土壤熏蒸與水肥菌/藥一體化技術(shù)聯(lián)用防控設(shè)施番茄病害

楊 柳，周清華，王東歧，郭榮君，付宏陽，張文秀，葛蓓孛，李世東

（1. 十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，十堰 442000；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京100193）

大棚蔬菜的發(fā)展突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)受外界環(huán)境和農(nóng)業(yè)資源的限制，解決了季節(jié)性蔬菜生產(chǎn)供應(yīng)短缺的矛盾[1]。然而隨著集約化種植和高附加值作物連茬種植，毀滅性土傳病害如枯萎病、根腐病、青枯病及根結(jié)線蟲病等發(fā)生嚴(yán)重，病原物在土壤中繁殖擴(kuò)增，導(dǎo)致土壤生物多樣性及生態(tài)功能失衡，耕地質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。土壤熏蒸消毒是將土壤熏蒸劑通過專業(yè)施藥設(shè)備施用于土壤中并覆蓋專用塑料薄膜，在人為密閉空間中產(chǎn)生具有殺蟲、殺菌或除草等作用的氣體，達(dá)到防治土傳病、蟲、草等危害的一種土壤處理技術(shù)[3]。作為綜合防治技術(shù)體系中一項(xiàng)重要措施，用熏蒸劑進(jìn)行土壤消毒在國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于果樹、草莓、草坪、蔬菜和觀賞植物上[4]。在我國，將土壤熏蒸消毒應(yīng)用于高附加值作物（如生姜、草莓及中藥材等）的土傳病害防治也已有60多年的歷史[2]。水肥藥一體化技術(shù)是在將灌溉與施肥、施藥融合為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)，可以有效提高水肥藥的利用效率，節(jié)本增效，控制作物病蟲害，增加作物產(chǎn)量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[5,6]。馬二磊等[7]研究表明，在設(shè)施甜瓜上采用水肥藥一體化栽培技術(shù)，節(jié)水率達(dá)到40%、節(jié)肥率達(dá)到35%、節(jié)藥率達(dá)到30%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。王彥等[8]研究表明，利用水肥藥一體化技術(shù)可以節(jié)水、節(jié)肥，減少藥物揮發(fā)，增強(qiáng)用藥效果。古斌權(quán)等[9]研究表明，在西瓜上使用水肥藥一體化技術(shù)可以降低西瓜枯萎病、根腐病等病害的發(fā)病率，提升西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。祁煥軍等[10]研究表明水肥藥一體化可以提高寧南山區(qū)芹菜的生長、生理指標(biāo)，進(jìn)而提高芹菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)還可以提高耕層土壤養(yǎng)分，改善土壤環(huán)境。隨著滴灌技術(shù)的不斷成熟以及水肥藥一化體產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，水肥藥一體化技術(shù)的應(yīng)用正方興未艾，但大多數(shù)研究側(cè)重于水肥藥一體化對作物生長、產(chǎn)量的影響，關(guān)于其對作物病蟲害的影響研究較少，采取土壤熏蒸及水肥和生物農(nóng)藥（微生物菌劑）一體化技術(shù)進(jìn)行病蟲害的綜合防控研究就更少。湖北十堰市城郊設(shè)施蔬菜生產(chǎn)基地土壤連作障礙發(fā)生嚴(yán)重，常發(fā)生番茄早疫病、灰霉病、青枯病、根結(jié)線蟲病等病害。本試驗(yàn)選擇該生產(chǎn)基地，以番茄為研究對象，開展土壤熏蒸及水、肥、生物農(nóng)藥和生物菌劑一體化應(yīng)用技術(shù)防治設(shè)施番茄病害試驗(yàn)示范，以期為設(shè)施番茄生產(chǎn)提供一套綜合保障措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)時(shí)間為2019年3月—2021年7月，試驗(yàn)地點(diǎn)為湖北省十堰市鄖陽區(qū)柳陂鎮(zhèn)挖斷崗村。

