設施西瓜連作障礙發生機理及防治措施

南文卓 姬建新

摘 要：西瓜是重要園藝作物，連作障礙嚴重制約西瓜產業健康發展，本文從連作西瓜的土壤理化性質變化、土壤微生物環境及群落失去平衡和自毒作用等方面闡述目前西瓜連作障礙產生機理，提出了緩解西瓜連作障礙措施，并對西瓜連作障礙研究進行了展望，以期為西瓜可持續發展提供理論依據。

關鍵詞：西瓜;連作障礙;發生機理;防治措施

所謂連作障礙是指同一土壤地塊連續種植同種或同科作物，即使正常栽培管理條件下，也會不同程度影響作物生長[1]。西瓜作為重要的園藝作物，栽培中極易發生連作障礙，一般大棚西瓜連作最長3年期限，超過3年極易出現連作障礙，主要表現為土壤惡化，嚴重發生根結線蟲、枯萎病等土傳病害，導致產量下降、品質變差，生育遲緩，植株早衰甚至死亡[2]。隨著設施農業大規模發展，耕地有限、設施西瓜栽培復種指數高等因素，西瓜連作問題日益突出，連作障礙嚴重制約著西瓜產業可持續發展。

近些年來，國內學者對西瓜連作障礙形成機理做了很多的研究，涉及土壤理化性質變化、土壤微生態失衡和自毒作用等方面內容，這些研究成果對土壤改良、提質增產、實現“農藥化肥雙減” 和促進我國西瓜產業健康可持續發展提供了理論依據。

1 西瓜連作障礙發生機理

1.1 土壤理化性質變化

土壤理化性質導致的連作障礙，主要體現在土壤有機質含量降低、土壤板結、酸化、養分失衡和土壤鹽漬化等方面。研究表明，西瓜長期連作栽培會破壞土壤的團粒結構，導致土壤有機質下降，加劇土壤板結[3-5]。隨著連作年限增加，土壤速效磷和速效鉀含量不斷下降[4]，土壤營養比例嚴重失衡，導致土壤酸化并伴隨土壤鹽漬化的發生[6-7]。

種植地土壤鹽漬化是目前西瓜設施栽培中普遍存在的嚴重問題，茅國芳等[7]研究表明，上海設施西瓜土壤次生鹽漬化的離子成分主要以Cl-、SO42-、NO3-、Ca2+、Na+和Mg2+為主，這些鹽分多數為無機養分（化肥）副成分或轉化物，且隨著設施栽培年限的延長而增加，并具有由土壤底層逐步向耕作上層不斷升高的特征。

茅國芳等[7]研究發現西瓜對鹽害敏感期在苗期，一般移栽后1～2周內危害最為嚴重，并提出東部沿海地區設施西瓜正常苗、僵苗和死苗三個土壤臨界鹽分值分別為2.5～3.0克/千克、3.0～3.5克/千克和3.5克/千克。

1.2 土壤微生物環境及群落失去平衡

根際土壤的微生物群落包括真菌、細菌和放線菌，是反映土壤健康的一個重要指標。西瓜連作栽培使土壤的微生物環境及群落發生了變化，導致土壤中細菌和放線菌數量減少，真菌數量增加，加劇了枯萎病等土傳病害發生，而枯萎病又是連作西瓜導致產量降低和品質下降的重要原因[8-9]。聶園軍等[9]對西瓜連作與根際微生物群落演替變化之間的關系進行了研究，發現連續連作3年西瓜的產量降低了71%，枯萎病發病率達到61.3%;不同連作年限的根際微生物群落多樣性存在顯著差異。

1.3 自毒作用

自毒作用是植物根分泌和殘茬降解時釋放出的次生代謝物，殘留在土壤中對植株的生長和發育具有抑制作用，自毒作用是引起植物連作障礙的重要原因之一[10]。對羥基苯甲酸、阿魏酸、香豆酸香草酸、丁香酸、香蘭素等酚酸類物質是西瓜重要的化感物質，并且隨著連作時間的增長，土壤中酚酸類物質的積累量越多，西甜瓜連作障礙發生程度越嚴重[10-11]。

王素娜[11]發現阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸等3種酚酸對尖孢鐮孢菌致病力具有一定的促進作用。王倩等[12]研究表明，苯甲酸和肉桂酸處理使西瓜幼苗根系POD活性下降，造成西瓜幼苗生長量下降，導致西瓜幼苗枯萎病嚴重發生。

