射頻處理與有機(jī)肥聯(lián)用對(duì)基質(zhì)連作西瓜枯萎病與產(chǎn)量品質(zhì)的影響

韓冰 金永奎 徐剛 高文瑞 孫艷軍 樊小雪

摘要：為了研究射頻處理技術(shù)與有機(jī)肥聯(lián)用對(duì)西瓜連作基質(zhì)枯萎病防控的效果。采用土壤射頻消毒系統(tǒng)對(duì)連作基質(zhì)進(jìn)行處理，并對(duì)處理前后基質(zhì)的理化性質(zhì)、土壤酶活性和枯萎病發(fā)病率進(jìn)行測(cè)定;在處理后的基質(zhì)中添加有機(jī)肥和生物肥料，通過田間試驗(yàn)，研究射頻處理和有機(jī)肥聯(lián)用對(duì)西瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)中細(xì)菌、真菌、放線菌、尖孢鐮刀菌數(shù)量分別比對(duì)照降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%;基質(zhì)的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全鉀含量與對(duì)照相比沒有顯著性差異，基質(zhì)的全碳和有機(jī)質(zhì)含量均比對(duì)照升高8.85%;基質(zhì)的蔗糖酶活性是對(duì)照的3.45倍，酸性磷酸酶活性與對(duì)照相比變化不大，脲酶活性比對(duì)照降低16.33%。射頻處理后，西瓜的株高、莖粗與對(duì)照相比差異不大，總產(chǎn)量和平均單果質(zhì)量較對(duì)照減少;射頻處理添加有機(jī)肥和生物肥后，西瓜株高、莖粗、果實(shí)總產(chǎn)量、個(gè)數(shù)和平均單果質(zhì)量均較對(duì)照顯著提高。射頻處理后西瓜果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量與對(duì)照相比沒有明顯差異，射頻處理添加有機(jī)肥和生物肥后果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量均增加。綜上所述，基質(zhì)射頻處理和有機(jī)肥、生物肥的聯(lián)合施用，可以有效防治枯萎病，促進(jìn)西瓜植株的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：射頻;西瓜;枯萎病;連作障礙

中圖分類號(hào)： S651.06;S436.5 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2021）14-0104-04

我國(guó)是世界上最大的西瓜生產(chǎn)國(guó)，2018年西瓜產(chǎn)量為6 153.7萬t，播種面積為151.79萬hm2，西瓜年產(chǎn)量占世界西瓜總產(chǎn)量的67%以上?？菸∈且环N由尖孢鐮刀菌引起的嚴(yán)重危害西瓜生產(chǎn)的土傳病害[1]，重茬地發(fā)病率可達(dá)30%，嚴(yán)重地塊發(fā)病率達(dá)80%，常造成大幅減產(chǎn)，甚至絕收[2]。目前生產(chǎn)上除砧木嫁接外，常通過降低土壤中病原菌數(shù)量來防控和減緩西瓜枯萎病的發(fā)生[3-4]。目前針對(duì)西瓜枯萎病的防控常采用物理、化學(xué)和生物3種方式對(duì)土壤進(jìn)行處理，針對(duì)連作障礙不嚴(yán)重的土壤可以采用生物手段進(jìn)行處理，但對(duì)發(fā)病嚴(yán)重的地塊，單純的生物手段效果甚微，有時(shí)甚至沒有防治效果[5];采用化學(xué)手段進(jìn)行處理雖有比較好的處理效果，但操作方式復(fù)雜、處理成本較高，且大多存在嚴(yán)重污染;物理處理常用的熱水、太陽能、蒸汽、微波及火焰處理，存在價(jià)格高、效率低的問題，推廣困難。射頻（300 kHz～300 MHz電磁波）處理具有熱效應(yīng)和生物效應(yīng)的雙重殺菌、滅蟲作用[6]，利用射頻技術(shù)對(duì)土壤進(jìn)行消毒處理，可以有效殺滅土壤中的病原菌、有害生物及微生物等，效率高、零污染、操作簡(jiǎn)單快捷。然而，射頻處理和其他土壤處理方法一樣，處理過程在直接殺滅土傳病原菌的同時(shí)，也破壞了土壤中有益微生物類群，改變微生物群落結(jié)構(gòu)，可能影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。目前，生產(chǎn)中常采用對(duì)連作土壤進(jìn)行預(yù)處理和微生物有機(jī)肥聯(lián)用的方法進(jìn)行土壤連作障礙防控[7-8]，從而緩解土壤預(yù)處理對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的可能影響。本研究采用土壤射頻消毒系統(tǒng)對(duì)連續(xù)種植8茬瓜類蔬菜，上茬枯萎病發(fā)病率在50%以上的基質(zhì)進(jìn)行射頻處理，并在處理后的基質(zhì)中添加有機(jī)肥和生物肥料，通過田間試驗(yàn)，明確射頻處理和微生物有機(jī)肥聯(lián)用對(duì)西瓜枯萎病的防控效果，以及對(duì)西瓜生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為射頻處理技術(shù)在生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2019年3—6月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合動(dòng)物科學(xué)基地大棚內(nèi)進(jìn)行?；|(zhì)為已連續(xù)種植8茬瓜類蔬菜，上茬枯萎病發(fā)病率在50%以上的木薯渣、泥炭、蛭石復(fù)配基質(zhì);供試普通有機(jī)肥由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合動(dòng)物科學(xué)基地堆肥場(chǎng)提供，發(fā)酵原料為稻草和豬糞，基本理化性狀：有機(jī)質(zhì)含量 304.8 g/kg，總氮含量28.2 g/kg，總磷含量 22.7 g/kg，總鉀含量4.8 g/kg，水分含量287 g/kg。供試微生物有機(jī)肥華裕富土Ⅲ號(hào)由邯鄲市華裕肥業(yè)有限公司提供，其養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)含量≥ 45%，N+P2O5+K2O≥6%，氨基酸含量≥15%，高活性生物炭含量≥15%，黃腐酸鉀含量≥5%，有效活菌數(shù)≥3億/g。

