不同深度土壤肥力指標(biāo)與黃瓜根結(jié)線蟲病相關(guān)性分析

王宏寶 曹凱歌 毛佳 吳險平 趙桂東

摘要：【目的】了解設(shè)施黃瓜根結(jié)線蟲病與不同深度土壤肥力指標(biāo)相關(guān)性，為采用肥水管理等措施協(xié)同防控線蟲病害提供參考?！痉椒ā勘驹囼?yàn)通過測定設(shè)施黃瓜田中不同時期0～30cm土層中pH值、速效氮、速效鉀、全磷、全氮、有機(jī)質(zhì)6個指標(biāo)，研究黃瓜根結(jié)線蟲病害與不同土層間土壤肥力指標(biāo)變化的相關(guān)性?！窘Y(jié)果】在定植128、188、218d的3個時期，上層土速效氮、速效鉀、全氮變化指標(biāo)高于中下層土，指標(biāo)差異達(dá)顯著水平。相關(guān)性分析顯示，土壤中全磷、速效鉀、速效氮、pH的變化在不同土層中的相關(guān)性高，而土壤全氮變化在不同土層間的相關(guān)-性低。土壤全磷變化顯示，上中下各土層全磷變化與黃瓜病指呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.842、-0.854、-0.869。土壤速效氮變化顯示，上層土與黃瓜病指呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.562。土壤速效鉀、pH值、有機(jī)質(zhì)變化顯示，上層土3種肥力指標(biāo)變化與黃瓜病指相關(guān)性低。【結(jié)論】土壤上中下各土層全磷含量變化和土壤中土層全氮含量變化2個肥力指標(biāo)，與黃瓜根結(jié)線蟲病情指數(shù)相關(guān)性高，達(dá)顯著差異，土壤全磷和全氮含量變化對于指導(dǎo)黃瓜根結(jié)線蟲病綜合防控有一定參考價值。

關(guān)鍵詞：土壤肥力;根結(jié)線蟲;設(shè)施黃瓜

中圖分類號：S435文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-0384（2019）10-1197-06

0引言

【研究意義】南方根結(jié)線蟲Meloidogyne inco-gnita是為害嚴(yán)重的植物病原線蟲之一，在世界各地廣泛分布，可寄生于3000多種植物，尤以茄科、葫蘆科和十字花科等植物受害嚴(yán)重。據(jù)估計，在全世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年因各類災(zāi)害造成的總損失中，根結(jié)線蟲的危害約占到5%，損失達(dá)500億美元。黃瓜是我國重要蔬菜種類，近年來隨著日光溫室黃瓜栽培面積的逐步擴(kuò)大和復(fù)種指數(shù)的提高，根結(jié)線蟲危害日趨嚴(yán)重，并已成為黃瓜生產(chǎn)中的主要障礙，一般為害造成減產(chǎn)20%～30%，嚴(yán)重的達(dá)70%以上，甚至絕收。關(guān)于設(shè)施黃瓜根結(jié)線蟲病與不同深度土壤肥力指標(biāo)相關(guān)性關(guān)系，現(xiàn)有文獻(xiàn)報道較少，研究黃瓜根結(jié)線蟲病害與土壤肥力相關(guān)指標(biāo)變化關(guān)系對于通過肥水管理等措施協(xié)同防控線蟲病害有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增產(chǎn)增收的重要手段，但是由于對農(nóng)田土壤的過度擾動，對土壤線蟲群落結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生了影響，使土壤中線蟲數(shù)量下降;但另一方面，施肥也人為增加了土壤中有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤孔隙度，增加土壤中氧含量，顯著改善土壤質(zhì)量，使線蟲的食物來源及生存環(huán)境得到改善，因此施肥對土壤線蟲的影響并不是單一的促進(jìn)或抑制作用。梁文舉等對下遼河平原稻田土壤的研究表明，施肥能夠顯著降低土壤線蟲的數(shù)量;而胡誠等的研究則認(rèn)為施用化肥后土壤線蟲數(shù)量下降，施用有機(jī)肥則可顯著增加土壤線蟲數(shù)量;劉艷軍對溫室土壤研究也證明了大量施用有機(jī)肥能夠顯著增加土壤線蟲群落數(shù)量?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】關(guān)于土壤肥力變化與病害相關(guān)性研究并不多見，束慶龍等報道土壤中有機(jī)質(zhì)、速效磷與病情呈負(fù)相關(guān)，指出土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷等因素對病情貢獻(xiàn)較大，認(rèn)為土壤肥力因素是其中最主要的誘病因子。根結(jié)線蟲作為土壤線蟲中植物寄生線蟲重要組成部分，在土傳病害傳播危害中扮演重要角色，以往學(xué)者多是從土壤線蟲（自由生活線蟲）方面研究線蟲消長與土壤肥力關(guān)系，而對于黃瓜土壤肥力變化與根結(jié)線蟲發(fā)生危害關(guān)系報道較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究擬分析黃瓜不同時期根結(jié)線蟲危害情況與土壤肥力指標(biāo)變化值之間的相關(guān)性，以期了解設(shè)施黃瓜全生育期肥力變化水平和線蟲危害的相關(guān)陛，為線蟲綜合防控和土壤施肥提供技術(shù)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選擇在淮安丁集鎮(zhèn)設(shè)施大棚黃瓜田。黃瓜于2017年10月30日定植在大棚里，試驗(yàn)地采用本地常規(guī)水肥管理，耕作方式為一年一季種植黃瓜（即每年10月份到翌年的7月）。

