土壤熏蒸劑棉隆聯合太陽能消毒防治草莓土傳病害效果及經濟效益分析

王晴 李林 朱文達 方文生 王秋霞 李園 曹坳程 顏冬冬

摘要

太陽能消毒技術在世界范圍內廣泛使用，由于其經常受到氣候差異的影響導致效果不穩定，通常與其他措施結合以加強防治效果。種植前采用土壤熏蒸是土傳病害的有效預防策略，本研究通過監測土壤溫度、理化性質、土傳病原菌、草莓植株長勢、產量和分析經濟效益，評價了不同濃度的土壤熏蒸劑棉隆和太陽能消毒聯合處理對草莓土傳病害的防治效果及經濟效益分析。種植前棉隆熏蒸和太陽能消毒處理不僅能很好地控制土傳病害，其對鐮刀菌屬、疫霉屬的抑制率分別為64.41%～84.75%、51.59%～86.94%，而且顯著提高了草莓的產量，增產率為79.9%～99.4%;聯合處理的成本較單獨太陽能消毒處理僅增加約3.29%～13.17%，但凈收入增長率高達49.77%～66.28%。因此，在草莓土傳病害管理中，土壤熏蒸與太陽能消毒處理相結合，可以降低作物感染土傳病害的風險，保證作物穩定高產。

關鍵詞

土壤熏蒸;?太陽能消毒;?棉隆;?防治效果;?經濟效益

中圖分類號：

S?471

文獻標識碼：?B

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022714

Efficacy?and?economics?evaluation?of?soil?fumigant?dazomet?combined?with?solarization?on?strawberry?soilborne?diseases

WANG?Qing1，?LI?Lin2， ZHU?Wenda2，?FANG?Wensheng1，?WANG?Qiuxia1，?LI?Yuan1，CAO?Aocheng1，?YAN?Dongdong1*

（1.?Institute?of?Plant?Protection，?Chinese?Academy?of?Agricultural?Sciences，?Beijing?100193，?China;?

2.?Institute?of?Plant?Protection，?Soil?and?Fertilizer，?Hubei?Academy?of?Agricultural?Sciences，?Wuhan?430060，?China）

Abstract

Soil?solarization?technology?is?widely?used?worldwide，?and?because?it?is?frequently?impacted?by?climatic?variances，?it?is?frequently?combined?with?other?techniques?to?maximize?control?effect.?Soil?fumigation?is?an?effective?prevention?and?control?strategy?for?soilborne?diseases.?In?our?research，?combinations?of?soil?fumigant?dazomet?at?different?concentrations?and?solarization?treatments?were?evaluated?by?monitoring?soil?temperature，?physical?and?chemical?properties，?soil?pathogens?population，?strawberry?growth，?yield，?and?estimation?of?economic?benefits.?Dazomet?fumigation?and?solarization?not?only?reduced?the?population?of?soilborne?pathogens，?with?the?inhibition?rates?of?64.41%-84.75%?and?51.59%-86.94%?against?Fusarium?and?Phytophthora，?respectively，?but?also?increased?the?yield?of?strawberry?with?the?rate?of?79.9%-99.4%.?The?cost?of?combined?treatment?only?increased?by?about?3.29%-13.17%，?but?the?rate?of?net?revenue?increase?reached?up?to?49.77%-66.28%.?Therefore，?in?the?management?of?soilborne?diseases，?the?combination?of?soil?fumigation?and?solarization?can?reduce?the?risk?of?crops?infected?by?soilborne?diseases?and?ensure?high?and?stable?crop?yields.