1.2 試驗(yàn)材料

番茄品種：“粉然”，為雜交一代番茄品種，無限生長型，由北京中研益農(nóng)種苗科技有限公司提供。

棉?。河行С煞趾?8%，浙江海正化工股份有限公司生產(chǎn)。

武夷菌素：有效成分含量 2%，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所研制，山東濰坊萬勝生物農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)。

復(fù)合微生物菌劑：有效活菌數(shù)≥50億/mL，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與北京啟高生物科技有限公司共同研發(fā)，北京啟高生物科技有限公司生產(chǎn)。

淡紫擬青霉菌劑：有效活菌數(shù)≥20億/mL，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與北京啟高生物科技有限公司聯(lián)合研發(fā)，北京啟高生物科技有限公司生產(chǎn)。

灌根寶：有效活菌數(shù)≥10億/g，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所與北京啟高生物科技有限公司聯(lián)合研發(fā)，北京啟高生物科技有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，分別在3個(gè)大棚中開展，每個(gè)試驗(yàn)大棚面積為320 m2。其中對照棚（CK）不做土壤熏蒸處理，處理棚（T1、T2）在2019年夏季按“NY/T 3129-2017棉隆土壤消毒技術(shù)規(guī)范”[11]進(jìn)行棉隆土壤熏蒸消毒處理，用量40 g/m2。2020年和2021年，CK與T1棚采用常規(guī)水肥/藥管理，T2棚采用水肥菌/藥一體化技術(shù)，采用生物農(nóng)藥武夷菌素防控地上部病害、采用復(fù)合微生物菌劑、淡紫擬青霉菌劑等防控地下部病害，追肥采用灌根寶，具體處理見表1。番茄移栽前施用雞糞2000 Kg/667 m2、復(fù)合肥50 Kg/667 m2，番茄栽培密度為2500株/667 m2。

表1 設(shè)施番茄水肥菌/藥一體化和病害綜合防控試驗(yàn)處理Table 1 Experiment design of integrated management of tomato diseases by using a combined technique of fertigation and biocontrol agents in greenhouse

1.4 水肥藥管理

整個(gè)番茄生長季，對CK棚和T1棚中番茄的澆水、施肥和用藥，進(jìn)行常規(guī)管理；對T2棚中的番茄進(jìn)行水肥菌/藥一體化技術(shù)管理，即：采用張力計(jì)監(jiān)測土壤水分，張力計(jì)插入土層的深度為30 cm，土壤吸水力值下限控制在30 kPa（土壤最濕狀態(tài)），當(dāng)吸水力值上升至45 kPa時(shí)，及時(shí)澆水。移栽時(shí)采用復(fù)合微生物菌劑灌根，用量為2000 mL/667 m2。移栽后2～3周，噴施武夷菌素，用量200 mL/667 m2，每隔20 d左右施用1次，整個(gè)生長季使用3次。淡紫擬青霉菌劑隨水滴灌，用量2000 mL/667 m2，每隔1個(gè)月施用1次，整個(gè)生長季使用3次。在施用淡紫擬青霉菌劑間隙，隨水滴灌灌根寶，用量為10 Kg/667 m2，整個(gè)生長季使用3次。

1.5 數(shù)據(jù)調(diào)查和收集

病害調(diào)查：采用抽樣調(diào)查法調(diào)查根結(jié)線蟲病的發(fā)生情況，每個(gè)試驗(yàn)棚隨機(jī)選取3行，每行隨機(jī)選取10株調(diào)查，計(jì)算病株率及防效。采用全面調(diào)查法調(diào)查其他病害發(fā)生情況，即：以每個(gè)試驗(yàn)棚內(nèi)所有的番茄為一個(gè)總體樣本，在番茄生長期統(tǒng)計(jì)每個(gè)棚主要病害種類及總病株數(shù)，計(jì)算病株率及防效。防效（%）=（對照棚病株率—處理棚病株率）/對照棚病株率×100。

番茄長勢調(diào)查：采用抽樣調(diào)查法，于生長期調(diào)查番茄植株長勢，每個(gè)試驗(yàn)棚隨機(jī)選取3行，每行隨機(jī)選取5株，調(diào)查株高、莖粗，測量葉長、葉寬。

