西瓜-辣椒輪作體系A(chǔ)MF和PGPR防控線蟲的效果

姜海燕，李敏

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書館，山東 青島 266109；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)菌根生物技術(shù)研究所，山東 青島 266109）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年我國西瓜種植面積189.08萬公頃，山東省西瓜種植面積20.94萬公頃［1］。設(shè)施西瓜栽培面積迅速擴(kuò)大，連作障礙的發(fā)生為根結(jié)線蟲提供了適宜環(huán)境，已成為危害設(shè)施西瓜的重要因素，造成西瓜大幅減產(chǎn)［2］。種植前化學(xué)熏蒸土壤是防治西瓜等根結(jié)線蟲的主要方法，但易導(dǎo)致農(nóng)藥殘留量增加，使整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境遭到不同程度的破壞。因此，人們轉(zhuǎn)向開發(fā)化學(xué)熏蒸替代品防治蔬菜作物的根結(jié)線蟲。研究表明利用抗性辣椒品種作為輪作作物，能有效降低根結(jié)線蟲密度，防止該蟲發(fā)生，增加作物產(chǎn)量［3，4］。耐線蟲的砧木嫁接西瓜能有效降低西瓜線蟲病害的發(fā)生［5］。在根結(jié)線蟲與土壤其他生物相互作用的研究中發(fā)現(xiàn)一些土壤細(xì)菌和真菌具有寄生和拮抗線蟲的作用。例如，接種叢枝菌根真菌（AMF）和植物根圍促生細(xì)菌（PGPR）能有效降低根結(jié)線蟲的發(fā)病率［6-8］。李翔［9］研究發(fā)現(xiàn)西瓜-辣椒輪作體系下AMF和PGPR可防控線蟲。青州市和昌樂縣為山東省設(shè)施西瓜的主產(chǎn)區(qū)，于拱棚內(nèi)一年種植兩茬，早春以西瓜為主，秋季以辣椒為主，形成特有的大拱棚“春西瓜+秋辣椒”栽培模式。在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)進(jìn)一步研究大田西瓜-辣椒輪作模式下，接種AMF和PGPR對西瓜生長和根結(jié)線蟲的影響，旨在為AMF和PGPR在西瓜生產(chǎn)中的大面積應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

辣椒品種‘盛松’（壽光市城區(qū)蔬菜種子公司），較抗線蟲［10］；西瓜品種為‘寶威’（東方正大種子有限公司）；西瓜嫁接砧木‘青農(nóng)2號(hào)’（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)南瓜育種課題組提供），較耐根結(jié)線蟲。AMF菌劑為變形球囊霉（Glomus versiforme）；PGPR為熒光假單胞菌（Pseudomonas fluorescens）。

1.2 試驗(yàn)方法

2017年7—10月于山東省濰坊市青州譚坊鎮(zhèn)夾河村辣椒、西瓜設(shè)施主栽區(qū)進(jìn)行田間試驗(yàn)。共設(shè)4個(gè)處理：西瓜連作、輪作（前茬為辣椒）、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR。AMF菌劑于西瓜砧木播種時(shí)接種，接種量為100 mL／盤（1 mL菌劑約200個(gè)孢子）。西瓜嫁接苗定植后，采用灌根法接種PGPR，濃度為3×108cfu／mL，用量為每株10 mL。

7月15日，播種西瓜砧木種子于50目穴盤中，培養(yǎng)基質(zhì)為大田土和有機(jī)肥混合。7月21日播種西瓜，7月25日采用插接法嫁接，8月11日，將西瓜嫁接苗定植于大拱棚中，各處理重復(fù)3次，每重復(fù)約100株。株距50 cm，666.7m2栽培560株。9月8日起進(jìn)行人工授粉。10月19日，收獲并統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。

1.3 測定指標(biāo)及方法

葉綠素SPAD值采用SPAD-520葉綠素儀測定；西瓜糖度（可溶性固形物含量）用手持?jǐn)?shù)顯糖度計(jì)LH-B55測定；用2 m長鋼卷尺測定從莖基部至生長點(diǎn)的長度記為蔓長；用游標(biāo)卡尺測定莖基部莖粗；果實(shí)縱切或中部橫切用直尺測定縱徑和橫徑，果形指數(shù)＝果實(shí)橫徑／果實(shí)縱徑；葉片數(shù)為蔓上大于2 cm的所有葉片；取莖蔓中部的5片葉子用游標(biāo)卡尺測定葉片厚度；用游標(biāo)卡尺測定果實(shí)中部橫切面皮厚度記為果皮厚度。

線蟲病害狀況：植株發(fā)病情況分0～5級(jí)，按呂星光等［7］的方法測定。病情指數(shù)＝∑（各病級(jí)植株數(shù)×各病級(jí)代表值）／（調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)代表值）×100。采用Boiteux等［11］的方法計(jì)算根結(jié)指數(shù)和卵粒指數(shù)，其中，根結(jié)指數(shù)＝單株根結(jié)數(shù)／單株根鮮重；卵粒指數(shù)＝單株卵粒數(shù)／單株根鮮重。防治效果（%）＝（對照區(qū)根結(jié)指數(shù)-處理區(qū)根結(jié)指數(shù)）／對照區(qū)根結(jié)指數(shù)×100。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用DPS軟件進(jìn)行方差分析及差異顯著性檢驗(yàn)（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對西瓜植株生長的影響

輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理的蔓長、莖粗、葉片數(shù)、SPAD值和5片葉厚均高于連作地塊。其中對西瓜植株生長影響最大的為輪作+AMF+PGPR處理，各項(xiàng)生長指標(biāo)均顯著高于連作地塊；輪作+AMF的各項(xiàng)指標(biāo)均與輪作+AMF+PGPR差異不顯著（表1）。

表1 不同處理對西瓜生長的影響

2.2 不同處理對西瓜果實(shí)形態(tài)的影響

由表2可知，輪作+AMF+PGPR處理的西瓜果實(shí)縱徑顯著高于其它處理，各處理的果實(shí)縱徑為輪作+AMF+PGPR＞輪作+AMF＞輪作＞西瓜連作，且各處理之間差異均顯著。輪作+AMF果實(shí)橫徑顯著低于輪作+AMF+PGPR，但顯著高于輪作和連作地塊。所有處理的果形指數(shù)及皮厚間不存在顯著性差異。說明輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理顯著促進(jìn)西瓜果實(shí)膨大，但對果形等品質(zhì)影響較小。

表2 不同處理對西瓜果實(shí)形態(tài)的影響

2.3 不同處理對西瓜根結(jié)線蟲的影響

由表3可知，輪作+AMF+PGPR處理的病情指數(shù)、卵粒指數(shù)和根結(jié)指數(shù)均為最低，輪作+AMF處理次之，二者間差異顯著。輪作+AMF+PGPR處理的防效最高，達(dá)59.5%，效果最好。

表3 不同處理對西瓜根結(jié)線蟲的影響

2.4 不同處理對西瓜糖度的影響

由表4可以看出，輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理顯著提高西瓜果實(shí)的糖度。其中輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理果實(shí)中心糖含量顯著高于連作和輪作處理。輪作+AMF+PGPR處理顯著增加西瓜果實(shí)邊緣的含糖量，輪作+AMF處理雖提高邊緣糖含量但與輪作處理差異不顯著。輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理的果實(shí)胎座部位含糖量均與輪作差異不顯著，但顯著高于連作。

2.5 不同處理對西瓜產(chǎn)量的影響

輪作3個(gè)處理西瓜的平均單株產(chǎn)量和666.7m2產(chǎn)量均高于連作。輪作+AMF+PGPR平均單株產(chǎn)量為7.36 kg，666.7m2產(chǎn)量為4 381.60 kg，與連作相比增產(chǎn)31.3%，比輪作處理增產(chǎn)25.5%。輪作+AMF處理比連作增產(chǎn)20.8%。由此可見，AMF+PGPR促進(jìn)西瓜生長、提高產(chǎn)量的效果較好（表5）。

表4 不同處理對西瓜糖度的影響

表5 不同處理對西瓜產(chǎn)量的影響

3 討論與結(jié)論

輪作是防治蔬菜根結(jié)線蟲病等連作障礙的有效措施，抗根結(jié)線蟲辣椒能減輕與其輪作的黃瓜和葫蘆線蟲危害程度［3］。在番茄-黃瓜輪作時(shí)抗性番茄品種能極大降低土壤中根結(jié)線蟲2齡幼蟲和卵的密度，減輕黃瓜根結(jié)線蟲的危害［12］。本試驗(yàn)將西瓜-辣椒輪作、抗／耐線蟲品種、AMF+PGPR生物菌劑三者聯(lián)合，研究其協(xié)同作用，發(fā)現(xiàn)輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理的西瓜植株病情指數(shù)、根結(jié)指數(shù)和卵粒指數(shù)均顯著低于西瓜連作處理，尤其以輪作+AMF+PGPR處理對根結(jié)線蟲的防效最高，與溫室盆栽試驗(yàn)的結(jié)果［9］一致。

植物葉片葉綠素含量可以反映植物光合作用的強(qiáng)弱［13］。AMF、PGPR能有效促進(jìn)植物根系對水分和養(yǎng)分的吸收，提高葉綠素含量和光合速率，促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)［14］。本研究發(fā)現(xiàn)，輪作、輪作+AMF、輪作+AMF+PGPR處理可顯著促進(jìn)西瓜植株生長，提高葉片葉綠素含量，同時(shí)提高西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。

以西瓜-辣椒輪作一年兩熟為種植模式，在夏季土壤高溫消毒的基礎(chǔ)上，應(yīng)用耐線蟲西瓜砧木、抗線蟲辣椒品種，并結(jié)合使用抗線蟲的AMF+PGPR等微生物菌劑，克服了單一方法防治根結(jié)線蟲的局限性。通過利用PGPR和AMF的生物防治機(jī)制保護(hù)植物免受病害危害具有很大的應(yīng)用潛力［15］。