Key?words

soil?fumigation;?solarization;?dazomet;?control?effect;?economic?benefit

草莓Fragaria×ananassa?Duch.是一種多年生常綠草本植物，是一種營養價值和經濟價值極高的水果［1］，但是隨著設施農業的發展，設施草莓的栽培面積逐年增加，導致草莓連作障礙發生越來越嚴重，引起黃萎病、枯萎病、根腐病、青枯病和線蟲病等土傳病害的滋生和蔓延［2］，使草莓的產量和品質大幅度下降，嚴重制約了草莓的生產和發展［3］。目前設施草莓土傳病害的防治技術有選育優良品種、輪作、生物防治、使用棉隆、威百畝化學消毒以及應用太陽能或者熱水物理消毒技術［4］。

太陽能消毒技術是指在高溫季節，通過覆蓋塑料薄膜提高土壤溫度，借以殺死土壤中的有害生物［5］。在夏季保持太陽能消毒4～6周，對病蟲草害均有較好的防治效果［67］。Otrec等［8］的研究表明，在溫室中經過太陽能消毒后，植物寄生線蟲Meloidogyne，Pratylenchus，Paratylenchus，Tylenchus，Tylenchorhynchus的數量在10?cm深度的土壤中減少了約89%～100%，在20?cm深度減少了98%～100%。Farrag等［9］的試驗表明，太陽能消毒8周對減少黃瓜枯萎病和根腐病的病原物非常有效。而且還可以有效控制雜草，增加土壤養分利用率［10］。但是在實際農業生產中，太陽能消毒經常受到土壤特性和氣候差異的影響導致效果不穩定，特別是10?cm以下的土壤溫度很難達到50℃［11］，因此太陽能消毒通常與其他措施結合以加強防治效果［12］。

棉隆是一種廣譜性的土壤熏蒸劑，施用于潮濕土壤中時，會產生異硫氰酸甲酯氣體，迅速擴散至土壤團粒間，對土壤中病原真菌、線蟲和雜草都有很好的殺滅效果［13］。大量的研究已經證實了土壤熏蒸劑棉隆對土傳病害具有優異的防控效果。Locascio等的研究結果表明，棉隆對番茄土傳病原真菌和線蟲的發生有一定的控制效果，同時也能提高番茄的產量［14］。Madhuchanda等在對茄子采用棉隆進行田間熏蒸處理后發現藥劑對根結線蟲和雜草的殺滅效果要優于對土傳病原真菌的效果［15］。De?Cal等在草莓上采用棉隆熏蒸處理后也能減少土傳病原真菌的數量［16］。楊曉楠等通過室內生物測定研究發現，棉隆對根結線蟲的活性優于氯化苦［17］。Mao等的室內生物活性的測定結果表明，棉隆對雜草表現出較高的殺滅活性，對根結線蟲和病原真菌也表現一定的抑制作用［18］。也有報道指出棉隆能有效控制樹木褐根病的發生［19］。土壤熏蒸劑棉隆在番茄、黃瓜、草莓、生姜等作物上已經有了廣泛的應用。本研究針對草莓栽培茬口特點，使用土壤熏蒸劑棉隆聯合太陽能消毒，降低藥劑用量并結合夏季高溫來達到對土傳病害的防控。通過對經濟效益的分析，篩選出最優的治理策略。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

試驗在湖北省農業科學院草莓試驗大棚進行，土壤有機質含量24.2?g/kg，pH?6.72，有效磷248.4?mg/kg，速效鉀257.3?mg/kg，銨態氮12.0?mg/kg，硝態氮10.6?mg/kg。

1.2?試驗材料

供試草莓品種為‘晶瑤’，湖北省農業科學院經濟作物研究所提供;供試藥劑為98%棉隆顆粒劑，南通施壯化工有限公司提供;聚乙烯塑料膜，山東壽光龍興農膜有限公司。

1.3?試驗方法

本試驗研究中采用太陽能消毒和土壤熏蒸劑處理相結合的方法，以達到對土傳病害更好的控制效果。試驗設5個處理，試驗處理及操作設計見表1，每處理重復3次。為防止大水漫灌造成處理間土傳病害的交叉感染，溫室內均安裝滴灌系統。

種植前土壤處理時間為2021年7月3日，

采用混土的施藥方式，先進行旋耕整地，澆水保持土壤濕度后，撒施棉隆，旋耕機再次旋耕均勻后覆膜熏蒸；單獨太陽能處理7月3日同時覆蓋塑料膜。所有處理于2021年8月20日揭膜，草莓于9月3日定植，草莓種植密度約6?000株/667m2。

