不同處理對連作土壤及西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

馬江黎，徐 紅，孫興祥

（1.鹽城市蔬菜研究所 江蘇 鹽城 224002； 2.三倉鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 江蘇 鹽城 224200）

江蘇西瓜產(chǎn)業(yè)在全國占有重要地位，種植面積和西瓜產(chǎn)量均居我國前列，尤其是早春設(shè)施栽培西瓜產(chǎn)量高、品質(zhì)好、效益高，在促進農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮了重要的作用。近年來，江蘇設(shè)施西瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，且呈現(xiàn)規(guī)模化、專業(yè)化的發(fā)展趨勢，但由于土地流轉(zhuǎn)的局限性，多年連續(xù)種植的面積比例越來越大，西瓜連作障礙問題日益嚴重，尤其是江蘇沿海地區(qū)，由于高度集約化種植，肥料的過量使用以及缺少雨水淋洗等，土壤出現(xiàn)次生鹽漬化、酸化板結(jié)、營養(yǎng)元素不平衡等問題越來越普遍，導(dǎo)致土傳病蟲害嚴重、植株抗逆能力差、產(chǎn)量和品質(zhì)以及種植效益下降，嚴重影響了西瓜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。目前，國內(nèi)外主要利用傳統(tǒng)耕作調(diào)控、生物防治技術(shù)、物理消毒技術(shù)、化學(xué)防治技術(shù)等一系列措施改善土壤環(huán)境、控制土傳病害的傳播蔓延，從而緩解連作障礙。其中，嫁接栽培西瓜長勢旺盛、產(chǎn)量高，在生產(chǎn)上有大面積的應(yīng)用，但嫁接栽培對西瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響仍是人們普遍的關(guān)注點。使用熏蒸劑進行土壤消毒是當(dāng)前最為有效且穩(wěn)定的防治土傳病害的措施，常用的熏蒸劑主要有氯化苦、棉隆、威百畝等，目前關(guān)于棉隆、威百畝等對枯萎病發(fā)病率、病原菌的防治效果以及土壤微生物群落的研究較多，但對西瓜連作土壤、生長發(fā)育、產(chǎn)量等影響的研究報道較少。有研究表明，針對次生鹽漬化較重地塊，利用排水多次沖洗，可有降低鹽分濃度，從而有效緩解連作土壤次生鹽漬化和酸化。針對江蘇沿海地區(qū)實際情況，筆者研究了嫁接栽培、棉隆消毒、威百畝消毒和土壤灌水對連作西瓜土壤、生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，綜合比較不同處理對西瓜連作障礙的緩解效果，旨在為江蘇沿海地區(qū)西瓜次生鹽漬化土壤的科學(xué)治理提供參考，促進西瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜品種為早佳（8424）（新疆農(nóng)人種子科技有限公司），自根苗、嫁接苗均由東臺市許河鎮(zhèn)興旺瓜苗場育苗。供試藥劑“根麗美”——98%棉隆微粒劑（棉隆）由浙江海正化工股份有限公司生產(chǎn)；“利民沃野”——42%威百畝水劑（威百畝）由利民化學(xué)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

試驗于2020 年7—10 月在東臺國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)連棟大棚內(nèi)進行，該大棚已連續(xù)種植西瓜5年，前茬西瓜在2020 年6 月采收。試驗地大棚內(nèi)土壤為砂質(zhì)黏壤土，土壤速效氮含量（，后同）23.15 mg·kg，速效磷含量263.15 mg·kg，速效鉀含量141.20 mg·kg，有機質(zhì)含量2.96%、EC 值1417 μS·cm，pH 值7.94。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，4 個處理，1 個CK，3次重復(fù)，共15 個小區(qū)，每個小區(qū)面積120 m。雙行定植，株距45 cm，行距3 m，每小區(qū)定植90 株。為消除小區(qū)之間的相互影響，不同小區(qū)之間用厚塑料膜埋入1 m 深土層隔開，各處理小區(qū)均間隔1 m，進行隔離處理。各處理如表1 所示。

表1 不同處理及施用方法

1.3 田間管理

7 月18 日采用72 孔穴盤播種育苗，8 月6 日移栽定植，10 月22 日成熟采收。定植前667 m施商品有機肥800 kg，三元復(fù)合肥40 kg 作基肥，鋪設(shè)滴灌帶和地膜。8 月14 日用促根劑+枯草芽孢桿菌灌根1 次，后期667 m追施大量元素水溶肥（1∶300）1 kg，每7 d 追施1 次，追施7 次。西瓜采用爬地栽培，主蔓6 葉時打頂，選留2～3根側(cè)蔓，第4～第6 雌花人工授粉坐瓜，坐果前及時摘除多余側(cè)枝。

1.4 指標測定

1.4.1 植株生長指標測定 分別于伸蔓期、開花期坐果期、成熟期每小區(qū)取植株樣本8 株，測定主蔓長、莖粗（主莖基部第一節(jié)位）、主蔓葉片數(shù)、葉綠素含量。將伸蔓期、開花坐果期植株樣本洗凈晾干后，用電子秤測量莖葉鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量，然后放入烘箱中，105 ℃殺青30 min，再在80 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，測定莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量。采用游標卡尺測定莖粗，卷尺測定主蔓長，HM-YA 葉綠素測定儀測定葉綠素相對含量（SPAD）。

