不同類型砧木對(duì)西瓜連作障礙消減的影響

孟佳麗，吳紹軍，余 翔，王夏雯

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 宿遷農(nóng)科所，江蘇宿遷 223800)

西瓜[Citrulluslanatus(Thunb.)Matsum.et Nakai]起源于非洲，最早從埃及傳入小亞細(xì)亞地區(qū)，一部分從該地區(qū)沿地中海北岸傳入歐洲，19世紀(jì)中期由歐洲傳入美國(guó)，又流傳至南美；另一部分由波斯向東傳播到印度，向北經(jīng)過(guò)阿富汗，跨過(guò)帕米爾高原，沿著中國(guó)古代的絲綢之路傳入西域、回紇，來(lái)到中國(guó)。唐朝時(shí)期，西瓜出現(xiàn)在中國(guó)的新疆，五代和宋遼時(shí)期，西瓜才傳入中國(guó)內(nèi)地[1]。

中國(guó)目前西瓜生產(chǎn)面積和消費(fèi)量穩(wěn)居世界第一。聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(www.fao.org)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2016年中國(guó)西瓜種植面積為189萬(wàn)hm2，占世界西瓜生產(chǎn)總面積351萬(wàn)hm2的53.85%；總產(chǎn)量7924萬(wàn)t，占世界總產(chǎn)量11702萬(wàn)t的67.71%。中國(guó)西瓜生產(chǎn)主要有兩大片區(qū)，北方片區(qū)包含華北平原和西北高原地區(qū)在內(nèi)，該地區(qū)面積廣闊，中國(guó)45%左右的西瓜均產(chǎn)自此處；南方片區(qū)為長(zhǎng)江中下游地區(qū)，該區(qū)氣候適宜，中國(guó)30%的西瓜產(chǎn)自此處[2]。

為了提早西瓜上市時(shí)間，獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)地栽培技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于設(shè)施的不可移動(dòng)性，加上多年持續(xù)生產(chǎn)，設(shè)施內(nèi)部土壤長(zhǎng)期超負(fù)荷使用，土壤鹽漬化問(wèn)題日益嚴(yán)重，病蟲害加劇，西瓜枯萎病(Fusariumorysporum)[3]、根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)[4]大面積發(fā)生，連作障礙凸顯。連作障礙的主要表現(xiàn)有：植株大面積死亡，生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，植株龍頭不展，無(wú)果或小果，果實(shí)品質(zhì)劣化等。其中最為嚴(yán)重的是導(dǎo)致植株死亡的枯萎病，由尖孢鐮刀菌引起，多在伸蔓期及開花坐果期發(fā)病[5]。

連作障礙主要有3個(gè)原因：(1)土傳病蟲害。病原菌在重茬土壤中具有更好的繁殖條件，從植物根系分泌物和殘茬腐解物吸收營(yíng)養(yǎng)，數(shù)量不斷增加。病原拮抗菌受到惡劣環(huán)境的抑制，數(shù)量迅速減少，導(dǎo)致土傳病蟲害的爆發(fā)。土壤病害不僅與植株的抗性有關(guān)，還與土壤的種類有關(guān)，例如在酸性土壤上番茄青枯病的發(fā)病率高于中性和堿性土壤[6]。(2)土壤理化性狀劣化。保護(hù)地栽培施肥量巨大，加上常年覆蓋塑料膜，土壤得不到雨水淋洗，土壤次生鹽漬化加劇。農(nóng)藥化肥殘留導(dǎo)致土壤中的離子濃度升高，緩沖能力變?nèi)酰?pH下降，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)受到破壞，土壤板結(jié)。(3)自毒作用。植物根系在生長(zhǎng)過(guò)程中釋放出化感物質(zhì)，對(duì)下茬作物產(chǎn)生不利的影響。有研究表明茄果類、瓜類作物容易產(chǎn)生自毒作用[7]，例如茄子、番茄、黃瓜、西瓜和甜瓜等，但也有少數(shù)瓜類作物不容易產(chǎn)生自毒作用，例如絲瓜、南瓜和瓠瓜等。目前，已發(fā)現(xiàn)的自毒物質(zhì)有苯甲酸、肉桂酸和水楊酸等，這些物質(zhì)影響植株的離子、水分吸收及光合作用等，從而影響植株的正常生長(zhǎng)。