1.4?試驗監測

采用XR440土壤記錄儀監測熏蒸期間塑料膜外、塑料膜內土表、土壤5?cm和土壤15?cm深度

溫度動態變化。熏蒸揭膜后起壟時，采用5點取樣法，收集表層5～20?cm處的土壤樣品，過2?mm篩去除石塊和雜質，混合均勻后進行土壤理化分析和病原菌分析。參照《土壤農化分析》［20］進行土壤理化性質分析，土壤銨態氮和硝態氮的含量用KCl流動分析儀檢測，有效磷的含量用NaHCO3流動分析儀檢測，速效鉀的含量用CH3COONH4火焰分光光度計檢測，有機質采用氧化還原法經高溫消煮后進行滴定，pH和電導率分別用pH計和電導率儀進行測定，土水比為1∶2.5。用鐮刀菌屬Fusarium?和疫霉屬Phytophthora指示土壤消毒的效果。鐮刀菌分析采用Komada法［21］，疫霉分析采用Masago法［22］。病原菌抑制率計算如式（1）：

病原菌抑制率=1-PTPCK?×100%

（1）

PCK?為對照處理病原菌數量，PT?為藥劑處理病原菌數量。

1.5?植株生長與產量評估

在栽培季節評估草莓的營養生長狀況。于草莓生長期，每小區調查除去保護行以外中間2行20株草莓的莖粗、株高和果枝數。草莓成熟后，每次收獲時，實測除保護行外小區內所有草莓的商品果和非商品果產量，同時每小區標記20株草莓，跟蹤記載單株產量及鮮果重。于草莓拉秧時，調查每小區死苗情況，計算死苗率。

1.6?經濟效益分析

從總成本、草莓產量、草莓價格、總收入和凈收益等方面比較了所有處理的成本效益。其中，總成本包括土壤熏蒸、太陽能消毒處理、草莓種苗、蜜蜂、其他農藥和化肥、棚膜和熏蒸膜以及勞動力成本。凈收入是總收入與總成本之間的差額。當時市場成本價格如下：棉隆單價為50元/kg，熏蒸膜成本為0.45元/m2（30?g/m2，15元/kg），草莓種苗成本為6.3元/m2（9株/m2，0.7元/株），蜜蜂0.57元/m2（1箱/667m2，380元/箱），其他農藥和化肥成本為1.55元/m2（1?034元/667m2），棚膜成本2.70元/m2（1?800元/667m2），人工成本為3.62元/m2（翻地、起壟、定植2?415元/667m2）。

總收入=草莓產量×單價;

凈收益=總收入-總成本。

1.7?統計分析

使用SPSS?22.0軟件進行統計分析，采用方差分析和鄧肯氏新復極差法在5%顯著水平分別比較各處理在土壤理化性質、病原菌、莖粗、株高、果枝數、死苗率和草莓產量間的差異顯著性，百分數結果在進行多重比較前先進行反正弦平方根轉化。

2?結果與分析

2.1?土壤熏蒸處理期間土壤溫度變化情況

用溫度記錄儀記錄了熏蒸期間棉隆20?g/m2+太陽能（DZ20+SS）、太陽能（SSPE）、太陽能+舊PE（SS）處理的膜內、外以及5?cm和15?cm土壤深度溫度變化情況，7月25日至7月31日期間的溫度隨時間的變化如圖1～3。多數病原菌和有害生物在溫度高于32℃時不能生長，且大多集中在土壤10?cm深度。在太陽能消毒聯合20?g/m2棉隆熏蒸處理后，土壤5?cm深度最高溫度為48.1℃，15?cm深度最高溫度為42.2℃，平均溫度分別為37.1℃、35.7℃。對于僅太陽能消毒來說，5?cm和15?cm土壤深度的最高溫度分別為48.6℃、41.9℃，平均溫度分別為37.1℃、35.6℃。覆蓋舊PE膜的5?cm和15?cm土壤深度的最高溫度分別為51.3℃、42.5℃，平均溫度分別為38.7℃、36.7℃。