2 西瓜連作障礙防治措施

2.1 嫁接育苗

西瓜采用嫁接育苗栽培可以提高對土傳病害的抗性，一定程度上緩解西瓜連作障礙，目前我國西瓜設施栽培中嫁接育苗比例達到了50%。西瓜嫁接主要砧木有野生西瓜、黑籽南瓜、南瓜和葫蘆，研究者對不同砧木在西瓜嫁接中的優勢有不同的認識，這可能與西瓜品種有一點關系。黃遠[13]等認為砧木特性會影響嫁接西瓜的品質，影響大小依次為：南瓜砧木>葫蘆砧>野生西瓜砧木。孟佳麗等[8]等認為經過葫蘆砧木嫁接后的植株比南瓜嫁接株受到連作的影響更小，具有更強的穩定性。蔣有條等[14]認為南瓜砧木比葫蘆砧木在西瓜嫁接生產中應用的更廣泛。

2.2 合理輪作

通過選擇與親緣關系較遠、生長習性差別較大的作物進行輪作，能夠有效調節土壤微生態環境，是解決連作障礙最為簡單經濟有效的防治方法[15]。

毛曉梅[5]認為水旱輪作應用模式最為經濟有效，在天氣較好和田間管理正常下，枯萎病防效可達到95%以上。王素娜[11]研究表明，甜瓜與茴香、洋蔥、茼蒿進行輪作可減輕或消除甜瓜的自毒作用，可作為甜瓜的最優輪作類別。楊瑞平[16]發現大蒜與瓜類輪作能夠明顯減輕瓜類枯萎病的危害。

2.3 土壤改良

設施栽培中必須科學合理施肥，避免過多地施用化學肥料，通過增加有機肥，可以有效提高土壤有機質含量，改善土壤團粒結構[16-17];根據土壤的酸堿性合理增施土壤調理劑可以調節根際土壤pH值，常見的土壤調理劑有：硅鈣鉀鎂肥、生石灰、硫磺、腐殖酸和聚丙烯酰胺PAM等。對于鹽漬化嚴重的土壤，可以在夏季換茬進入休閑期，通過揭膜淋洗、垂直漫灌淋洗和減少化肥用量等方式快速降低表層土壤的鹽分濃度，使耕層土壤鹽分降低到障礙臨界點以下[7]。

連作障礙與土壤中的微生物種群種類和數量有密切關系，將具有拮抗作用的細菌、芽孢桿菌和木霉菌等菌類引入土壤，或者利用這些菌類研發成微生物菌肥應用在西瓜上，能夠使微生物群落結構由“真菌型”向“細菌型”轉變，對于西瓜枯萎病的防治具有很好的效果[11，17-18]。

2.4 土壤殺菌消毒

生產上常用化學和物理方法對土壤進行殺菌消毒，可殺滅土壤中的病原菌，減少土傳病害，降低連作障礙對西瓜生長的影響。

化學方法：在整地前可以采用棉隆[19]熏蒸土壤，在定植前后可以使用惡霉靈、苯并噻二唑、丙硫菌唑和甲基托布津等化學藥劑進行灌根處理，對土傳病害防治均有一定效果，但長期使用不僅會產生抗藥性，降低防效，還會殺死土壤中有益生物，破壞土壤微生態平衡[1]。

物理方法：在溫室夏季休閑期，采用高溫悶棚和其它措施相結合的技術，能達到真菌致死溫度，可以殺死土壤中的大部分病原菌，降低連作西瓜田土壤中的尖孢鐮刀菌的數量[16，20-21]。

3 問題及展望

西瓜連作障礙發生機理相對復雜，是作物—土壤系統內部多種因素間綜合作用的結果，各因素間之間相互影響，進一步加劇西瓜連作障礙的發生。針對西瓜連作障礙，目前還沒有徹底的根治方法，解決連作障礙應堅持“預防為主，防治結合，綜合防治”的原則。針對連作障礙發生程度，可以將嫁接、輪作、土壤消毒和土壤改良等技術措施結合起來，在生育期再通過栽培措施提高作物抗逆性來減輕對西瓜生長的影響，是目前緩解西瓜連作障礙的有效途徑。

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