連作障礙產(chǎn)生原因錯(cuò)綜復(fù)雜，是作物-土壤系統(tǒng)內(nèi)部諸多因素綜合作用的結(jié)果，目前，沒(méi)有徹底根治的方法，可通過(guò)3大類措施減緩連作障礙：(1)合理輪作套作。例如大棚西瓜-水稻輪作，草莓-西瓜輪作，大蒜-西瓜套作等。(2)土壤改良。添加土壤有益微生物例如芽孢桿菌，提高土壤中有益微生物質(zhì)量分?jǐn)?shù)；撒施消石灰或石灰氮調(diào)節(jié)土壤pH；增施有機(jī)肥，保持較好的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)等。(3)選用抗病品種或者嫁接。目前，嫁接已成為解決連作障礙的一項(xiàng)方便可行的技術(shù)。

20世紀(jì)20年代，日本及朝鮮地區(qū)最先出現(xiàn)了蔬菜嫁接技術(shù)，主要用于解決西瓜連作障礙。后來(lái)逐漸應(yīng)用于其他瓜類和茄果類蔬菜的生產(chǎn)。50年代末期，蔬菜嫁接技術(shù)開始大面積的推廣應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，嫁接技術(shù)出現(xiàn)在中國(guó)，主要用于解決西瓜連作問(wèn)題[8]，10a之后西方國(guó)家才開始逐步引進(jìn)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，嫁接栽培技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在日本和韓國(guó)，90%的西瓜生產(chǎn)應(yīng)用的是嫁接苗；在美國(guó)，70%的番茄生產(chǎn)應(yīng)用的是嫁接苗[9]。隨著嫁接技術(shù)的普及，研究人員對(duì)植物嫁接過(guò)程中發(fā)生的一系列變化產(chǎn)生了興趣，各類研究層出不窮。作為一種特殊的植物-植物互作共生現(xiàn)象，嫁接后砧木與接穗是如何進(jìn)行細(xì)胞識(shí)別、物質(zhì)運(yùn)輸及信息傳遞，砧木與接穗是如何防御病毒侵染及調(diào)控開花結(jié)果的機(jī)制等等問(wèn)題引起了廣泛的討論[10]。

嫁接解決連作障礙的主要原因有3點(diǎn)：(1)砧木品種比接穗根系更強(qiáng)大，根系活力強(qiáng)，增強(qiáng)了養(yǎng)分吸收能力，提高植株的光合能力，這是砧木對(duì)接穗生長(zhǎng)影響的主要表現(xiàn)。(2)抗病品種砧木的木質(zhì)部比接穗的組織更厚，細(xì)胞結(jié)構(gòu)更強(qiáng)，增強(qiáng)了根系的抗病性。(3)接穗和砧木之間有遺傳物質(zhì)的交流，一些小分子mRNA從砧木轉(zhuǎn)移到接穗頂端，從而調(diào)控接穗的生長(zhǎng)發(fā)育，提高植株防御酶的活性。

本研究采用紅瓤中果型西瓜品種‘遷麗1號(hào)’為接穗，葫蘆和南瓜分別作為砧木，通過(guò)比較新茬與連作條件下植株的生長(zhǎng)狀況、生理生化指標(biāo)、土壤理化性狀及微生物質(zhì)量分?jǐn)?shù)等，全面分析葫蘆和南瓜2種不同類型的砧木對(duì)西瓜連作障礙消減的影響，初步探討不同類型砧木對(duì)連作障礙的消減機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗(yàn)分別于2017年和2018年春季在宿遷市運(yùn)河灣試驗(yàn)基地的日光溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。2017年春季的土地為新茬，2018年為去年種植過(guò)西瓜的連作土壤。