產(chǎn)量調(diào)查：采用全面調(diào)查法，以每個(gè)試驗(yàn)棚內(nèi)所有的番茄為一個(gè)總體樣本，在收獲期測定產(chǎn)量，分別記錄每個(gè)棚收獲時(shí)間、次數(shù)和每次的采摘重量，并計(jì)算總產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥菌/藥一體化技術(shù)對番茄病害的防控效果

田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2020年與2021年在試驗(yàn)棚設(shè)施番茄上發(fā)生的主要病害有根結(jié)線蟲病、早疫病、灰霉病和青枯病。不同年份番茄根結(jié)線蟲病發(fā)病率均呈現(xiàn)CK＞T1＞T2（圖1），其中對照棚（CK）發(fā)病率在90%以上，經(jīng)過土壤熏蒸的T1、T2棚發(fā)病率顯著低于對照，2020年T1、T2處理的防效為75.0%和85.1%，2021年T1、T2處理的防效為70.7%和82.7%，說明使用棉隆進(jìn)行土壤熏蒸可以顯著降低番茄根結(jié)線蟲的發(fā)病率，土壤熏蒸結(jié)合使用水肥菌/藥一體化技術(shù)對番茄的根結(jié)線蟲病的防治效果更好。2020年和2021年番茄早疫病、灰霉病、青枯病在3個(gè)處理中的發(fā)病率不同（表2）。2020年，早疫病在T1處理中發(fā)病率最高，灰霉病和青枯病在CK中發(fā)病率最高；2021年，早疫病、灰霉病、青枯病均在CK中發(fā)病率最高。從綜合發(fā)病率來看，2020年，T1、T2的綜合發(fā)病率比CK分別降低了33.0%和74.0%；2021年，T1、T2的綜合發(fā)病率比CK分別降低了63.7%和70.2%。說明使用棉隆進(jìn)行土壤熏蒸可以有效地降低番茄各類病害發(fā)生率，土壤熏蒸結(jié)合水肥菌/藥一體化技術(shù)可以更好地控制病害的發(fā)生。

圖1 土壤熏蒸和水肥菌/藥聯(lián)用技術(shù)對番茄根結(jié)線蟲病發(fā)生的影響Fig. 1 Influence of integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents on the occurrence of tomato root-knot nematode disease

表2 土壤熏蒸和水肥菌/藥聯(lián)用技術(shù)對其他番茄病害的防控效果Table 2 Effect of integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents on the control of tomato leaf diseases

2.2 不同處理對番茄長勢及產(chǎn)量的影響

番茄株高、莖粗、葉長、葉寬等單株性狀是影響番茄產(chǎn)量的重要因素。在兩年試驗(yàn)中，番茄株高、莖粗、葉長等指標(biāo)均表現(xiàn)為T2＞T1＞CK，葉寬指標(biāo)表現(xiàn)不規(guī)律（表3）。相關(guān)性分析結(jié)果表明，株高、莖粗、葉長等單株性狀與產(chǎn)量之間呈顯著正相關(guān)（r=0.7282**，n=6；r=0.8073**，n=6；r=0.7549**，n=6）。

表3 土壤熏蒸和水肥菌/藥聯(lián)用技術(shù)對番茄的促生作用Table 3 Growth promotion of tomato by the integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents

對番茄產(chǎn)量的調(diào)查結(jié)果（圖2）表明：2020年和2021年，3個(gè)處理的番茄產(chǎn)量都以T2最高，T1次之，CK最低。2020年，T1、T2處理的番茄產(chǎn)量分別比CK高25.4%和41.0%，2021年，T1、T2處理的番茄產(chǎn)量分別比CK高25.6%和35.9%，說明使用棉隆進(jìn)行土壤熏蒸對番茄有顯著的增產(chǎn)效果，土壤熏蒸結(jié)合水肥菌/藥一體化技術(shù)增產(chǎn)作用更明顯。

圖2 土壤熏蒸和水肥菌/藥聯(lián)用技術(shù)對番茄增產(chǎn)作用Fig. 2 Promotion of integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents on tomato yield

