西瓜-辣椒輪作體系AMF和PGPR防控線蟲的效果

姜海燕，李敏

（1.青島農業大學圖書館，山東 青島 266109；2.青島農業大學菌根生物技術研究所，山東 青島 266109）

據統計，2016年我國西瓜種植面積189.08萬公頃，山東省西瓜種植面積20.94萬公頃［1］。設施西瓜栽培面積迅速擴大，連作障礙的發生為根結線蟲提供了適宜環境，已成為危害設施西瓜的重要因素，造成西瓜大幅減產［2］。種植前化學熏蒸土壤是防治西瓜等根結線蟲的主要方法，但易導致農藥殘留量增加，使整個農業生態環境遭到不同程度的破壞。因此，人們轉向開發化學熏蒸替代品防治蔬菜作物的根結線蟲。研究表明利用抗性辣椒品種作為輪作作物，能有效降低根結線蟲密度，防止該蟲發生，增加作物產量［3，4］。耐線蟲的砧木嫁接西瓜能有效降低西瓜線蟲病害的發生［5］。在根結線蟲與土壤其他生物相互作用的研究中發現一些土壤細菌和真菌具有寄生和拮抗線蟲的作用。例如，接種叢枝菌根真菌（AMF）和植物根圍促生細菌（PGPR）能有效降低根結線蟲的發病率［6-8］。李翔［9］研究發現西瓜-辣椒輪作體系下AMF和PGPR可防控線蟲。青州市和昌樂縣為山東省設施西瓜的主產區，于拱棚內一年種植兩茬，早春以西瓜為主，秋季以辣椒為主，形成特有的大拱棚“春西瓜+秋辣椒”栽培模式。在前期試驗基礎上，本試驗進一步研究大田西瓜-辣椒輪作模式下，接種AMF和PGPR對西瓜生長和根結線蟲的影響，旨在為AMF和PGPR在西瓜生產中的大面積應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

辣椒品種‘盛松’（壽光市城區蔬菜種子公司），較抗線蟲［10］；西瓜品種為‘寶威’（東方正大種子有限公司）；西瓜嫁接砧木‘青農2號’（青島農業大學南瓜育種課題組提供），較耐根結線蟲。AMF菌劑為變形球囊霉（Glomus versiforme）；PGPR為熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）。

1.2 試驗方法

2017年7—10月于山東省濰坊市青州譚坊鎮夾河村辣椒、西瓜設施主栽區進行田間試驗。共設4個處理：西瓜連作、輪作（前茬為辣椒）、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR。AMF菌劑于西瓜砧木播種時接種，接種量為100 mL／盤（1 mL菌劑約200個孢子）。西瓜嫁接苗定植后，采用灌根法接種PGPR，濃度為3×108cfu／mL，用量為每株10 mL。

7月15日，播種西瓜砧木種子于50目穴盤中，培養基質為大田土和有機肥混合。7月21日播種西瓜，7月25日采用插接法嫁接，8月11日，將西瓜嫁接苗定植于大拱棚中，各處理重復3次，每重復約100株。株距50 cm，666.7m2栽培560株。9月8日起進行人工授粉。10月19日，收獲并統計產量。

1.3 測定指標及方法

葉綠素SPAD值采用SPAD-520葉綠素儀測定；西瓜糖度（可溶性固形物含量）用手持數顯糖度計LH-B55測定；用2 m長鋼卷尺測定從莖基部至生長點的長度記為蔓長；用游標卡尺測定莖基部莖粗；果實縱切或中部橫切用直尺測定縱徑和橫徑，果形指數＝果實橫徑／果實縱徑；葉片數為蔓上大于2 cm的所有葉片；取莖蔓中部的5片葉子用游標卡尺測定葉片厚度；用游標卡尺測定果實中部橫切面皮厚度記為果皮厚度。

線蟲病害狀況：植株發病情況分0～5級，按呂星光等［7］的方法測定。病情指數＝∑（各病級植株數×各病級代表值）／（調查總株數×最高級代表值）×100。采用Boiteux等［11］的方法計算根結指數和卵粒指數，其中，根結指數＝單株根結數／單株根鮮重；卵粒指數＝單株卵粒數／單株根鮮重。防治效果（%）＝（對照區根結指數-處理區根結指數）／對照區根結指數×100。

