青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發病率及產量品質的影響

吳紹軍，孟佳麗，沈 虹，楊年福，余 翔

（江蘇省農業科學院 宿遷農科所，江蘇 宿遷 223800）

西瓜忌連作，連年種植西瓜會引起土傳病害（尤其是由尖孢鐮刀菌引起的西瓜枯萎病）多發；西瓜枯萎病會導致西瓜植株死亡，嚴重時大面積減產［1］。設施西瓜種植者為了追求較高的經濟效益，大量施用化肥或者未腐熟的有機肥，還進行大水漫灌或者溝灌，造成肥料利用率低下，使較多的肥料殘留在設施大棚土壤里，引起土壤鹽漬化和酸化、土壤酶活性降低和土壤微生物群落失衡［2］，最終抑制西瓜植株的生長，導致西瓜產量和品質的下降［3-4］。相關研究結果表明：嫁接可以克服西瓜連作障礙；但是在多年種植的老瓜棚，即使實施嫁接栽培，土壤根結線蟲仍然多發，土壤鹽漬化程度難以減輕，生產中西瓜死亡等問題還是無法根治［5］。因此，對設施西瓜種植土壤的生態環境進行改良尤為重要，這是設施西瓜健康生態綠色發展的必由之路。

填閑種植、翻壓綠肥、作物間套輪作可以改良土壤，抑制病蟲害發生，促進作物生長，增加產量和提升品質等。韓哲等［6］研究發現：2種小麥殘茬的施入，促進了西瓜蔓長的伸長，并在后期顯著促進了植株地上鮮重、根鮮重和全株鮮重的增加，而且土壤中細菌、真菌和西瓜專化型尖孢鐮刀菌數量較對照也有所增加。徐偉慧等［7］的研究結果表明，小麥伴生提高了西瓜根際土壤微生物總數、細菌和放線菌數量及其比例，降低了真菌數量，提高了西瓜根際微生物生物量碳、氮、磷含量，降低了微生物生物量碳氮比，提高了土壤多酚氧化酶和蔗糖酶活性。王赟等［8］研究發現：翻壓紫云英提高了水稻產量和有效穗數，改善了土壤理化性質和土壤肥力，提高了水稻產量和稻米營養品質。據何春梅等［9］報道，翻壓紫云英能顯著提高土壤有機碳含量，促進土壤大顆粒團聚體的形成，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。填閑作物翻壓是維持種植體系土壤功能的生物途徑，填閑作物殘體還田是阻控土壤功能衰退的生物措施，在選擇適宜的填閑作物的基礎上對殘體進行科學管理能夠阻控土壤功能的衰退［10］。

大蒜秸稈富含大蒜素等殺菌抑菌成分及大量營養成分。大蒜與其他作物間套輪作，可以改良土壤，提高土壤肥力，防治作物病蟲害。關于大蒜翻壓改良土壤的研究較少；對大蒜的應用研究主要集中在大蒜鱗莖提取物［11］、根系分泌物［12］、秸稈浸提物以及腐解物［13］、地上部揮發物［14］等方面。目前關于綠肥翻壓改良土壤的研究較多，而有關青蒜翻壓改良設施西瓜土壤及對西瓜生長影響的研究較少，鑒于此，筆者研究了青蒜翻壓對西瓜枯萎病發病率、西瓜生長、產量和品質的影響，以期為設施西瓜種植土壤的改良提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試西瓜品種為遷麗4號，由江蘇省農業科學院宿遷農科所育成。供試大蒜品種為邳州白蒜，購自宿遷市當地農業大市場。供試土壤為壤土，其基本理化性質為：堿解氮含量64.5 mg/kg，有效磷含量111.98mg/kg，有效鉀含量317.16mg/kg，有機質含量11.46 g/kg，pH值7.05。于2019年10月11日種植大蒜，2020年3月底青蒜翻壓填埋。于2020年3月底播種西瓜，4月10日移栽，5月1日開始授粉，6月15日收獲西瓜，7月5日試驗結束。

1.2 試驗設計

試驗于2019年10月至2020年7月在江蘇省農業科學院宿遷農科所大棚進行。試驗設3個處理：處理1，西瓜單作（對照CK）；處理2，大蒜部分翻壓，靠近走道一側留3行大蒜不翻壓，直接收獲蒜頭（T1）；處理3，大蒜全部翻壓（T2）。每個處理3個重復，每個重復40株，隨機區組排列。試驗大棚長60 m，寬6 m；在大棚中間開1條寬40 cm、深25 cm的走道；在走道兩側按株行距20 cm×6 cm栽植大蒜；在走道兩側70 cm處按株行距3.0 m×0.3 m栽植西瓜。施肥和灌溉等其他田間管理按常規進行。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 生長指標 在收獲西瓜時，測定西瓜植株的蔓長、莖粗和葉片數。在坐瓜后第20天，統計西瓜枯萎病發病率；以后每隔5 d統計1次，共統計5次。西瓜枯萎病病情分級標準如下：0級，植株生長正常；1級，植株萎蔫占全株的1/4及以下，瓜果生長正常；2級，植株萎蔫占全株的1/4～1/2，瓜皮表面稍有褪色；3級，植株萎蔫占全株的1/2以上，莖蔓上有琥珀色膠狀物，根部病莖表面產生白色或粉紅色霉層，果實萎蔫縮小；4級，全株枯萎并死亡。在拉秧時統計西瓜植株的鮮重，然后在105 ℃下殺青30 min，再于70 ℃下烘干至恒重，最后稱量其干重，計算干物率。

