), Dazomet and bio-organic fertilizer (M2), allylisothiocyanate and bio-organic fertilizer (M3) were respectively applied in 5-year watermelon replanted soil, control effects of different treatments on Fusarium wilt in continuous cropping watermelon were compared, and the quantity correlation of rhizosphere soil pH and Fusarium oxysporum f. sp. niveum was analyzed in this study. The results showed that the control effect of different soil fumigation treatments on watermelon wilt was of signi fi cant difference, the Fusarium wilt incidence of M2 was the lowest at 25.38%, the relative control ef fi ciency of M2 was 73.14%, 45 d after fi eld planting, and the difference between the number of pathogenic bacteria and other treatments reached 10 times. After soil fumigation treatment, the pH value increased, but decreased with the occurrence of Fusarium wilt. Therefore, the M1, M2 and M3 had certain control effects on Fusarium wilt, with the M2 as the optimal, and the M2 could decrease the number of Fusarium oxysporum f. sp. niveum and increase the soil pH value, which could be used to control the replanting disease of watermelon under early spring facility cultivation in southern China.

watermelon; Fusarium wilt; soil fumigation; Fusarium oxysporum f. sp. niveum; control effect

S436.5

：A

：1006-060X（2017）08-0053-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.014

2017-06-01

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201503110-03）；湖南省自然科學(xué)基金面上項目（2016JJ2075）

張 屹（1987-），男，湖南常德市人，助理研究員，主要從事西瓜抗病分子育種研究。

梁志懷