1.4 數據統計與分析

采用Microsoft Excel軟件進行數據統計，采用DPS軟件進行方差分析及差異顯著性檢驗（LSD法）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對西瓜植株生長的影響

輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理的蔓長、莖粗、葉片數、SPAD值和5片葉厚均高于連作地塊。其中對西瓜植株生長影響最大的為輪作+AMF+PGPR處理，各項生長指標均顯著高于連作地塊；輪作+AMF的各項指標均與輪作+AMF+PGPR差異不顯著（表1）。

表1 不同處理對西瓜生長的影響

2.2 不同處理對西瓜果實形態的影響

由表2可知，輪作+AMF+PGPR處理的西瓜果實縱徑顯著高于其它處理，各處理的果實縱徑為輪作+AMF+PGPR＞輪作+AMF＞輪作＞西瓜連作，且各處理之間差異均顯著。輪作+AMF果實橫徑顯著低于輪作+AMF+PGPR，但顯著高于輪作和連作地塊。所有處理的果形指數及皮厚間不存在顯著性差異。說明輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理顯著促進西瓜果實膨大，但對果形等品質影響較小。

表2 不同處理對西瓜果實形態的影響

2.3 不同處理對西瓜根結線蟲的影響

由表3可知，輪作+AMF+PGPR處理的病情指數、卵粒指數和根結指數均為最低，輪作+AMF處理次之，二者間差異顯著。輪作+AMF+PGPR處理的防效最高，達59.5%，效果最好。

表3 不同處理對西瓜根結線蟲的影響

2.4 不同處理對西瓜糖度的影響

由表4可以看出，輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理顯著提高西瓜果實的糖度。其中輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理果實中心糖含量顯著高于連作和輪作處理。輪作+AMF+PGPR處理顯著增加西瓜果實邊緣的含糖量，輪作+AMF處理雖提高邊緣糖含量但與輪作處理差異不顯著。輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理的果實胎座部位含糖量均與輪作差異不顯著，但顯著高于連作。

2.5 不同處理對西瓜產量的影響

輪作3個處理西瓜的平均單株產量和666.7m2產量均高于連作。輪作+AMF+PGPR平均單株產量為7.36 kg，666.7m2產量為4 381.60 kg，與連作相比增產31.3%，比輪作處理增產25.5%。輪作+AMF處理比連作增產20.8%。由此可見，AMF+PGPR促進西瓜生長、提高產量的效果較好（表5）。

表4 不同處理對西瓜糖度的影響

表5 不同處理對西瓜產量的影響

3 討論與結論

輪作是防治蔬菜根結線蟲病等連作障礙的有效措施，抗根結線蟲辣椒能減輕與其輪作的黃瓜和葫蘆線蟲危害程度［3］。在番茄-黃瓜輪作時抗性番茄品種能極大降低土壤中根結線蟲2齡幼蟲和卵的密度，減輕黃瓜根結線蟲的危害［12］。本試驗將西瓜-辣椒輪作、抗／耐線蟲品種、AMF+PGPR生物菌劑三者聯合，研究其協同作用，發現輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理的西瓜植株病情指數、根結指數和卵粒指數均顯著低于西瓜連作處理，尤其以輪作+AMF+PGPR處理對根結線蟲的防效最高，與溫室盆栽試驗的結果［9］一致。

植物葉片葉綠素含量可以反映植物光合作用的強弱［13］。AMF、PGPR能有效促進植物根系對水分和養分的吸收，提高葉綠素含量和光合速率，促進作物生長，提高產量和改善品質［14］。本研究發現，輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理可顯著促進西瓜植株生長，提高葉片葉綠素含量，同時提高西瓜產量和品質。

以西瓜-辣椒輪作一年兩熟為種植模式，在夏季土壤高溫消毒的基礎上，應用耐線蟲西瓜砧木、抗線蟲辣椒品種，并結合使用抗線蟲的AMF+PGPR等微生物菌劑，克服了單一方法防治根結線蟲的局限性。通過利用PGPR和AMF的生物防治機制保護植物免受病害危害具有很大的應用潛力［15］。