供試西瓜品種為蘇夢(mèng)6號(hào)，購自江蘇省江蔬種苗科技有限公司。采用栽培槽進(jìn)行基質(zhì)栽培，每個(gè)栽培槽長(zhǎng)3.5 m、寬0.8 m、深0.3 m，株距40 cm，每槽2行，共16株。西瓜在3月20日播種育苗，4月16日定植，6月10日開始采收，7月16日采收完畢。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所設(shè)計(jì)的土壤射頻消毒系統(tǒng)[9]處理基質(zhì)，將槽中的基質(zhì)裝袋取回，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理，利用射頻處理的熱效應(yīng)使基質(zhì)溫度由室溫升至65 ℃，約用時(shí) 20 min，之后裝袋填回栽培槽，并在槽內(nèi)鋪設(shè)新的塑料布用于隔絕土壤。

共設(shè)4個(gè)處理：對(duì)照（CK）、射頻處理（S）、射頻處理+有機(jī)肥（SF）、射頻處理+有機(jī)肥+生物肥（SF+）。每處理3次重復(fù)，采用隨機(jī)排列。每個(gè)處理均施用650 g三元復(fù)合肥和70 g尿素，SF再施用有機(jī)肥9 kg，SF+再施用有機(jī)肥9 kg和生物肥 600 g;西瓜坐果后每株追施復(fù)合肥25 g，尿素20 g，之后不再追肥。正常田間水分和病蟲害防治管理。

1.3 測(cè)定方法

基質(zhì)培養(yǎng)細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量測(cè)定采用稀釋平板法[10]，尖孢鐮刀菌數(shù)量測(cè)定采用komada選擇性培養(yǎng)基法[11];基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定參照鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》[12]：土壤pH值（水土質(zhì)量比 2.5 ∶ 1）采用pH計(jì)測(cè)定，電導(dǎo)率EC（水土比5 ∶ 1）采用電導(dǎo)率儀測(cè)定，有機(jī)質(zhì)和全碳含量使用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，全氮含量采用半微量凱氏定氮法測(cè)定，全磷含量采用釩鉬黃比色法測(cè)定，全鉀含量采用火焰光度法測(cè)定。采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定土壤蔗糖酶活性;采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定土壤酸性磷酸酶活性;采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)土壤脲酶活性[13]。