2.3 不同管理措施對番茄水、肥、藥用量的影響

對2020年常規(guī)管理措施下（CK和T1）和水肥藥控制措施下（T2）的水、肥、藥用量進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果（表4）表明：常規(guī)管理措施下（CK和T1），農(nóng)戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣進(jìn)行灌溉，番茄整個(gè)生長季灌溉水總用量為160.0 T/667 m2；生長期追施復(fù)合肥45.0 Kg/667 m2；葉面噴施和灌根用化學(xué)農(nóng)藥的總量為16.0 Kg/667 m2。水肥藥控制措施下（T2），根據(jù)張力計(jì)的數(shù)據(jù)提示進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉，番茄整個(gè)生長季灌溉水總用量比常規(guī)管理措施節(jié)約用水量18.8%；追肥使用灌根寶，整個(gè)生長期追施3次，追肥總用量比常規(guī)管理措施節(jié)約用肥量33.3%；生長期各類農(nóng)藥的總用量為比常規(guī)管理措施節(jié)約用藥量21.3%。

表4 不同綜合防控措施下水肥藥用量（2020年）Table 4 Total amount of water, fertilizer and pesticides under different integrated management techniques (2020)

3 討論

土壤熏蒸措施可有效減少土壤有害微生物的數(shù)量，有效防治土傳病害的發(fā)生，從而提高作物產(chǎn)量。秦平偉等[12]、黃石旺等[13]研究表明，土壤熏蒸能顯著提高煙株打頂期最大葉長、最大葉寬、株高，以及圓頂期煙株中部單葉鮮質(zhì)量和葉綠素的相對值，對煙草青枯病、黑脛病具有很好的防控效果。王紅燕等[14]研究表明，土壤熏蒸使黨參的株高、株幅、莖長、莖粗、分支數(shù)、分節(jié)數(shù)、葉片數(shù)及擬合葉面積等田間生長指標(biāo)不同程度提高，對其產(chǎn)量有顯著的增產(chǎn)效果。孫永德等[15]研究顯示，棉隆防治設(shè)施蔬菜土傳病害效果明顯，特別對黃瓜、番茄的根結(jié)線蟲、茄子黃萎病、雜草的防治效果良好，且增產(chǎn)明顯。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)經(jīng)過土壤熏蒸后，除2020年T1處理的早疫病外，設(shè)施番茄的根結(jié)線蟲病及其他病害都有所降低，番茄的株高、莖粗、葉長等長勢指標(biāo)得到不同程度提高，番茄產(chǎn)量也顯著提高。不同于前人研究，本試驗(yàn)在土壤熏蒸后繼續(xù)使用含有有益微生物的生物菌劑和水溶肥進(jìn)行灌根，不僅可以調(diào)控土壤微生物群落增強(qiáng)土壤的防病功能[16]，還促進(jìn)了植物生長，提高了植物免疫力；同時(shí)使用生物農(nóng)藥武夷菌素防治番茄灰霉病等地上部病害[17]，從而有效地防控生長期番茄各種病害的嚴(yán)重發(fā)生。

張?zhí)m勤等[18]研究表明，水肥一體化減量施肥對櫻桃番茄的株高、莖粗均無不良影響。蔡苗等[19]研究表明，與農(nóng)戶常規(guī)大水沖施肥料澆灌相比，在灌溉水量降低 25.3%、化肥減量 40.6%的水肥一體化條件下，設(shè)施番茄的產(chǎn)量顯著增產(chǎn)達(dá) 9.0%。楊洪輝等[20]研究證明，水肥藥一體化可以提高辣椒的產(chǎn)量。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，采用水肥菌/藥一體化技術(shù)和產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥的目標(biāo)，促進(jìn)了番茄的生長，為節(jié)本增收、提質(zhì)增產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。土壤熏蒸與水肥菌/藥一體化技術(shù)聯(lián)用，在顯著減輕番茄病害的同時(shí)，可以更大幅度的提高番茄的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增產(chǎn)的目標(biāo)。