青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發(fā)病率及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

吳紹軍，孟佳麗，沈 虹，楊年福，余 翔

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

西瓜忌連作，連年種植西瓜會(huì)引起土傳病害（尤其是由尖孢鐮刀菌引起的西瓜枯萎?。┒喟l(fā)；西瓜枯萎病會(huì)導(dǎo)致西瓜植株死亡，嚴(yán)重時(shí)大面積減產(chǎn)［1］。設(shè)施西瓜種植者為了追求較高的經(jīng)濟(jì)效益，大量施用化肥或者未腐熟的有機(jī)肥，還進(jìn)行大水漫灌或者溝灌，造成肥料利用率低下，使較多的肥料殘留在設(shè)施大棚土壤里，引起土壤鹽漬化和酸化、土壤酶活性降低和土壤微生物群落失衡［2］，最終抑制西瓜植株的生長，導(dǎo)致西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的下降［3-4］。相關(guān)研究結(jié)果表明：嫁接可以克服西瓜連作障礙；但是在多年種植的老瓜棚，即使實(shí)施嫁接栽培，土壤根結(jié)線蟲仍然多發(fā)，土壤鹽漬化程度難以減輕，生產(chǎn)中西瓜死亡等問題還是無法根治［5］。因此，對設(shè)施西瓜種植土壤的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改良尤為重要，這是設(shè)施西瓜健康生態(tài)綠色發(fā)展的必由之路。

填閑種植、翻壓綠肥、作物間套輪作可以改良土壤，抑制病蟲害發(fā)生，促進(jìn)作物生長，增加產(chǎn)量和提升品質(zhì)等。韓哲等［6］研究發(fā)現(xiàn)：2種小麥殘茬的施入，促進(jìn)了西瓜蔓長的伸長，并在后期顯著促進(jìn)了植株地上鮮重、根鮮重和全株鮮重的增加，而且土壤中細(xì)菌、真菌和西瓜?；图怄哏牭毒鷶?shù)量較對照也有所增加。徐偉慧等［7］的研究結(jié)果表明，小麥伴生提高了西瓜根際土壤微生物總數(shù)、細(xì)菌和放線菌數(shù)量及其比例，降低了真菌數(shù)量，提高了西瓜根際微生物生物量碳、氮、磷含量，降低了微生物生物量碳氮比，提高了土壤多酚氧化酶和蔗糖酶活性。王赟等［8］研究發(fā)現(xiàn)：翻壓紫云英提高了水稻產(chǎn)量和有效穗數(shù)，改善了土壤理化性質(zhì)和土壤肥力，提高了水稻產(chǎn)量和稻米營養(yǎng)品質(zhì)。據(jù)何春梅等［9］報(bào)道，翻壓紫云英能顯著提高土壤有機(jī)碳含量，促進(jìn)土壤大顆粒團(tuán)聚體的形成，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。填閑作物翻壓是維持種植體系土壤功能的生物途徑，填閑作物殘?bào)w還田是阻控土壤功能衰退的生物措施，在選擇適宜的填閑作物的基礎(chǔ)上對殘?bào)w進(jìn)行科學(xué)管理能夠阻控土壤功能的衰退［10］。