自定植后22 d枯萎病開始發(fā)病，至5月20日病情不再繼續(xù)發(fā)展為止，每周統(tǒng)計(jì)發(fā)病率和病情指數(shù)。西瓜枯萎病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[14]：0級(jí)，植株生長(zhǎng)正常;1級(jí)，植株出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象;2級(jí)，植株1/2以上葉片和莖部出現(xiàn)枯萎;3級(jí)，植株2/3以上葉片和莖部出現(xiàn)枯萎;4級(jí)，植株枯萎死亡。發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)×100%。

測(cè)量植株從子葉到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度記為株高;植株與子葉展開方向平行的子葉節(jié)的莖粗度記為莖粗。在西瓜成熟時(shí)，統(tǒng)計(jì)每小區(qū)250 g以上瓜的個(gè)數(shù)和總產(chǎn)量，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取具有代表性的8個(gè)瓜帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)蒸餾水洗滌后，使用手持式折光儀測(cè)定含糖量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和方差分析。不同處理平均值用Duncans法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 射頻處理對(duì)基質(zhì)中微生物數(shù)量的影響

由表1可知，采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)中細(xì)菌、真菌、放線菌、尖孢鐮刀菌數(shù)量分別比處理前降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%。說明射頻處理可以有效消除基質(zhì)中的各種微生物。

2.2 射頻處理對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)和基質(zhì)酶活性的影響

由表2可知，采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)的pH值、EC值、全氮含量、全鉀含量、全磷含量與對(duì)照相比沒有顯著性差異。而基質(zhì)的全碳和有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照相比均顯著升高8.85%（P<0.05）。

由表3可知，采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)的蔗糖酶活性是對(duì)照的3.45倍，酸性磷酸酶活性與對(duì)照相比變化不大，脲酶活性比對(duì)照降低16.33%。

2.3 不同處理對(duì)西瓜枯萎病發(fā)病率的影響

由表4可知，西瓜定植后20 d，對(duì)照開始發(fā)病，而采用射頻技術(shù)處理的基質(zhì)，西瓜枯萎病未發(fā)病;定植后30 d，各處理枯萎病發(fā)病率與對(duì)照相比有顯著差異，S、SF和SF+這3個(gè)處理發(fā)病率比對(duì)照分別顯著降低8.34、14.59、12.50百分點(diǎn)（P<0.05）。定植后40 d，各處理西瓜枯萎病發(fā)病率明顯上升，CK處理發(fā)病率最高，達(dá)到45.83%，而S、SF和 SF+處理發(fā)病率分別為33.33%、22.92%和20.83%。

2.4 不同處理對(duì)西瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

由表5可知， 西瓜定植后30、60 d， CK與S處理株高和莖粗沒有明顯差異，而定植30 d后，SF處理的株高和莖粗比CK分別增加6.78%和6.97%，SF+處理株高和莖粗比CK分別增加14.60%和8.77%;定植60 d后，SF處理的株高和莖粗比CK分別增加9.21%和17.30%，SF+處理株高和莖粗比CK分別增加10.19%和18.03%。S處理與CK相比總產(chǎn)量和平均單果質(zhì)量分別降低7.69%和27.39%，個(gè)數(shù)增加26.38%;SF和SF+處理西瓜總產(chǎn)量、個(gè)數(shù)、平均單果質(zhì)量與CK相比有顯著增加，其中SF處理總產(chǎn)量、個(gè)數(shù)、平均單果質(zhì)量與CK相比分別提高68.59%、36.97%和24.66%，SF+處理總產(chǎn)量、個(gè)數(shù)、平均單果質(zhì)量與CK相比分別提高104.91%、42.18%和47.95%。

2.5 不同處理對(duì)西瓜果實(shí)大小和含糖量的影響

由表6可知，CK與S處理西瓜果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量沒有明顯差異;SF處理的果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量比CK分別增加12.61%、13.44%、7.57%和5.99%;SF+處理的果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量比CK分別增加19.96%、19.24%、6.17%和3.86%。