接穗品種為紅瓤中果型西瓜‘遷麗1號(hào)’；砧木品種為南瓜砧木‘思?jí)选?，葫蘆砧木‘甬砧’；以‘遷麗1號(hào)’、葫蘆、南瓜自根苗為對(duì)照。

選取飽滿整齊一致的砧木和接穗種子，經(jīng)過(guò)浸種催芽后，播種在穴盤中，晝夜溫度分別控制在25 ℃左右和15 ℃左右。待砧木出現(xiàn)第1片真葉時(shí)，接穗出現(xiàn)2片子葉時(shí)，采用劈接法進(jìn)行嫁接。前3 d進(jìn)行遮光保濕，之后逐漸通風(fēng)見光，成活后按照正常苗管理。

幼苗3葉1心時(shí)，挑選整齊的植株定植于鋼架大棚內(nèi)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，共15個(gè)小區(qū)，每小區(qū)10株，株距55 cm，爬蔓栽培，田間管理參照本地早春設(shè)施西瓜管理方法進(jìn)行。

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 植株生長(zhǎng)狀況 移栽2個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)蔓長(zhǎng)。地上部及地下部干物質(zhì)量：105 ℃烘干0.5 h后，80 ℃烘干2 h，稱取干質(zhì)量。葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)用手持式葉綠素測(cè)量?jī)xSPAD-502Plus測(cè)定。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.2 生理生化指標(biāo) 脫落酸(ABA)：樣品提取和測(cè)定采用Bollmark等[11]方法，酶聯(lián)免疫(ELISA)分析試劑盒由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司提供，參照Z(yǔ)hao等[12]方法進(jìn)行。超氧化物歧化酶(SOD)：采用氮藍(lán)四唑光化還原法測(cè)定。過(guò)氧化物酶(POD)采用愈創(chuàng)木酚法，測(cè)定方法參考《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》[13]?？扇苄缘鞍撞捎每捡R斯亮藍(lán)法測(cè)定。均測(cè)定3次。

1.2.3 土壤理化指標(biāo) 土壤電導(dǎo)率采用Mettler Toledo電導(dǎo)率儀SG3測(cè)定。土壤酸堿度采用Sartorius pH計(jì)PB-10測(cè)定。速效氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定。速效磷采用鉬銻抗比色法。速效鉀采用火焰光度法測(cè)定。均測(cè)定3次。

1.2.4 土壤微生物檢測(cè) 采用稀釋平板法， 28 ℃恒溫培養(yǎng)計(jì)數(shù)，每個(gè)稀釋度重復(fù)3次。細(xì)菌、真菌和放線菌的培養(yǎng)基分別為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬丁氏培養(yǎng)基及高氏1號(hào)培養(yǎng)基。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用IBM SPSS Statistics 22軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性及相關(guān)性分析，采用Microsoft Excel 2010繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株生長(zhǎng)狀況的變化

對(duì)比表1中西瓜自根苗在新茬與連作土壤上的生長(zhǎng)情況可知，遷麗的蔓長(zhǎng)、葉片數(shù)、干物質(zhì)量、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)第2年連作種植時(shí)均有所降低，其中地上部干物質(zhì)量、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)指標(biāo)差異顯著，說(shuō)明連作的確引起了西瓜植株長(zhǎng)勢(shì)的衰弱；經(jīng)過(guò)嫁接之后，植株生長(zhǎng)勢(shì)變化減緩，第2年連作種植的遷麗嫁接苗在蔓長(zhǎng)、葉片數(shù)、干物質(zhì)量、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等方面與新茬西瓜自根苗之間差異不顯著，說(shuō)明嫁接對(duì)消減連作障礙確實(shí)起到一定的作用。表1表明，在新茬栽培條件下，嫁接植株比自根苗的生長(zhǎng)勢(shì)更加旺盛，遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜嫁接株的各項(xiàng)指標(biāo)均值超過(guò)遷麗自根苗，但遷麗-葫蘆與自根苗之間總體上無(wú)顯著性差異，遷麗-南瓜嫁接苗的蔓長(zhǎng)、地下部干物質(zhì)量與遷麗-葫蘆、自根苗差異顯著，表明在新茬土壤中南瓜砧木的根系更為發(fā)達(dá)，具有更好的吸收能力。連作的遷麗-葫蘆與新茬的遷麗-葫蘆相比，葉片數(shù)和葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)呈顯著性差異；而連作的遷麗-南瓜與新茬的遷麗-南瓜相比，蔓長(zhǎng)、地下部干物質(zhì)量和葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)均大幅度下降，呈顯著性差異，這從另一方面印證了連作對(duì)瓜類產(chǎn)生的不良影響。遷麗-葫蘆與遷麗-南瓜相比，每組數(shù)據(jù)變化幅度不大，未出現(xiàn)極顯著差異，受到連作的影響較小，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

