設施西甜瓜連作障礙綜合防控技術

王毓洪 高天一 張華峰 黃蕓萍 嚴蕾艷 邢乃林 王迎兒 應泉盛

（寧波市農業科學研究院，寧波瓜菜育種重點實驗室，浙江寧波 315040）

設施西甜瓜連作障礙綜合防控技術集成高溫悶棚、使用生物菌劑、合理使用土壤調理劑、嫁接栽培和輪作換茬等方法，改善了土壤的生態環境，有效降低了土傳病害的發生率，減少了農藥施用量，提高了肥料利用率和西甜瓜產量、品質。隨著西甜瓜產業規模化、設施化和專業化發展，設施西甜瓜連作障礙問題日趨嚴重，已成為制約我國西甜瓜產業綠色可持續發展的重要因素。設施西甜瓜連作障礙包括土傳病害、土壤次生鹽漬化和自毒作用等。如何解決連作障礙問題恢復土壤生產力，是西甜瓜產業健康發展迫在眉睫的任務。2016年全國西瓜播種面積189.08萬hm2（2 836萬畝），總產量7 940萬t，2016年全國甜瓜播種面積48.19萬hm2（723萬畝），總產量1 635萬t（農業部，2018），在我國經濟作物中占有重要地位。筆者總結多年設施西甜瓜生產經驗，初步形成了西甜瓜栽培連作障礙綜合防控技術，以期為解決西甜瓜連作障礙問題提供參考和指導。

1 連作障礙的原因和危害

1.1 土壤微生物群落惡化 健康的土壤具有良好的微生態系統，其有害微生物群落和有益微生物群落處于一個相對平衡的狀態，但由于長期連續施用化學肥料，導致土壤中的微生物菌群逐漸失調，病原菌的數量不斷積累增加，有益菌的數量逐漸減少，最終導致化肥失效，西甜瓜產量無法提升，果實品質逐年下降。同時，隨著栽培年份的增加，以枯萎病為代表（彩色圖版1），包括根腐病、猝倒病、立枯病、根結線蟲（彩色圖版2）等的西甜瓜土傳病害的發生日趨嚴重。土壤微生物群落惡化是導致西甜瓜減產的最主要原因之一。在農業生態系統中，植物在完整的生育期中有約40%左右的光合產物需分泌到土壤中供土壤微生物利用，當土壤中的有益微生物群落減少時，這些根系分泌物就會被土壤中的病原微生物利用，從而引起病原微生物的大規模增加，導致土傳病害的發生。

1.2 土壤物理性狀惡化 土壤物理性狀惡化主要表現為土壤團粒結構遭到破壞、土壤有機質含量下降和耕作層變淺等。優質的土壤團粒結構總孔隙度約為60%，既可以保持土壤的通透性，又可以起到保水保肥和抗旱作用。但土壤團粒結構極不穩定，易受到外界環境的影響，特別是人為破壞，如澆水次數過勤、水量過多、施用未腐熟的有機肥、噴灑某些化學殺菌劑，尤其是除草劑，都會破壞土壤團粒結構。當團粒結構受到破壞時，構成團粒結構的小分子團就會消失，土壤顆粒因表面活性降低而堆積，容易造成土壤板結，使土壤耕層變淺，導致西甜瓜根系無法伸展，根系分布越來越淺，嚴重時根系甚至壞死，影響水肥吸收能力。土壤板結會影響土壤的通透性，如果再加上澆水過多，水分會將土壤中的氧氣擠壓出來，降低西甜瓜根系的呼吸作用，出現漚根，并開始逐漸壞死。一般要求土壤中有機質含量達到2%～3%，最適宜范圍為3%～4%，富含有機質、孔隙度適中的土壤熱容量大，穩溫性好，能夠對西甜瓜植株健康生長起到積極的影響。1.3 土壤化學性狀惡化 土壤化學性狀惡化主要表現為土壤酸化、鹽堿化和酚類等自毒物質的積累。目前田間施用的化肥大部分為酸性，極易造成土壤酸化，影響西甜瓜對土壤中氮、磷、鉀及微量元素的吸收。當土壤出現鹽漬化時，鹽離子之間會產生拮抗，影響西甜瓜對土壤中各種元素的吸收利用。初期土壤鹽漬化會出現“青霜”現象，中度鹽漬化表現為“紅霜”，嚴重鹽漬化土壤干燥時呈現“白霜”（彩色圖版3）。土壤鹽漬化會導致西甜瓜根系的水分倒流，根系皮層發紅，植株生長受阻，從而引起植株萎蔫腐爛，甚至死亡。

