土壤pH值調節(jié)對西瓜生長及枯萎病防控效果研究

邱婷，張屹，肖姬玲，魏林，梁志懷

（1.湖南大學研究生院隆平分院，長沙，410125；2.湖南省農業(yè)生物技術研究中心；3.湖南省農業(yè)科學院植物保護研究所）

土壤pH值調節(jié)對西瓜生長及枯萎病防控效果研究

邱婷1，2，張屹2，肖姬玲2，魏林3，梁志懷1，2

（1.湖南大學研究生院隆平分院，長沙，410125；2.湖南省農業(yè)生物技術研究中心；3.湖南省農業(yè)科學院植物保護研究所）

以感病品種早佳西瓜作為盆栽材料，以不同濃度氧化鈣、氫氧化鈉以及藍得土壤調理劑3種土壤改良劑來調節(jié)酸性土壤pH值，探討不同土壤pH值變化對西瓜植株生長發(fā)育及苗期枯萎病防控效果的影響。試驗結果表明，當酸性土壤pH值由強酸性調節(jié)到微酸至中性時，土壤中病原真菌數量明顯減少，西瓜苗期枯萎病最高防控效率達96.3%；隨著氧化鈣、氫氧化鈉以及土壤改良劑施用量增加，土壤pH值呈增高趨勢，顯著改善西瓜植株生長發(fā)育狀況，增強植株的保水能力，提高抗性。

西瓜；生長；土壤pH值；枯萎病；防控效果

土壤pH值代表土壤酸堿性，是土壤重要的化學性質。近年來，受自然降雨以及人類不當的農業(yè)措施等多方面因素的影響，我國耕地土壤酸化日趨嚴重。相關研究[1～3]表明，土壤的酸度增強不僅對植物的種子萌發(fā)、根系生長、苗高等生長發(fā)育有影響，還對土壤中微生物的生命活動影響顯著。同時，也有研究表明，提高土壤pH值對黃瓜枯萎病[4]、水稻立枯病[5]、蕓薹根腫病[6]等病害的發(fā)生具有顯著的防控效果。但是有關酸化土壤的改良對栽培西瓜的生長發(fā)育及病害發(fā)生的影響，還未見確切的報道。

西瓜枯萎病是由尖孢鐮刀菌西瓜?；筒【鸬囊环N毀滅性土傳病害，其病菌的厚垣孢子在土壤中可存活10 a之久[7，8]，已成為限制西瓜產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。西瓜枯萎病的防治是西瓜生產上的重要難題之一，因其是土傳病害，目前還未發(fā)現能徹底根治的有效方法，只能盡早發(fā)現發(fā)病植株并移除以防止病情擴散，但生產中很難做到及時發(fā)現病株并將其移除，因此往往會對西瓜生產造成極大的損失甚至毀種絕收。尤其在作物連作情況下，隨著種植年限的延長，土壤酸化越來越嚴重，大量的病原菌在土壤中聚集，進而加重作物病蟲害的發(fā)生。本試驗中，筆者選取5 a連作西瓜酸性土壤，通過施加不同濃度的氧化鈣、氫氧化鈉以及土壤改良劑來提高土壤pH值，探索土壤pH值變化對西瓜生長及枯萎病防控效果的影響，為酸化土壤的改良、西瓜枯萎病的防控提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試西瓜品種為早佳。供試土壤取自連作5 a大棚西瓜種植地，土壤性質為強酸性砂壤土，pH值為5.3。化學純試劑氧化鈣、氫氧化鈉購于西隴化工股份有限公司，配制1 mol/L備用，藍得土壤改良劑購于榮成藍得生物制品有限公司。

1.2 試驗方法

①試驗設計將供試大棚酸性土壤風干、過篩、混合充分，分裝于30個40 cm×30 cm×30 cm試驗盆中，每盆15 kg。本試驗3種土壤改良劑分別設計3個用量處理，每個處理3次重復，以不加改良劑為對照（CK），其用量分別為，石灰：10 g（S1）、20 g（S2）、30 g（S3）；氫氧化鈉：90 mL（Q1）、120 mL（Q2）、150 mL（Q3）；藍得改良劑：10 g（T1）、20 g（T2）、30 g（T3）。維持田間最大持水量的60%，后期常規(guī)管理。放置7 d后，采取常規(guī)方法浸種催芽，播種，每盆播種30粒。