1.3.2 產量和外觀品質 在西瓜成熟時，每小區隨機選取具有代表性的10個西瓜，計算單瓜質量，并計算出小區產量；同時測定西瓜的形態指標，包括縱徑、橫徑、皮厚、中心糖含量、邊糖含量。

1.3.3 果實品質 在西瓜成熟期，在各小區內，采集同一天授粉坐果的西瓜3個，采用高俊鳳［15］的方法測定果實亞硝酸鹽含量（比色法）、VC含量（2，6-二氯靛酚滴定法）、可溶性蛋白含量（考馬斯亮藍G-250染色法）、可溶性糖含量（蒽酮比色法）和總酸含量（氫氧化鈉滴定法）。

1.4 數據處理

采用Excel 2003軟件進行數據處理，利用SAS軟件對試驗數據進行方差分析和Duncan’s多重比較。

2 結果與分析

2.1 青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發病率的影響

青蒜翻壓對西瓜枯萎病發病率的影響如表1所示：隨著西瓜的生長發育，西瓜枯萎病的發病率總體呈上升趨勢，始終表現為CK＞T1＞T2。5月20日，CK的西瓜枯萎病發病率為24.20%，而T1、T2的發病率均為0%；5月25日，T1和T2的西瓜開始發病；到6月9日時，3個處理的西瓜發病率總體上均達到最高，其中T1、T2的發病率分別為31.73%、21.25%，分別比CK降低了60.50、70.98個百分點，與CK的差異均達到了顯著水平，且T2的西瓜枯萎病發病率也顯著低于T1的。可見在青蒜翻壓后，西瓜枯萎病的發病率顯著降低，發病程度受到有效抑制，而且青蒜全部翻壓的效果顯著優于部分翻壓的效果。這可能是因為青蒜的腐解物或根系分泌物維持了西瓜根系周圍的菌群平衡，抑制了有害菌的繁殖。

表1 青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發病率的影響 %

2.2 青蒜翻壓對連作西瓜植株生長的影響

從表2可以看出，青蒜翻壓可以促進西瓜植株的生長，表現在西瓜的蔓長、莖粗和葉片數均增加。在蔓長方面，表現為T2＞T1＞CK，T2、T1分別比CK顯著增加了54.82%、16.28%；T2的莖粗最大，顯著大于T1和CK的，但T1和CK兩者之間差異不顯著；在葉片數方面，也表現為T2＞T1＞CK，T2、T1分 別 比CK顯 著 增 加 了16.20%、8.33%。可見，青蒜翻壓提高了土壤肥力，活化了土壤，最終促進了西瓜植株地上部的生長。

表2 青蒜翻壓對連作西瓜植株生長的影響

2.3 青蒜翻壓對連作西瓜植株生物量的影響

青蒜翻壓對西瓜植株地上部和地下部鮮重、干重的影響如表3所示：青蒜翻壓后，西瓜植株的莖鮮重、莖干重、根鮮重和根干重均比CK增加，總體表現為T2＞T1＞CK，其中T2、T1的莖鮮重比CK分別顯著增加了176.03%、51.27%；T2、T1的莖干重比CK分別顯著增加了150.89%、41.41%；T2、T1的根鮮重比CK分別增加了134.04%、35.31%，但T1與CK間的差異不顯著；T2、T1的根干重比CK分別增加了105.65%、23.39%，但T1與CK間的差異不顯著。莖和根的干物率均比CK下降，表現為CK＞T1＞T2，其中T1和T2的根干物率與CK差異顯著，而莖干物率在3個處理之間差異不顯著。可見青蒜翻壓促進了西瓜植株地上部和地下部生物量的增加，這可能是因為青蒜翻壓后西瓜發病少且晚，生長基本恢復正常。

表3 青蒜翻壓對連作西瓜植株生物量的影響

2.4 青蒜翻壓對連作西瓜單瓜重及產量的影響

從表4可以看出：青蒜翻壓后，西瓜單瓜重、小區產量、小區商品瓜數均比對照顯著增加，其中T1的單瓜重、小區產量比CK分別增加了46.46%、1218.55%；T2的單瓜重、小區產量比CK分別增加了151.01%、2580.94%；T2的單瓜重、小區產量比T1分別增加了71.38%、103.33%，且差異顯著。