2 設施西甜瓜連作障礙綜合防控技術要點

設施西甜瓜連作障礙綜合防控技術是集成土壤消毒（夏季高溫悶棚、冬季低溫凍土）、生物菌劑補充、土壤調理、嫁接栽培、輪作換茬等物理防控、化學防治、生物防護為一體的栽培技術。采用連作障礙綜合防控技術可以有效降低土傳病害的發生率，減少土壤有害病菌的危害，改善土壤根際環境，提高肥料利用率，減少農藥施用，提高作物的產量和品質，增加單位土地產出效益。

2.1 土壤處理技術

2.1.1 高溫悶棚 高溫悶棚是利用藥劑、高溫（太陽能）和淹水等處理，直接減少或殺死土壤病原微生物和害蟲的方法。可在土壤鹽漬化嚴重的地塊使用大量作物秸稈，秸稈會在腐熟的過程中吸收土壤中的部分鹽分，降低土壤的鹽漬化程度。高溫悶棚通常選擇在6月下旬至8月中下旬的高溫期進行，先將前茬作物殘體清出大棚，并在土壤表面均勻撒施未腐熟有機肥、作物秸稈和藥劑，每667 m2施用未腐熟的農家有機肥1 000～1 500 kg、作物秸稈500 kg，對于酸性土壤，藥劑通常選擇石灰氮（50 kg）或生石灰（100 kg），堿性土壤選擇漂白粉（6 kg）或高錳酸鉀（1 kg）。用旋耕機將有機肥均勻翻入土壤中，深翻30～35 cm。土壤整平后做成寬1.5～3.0 m的畦面，用舊塑料薄膜覆蓋畦面并封嚴，從薄膜下往畦內灌水至土壤水分呈飽和狀態。密閉大棚25～30 d（天），利用棚內高溫殺死有機肥中的病菌、蟲卵及土壤中的病原菌。

2.1.2 補充生物菌肥 施用生物菌肥能夠有效防治連作障礙，常用的生防真菌包括木霉菌、粘帚霉、芽孢桿菌、淡紫擬青霉等。哈茨木霉菌對至少18個屬29種植物病原真菌有顯著的拮抗作用；粘帚霉菌對核盤菌、立枯絲核菌等西甜瓜土傳病原真菌及線蟲有重寄生作用；淡紫擬青霉能有效防治根結線蟲和胞囊線蟲。與傳統的化學防治相比，生物菌肥具有綠色無污染的優勢，但由于生物菌劑中存在的有益微生物受外界環境影響較大，即使是同一種菌肥，在不同的土壤質地和環境條件下，其應用效果可能會有很大差異。同時，施用生物菌肥需達到一定的劑量才會對西甜瓜的健康生長起到作用，例如西甜瓜根系需補施5 000萬個·g-1的枯草芽孢桿菌等有益微生物才能真正達到“以菌治菌”效果，每667 m2施用聚谷氨酸復合微生物菌劑需達到5 kg。枯草芽孢桿菌具有抑制土壤中病原菌繁殖和對植物根部的侵襲、減少土傳病害、預防多種害蟲暴發、提高農作物抗病能力的作用。聚谷氨酸是由微生物生物發酵而成的生態肥料助劑，聚谷氨酸復合微生物菌劑（彩色圖版4）具有減少化肥流失、富集養分、提高化肥利用率、促進作物根系發育和蛋白質合成等功能，從而達到增加產量和改善品質的效果。添加聚谷氨酸復合微生物菌劑后的增效肥料利用率可由30%～35%提高到40%～50%，肥料利用率平均提高8%，作物平均增產10%～25%，根莖類蔬菜作物增產達30%～60%。

筆者2017年12月至2018年5月在浙江省寧波市鄞州區景秀園瓜果專業合作社大棚進行聚谷氨酸復合微生物菌劑生產示范。每667 m2用聚谷氨酸復合微生物菌劑（南京軒凱生物科技有限公司，有效活菌數50億個·mL-1）5 kg兌水100 kg，分別在甜瓜定植期（彩色圖版5）、伸蔓期、開花期和坐果期各施用1次，采用滴灌帶施用于植株根部。施用后，田間甜瓜枯萎病發病率為0，蔓枯病發病率降低65.5%，植株葉片的葉綠素含量增加10.7%，而對照（未施用聚谷氨酸復合微生物菌劑）甜瓜枯萎病發病率為8.6%，蔓枯病發病率為18.7%，葉片葉綠素含量1.192 mg·g-1。施用聚谷氨酸復合微生物菌劑的甜瓜每667 m2產量1 889.64 kg，比對照的1 484.23 kg提高21.4%，平均售價8.88元·kg-1，產值16 780元，增產增收效果顯著。