1.4.2 產(chǎn)量及品質(zhì)測定 成熟時，采收測定結(jié)果數(shù)、平均單果質(zhì)量、商品瓜數(shù)、小區(qū)產(chǎn)量，每小區(qū)隨機測定3 個西瓜的縱徑、橫徑、果皮厚度，采用手持折射儀測定西瓜中心可溶性固形物和邊部可溶性固形物含量。

1.4.3 土壤理化性狀的測定 試驗開始前、不同處理后（定植前）、西瓜種植結(jié)束后每個小區(qū)選取20個點，分小區(qū)采集土壤樣本，采樣深度為0～20 cm，混勻后帶回實驗室，在室內(nèi)自然風(fēng)干后過100 目篩測定土壤有機質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀含量及pH 值、EC 值。土壤基本性質(zhì)測定參考《土壤農(nóng)化分析方法》。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 處理匯總并進行作圖，采用SPSS 18.0 進行統(tǒng)計分析、差異顯著性分析（LSD 法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對西瓜植株形態(tài)指標的影響

伸蔓期T1、T3 處理植株蔓長較CK 顯著增加14.55%、18.54%，且顯著大于其他處理，T2、T4 處理植株蔓長與CK 無顯著差異；開花坐果期T1、T3 處理植株蔓長較CK 顯著增加8.30%、15.26%，且顯著大于其他處理，T2、T4 處理植株蔓長與CK 無顯著差異；成熟期各處理植株蔓長與CK 無顯著差異（圖1）。

圖1 不同處理對西瓜植株蔓長的影響

伸蔓期除T2 處理外，其他處理植株莖粗顯著大于CK，開花坐果期、成熟期T1 處理植株莖粗顯著大于CK，其他處理與CK 無顯著差異（圖2）。

圖2 不同處理對西瓜植株莖粗的影響

伸蔓期、成熟期各處理植株葉片數(shù)與CK 無顯著差異，開花坐果期T1、T3 處理植株葉片數(shù)較CK顯著增加11.63%、9.50%，其他處理與CK 差異不顯著（圖3）。

圖3 不同處理對西瓜植株葉片數(shù)的影響

2.2 不同處理對西瓜植株葉片葉綠素相對含量的影響

由圖4 可知，伸蔓期各處理植株葉片葉綠素相對含量均顯著高于CK，且T1、T2、T4 處理顯著高于T3，T4 處理植株葉綠素相對含量最高；開花坐果期、成熟期各處理植株葉片葉綠素相對含量與CK差異均不顯著。

圖4 不同處理對西瓜植株葉綠素相對含量的影響

2.3 不同處理對西瓜植株生物量的影響

由圖5 可知，伸蔓期、開花坐果期各處理西瓜植株莖葉鮮質(zhì)量與CK 無顯著差異。伸蔓期T1 處理植株莖葉鮮質(zhì)量最大，較CK 增加24.37%，開花坐果期T2 處理植株莖葉鮮質(zhì)量最大，較CK 增加13.90%。

圖5 不同處理對西瓜植株莖葉鮮質(zhì)量的影響

由圖6 可知，伸蔓期各處理西瓜植株莖葉干質(zhì)量與CK 無顯著差異，T1 處理植株莖葉干質(zhì)量最大，較CK 增加29.67%；開花坐果期T3 處理植株莖葉干質(zhì)量最大，顯著大于CK，T2 處理植株莖葉干質(zhì)量也顯著大于CK，其他處理與CK 無顯著差異。

圖6 不同處理對西瓜植株莖葉干質(zhì)量的影響

2.4 不同處理對西瓜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

由表2 可知，T1 處理西瓜單果質(zhì)量較CK 顯著增加32.58%，且顯著高于其他處理，T2、T3、T4 處理西瓜單果質(zhì)量與CK 差異不顯著。T1、T3 處理小區(qū)產(chǎn)量較CK 顯著增加126.32%、21.44%，且顯著高于T2、T4 處理，T2、T4 處理西瓜小區(qū)產(chǎn)量與CK 差異不顯著。除T4 處理外，其他處理西瓜中心、邊部可溶性固形物含量顯著高于CK，其中，T2 處理增幅最大，中心、邊部可溶性固形物含量分別提高1.1 個百分點、0.7 個百分點。不同處理對西瓜橫徑、縱徑、果形指數(shù)、果皮厚度的影響均無顯著差異。

表2 不同處理對西瓜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

2.5 西瓜種植前后土壤養(yǎng)分的變化

由圖7 可知，西瓜種植前，T1、T3、T4 處理土壤速效氮、速效磷、速效鉀、有機質(zhì)含量與CK 無顯著差異，T2 處理速效鉀含量較CK 顯著降低27.79%，且顯著低于其他處理。西瓜種植結(jié)束后，不同處理土壤速效氮、速效磷、有機質(zhì)含量與CK 無顯著差異。T3 處理速效鉀含量較CK 顯著增加44.16%，且顯著高于其他處理。