1.2試驗(yàn)作物與病害對象

試驗(yàn)作物為黃瓜，品種為津研35，砧木為黑籽南瓜。研究病害對象為黃瓜根結(jié)線蟲病。

1.3土壤取樣與理化指標(biāo)測定

按照“z”型隨機(jī)選取五點(diǎn)采集0～30cm土層樣本，分上中下3個土層分別取樣。土樣帶回實(shí)驗(yàn)室自然陰干后過篩，分裝，送檢測定。測定試驗(yàn)重復(fù)3次。取樣時間在定植時（0個月）和定植后的38、68、128、188、218d采樣取土。土壤有機(jī)質(zhì)采用重絡(luò)酸鉀容量法;全氮采用凱氏定氮法;全磷采用鉬銻抗比色法;速效鉀采用火焰光度法;速效氮采用擴(kuò)散法;pH采用pH計測定。

1.4砧木嫁接黃瓜線蟲病害診斷分級方法

病害級別診斷方法采用“根畸變百分率法”劃分砧木嫁接黃瓜根結(jié)線蟲病害嚴(yán)重度等級UH;具體分級方法如下所示。0級：所有根系均無根結(jié)和腫脹部位;1級：0%<受根結(jié)線蟲危害根腫脹部位或根結(jié)<10%;2級：10%≤受根結(jié)線蟲危害根腫脹部位或根結(jié)<25%;3級：25%≤受根結(jié)線蟲危害根腫脹部位或根結(jié)<50%;4級：50%≤受根結(jié)線蟲危害根腫脹部位或根結(jié)<75%;5級：75%≤受根結(jié)線蟲危害根腫脹部位或根結(jié)≤100%。病情指數(shù)=[∑（各病級植株數(shù)×病級數(shù)值）/（調(diào)查總植株數(shù)×最高病級數(shù)）]×100;不同時期分別選取15株黃瓜（每5株為1個重復(fù)），觀察根結(jié)發(fā)生情況并統(tǒng)計病情指數(shù)。

1.5數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖表采用Excel處理，應(yīng)用SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性與相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同深度土壤肥力含量測定