茬口Crops類型Types品種Variety蔓長(zhǎng)/cmVine length葉片數(shù)Number of blades地上部干物質(zhì)量/gPlant dry mass地下部干物質(zhì)量/gRoot dry mass葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/(mg/g)Chlorophyll mass fraction新茬 自根Self-root遷麗Qianli112.00±14.93 bcB19.67±1.53 abA395.01±68.28 aAB20.10±1.91 bcB4.86±1.12 abcABCNew crop嫁接 Grafting遷麗-葫蘆 Qianli-gourd130.67±5.03 bB21.00±2.65 aA410.87±32.13 aAB24.37±2.62 bB6.46±1.16 abAB遷麗-南瓜Qianli-squash176.67±15.82 aA20.67±2.08 aA414.72±57.07 aAB32.63±3.77 aA7.59±1.63 aA連作 自根Self-root遷麗Qianli102.67±7.02 cB18.00±2.00 abA281.66±19.30 bB16.18±2.69 cB2.57±1.05 dCContinuous嫁接 Grafting遷麗-葫蘆Qianli-gourd110.67±3.06 bcB17.00±1.00 bA371.90±47.96 abAB21.98±3.83 bB3.23±1.01 cdBC遷麗-南瓜Qianli-squash130.00±13.00 bB18.00±1.00 abA436.98±75.88 aA23.40±3.03 bB4.20±1.35 bcdABC

注：不同小寫字母表示0.05水平差異顯著，不同大寫字母表示0.01水平差異極顯著，下同。

Note:Different lowercase letters indicate significant differences in 0.05 levels,and different uppercase letters indicate extremely significant differences in 0.01 levels,the same below.

2.2 植株生理生化指標(biāo)的變化

脫落酸(ABA)是平衡植物內(nèi)源激素和有關(guān)生長(zhǎng)活性物質(zhì)代謝的關(guān)鍵因子，具有促進(jìn)植物水肥平衡和協(xié)調(diào)體內(nèi)代謝的能力，能夠有效調(diào)控植物的根冠比、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)。在不良環(huán)境下，植物體內(nèi)的ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)迅速增加，誘導(dǎo)酶的合成，增加植物的抗逆性。對(duì)比圖1-A和E可知，在新茬和連作2種栽培條件下，嫁接苗與自根苗葉片中的ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于根系。連作的植株葉片ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于新茬，根系A(chǔ)BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)除了遷麗-葫蘆外，自根苗和遷麗-南瓜嫁接苗也是均高于新茬。表明連作條件下，植物體內(nèi)的ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，通過(guò)與不同的激素協(xié)調(diào)互作，促進(jìn)蛋白表達(dá)提高蛋白活性，達(dá)到抗逆的目的。超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)作為植物體內(nèi)的保護(hù)酶，有清除活性氧和保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的作用。對(duì)比圖1-B和F可知，連作的遷麗自根苗中葉片和根系的SOD活性均低于新茬；連作的遷麗-葫蘆葉片和根系的SOD活性均高于新茬；連作的遷麗-南瓜的葉片SOD活性低于新茬，根系SOD活性高于新茬。對(duì)比自根苗和嫁接苗可知，在連作條件下，自根苗的葉片和根系SOD活性均低于嫁接苗。遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜的根系SOD活性與自根苗差異顯著，遷麗-葫蘆的葉片SOD活性與自根苗差異顯著。這一發(fā)現(xiàn)表明，與自根植株相比，嫁接株SOD活性更強(qiáng)，清除自由基的能力更強(qiáng)，活力更加持久，生存能力更強(qiáng)。

