不同熏蒸處理與生物有機肥聯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.湖南省農業生物技術研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南省植物保護研究所，湖南 長沙 410125）

不同熏蒸處理與生物有機肥聯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.湖南省農業生物技術研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南省植物保護研究所，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”生物有機肥聯用對5 a連作西瓜土壤進行消毒處理，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專化型數量之間的相關性。結果表明：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量逐漸降低，也以棉隆處理的土壤病菌數量最少，定植45 d時與其他處理的病原菌數量差異達到10倍數量級；土壤熏蒸處理后，pH值均有所上升，但隨著枯萎病的發生，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肥聯用的效果最優，既能減少枯萎病致病菌的數量，還能提升土壤pH值。因此，該措施可作為我國南方地區設施西瓜早春栽培枯萎病的綜合防控措施之一。

西瓜；枯萎病；土壤熏蒸；尖孢鐮刀菌西瓜專化型；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，西瓜產業規模也隨著需求的增加而不斷擴大。但由于耕地面積制約和設施栽培的快速發展，連作條件下的西瓜長季節栽培面積逐年增加，伴隨而來的土壤結構惡化、鹽分積累、營養失衡以及有害微生物成為優勢菌群造成的枯萎病爆發等問題也日漸突顯[1]。因而尋求能夠緩解和克服西瓜連作枯萎病發生的有效途徑，對于促進湖南地區西瓜生產的可持續發展具有重要的理論意義和實踐價值。

當前防治瓜類土傳枯萎病的方法有農業防治、化學防治、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]發現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，消毒處理15 d，致死率可達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行防治，結果表明，石灰氮處理效果最好，其防效可達86.4%；Mao等[7]研究發現棉隆和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量；何艦[8]發現使用45 g/m2的棉隆防治甜瓜枯萎病具有顯著效果，平均防效達到了73.9%；田甜等[9]利用棉隆與粉紅螺旋聚孢霉67-1的協同作用防治黃瓜枯萎病，防效達到98.5%，同時土壤中細菌增殖，真菌（主要是枯萎病菌）數量受到抑制，且細菌/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、聯合使用的防治手段不同，以及環境的差異都可能造成應用效果的差別，實際應用時應根據具體情況進行篩選和分析。目前，關于利用土壤熏蒸劑與生物有機肥聯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”生物有機肥聯用進行試驗，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專化型數量之間的相關性，以期為南方連作西瓜枯萎病防控技術體系的建立及大面積推廣應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2016年3～10月在湖南省農業科學院高橋試驗基地設施大棚內進行，該大棚為5 a連作西瓜種植大棚，供試土壤性質為酸性沙壤土，肥力中等。試驗地0～15 cm耕層土壤基本理化性狀：有機質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”生物有機肥，均購于農資市場。

試驗主要試劑有Easypure PCR 純化試劑盒、各分子標量的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公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計采取隨機區組設計，共設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，7 d后施入“馕播王”生物有機肥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，14 d后施入“馕播王”生物有機肥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，14 d后施入“馕播王”生物有機肥800 kg/667m2；CK，采用清水均勻噴灑于土壤表面。每個處理重復5次，采取常規方法浸種催芽，播種育苗，待幼苗長至3葉一心時（2016年4月15日）定植，每個重復面積180 m2，為鋼管型單棚，定植80株，每個單棚之間設置隔離溝。

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

發病率（%）=病株數/總株數×100

相對防效（%）=（CK發病率-處理發病率）/CK發病率×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專化型數量和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量檢測（1）土壤微生物DNA提取：利用改良的MOBIO 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]文獻中引物對，Fon-4F：5'-CCCGCTGGCTACTAATCTTTGA-3'；Fon-4R：5'-ATGTAGTGGCGATACTTCCTTG-3'。（3）實時熒光定量PCR反應體系（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反應條件：95℃ 10 min；95℃15 s，60℃ 30 s，72℃ 30 s，45個循環。溶解反應條件為：95℃ 1 min；55℃ 30 s（每次循環溫度變化0.5℃；結束溫度95℃）；81個循環。

1.3 數據與分析

采用 Excel 2013 軟件處理數據和作圖，用SPSS軟件進行統計分析，采用LSD法檢驗處理間差異顯著性，顯著性水平設定為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 不同熏蒸處理對西瓜枯萎病發病率的影響