不同土層不同時期pH值指標(biāo)變化情況顯示（圖1），不同土層pH值表現(xiàn)為先降后升，在定植期，末期高于定植后38、68、128d 3個時期，全生育期pH值為6.44～7.67，上層土pH除定植外的5個時期與下土層pH值差異顯著。pH在定植時上層土顯著高于中層土，略低于下層土;隨后在38、68d上層土pH高于中下層土，與下層土差異顯著;在128d時，上層土pH與中下層土相比數(shù)值最低，達(dá)顯著水平;在218d時，上層土pH值顯著低于中下層土。不同土層不同時期土壤中速效氮變化情況顯示（圖2），總體在15.05～139.07mg.kg，表現(xiàn)為全生育期呈下降趨勢，在定植期最高，后期逐漸下降，定植時上層土速效氮含量顯著均低于中下層土，在定植38d、68d比下層土分別高出5.69%和8.59%，達(dá)顯著水平;在定植128、188、218d的3個時期，上層土速效氮含量在P0.05水平上顯著高于中下層土，達(dá)顯著水平。不同土層不同時期土壤速效鉀變化情況顯示（圖3），全生育期土壤速效鉀含量在48.10～505.11mg·kg，下層土速效鉀含量均低于中上層土;上層土速效鉀含量在128、188、218d顯著高于中下層土。不同土層不同時期土壤中全磷含量變化情況顯示（圖4），總體在1.30～2.23g.kg，上層土與中下層土全磷含量變化拐點(diǎn)出現(xiàn)定植68d，68d前中下層土全磷變化高于上層土，定植68d后各土層全磷含量先升后降，上土層含量變化同比中下土層全磷下降緩慢，上土層全磷含量在定植188d和218d顯著高于中下層土。不同土層不同時期土壤全氮變化情況顯示（圖5），全生育期為0.24～0.35。全氮含量也是在68d出現(xiàn)拐點(diǎn)，定植38d上層土含量低于中層土含量、高于下層土含量，68d后上層土含量高于中下層，在p0.05水平上差異顯著。不同土層不同時期有機(jī)質(zhì)含量變化情況顯示（圖6），不同土層變化較為一致，均在68d出現(xiàn)高峰，其他時期變化平穩(wěn)。除在定植期和定植38d上層土有機(jī)質(zhì)含量與中下層土相比，未達(dá)到最高值外。在其他4個時期上中下土層含量比較顯示，上層土有機(jī)質(zhì)含量最高，中層次之，下層土最低。如在68、128、188、218d的4個時期，上層土壤有機(jī)質(zhì)含量均高于中下層土。

2.2設(shè)施黃瓜病情指數(shù)變化情況

研究發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)田內(nèi)病情指數(shù)整體呈現(xiàn)上升趨勢（圖7），試驗(yàn)在定植后68d內(nèi)，調(diào)查根部無根結(jié)發(fā)生，病情指數(shù)為0;128d后調(diào)查根部有根結(jié)產(chǎn)生，病情指數(shù)為20，之后在188d和218d調(diào)查時，病情指數(shù)逐漸升高。

2.3不同土層土壤肥力指標(biāo)與黃瓜病情指數(shù)相關(guān)性分析

不同土層土壤肥力指標(biāo)與黃瓜病情指數(shù)相關(guān)性分析見表1、2。全氮含量上層土與中下層土相關(guān)性低。中層土含氮與病情指數(shù)達(dá)顯著負(fù)相關(guān)，其他土層與病情指數(shù)相關(guān)性低，不顯著。全磷含量上層土與中層土呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.963，與下層土呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.862，與病指在p0.05水平上呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.842;中層土、下層土全磷含量與病指也分別呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.854和-0.869。土壤速效鉀上層土與中下層土呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.985、0.978，與病指呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.354。土壤速效氮含量上層土與中層土呈顯著正相關(guān)，為0.844，與下層土呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.960，與病指呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.562。土壤pH值變化中顯示，從定植到收獲期pH值有所升高，上層土與中下層土呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.822、0.884，與病指相關(guān)性差。有機(jī)質(zhì)變化分析顯示，上層土與中下層土相關(guān)性高，相關(guān)系數(shù)分別為0.911和0.739，與病指相關(guān)性低，相關(guān)系數(shù)僅為0.253。