②西瓜植株發(fā)病率調查在植株發(fā)病期內，待CK發(fā)病穩(wěn)定后，觀察記載各土壤處理下西瓜植株發(fā)病情況。

③土壤取樣與檢測西瓜植株生長期內，定期采用5點式取樣法取土壤層5～10 cm處的土樣，按水土比2.5∶1，采用PHS-25 pH計測土壤pH值。土壤中尖孢鐮刀菌數量的測定采用Komad培養(yǎng)基[9]。

④植株取樣與測定常規(guī)方法測定西瓜定植后第20、30、40天的蔓長（莖基部到植株生長點最頂端，米尺測定）以及地上部分的鮮質量。每個處理測量3次重復，每重復測量3株。葉片相對含水量采用鮮質量法[10]，取3～4片新梢中部成熟葉片，迅速帶回實驗室用去離子水將葉面沖洗干凈，用吸水紙吸干葉片表面的水分，迅速稱出鮮質量（Wf）；再將葉樣浸入水中24 h，取出后用吸水紙擦干樣品表面多余的水分，稱出飽和重（Wt）；最后將葉樣放入已升溫至105℃烘干箱中，殺青15 min，然后于80℃下烘至恒重，稱出干質量（Wd）。相對含水量RWC（%）=[（Wf-Wd）×（Wt-Wd）-1]×100%。

1.3 數據分析

試驗數據均采用Excel 2013軟件進行處理、作圖與統(tǒng)計，用IBM SPSS Statistics 20軟件采用LSD法進行顯著性（P＜0.05）分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理下土壤pH值的變化

酸性土壤經不同試驗處理后，土壤pH值隨時間的變化如表1所示。在處理后的40 d內，生石灰、氫氧化鈉、土壤改良劑3種處理均顯著提高了酸性土壤的pH值，且隨配方施用量的增加，土壤pH值呈增高的趨勢，并持續(xù)西瓜植株的整個生長周期。其中S1、S2及S3處理西瓜生育期內土壤pH值平均分別較對照增加0.85、1.52、1.62。Q1、Q2及Q3處理西瓜生育期內土壤pH平均值分別較對照增加0.28、0.37、0.49。T1、T2、T3處理西瓜生育期內土壤pH值平均分別較對照增加0.10、0.45、0.57。在定植10 d后，包括對照在內所有處理的土壤pH值都隨處理時間的推移而呈降低的趨勢，起始pH值與最終的差值在0.31～0.84，可能是因為處理過程中微生物分解產生有機酸及土壤的硝化作用所致。

表1 不同土壤處理對土壤pH值的動態(tài)影響

表2 調節(jié)土壤pH值對土壤病原真菌數量的影響

2.2 不同土壤pH值調節(jié)處理對西瓜植株生長發(fā)育的影響

①對西瓜植株蔓長及地上部鮮質量的影響由圖1可知，利用生石灰、氫氧化鈉及土壤改良劑來提高酸性土壤的pH值，能促進西瓜植株的生長。在定植后整個生長過程中，S1、S2、S3處理的植株蔓長以及地上鮮質量部分均顯著高于CK（P＜0.05，下同），其中S2、S3處理在定植20 d和30 d時植株蔓長沒有顯著差異；定植40 d時，S2顯著高于S3，且二者均高于S1，而定植40 d時，S3處理地上部分鮮質量顯著高于S2，且均高于S1。Q1處理植株蔓長在各時期均與對照無顯著差異，而Q2和Q3均高于對照并與對照呈顯著差異。同時，Q1、Q2與Q3處理地上部分鮮質量在定植30、40 d時均高于對照，且在定植40 d時Q3處理顯著高于Q2、Q1處理。T1、T2及T3處理效果同生石灰處理相同，在定植后，植株蔓長以及地上鮮質量部分均顯著高于CK。在定植30 d時T2及T3處理植株蔓長和地上部分鮮質量均無顯著關系，但顯著高于T1，而在定植40 d時，T3處理植株地上鮮質量顯著高于T2、T1處理。