2.1.3 合理使用土壤調理劑 土壤調理劑可將微狀的土壤顆粒粘成一個個小團粒，即恢復土壤團粒結構。在水的作用下土壤調理劑會產生黏性，使小團粒形成土壤膠體，即形成土壤團粒結構，保持土壤的透氣性、保肥性，從而使植物根系更易伸入土壤深處。選用土壤調節劑時應明確施用田塊的土壤類型，堿性土壤應選擇堿性土壤調理劑，如減斷。減斷由海拓（北京）礦物肥料有限公司生產，可以鎖定土壤中的鹽堿因子，增加團粒結構，降低土壤容重，改變根系生長環境，促進根系發育，保苗壯苗，促使植株旺盛生長，增加產量，提高品質。酸性土壤宜選擇酸性土壤調理劑，如溉茂。溉茂不僅可以改變土壤生態環境，促進微生物活性，恢復土壤肥力，平衡作物養分吸收，提高肥料吸收和利用率，還能有效補充作物必需的鈣、鎂等中微量元素，促進光合作用，有效提高作物品質和產量。

筆者2018年2～7月在浙江省寧波市杭州灣現代農業園區正大集團試驗地進行土壤調理劑示范試驗。試驗地土壤pH 8.13，水溶性鹽總量7.5 g·kg-1，電導率576 μS·cm-1，每667 m2用堿性土壤調理劑減斷5 kg，分別在西瓜定植期、伸蔓期、開花期和坐果期各施用1次（彩色圖版6）。施用后，中果型西瓜每667 m2產量為2 576 kg，相對常規管理（沒有施用任何土壤調理劑）增產12.1%，平均售價5.98元·kg-1，每667 m2產值15 404元。西瓜采收后土壤pH下降至7.95；水溶性鹽總量下降到7.0 g·kg-1，降低 6.6%；電導率為 505 μS·cm-1，較對照土壤電導率下降12.3%，效果顯著。

2.2 輪作換茬技術 連作為病蟲草害的發生提供了有利條件，通過輪作方式能克服連作障礙帶來的問題，改善土壤環境，有效地抑制病蟲草害的大規模發生。例如，采用西甜瓜與百合科蔬菜（洋蔥、大蒜、蔥、韭菜、百合等）輪作，西甜瓜與水稻、水生蔬菜（茭白、荸薺、慈姑等）輪作等方式。

越冬大棚甜瓜—水稻輪作模式（彩色圖版7）：越冬甜瓜11月中旬播種，12月中旬定植，翌年3月中旬至6月分批采收。晚稻于7月下旬至8月初插秧，11月下旬收割。該種植模式可有效控制瓜類蔬菜連作障礙的發生，一年兩茬，種植也比較容易。每667 m2甜瓜可收益7 120元左右，晚稻可收益1 000元左右，每667 m2年產值達8 120元。

2.3 嫁接栽培技術 嫁接栽培中合理選擇與接穗匹配的砧木是提高嫁接成活率、保證西甜瓜品質、增加產量的關鍵因素。西瓜栽培常用的砧木類型有葫蘆型、南瓜型和野生西瓜型，如FR神通力、思壯7號、甬砧12號、甬砧10號（彩色圖版8）、甬砧5號（彩色圖版9）等砧木品種；甜瓜栽培常用的砧木類型有南瓜型和野生甜瓜型，如思壯8號、思狀111、甬砧9號等砧木品種。

西甜瓜嫁接栽培應注意：一是防止種子攜帶病菌，接穗和砧木播種前應進行嚴格的種子消毒，包括干熱處理、藥劑處理等方法；二是選用無病原菌的營養土，購買商品營養土應選擇有生產許可資質的企業，重復利用的營養土應在再次使用前進行滅菌處理；三是嫁接時接穗和砧木之間要有較大的愈合面；四是定植時嫁接愈合部位與地面要保持合適的距離；五是如果在同一個地塊長期進行同一品種的嫁接栽培時，應及時更換不同類型的砧木品種，避免病原菌不同的生理小種和專化型侵染西甜瓜植株；六是嫁接栽培管理后期需及時補充鎂、鈣等中微量元素，保證植株正常生長，且不能過度整枝。