2.2?不同土壤處理對土壤理化性質的影響

棉隆熏蒸聯合太陽能消毒處理后地塊的土壤銨態氮和有效磷含量與SS處理后的土壤沒有顯著性差異，而SSPE地塊土壤銨態氮和有效磷含量較SS處理后的含量顯著減少，銨態氮和有效磷含量僅16.4、107.6?mg/kg（表2）;?SSPE處理后土壤中的硝態氮含量與SS處理后的土壤沒有顯著性差異，而DZ40+SS和DZ20+SS處理后的硝態氮含量顯著增加，分別為84.0、86.4?mg/kg，DZ10+SS的硝態氮含量反而顯著降低;關于速效鉀，除DZ10+SS外，其他處理均顯著高于SS處理，含量為320.8～382.5?mg/kg;土壤有機質含量在土壤肥力中起著至關重要的作用，但是只有DZ10+SS處理后的有機質含量顯著高于SS處理，含量為27.9?g/kg，其他處理與之相比均沒有顯著性差異;不同處理后的土壤pH表現出不同的變化，SSPE和DZ10+SS處理后的土壤pH顯著增加SS處理（6.7），DZ40+SS的pH顯著SS處理，而DZ20+SS與之沒有顯著性差異;棉隆熏蒸聯合太陽能消毒處理后的電導率顯著高于SS處理后，電導率為282.7～436.7?μs/cm。

2.3?不同土壤處理對土壤病原菌的影響

表3顯示了熏蒸揭膜后起壟時，不同處理的鐮刀菌屬和疫霉屬的數量。不同濃度DZ+SS處理鐮刀菌屬、疫霉屬的菌落數顯著少于SS處理，而且聯合處理的抑制率高于SSPE處理，對鐮刀菌屬、疫霉屬的抑制率分別為64.41%～84.75%、51.59%～86.94%，表明土壤熏蒸聯合太陽能消毒對鐮刀菌和疫霉的防治效果優于單獨太陽能消毒處理。

2.4?不同土壤處理對草莓長勢的影響

DZ40+SS、DZ10+SS處理的草莓植株莖粗顯著高于SSPE處理，分別為16.64、16.98?mm（表4），而與SS相比，棉隆熏蒸聯合太陽能消毒處理或者單獨太陽能處理的草莓植株的莖粗、株高和死苗率與對照無顯著性差異。DZ10+SS的草莓植株果枝數顯著高于SSPE和SS處理，其平均果枝數為4.95個。

2.5?不同土壤處理對草莓產量的影響

不同濃度DZ+SS處理的草莓產量顯著高于SSPE處理，SSPE處理的產量為2.02?kg/m2（表5），聯合處理的產量為2.79～3.09?kg/m2。在使用不同濃度DZ+SS處理的地塊中，與SS處理相比，產量提高了79.9%～99.4%。按草莓的平均單價為30元/kg計算，SSPE的產值為60.6元/m2，較SS處理相比增加了14.1元/m2，聯合處理的產值為83.7～92.7元/m2，其中DZ40+SS處理產值最高，相較于SS處理增加了46.2元/m2。

2.6?經濟效益分析

在所有處理中，DZ40+SS處理地塊的凈收益最高，達到75.51元/m2（表6），SSPE處理的凈收入為45.41元/m2。與SS處理相比，聯合處理的凈收入增加了114.14%～137.75%。

3?結論與討論

3.1?太陽能消毒技術對草莓的影響

太陽能消毒技術已在世界范圍內廣泛使用［2324］，傳統的土壤處理方式是直接覆蓋塑料膜借助太陽能高溫悶棚進行土壤處理，由于處理季節一般在7月-9月，正值高溫時節通常能取得一定的效果。張利英等［25］的研究表明太陽能土壤消毒，對草莓黃萎病、枯萎病、根腐病以及蟲害和草害等具有顯著的防治效果，同時可使草莓植株的生長勢增強，提高草莓的質量和產量，增產達30％左右。我們的試驗也證明，單獨使用太陽能消毒技術與對照相比可提高30.2%的產量，凈收益與對照相比提高了13.65元/m2。另外可提高膜內外的晝夜溫差，土壤中速效鉀的含量和pH也有顯著提高。雖然對土傳病原菌鐮刀菌和疫霉有一定的抑制作用，但未達到顯著水平，同樣有研究表明太陽能消毒技術雖然對腐霉Pythium和立枯絲核菌Rhizoctonia?solani能起到良好的控制作用，但是鐮刀菌對此不敏感［26］。因此，太陽能消毒技術的效果在不同的病原菌上有一定的差異。