比較圖1-C和G可知，在新茬栽培條件下，嫁接株的葉片及根系POD活性均高于自根苗，差異顯著；在連作栽培條件下，無(wú)論嫁接苗還是自根苗，植株葉片及根系POD的活性均呈下降趨勢(shì)，嫁接苗與自根苗葉片的POD活性差異不顯著，但在根系中仍為極顯著差異。由此可知，連作會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)POD活性下降，植物清除體內(nèi)自由基的能力減弱，連作的植株將會(huì)比新茬的植株更快地走向衰亡。植物體內(nèi)的可溶性蛋白多為酶類，是細(xì)胞的重要成分，參與細(xì)胞的各種代謝，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)反映植物總代謝的能力?？扇苄缘鞍椎脑黾幽軌蛱岣呒?xì)胞的保水性，保護(hù)細(xì)胞的生命物質(zhì)及生物膜。由圖1-D和H可知，新茬的自根苗葉片與連作的自根苗相比，可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)幾乎無(wú)差異，根系可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降較多。新茬的遷麗-葫蘆葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于連作的遷麗-葫蘆，差異不顯著；根系可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于連作的遷麗-葫蘆，差異不顯著。新茬的遷麗-南瓜葉片可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于連作的遷麗-南瓜，差異顯著；根系可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于連作的遷麗-葫蘆，差異不顯著。從總體趨勢(shì)上看，新茬的植株中葉片及根系的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)略高于連作的植株。筆者發(fā)現(xiàn)，嫁接苗中葉片和根系中的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終高于同等條件下的自根苗，進(jìn)而可得出嫁接苗在生長(zhǎng)過(guò)程中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，有機(jī)物積累較多，有效減緩了植株衰老的結(jié)論。

圖上不同小寫字母代表差異顯著(P<0.05) Lowercase letters represent significant differences(P<0.05)；不同大寫字母代表差異極顯著(P<0.01) Uppercase letters represent significant differences(P<0.01).下圖同 The same below

圖1 植株生理指標(biāo)的變化
Fig.1 Changes of physiological indicators in plant

2.3 根際土壤理化性狀的變化

由圖2-A可知，連作導(dǎo)致葫蘆、南瓜、遷麗-南瓜根際土壤的pH降低，其中遷麗-南瓜pH降低最為明顯，達(dá)到極顯著水平；遷麗自根苗及遷麗-葫蘆嫁接苗pH則略有升高，但未達(dá)到顯著水平。據(jù)唐小付等[14]研究報(bào)道，設(shè)施土壤pH隨著設(shè)施種植年限的增加而逐漸降低，設(shè)施土壤出現(xiàn)酸化趨勢(shì)。本研究的觀察年限為連續(xù)2 a，僅有一處土壤出現(xiàn)差異顯著性變化。由圖2-B可知，連作土壤的電導(dǎo)率明顯高于新茬，5組數(shù)據(jù)均達(dá)到差異顯著水平。土壤電導(dǎo)率過(guò)高表明土壤中可溶性鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高，離子濃度高時(shí)會(huì)阻礙植物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，導(dǎo)致植株根系受損甚至死亡。