3討論與結(jié)論

土壤營養(yǎng)物質(zhì)反映了土壤對植物根系供應(yīng)養(yǎng)分的潛在能力，是構(gòu)成土壤肥力的重要方面之一。相關(guān)性分析顯示，全磷、速效鉀、速效氮、pH在不同土層中變化規(guī)律相關(guān)性高，而黃瓜不同生育時期土壤全氮含量變化中不同土層指標(biāo)值相關(guān)性低，分析認(rèn)為，全氮在整個生育期與不同土層含量波動較大有關(guān)。全氮變化中的中層土與黃瓜根結(jié)線蟲病害指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，為-0.896，其他土層相關(guān)性低;同時，全磷、速效鉀、速效氮不同土層分析顯示，上層土肥力指標(biāo)變化與黃瓜病情指數(shù)也呈負(fù)相關(guān)。分析認(rèn)為，隨著根結(jié)線蟲病害嚴(yán)重發(fā)生土壤肥力下降明顯，可能的原因是植物受到線蟲危害，發(fā)病早期對肥水代謝吸收多從而導(dǎo)致土壤中出現(xiàn)缺肥現(xiàn)象。然而，從生產(chǎn)實(shí)際來看，對于發(fā)生病害的植株來講，植株吸收的營養(yǎng)并未完全在產(chǎn)量上得到體現(xiàn)。分析認(rèn)為，部分營養(yǎng)物質(zhì)可能以營養(yǎng)包、巨細(xì)胞等形式在根部大面積結(jié)塊成根結(jié)，以便于將植物營養(yǎng)儲存起來供線蟲生長發(fā)育。另外，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，全磷、全氮、速效氮、速效磷變化中，在定植128、188、218d的3個時期上層土含量均高于中下層，分析認(rèn)為這3個時期正是線蟲入侵、定植、擴(kuò)增時期，植株受到線蟲危害，根系周圍營養(yǎng)物未能完全被植株吸收，根系所吸收土壤中下層的營養(yǎng)成分向植株莖、葉、果實(shí)等傳導(dǎo)能力有限，除部分營養(yǎng)被植株吸收代謝外，另一部分營養(yǎng)主要集中在上層土根組織附近形成大面積根瘤所致。后期根瘤腐爛解體后，伴隨根圍附近微生物活動增強(qiáng)、根組織營養(yǎng)物外滲，反而出現(xiàn)上層土所測含量高于中下層土的現(xiàn)象。在定植后68d的4個時期觀察發(fā)現(xiàn)，上層土中有機(jī)質(zhì)含量高于中下層，分析認(rèn)為可能與該時期線蟲發(fā)生高危期有關(guān)。另外，試驗(yàn)田內(nèi)病情指數(shù)呈現(xiàn)整體上升趨勢，這與Huang等的試驗(yàn)結(jié)果相似，分析認(rèn)為這與試驗(yàn)前期土壤中存有線蟲有著直接關(guān)系;另外隨著后期氣溫逐漸變暖，適宜的土壤溫、濕度更有利于根結(jié)線蟲存活、孵化和增殖。有研究指出，當(dāng)田間溫度處于22～28℃時，南方根結(jié)線蟲侵染能力明顯增強(qiáng)，且侵染3d后即可表現(xiàn)明顯癥狀。

本試驗(yàn)從土壤各個肥力指標(biāo)和黃瓜病情指數(shù)相關(guān)性上進(jìn)行了分析，明確了不同土層肥力指標(biāo)與黃瓜根結(jié)線蟲病病情指數(shù)相關(guān)性，該研究對于通過施肥等措施協(xié)同防控線蟲病害有一定參考價值。然而，土壤肥力指標(biāo)變化與植物線蟲病害的影響是直接作用還是間接作用，以及這種發(fā)病機(jī)制是否與土壤中不同營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化吸收有關(guān)，尚需進(jìn)一步研究。