表4 青蒜翻壓對連作西瓜單瓜重及產量的影響

2.5 青蒜翻壓對連作西瓜果實形態指標的影響

由表5可知：青蒜翻壓增加了西瓜果實中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑和皮厚，總體表現為T2＞T1＞CK。T1的西瓜果實中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑、皮厚比CK分別增加了0.76個百分點、0.36個百分點、10.18%、9.37%、10.81%，除了果實邊糖含量和皮厚外，其余指標均差異顯著。T2的西瓜果實中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑、皮厚比CK分別增加了1.42個百分點、0.70個百分點、45.42%、36.58%、24.32%，差異均顯著。T2的西瓜果實中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑、皮厚與T1相比分別增加了0.66個百分點、0.34個百分點、31.99%、24.88%、12.20%，其中中心糖含量、縱徑、橫徑差異均顯著。在各處理間皮厚和果形指數差異不顯著。可見大蒜翻壓增加了西瓜果實中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑，在一定程度上促進了西瓜果實的生長。

表5 青蒜翻壓對連作西瓜果實形態指標的影響

2.6 青蒜翻壓對連作西瓜果實品質的影響

青蒜翻壓對連作西瓜果實品質的影響如表6所示：青蒜翻壓顯著提高了西瓜果實中可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量，降低了西瓜果實中總酸和亞硝酸鹽含量。T1的可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量比CK分別增加了25.78%、18.42%、17.56%；T2的可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量比CK分別增加了29.69%、25.04%、32.57%；T1的總酸和亞硝酸鹽含量比CK分別降低了0.02個百分點、14.04%，T2的總酸和亞硝酸鹽含量比CK分別降低了0.02個百分點、33.33%，除了T1的亞硝酸鹽含量外，其他與對照相比差異顯著。可見，青蒜翻壓在較大程度上提高了西瓜果實的品質。

表6 青蒜翻壓對連作西瓜果實品質的影響

3 討論與小結

3.1 青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發病率的影響

綠肥翻壓還田能改善土壤理化性質，提高土壤微生物及土壤酶活性［16-17］。劉建香等［18］研究發現：翻壓綠肥后，土壤寄生性線蟲和非寄生性線蟲數量趨于增加，增強了煙草抗御線蟲危害的能力。大蒜是一種公認的間套作作物，蒜苗含有豐富的殺菌抑蟲等物質，可以促進病菌孢子變形、分生孢子梗破裂、內含物外滲，從而抑制和鈍化病原菌的活力，導致病原菌瓦解，起到防治病害的作用。大蒜青苗殘體還可以與土壤環境中的微生物相互作用，調節土壤的微生態，改變土壤營養組成成分，進而改善植物生長的土壤環境［19］。大蒜伴生西瓜后，顯著抑制了西瓜枯萎病的發病率［20］。向番茄根系土壤施入一定量的大蒜秸稈后，植食性線蟲、細菌、真菌和雜食捕食性線蟲數量均隨著大蒜秸稈施用量的增加而增加，可以降低番茄根結線蟲病的病情指數［21］。本試驗研究結果表明：青蒜翻壓還田后，西瓜枯萎病的發病率顯著降低，這可能是因為青蒜秸稈腐解物導致西瓜根際尖孢鐮刀菌菌絲細胞形態和細胞內部物質組成的改變，抑制了病原菌的生長繁殖；或者是因為青蒜翻壓改善了土壤微生物群落結構，增加了連作西瓜土壤中根際微生物的數量，改善了西瓜根系生長的微環境，最終提高了西瓜的抗病性［22］。

3.2 青蒜翻壓對西瓜生長、產量及品質的影響

綠肥或者作物秸稈翻壓還田可以增加土壤肥力，促進作物生長，提高作物的產量和品質［23-24］。本試驗研究結果表明：青蒜翻壓增加了西瓜植株的蔓長、莖粗和葉片數，提高了植株地上和地下部生物量，進而提高了西瓜的單瓜重和產量。這與吳紹軍等［20］的研究結果一致。青蒜秸稈還田分解后，土壤的有機碳輸入較快，有機質含量會增加，加上土壤中微生物種類和數量增加，微生物活動活躍，微生物分泌粘液增加，因此使西瓜植株的生物量和產量增加［25］；同時青蒜秸稈腐解過程中釋放的養分可促進作物根系的生長［26］。本研究還發現：青蒜翻壓后，西瓜果實中心糖、邊糖、可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量增加，可滴定酸和亞硝酸鹽含量降低。這與翻壓紫云英提高了西瓜中心糖、邊糖含量的結果一致［27］。這可能是因為大蒜秸稈腐解后，增強了土壤酶活性，活化了土壤中固定的磷、鉀元素，使根系活力增強，葉片抗氧化系統能力增強，使營養物質向糖轉化，進而提高了西瓜的營養品質［28］。

綜上所述，青蒜翻壓降低了西瓜枯萎病的發生率，促進了西瓜植株的生長，增加了植株地上和地下部的生物量，提高了西瓜的單瓜重和產量，改善了果實的外觀品質和內在品質，在一定程度上緩解了西瓜連作障礙。