②對植株葉片相對含水量的影響葉片相對含水量（RWC）即為植株葉片相對鮮質量與其相對飽和重的比值，是植物水分狀況的重要指標，在反映植物體內水分虧缺程度和葉片的保水能力上具有一定的敏感性。脅迫環(huán)境下，植物水分飽和虧缺越小，保水能力越強，表明抗性越強[11]。由圖2可知，在CK酸性土壤下生長的西瓜植株葉片相對含水量隨著時間的延長呈現下降的趨勢，在定植30 d和40 d時下降幅度分別為10.1%和9.4%。而S1、Q1及T1在定植30 d和40 d時下降幅度分別為2.0%、1.3%，0.7%、0.6%和3.1%、0.8%。S2、S3、Q2、Q3、T2以及T3處理的植株葉片相對含水量均處于穩(wěn)定狀態(tài)，且至處理結束時，均顯著高于對照。研究結果表明，當土壤呈微酸性至中性時，植株的保水能力較強。

2.3 不同土壤pH值調節(jié)處理對西瓜枯萎病防控效果的影響

①對西瓜植株枯萎病發(fā)病率的影響由圖3可知，利用生石灰、氫氧化鈉和土壤改良劑來提高酸性土壤pH值能有效提高西瓜植株對枯萎病的防控能力。S1、S2、S3、Q1、Q2、Q3、T1、T2以及T3處理后植株的發(fā)病率依次為：26.7%、2.3%、3.3%、37.5%、34.3%、25.0%、11.1%、6.25%及9.7%，均顯著低于對照組植株發(fā)病率63.3%。其中S2、S3處理防控效率分別高達96.3%和94.7%。而S2與S3、S1與Q3、Q1與Q2以及T1、T2與T3之間均未達到顯著性差異水平。

圖3 土壤pH值調節(jié)處理對西瓜植株發(fā)病率的影響

②對土壤病原真菌數量的影響由表3可以看出，在西瓜40 d的生長周期內，不同處理及同一處理之間，土壤中病原真菌數量變化差異較大。S1、S2、S3、Q3、T1、T2以及T3處理在0～10 d內土壤中病原真菌數量均有所下降，且隨著生石灰和土壤改良劑添加量的增多，土壤病原菌數量降低越多。而CK、Q1及Q2在0～10 d內土壤中病原真菌數量略有上升。在第10～15天植株發(fā)病期間，各處理土壤中病原菌數量均有所增加。待植株發(fā)病穩(wěn)定后，隨著時間的延長，土壤病原菌數量呈下降趨勢，且在定植40 d時，病原菌數量均顯著低于對照。

3 結論與討論

3.1 施加生石灰、氫氧化鈉及土壤改良劑能有效提高酸性土壤的pH值

試驗結果表明，添加生石灰、氫氧化鈉以及土壤改良劑均能顯著提高土壤pH值，在西瓜植株定植0～10 d內對土壤pH值影響較大，30～40 d趨于穩(wěn)定。王敬華等[12]在江西紅壤土上的試驗表明，每667 m2施用200 kg石灰石粉，能有效降低土壤表層2～3個單位的酸度值。氫氧化鈉因含有大量的羥根離子，能迅速中和酸性土壤中的H+，提高土壤的pH值。本試驗采用的土壤改良劑主要成分為生石灰、海洋生物牡蠣殼、蝦蟹殼等，富含鈣、鎂、鐵、銅、鋅、硅等微量元素，能降低土壤酸度，抑制有害菌的生長，促進植物的生長發(fā)育。而酸性土壤的改良是一個長期過程，大量的施加生石灰，容易造成土壤板結不利于植物生長。而氫氧化納是強堿，具有強腐蝕性，雖能提高土壤pH值，但會破壞土壤微生物種群結構，使大量的有益微生物數量減少。因此在實際農業(yè)生產中，提倡采用營養(yǎng)型的土壤調理劑，不僅能提高土壤pH值，改善土壤結構，還能均衡土壤中營養(yǎng)物質，更有益于植物的生長。