大蒜秸稈富含大蒜素等殺菌抑菌成分及大量營養(yǎng)成分。大蒜與其他作物間套輪作，可以改良土壤，提高土壤肥力，防治作物病蟲害。關(guān)于大蒜翻壓改良土壤的研究較少；對大蒜的應(yīng)用研究主要集中在大蒜鱗莖提取物［11］、根系分泌物［12］、秸稈浸提物以及腐解物［13］、地上部揮發(fā)物［14］等方面。目前關(guān)于綠肥翻壓改良土壤的研究較多，而有關(guān)青蒜翻壓改良設(shè)施西瓜土壤及對西瓜生長影響的研究較少，鑒于此，筆者研究了青蒜翻壓對西瓜枯萎病發(fā)病率、西瓜生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為設(shè)施西瓜種植土壤的改良提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試西瓜品種為遷麗4號(hào)，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所育成。供試大蒜品種為邳州白蒜，購自宿遷市當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)大市場。供試土壤為壤土，其基本理化性質(zhì)為：堿解氮含量64.5 mg/kg，有效磷含量111.98mg/kg，有效鉀含量317.16mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量11.46 g/kg，pH值7.05。于2019年10月11日種植大蒜，2020年3月底青蒜翻壓填埋。于2020年3月底播種西瓜，4月10日移栽，5月1日開始授粉，6月15日收獲西瓜，7月5日試驗(yàn)結(jié)束。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年10月至2020年7月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所大棚進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理：處理1，西瓜單作（對照CK）；處理2，大蒜部分翻壓，靠近走道一側(cè)留3行大蒜不翻壓，直接收獲蒜頭（T1）；處理3，大蒜全部翻壓（T2）。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)40株，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)大棚長60 m，寬6 m；在大棚中間開1條寬40 cm、深25 cm的走道；在走道兩側(cè)按株行距20 cm×6 cm栽植大蒜；在走道兩側(cè)70 cm處按株行距3.0 m×0.3 m栽植西瓜。施肥和灌溉等其他田間管理按常規(guī)進(jìn)行。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生長指標(biāo) 在收獲西瓜時(shí)，測定西瓜植株的蔓長、莖粗和葉片數(shù)。在坐瓜后第20天，統(tǒng)計(jì)西瓜枯萎病發(fā)病率；以后每隔5 d統(tǒng)計(jì)1次，共統(tǒng)計(jì)5次。西瓜枯萎病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：0級(jí)，植株生長正常；1級(jí)，植株萎蔫占全株的1/4及以下，瓜果生長正常；2級(jí)，植株萎蔫占全株的1/4～1/2，瓜皮表面稍有褪色；3級(jí)，植株萎蔫占全株的1/2以上，莖蔓上有琥珀色膠狀物，根部病莖表面產(chǎn)生白色或粉紅色霉層，果實(shí)萎蔫縮小；4級(jí)，全株枯萎并死亡。在拉秧時(shí)統(tǒng)計(jì)西瓜植株的鮮重，然后在105 ℃下殺青30 min，再于70 ℃下烘干至恒重，最后稱量其干重，計(jì)算干物率。

1.3.2 產(chǎn)量和外觀品質(zhì) 在西瓜成熟時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)選取具有代表性的10個(gè)西瓜，計(jì)算單瓜質(zhì)量，并計(jì)算出小區(qū)產(chǎn)量；同時(shí)測定西瓜的形態(tài)指標(biāo)，包括縱徑、橫徑、皮厚、中心糖含量、邊糖含量。

1.3.3 果實(shí)品質(zhì) 在西瓜成熟期，在各小區(qū)內(nèi)，采集同一天授粉坐果的西瓜3個(gè)，采用高俊鳳［15］的方法測定果實(shí)亞硝酸鹽含量（比色法）、VC含量（2，6-二氯靛酚滴定法）、可溶性蛋白含量（考馬斯亮藍(lán)G-250染色法）、可溶性糖含量（蒽酮比色法）和總酸含量（氫氧化鈉滴定法）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SAS軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncan’s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發(fā)病率的影響

青蒜翻壓對西瓜枯萎病發(fā)病率的影響如表1所示：隨著西瓜的生長發(fā)育，西瓜枯萎病的發(fā)病率總體呈上升趨勢，始終表現(xiàn)為CK＞T1＞T2。5月20日，CK的西瓜枯萎病發(fā)病率為24.20%，而T1、T2的發(fā)病率均為0%；5月25日，T1和T2的西瓜開始發(fā)??；到6月9日時(shí)，3個(gè)處理的西瓜發(fā)病率總體上均達(dá)到最高，其中T1、T2的發(fā)病率分別為31.73%、21.25%，分別比CK降低了60.50、70.98個(gè)百分點(diǎn)，與CK的差異均達(dá)到了顯著水平，且T2的西瓜枯萎病發(fā)病率也顯著低于T1的?？梢娫谇嗨夥瓑汉螅鞴峡菸〉陌l(fā)病率顯著降低，發(fā)病程度受到有效抑制，而且青蒜全部翻壓的效果顯著優(yōu)于部分翻壓的效果。這可能是因?yàn)榍嗨獾母馕锘蚋捣置谖锞S持了西瓜根系周圍的菌群平衡，抑制了有害菌的繁殖。

表1 青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發(fā)病率的影響 %

2.2 青蒜翻壓對連作西瓜植株生長的影響

從表2可以看出，青蒜翻壓可以促進(jìn)西瓜植株的生長，表現(xiàn)在西瓜的蔓長、莖粗和葉片數(shù)均增加。在蔓長方面，表現(xiàn)為T2＞T1＞CK，T2、T1分別比CK顯著增加了54.82%、16.28%；T2的莖粗最大，顯著大于T1和CK的，但T1和CK兩者之間差異不顯著；在葉片數(shù)方面，也表現(xiàn)為T2＞T1＞CK，T2、T1分 別 比CK顯 著 增 加 了16.20%、8.33%?？梢?，青蒜翻壓提高了土壤肥力，活化了土壤，最終促進(jìn)了西瓜植株地上部的生長。