3.2?土壤熏蒸結合太陽能消毒對草莓的影響

作為一種依賴氣候的方法，太陽能消毒的有效性在不同情況下有所不同［11］，因此太陽能消毒通常與其他措施結合以加強防治效果［12］，太陽能消毒技術與土壤熏蒸劑［27］或者生物制劑［2829］結合使用都取得了較好的效果。氰銨化鈣對土傳病害、根結線蟲以及雜草均具有一定效果［3031］，特別是與太陽能消毒聯合使用時，效果顯著提高［32］。種植前土壤熏蒸是土傳病害的有效預防策略，可以顯著減少土壤中病原菌數量。本研究通過采用不同濃度的棉隆熏蒸與太陽能消毒技術結合使用，不僅顯著提高了對鐮刀菌和疫霉的抑制效果，還改善了土壤的理化性質。在土耳其，將太陽能消毒技術與400?kg/hm2棉隆組合使用在溫室種植的辣椒、草莓上，其對鐮刀菌、根腐病和根結線蟲均有良好的防治效果［33］。棉隆施用于潮濕土壤中時，會產生揮發性氣體異硫氰酸甲酯（MITC），MITC通過羰基化反應與氨基、羥基、硫醇等親和位點結合，破壞酶結構達到殺蟲殺菌的效果［34］，但是揮發氣體的濃度與溫度直接相關。利用太陽能消毒抑制土傳病害的原理是多數植物病原菌和有害生物只有在適宜的環境下才能生長，它們在溫度高于32℃時不能生長，且大多集中在土壤10?cm深度［35］。在結合太陽能消毒處理后，膜外溫度最高可達59.8℃，土壤溫度達40℃以上，這樣的溫度有利于藥劑的分解，使其充分發揮藥效，在夏季采用太陽能消毒或者聯合土壤熏蒸后，土壤的平均溫度均超過32℃，可實現對植物病蟲害的有效防治。雖然處理后的草莓植株的莖粗、株高與對照均沒有明顯差異，但是其果枝數顯著增加，這可能與處理引起的土壤理化性質變化有關，聯合處理后，土壤中的銨態氮、硝態氮、有效磷、速效鉀的含量較SSPE處理均有顯著性提高，表明聯合處理后改變了土壤的養分含量。而且電導率較SS處理也有顯著提高，土壤電導率與土壤中水溶性鹽的含量有關，說明聯合處理可以增加土壤的含鹽量。因此，在大棚內進行熏蒸處理時，結合太陽能消毒可有效增強植物對病原物的抗性，提高對土傳病原菌的防治效果。

3.3?組合技術的產量提升和經濟分析

土壤熏蒸被證明是確保作物產量穩定的關鍵技術。本試驗中，僅太陽能消毒處理的草莓產量增加30.2%，而土壤熏蒸與太陽能消毒技術聯合使用后，產量提高79.9%～99.4%，另外，與單獨太陽能消毒處理相比，聯合處理的成本僅增長約3.29%～13.17%，但凈收入增幅高達49.77%～66.28%。因此，土壤熏蒸與太陽能消毒技術組合使用是一種非常劃算的土傳病害防治技術，不僅可以減少土傳病害對作物的侵染，還可以改善土壤質量，提升作物生產力。在土傳病害管理中，基于預防策略，于7月-8月天氣最熱、光照最好的時間，徹底清除作物殘留物，保持土壤濕度按20～40?g/m2將棉隆均勻撒施于土壤表面，旋耕均勻后用新熏蒸膜將土壤表面完全封閉20?d以上，揭開膜敞氣7?d以上之后播種或定植草莓苗，可有效地防控設施草莓土傳病害，提高草莓產量。

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（責任編輯：田?喆）