定植后30 d，CK區始見西瓜枯萎病，此后各處理區發病逐步加重，其發病最嚴重是在定植35 d盛花幼果期前后，之后發病情況逐步減少。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處理西瓜枯萎病發病率分別為69.53%、79.00%，均顯著低于CK發病率（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到了26.42%、73.14%、16.39%。

2.2 不同熏蒸處理對根際西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量的影響

如圖2所示，熏蒸處理后土壤中的西瓜專化型尖孢鐮刀菌數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量顯著低于CK，且M2處理與其他處理的病原菌數量差異達到10倍數量級。

圖1不同熏蒸處理下連作土壤西瓜枯萎病發病率

圖2不同熏蒸處理在全生育期內土壤西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量的變化

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，表現為強酸性。經過不同熏蒸處理后，結果顯示如圖3所示，各時期，CK處理的土壤pH值一直平穩地維持在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值差異就已達到顯著水平；定植30 d時，M1和M2處理的土壤pH值達到最高值，分別為5.27和5.78；定植30～45 d，隨著枯萎病的發生，土壤pH值均有所下降。

圖3不同熏蒸處理全生育期內土壤pH值的動態變化

2.4 土壤pH值與西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量的相關性

土壤酸堿度是土壤養分的重要特征，不僅與土壤養分的形成、轉化和有效性密切相關，還對土壤微生物活性產生一定影響[11]。由圖4可知，土壤pH值在一定范圍內與連作土壤中西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量呈線性負相關關系，但是相關性不顯著，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量之間相關性

3 結論與討論

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”生物有機肥聯用對連作西瓜枯萎病發生的防控效果，結果顯示，棉隆的防控效果最佳，與“馕播王”生物有機肥共同作用對枯萎病的防效達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，屬于枯萎病高發區域，所以棉隆與生物有機肥聯用處理下還是有25%的植株發病。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，才能更好地控制枯萎病的發生。

關于化學熏蒸劑防治保護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”生物有機肥聯用對連作西瓜土壤中尖孢鐮刀菌西瓜專化型數量的影響。結果發現，隨著藥劑作用時間的延長，棉隆處理的土壤西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量呈持續降低趨勢，特別在定植45 d后，該處理與其他處理的病原菌數量差異達10倍數量級，說明棉隆與生物有機肥聯用能有效控制連作西瓜土壤中的西瓜專化型尖孢鐮刀菌的增殖，在一定程度上緩解了西瓜枯萎病病情，這與余宏軍等[16]報道的棉隆可顯著減少栽培基質中尖孢鐮刀菌數量的結論相符。但是通過對土壤中病原菌數量的檢測發現，對照處理在西瓜生長過程中也同其他處理一樣，病原菌數量總體呈現降低的趨勢，初步分析認為：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作用，部分數量級已入侵西瓜根系增殖，進而土壤中的病原菌數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變化動向和強度。在作物連作制度下，土壤酸度增強，細菌/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，增加病蟲害的發生概率[17]。前期研究發現生石灰[18]、生物炭[19]等物質均能有效改良土壤pH值，達到減緩枯萎病發生的效果。該研究結果也表明，生石灰和碳銨處理后，土壤pH值有所提高，這與上述研究結果一致；其中，棉隆與“馕播王”生物有機肥協同效果表現最好，初步分析是由于棉隆在殺滅土壤中有害真菌后，“馕播王”生物有機肥中芽孢桿菌、木霉菌分解利用有機物，充分占據優勢種群位置，使得土壤中微生物數量和生物活性發生明顯變化，進而導致土壤pH值有一定的提高。但是大田土壤生態環境受多因素的復雜影響，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量的相關性，試驗對兩者進行了相關性分析，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范圍內與連作土壤中西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量間呈線性負相關關系，但是相關性不顯著。究其原因認為：試驗是以大田連作土壤作為研究對象，由于小區面積大，取樣未采用定點取樣，而是隨機5點取樣法，因此導致各小區的本底值存在少許偏差，但是在可允許范圍內。

綜上所述，棉隆與“馕播王”生物有機肥綜合改良土壤方式可降低致病菌的相對數量，有效預防西瓜枯萎病發生，對解決南方地區連作西瓜枯萎病的綜合防控技術難題有所幫助。試驗只對尖孢鐮刀菌的滅殺效果進行了研究，而棉隆與生物有機肥聯用對土壤微生物種群結構及其對西瓜生長和產量有無影響有待進一步研究。

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（責任編輯：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（農業）科研專項（201503110-03）；湖南省自然科學基金面上項目（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