圖7 西瓜種植前后土壤養(yǎng)分的變化

2.6 西瓜種植前后土壤EC值和pH值的變化

由圖8 可知，西瓜種植前，T3 處理土壤EC 值較CK 顯著降低79.27%，且顯著低于其他處理，pH值較對照顯著增加4.40%，且顯著高于其他處理；其他處理土壤EC 值、pH 值與CK 無顯著差異。西瓜種植后，與種植前相比，各處理土壤EC 值呈上升趨勢，土壤pH 值呈下降趨勢。與CK 相比，T3 處理土壤EC 值顯著降低24.24%，pH 值顯著增加6.75%；T2、T4 處理土壤EC 值較CK 顯著增加60.45%、53.35%，pH 值與CK 無顯著差異；T1 處理土壤EC 值、pH 值與CK 差異均不顯著。

圖8 西瓜種植前后不同處理土壤EC 值、pH 值的變化

3 討論與結(jié)論

連作障礙是設(shè)施西瓜生產(chǎn)中的一大難題，也是國內(nèi)外研究的關(guān)注點。嫁接能夠改善植株根系吸收特性，增強植株抗病耐逆性，提高產(chǎn)量，是克服連作障礙常用的方法之一。本研究結(jié)果表明，對連作5 年的西瓜地，嫁接西瓜較自根西瓜植株長勢強，產(chǎn)量和品質(zhì)顯著提高。研究表明，土壤灌水可以排洗土壤鹽分，提高土壤pH 值，減輕土壤連作障礙。本研究結(jié)果表明，土壤灌水處理后土壤EC 值顯著降低，pH 值顯著升高，且在種植一茬西瓜后，土壤EC 值顯著低于其他處理和CK，土壤pH 值顯著高于其他處理和CK，土壤灌水處理能夠有效緩解連作土壤次生鹽漬化和酸化。

棉隆處理后西瓜枯萎病減輕、產(chǎn)量提高，聯(lián)合生物有機肥施用作用效果更佳。但受土壤類型、土壤性質(zhì)、熏蒸劑的作用時期和施用方法等多方面因素影響，土壤消毒的作用效果會有所不同。如王廣印等研究表明，棉隆熏蒸后反而抑制了大棚秋番茄生長，降低果實單果質(zhì)量；袁根蘭研究表明，威百畝（10、15 kg·667 m）處理致西瓜可溶性糖含量顯著高于CK，但不同濃度威百畝對西瓜不同時期植株生長發(fā)育的影響不同。本研究結(jié)果表明，棉隆處理西瓜品質(zhì)顯著提高，威百畝處理植株葉片葉綠素含量增加，但棉隆處理和威百畝處理對植株生長和西瓜產(chǎn)量的促進效果不明顯，可能是因為本研究中試驗地連作障礙相對較輕，導(dǎo)致土壤消毒作用效果未能充分體現(xiàn)。

目前關(guān)于熏蒸劑對土壤速效養(yǎng)分、土壤鹽分、土壤pH 等影響的研究報道結(jié)果不一。燕平梅等研究結(jié)果表明，棉隆和威百畝熏蒸100 d 后土壤NH-N、NO-N 含量無顯著變化。運翠霞等研究結(jié)果表明，棉隆消毒后土壤速效磷含量顯著下降，土壤有機質(zhì)、全氮和速效鉀含量無顯著性變化。有研究表明，棉隆熏蒸后土壤pH 值顯著降低、堿解氮含量顯著升高。也有研究表明，棉隆處理后土壤pH 值升高，但在西瓜種植過程中又有所下降。還有研究表明，在種植作物過程中棉隆熏蒸土壤pH 值顯著高于CK 土壤。本研究結(jié)果表明，棉隆處理后土壤速效氮、速效磷和有機質(zhì)含量無顯著變化，速效鉀含量降低，土壤EC 值、pH 值無顯著變化。種植一茬西瓜后，速效鉀含量又有所上升，土壤EC 值增加。威百畝處理后土壤速效氮、速效磷、速效鉀和有機質(zhì)含量以及土壤EC 值、土壤pH值均無顯著變化。種植一茬西瓜后，土壤EC 值增加。由此推測，造成相反試驗結(jié)果或結(jié)果差異的原因可能與不同研究中土壤性質(zhì)、試驗條件、操作方法等不同有關(guān)。

本研究中試驗地連作5 年，連作年限較短，西瓜連作障礙相對較輕，棉隆消毒和威百畝消毒對連作障礙的改良效果有限，隨著連作年限增加，棉隆和威百畝的改良效果可作進一步研究。

本研究結(jié)果表明，連續(xù)種植西瓜多年的次生鹽漬化土壤，通過嫁接、土壤消毒、土壤灌水可以緩解西瓜連作障礙。在本研究條件下，嫁接西瓜植株長勢強、產(chǎn)量和品質(zhì)提高，能夠有效緩解西瓜連作障礙，土壤灌水在促進連作西瓜植株生長、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，對土壤次生鹽漬化有很好的緩解效果，且土壤灌水操作方法簡單、安全，具有較大的推廣應(yīng)用潛力。