3 結(jié)論與討論

由于設(shè)施西瓜生產(chǎn)中連年重茬種植導(dǎo)致枯萎病發(fā)生嚴(yán)重，有效防治西瓜枯萎病己經(jīng)成為西瓜生產(chǎn)中亟待解決的問題。西瓜枯萎病是土傳病害，采用物理[15]、化學(xué)[16]和生物[17]處理的方法對(duì)土壤和基質(zhì)進(jìn)行處理，可以有效地降低土壤中病原菌的數(shù)量，從而有效減輕西瓜枯萎病的發(fā)生。利用射頻技術(shù)的熱效應(yīng)對(duì)重茬基質(zhì)進(jìn)行處理，可以作為基質(zhì)物理處理技術(shù)的一種有效殺滅基質(zhì)中各種害蟲和有害微生物。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)中細(xì)菌、真菌、放線菌、尖孢鐮刀菌數(shù)量分別比處理前降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%，說明射頻處理對(duì)基質(zhì)有很好的殺菌作用。采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全鉀含量與對(duì)照相比沒有顯著性差異，全碳和有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照相比均顯著升高8.85%，說明射頻處理對(duì)基質(zhì)的理化性質(zhì)影響不大，保證了處理前后基質(zhì)理化性質(zhì)的穩(wěn)定。土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶是土壤中與氮、磷和碳循環(huán)相關(guān)的3種酶，其活性高低對(duì)土壤氮、磷、碳轉(zhuǎn)化及其有效性有直接影響[18]。采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理后，基質(zhì)的蔗糖酶活性是對(duì)照的3.45倍，酸性磷酸酶活性與對(duì)照相比變化不大，脲酶活性比對(duì)照降低16.33%。蔗糖酶參與土壤有機(jī)碳循環(huán)，其活性高低關(guān)系到土壤的熟化程度和肥力水平，對(duì)增加土壤中可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起到重要作用，是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)之一[19]。射頻處理后基質(zhì)的蔗糖酶活性增加，說明肥力水平增加，這與射頻處理后基質(zhì)全碳和有機(jī)質(zhì)含量增加的結(jié)果是相對(duì)應(yīng)的。脲酶可以將酰胺態(tài)有機(jī)氮化物水解轉(zhuǎn)化為能被植物直接吸收利用的無機(jī)態(tài)氮化物，其活性大小能夠代表土壤氮供應(yīng)能力的大小[20]。射頻處理后基質(zhì)脲酶活性降低，說明基質(zhì)氮供應(yīng)能力減弱，在后續(xù)栽培中需要加強(qiáng)基質(zhì)中氮元素的補(bǔ)充。綜上所述，射頻處理可以對(duì)基質(zhì)有很好的殺菌作用，同時(shí)對(duì)基質(zhì)理化性質(zhì)影響不大，對(duì)基質(zhì)脲酶的活性有一定影響，可通過后期肥料的增施進(jìn)行改善。

連作基質(zhì)質(zhì)量下降，種植作物產(chǎn)量減少，往往是由于基質(zhì)中病原菌繁殖過度、有害和有益微生物發(fā)生種群結(jié)構(gòu)失衡所導(dǎo)致的。本研究采用射頻技術(shù)對(duì)基質(zhì)進(jìn)行處理，在有效殺滅病原菌的同時(shí)，也減少了基質(zhì)中有益微生物的數(shù)量，因此射頻處理后，雖然枯萎病發(fā)病率降低，但西瓜的株高和莖粗與對(duì)照相比差異不大，總產(chǎn)量和平均單果質(zhì)量較對(duì)照減少。這可能是因?yàn)樘幚砗箅m然枯萎病發(fā)病率降低，但射頻處理造成基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分改變，進(jìn)而影響了西瓜植株的生長(zhǎng)。增施有機(jī)肥和生物肥后可以顯著促進(jìn)西瓜生長(zhǎng)，使其株高和莖粗顯著高于對(duì)照。添加有機(jī)肥和生物肥后果實(shí)總產(chǎn)量、個(gè)數(shù)和平均單果質(zhì)量均較對(duì)照顯著提高，射頻處理后西瓜果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量沒有明顯差異，說明射頻處理不會(huì)影響西瓜的品質(zhì);添加有機(jī)肥和生物肥后果實(shí)橫徑、縱徑、中心糖和邊糖含量均增加，說明基質(zhì)射頻處理和有機(jī)肥、生物肥的聯(lián)合施用，可以有效防治枯萎病，促進(jìn)植株的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

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