由圖2-C可知，連作土壤中的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍高于新茬土壤，其中葫蘆根際土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有降低，西瓜、南瓜根際土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有升高，總體差異不顯著；遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜根際土壤中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，差異極顯著。這一現(xiàn)象可能與試驗(yàn)后期施肥管理有極大關(guān)系。由圖2-D、E、F可知，土壤中速效氮、磷、鉀元素變化有所不同。5種處理的連作土壤中氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于新茬土壤，但未出現(xiàn)顯著差異；磷元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，南瓜根際土壤中略有降低，其他處理升高；鉀元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，西瓜自根苗、遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜根際土壤升高，葫蘆、南瓜低于新茬土壤。由此可以看出，葫蘆、南瓜根系吸收鉀的能力強(qiáng)于西瓜自根苗和嫁接苗。經(jīng)過(guò)嫁接換根之后，增強(qiáng)了西瓜植株對(duì)鉀元素的吸收，促進(jìn)植物的光合作用及碳水化合物代謝，使植物提高了水分利用率和抗性。

圖2 根際土壤理化性狀的變化Fig.2 Changes in physical and chemical properties of rhizosphere soil

2.4 嫁接后根際微生物的變化

目前，土壤微生物指標(biāo)被公認(rèn)為是土壤生態(tài)系統(tǒng)變化的預(yù)警及敏感指標(biāo)[15]，土壤微生物參與土壤有機(jī)質(zhì)的分解，對(duì)土壤的修復(fù)起著重要的作用[16-17]。由表2可知，連作引起了土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量下降。其中細(xì)菌總量遷麗自根苗由76.33×105cfu/g下降到20.00×105cfu/g，差異極顯著；葫蘆和南瓜分別由60.33×105cfu/g和57.67×105cfu/g下降到25.67×105cfu/g和44.00×105cfu/g，差異顯著；嫁接后，遷麗-葫蘆和遷麗-南瓜分別由38.67×105cfu/g、47.67×105cfu/g下降到 28.00×105cfu/g和38.00×105cfu/g，差異不顯著。真菌數(shù)量未出現(xiàn)極顯著差異，遷麗自根苗和遷麗-南瓜根際土壤真菌數(shù)量由24.33×104cfu/g和27.00×104cfu/g下降到10.67×104cfu/g和12.67×104cfu/g，差異顯著，其余組別無(wú)顯著差異。放線菌數(shù)量，最低為連作自根西瓜，僅有19.67×104cfu/g，與其他處理差異顯著。

表2 西瓜連作種植對(duì)土壤微生物多樣性的影響Table 2 Effect of continuous cropping of watermelon on soil microbial diversity

3 結(jié)論與討論

在目前的研究中，不同砧木嫁接西瓜導(dǎo)致植株在蔓長(zhǎng)、葉片數(shù)、干物質(zhì)量、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等產(chǎn)生顯著變化。本試驗(yàn)表明，遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜在連作條件下確實(shí)表現(xiàn)不盡相同。本試驗(yàn)不僅比較了西瓜自根苗在新茬與連作土壤中的表現(xiàn)，還對(duì)比了葫蘆、南瓜砧木自根苗及遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜嫁接苗在新茬與連作土壤中的表現(xiàn)，從而更全面地研究不同砧木對(duì)西瓜生長(zhǎng)的影響，進(jìn)一步揭示不同類型的砧木如何影響西瓜接穗生長(zhǎng)及提高西瓜抗病性。目前，相比葫蘆砧木，南瓜更為廣泛地被應(yīng)用于西瓜嫁接生產(chǎn)中[18]。

在新茬栽培條件下，嫁接植株比自根植株生長(zhǎng)勢(shì)更加旺盛，遷麗-葫蘆、遷麗-南瓜嫁接株的各項(xiàng)指標(biāo)均值均超過(guò)了遷麗自根苗，其中遷麗-葫蘆與自根苗之間各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著性差異，遷麗-南瓜嫁接苗蔓長(zhǎng)、地下部干質(zhì)量與遷麗-葫蘆、自根苗差異顯著，表明新茬的南瓜根系更為發(fā)達(dá)，具有更好的吸收能力。連作的遷麗-葫蘆與新茬的遷麗-葫蘆相比，葉片數(shù)、葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)具有顯著差異，連作的遷麗-南瓜的與新茬遷麗-南瓜相比，蔓長(zhǎng)、地下部干質(zhì)量和葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)均大幅度下降，差異顯著。遷麗-葫蘆與遷麗-南瓜相比，每組數(shù)據(jù)變化幅度不大，未出現(xiàn)極顯著差異。綜上所述，與新茬栽培相比，連作的遷麗-葫蘆有2組指標(biāo)受到了不良環(huán)境的影響，未出現(xiàn)極顯著差異；連作的遷麗-南瓜有3組指標(biāo)受到了影響，并且其中的2組指標(biāo)蔓長(zhǎng)和地下部干質(zhì)量出現(xiàn)極顯著差異。由此可以推斷，經(jīng)過(guò)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(qiáng)的穩(wěn)定性。