3.2 通過調節(jié)土壤pH值來降低土壤中病原菌數量是控制西瓜植株苗期發(fā)病的有效途徑

本試驗結果表明，當酸性土壤pH值調至微酸至中性時，土壤中病原真菌數量明顯減少，植株發(fā)病率相對于對照明顯降低，最大防控效率高達96.3%。一般情況下，土壤微生物多樣性高時，病原菌就很難孳生，而細菌與真菌的比值隨著連作種植年限的延長而減小，土壤肥力由“細菌型”演變成為“真菌型”[13]。其機理是由于一些微生物種群尤其是植物病原真菌在作物連作過程中于土壤里大量富集，導致植物病蟲害發(fā)生嚴重，無法控制，對農作物生產造成嚴重的影響。本試驗相關性分析發(fā)現，各處理土壤中病原真菌數量與土壤pH值的相關系數在0～10 d、10～15 d及15～40 d內分別為-0.774、-0.879、-0.521，表明在植株發(fā)病期前控制土壤pH值是降低病原真菌數量、防止苗期病害發(fā)生的一個關鍵措施。引起西瓜枯萎病病菌為西瓜專化型尖孢鐮刀菌，在實際西瓜生產中，不僅苗期為害嚴重，在開花坐果期為害也比較嚴重，而本試驗只探究了植株苗期發(fā)病情況，其對開花坐果期以及結果后期的影響需要進一步探究。

3.3 栽培土壤pH值對西瓜植株的生長發(fā)育存在一定的影響

本研究發(fā)現，當酸性土壤pH值提高0.37～1.52個單位時，西瓜植株的蔓長、地上部分鮮質量以及葉片相對含水量都有不同程度改善。其原因可能是因為當土壤酸度較強時，土壤中硝化細菌和亞硝化細菌的活躍度就會減小，從而植物對土壤中有效氮的利用率降低，對養(yǎng)分的吸收不足將造成植株的發(fā)育不良。但隨著處理施用量的增加，土壤pH值是否進一步升高，同時更有利于西瓜植株的生長發(fā)育，還有待進一步研究。

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Effect of Soil pH Adjustment on Growth of Watermelon and Controlling Fusarium Wilt Disease

QIU Ting1,2,ZHANG Yi2,XIAO Jiling2,WEI Lin3,LIANG Zhihuai1,2

(1.Longping Branch of Graduate College,Hunan University,Changsha 410125;2.Hunan Agricultural Biotechnology Research Center;3.Institute of Plant Protection,Hunan Academy of Agricultural Sciences)

The effects of different soil pH on the growth and development of watermelon and its control effect on Fusarium wilt were studied by changing the pH of acid soil by quicklime,sodium hydroxide and soil conditioner.The susceptive watermelon cultivar Zaojia was used as pot experiment material.The results showed that when the pH of acidic soil was adjusted from acidic to slightly acidic and neutral,the number of pathogenic fungi was significantly reduced,and the highest control efficiency of watermelon wilt disease reached to 96.3%.With the application of quicklime,sodium hydroxide and soil added,the pH of soil increased,and the growth and development of watermelon were improved significantly,in addition,the water-holding capacity and resistance of the plant were enhanced.Adjusting soil pH is an effective way to improve plant resistance to watermelon,reduce the number of pathogenic fungi,and effectively control watermelon seedling wilt disease.

Watermelon;Growth;Soil pH;Pathogenic fungi;Fusariumwilt

S651

A

1001-3547（2017）20-0095-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.20.033

公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項（201503110-03）

邱婷（1993-），女，碩士，主要進行土傳病害綜合防治研究，E-mail：1051190951@qq.com

梁志懷，男，通訊作者，研究員，研究方向為土傳病害綜合防治研究，E-mail：liangzhihuainky@163.com

2017-07-06