ABA被認(rèn)為是植物應(yīng)對(duì)逆境的主要調(diào)節(jié)激素[19]，本試驗(yàn)觀察到，連作的植物葉片ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于新茬的植物，連作的根系A(chǔ)BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)除了遷麗-葫蘆外，自根苗及遷麗-南瓜也是均高于新茬。無(wú)論在新茬還是連作條件下，遷麗-南瓜植株葉片及根系中ABA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于遷麗-葫蘆嫁接株。表明在連作條件下，植物體內(nèi)的ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，通過(guò)與不同的激素協(xié)調(diào)互作，促進(jìn)蛋白表達(dá)和提高蛋白活性，達(dá)到抗逆的目的。有研究[20]報(bào)道，在干旱條件下，ABA在根中產(chǎn)生并轉(zhuǎn)移到葉片中。本研究的數(shù)據(jù)同樣表明，連作條件刺激植物葉片中產(chǎn)生ABA，導(dǎo)致植物體內(nèi)ABA質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，抗逆性增強(qiáng)。

可溶性蛋白作為一種植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，起到保護(hù)細(xì)胞膜及提高植物細(xì)胞的保水性的目的，可溶性蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)體現(xiàn)了植物總代謝的水平[21]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連作的遷麗-葫蘆葉片可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)與新茬的遷麗-葫蘆相比有較小幅度的提高，但差異不顯著，根系可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，差異不顯著；連作的遷麗-南瓜葉片可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)比新茬的遷麗-南瓜少，差異顯著，根系可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有增加，差異不顯著?？傮w來(lái)看，遷麗-葫蘆的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化幅度小于遷麗-南瓜。

連作栽培中，土壤次生鹽漬化和酸化的問(wèn)題普遍存在[22]。本研究表明連作土壤的電導(dǎo)率明顯高于新茬土壤，5組數(shù)據(jù)均達(dá)到差異顯著水平。土壤電導(dǎo)率過(guò)高說(shuō)明土壤中的可溶性鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)高，高離子濃度阻礙了植物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，致使植株根系受損。連作還導(dǎo)致葫蘆、南瓜、遷麗-南瓜3種處理根際土壤pH降低，其中遷麗-南瓜的pH降低最為明顯，達(dá)到極顯著水平；遷麗自根苗及遷麗-葫蘆嫁接株pH則略有升高，未達(dá)到顯著水平。設(shè)施種植多年后，可能會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率增加，pH下降，出現(xiàn)更為嚴(yán)重的土壤問(wèn)題。

土壤微生物能夠促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，微生物的組成和數(shù)量反映了土壤的生物活性水平[23]。土壤微生物的組成和數(shù)量受到土壤養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、作物類型以及作物感病與否等理化及生態(tài)因素的影響[24]。本研究表明，同一種作物的連續(xù)種植，特別是自根西瓜，引起了土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量的降低。嫁接后，有效地減緩了這種趨勢(shì)，但是微生物質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍在減少。說(shuō)明連作之后由于大量施肥和植物根系分泌物等形成了特殊的土壤環(huán)境，導(dǎo)致有益微生物的生長(zhǎng)繁殖受到抑制，土壤的微生物區(qū)系發(fā)生變化，導(dǎo)致土傳病害嚴(yán)重。