表2 青蒜翻壓對連作西瓜植株生長的影響

2.3 青蒜翻壓對連作西瓜植株生物量的影響

青蒜翻壓對西瓜植株地上部和地下部鮮重、干重的影響如表3所示：青蒜翻壓后，西瓜植株的莖鮮重、莖干重、根鮮重和根干重均比CK增加，總體表現(xiàn)為T2＞T1＞CK，其中T2、T1的莖鮮重比CK分別顯著增加了176.03%、51.27%；T2、T1的莖干重比CK分別顯著增加了150.89%、41.41%；T2、T1的根鮮重比CK分別增加了134.04%、35.31%，但T1與CK間的差異不顯著；T2、T1的根干重比CK分別增加了105.65%、23.39%，但T1與CK間的差異不顯著。莖和根的干物率均比CK下降，表現(xiàn)為CK＞T1＞T2，其中T1和T2的根干物率與CK差異顯著，而莖干物率在3個(gè)處理之間差異不顯著?？梢娗嗨夥瓑捍龠M(jìn)了西瓜植株地上部和地下部生物量的增加，這可能是因?yàn)榍嗨夥瓑汉笪鞴习l(fā)病少且晚，生長基本恢復(fù)正常。

表3 青蒜翻壓對連作西瓜植株生物量的影響

2.4 青蒜翻壓對連作西瓜單瓜重及產(chǎn)量的影響

從表4可以看出：青蒜翻壓后，西瓜單瓜重、小區(qū)產(chǎn)量、小區(qū)商品瓜數(shù)均比對照顯著增加，其中T1的單瓜重、小區(qū)產(chǎn)量比CK分別增加了46.46%、1218.55%；T2的單瓜重、小區(qū)產(chǎn)量比CK分別增加了151.01%、2580.94%；T2的單瓜重、小區(qū)產(chǎn)量比T1分別增加了71.38%、103.33%，且差異顯著。

表4 青蒜翻壓對連作西瓜單瓜重及產(chǎn)量的影響

2.5 青蒜翻壓對連作西瓜果實(shí)形態(tài)指標(biāo)的影響

由表5可知：青蒜翻壓增加了西瓜果實(shí)中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑和皮厚，總體表現(xiàn)為T2＞T1＞CK。T1的西瓜果實(shí)中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑、皮厚比CK分別增加了0.76個(gè)百分點(diǎn)、0.36個(gè)百分點(diǎn)、10.18%、9.37%、10.81%，除了果實(shí)邊糖含量和皮厚外，其余指標(biāo)均差異顯著。T2的西瓜果實(shí)中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑、皮厚比CK分別增加了1.42個(gè)百分點(diǎn)、0.70個(gè)百分點(diǎn)、45.42%、36.58%、24.32%，差異均顯著。T2的西瓜果實(shí)中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑、皮厚與T1相比分別增加了0.66個(gè)百分點(diǎn)、0.34個(gè)百分點(diǎn)、31.99%、24.88%、12.20%，其中中心糖含量、縱徑、橫徑差異均顯著。在各處理間皮厚和果形指數(shù)差異不顯著?？梢姶笏夥瓑涸黾恿宋鞴瞎麑?shí)中心糖含量、邊糖含量、縱徑、橫徑，在一定程度上促進(jìn)了西瓜果實(shí)的生長。

表5 青蒜翻壓對連作西瓜果實(shí)形態(tài)指標(biāo)的影響

2.6 青蒜翻壓對連作西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

青蒜翻壓對連作西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響如表6所示：青蒜翻壓顯著提高了西瓜果實(shí)中可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量，降低了西瓜果實(shí)中總酸和亞硝酸鹽含量。T1的可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量比CK分別增加了25.78%、18.42%、17.56%；T2的可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量比CK分別增加了29.69%、25.04%、32.57%；T1的總酸和亞硝酸鹽含量比CK分別降低了0.02個(gè)百分點(diǎn)、14.04%，T2的總酸和亞硝酸鹽含量比CK分別降低了0.02個(gè)百分點(diǎn)、33.33%，除了T1的亞硝酸鹽含量外，其他與對照相比差異顯著?？梢?，青蒜翻壓在較大程度上提高了西瓜果實(shí)的品質(zhì)。

表6 青蒜翻壓對連作西瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

3 討論與小結(jié)

3.1 青蒜翻壓對連作西瓜枯萎病發(fā)病率的影響

綠肥翻壓還田能改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤微生物及土壤酶活性［16-17］。劉建香等［18］研究發(fā)現(xiàn)：翻壓綠肥后，土壤寄生性線蟲和非寄生性線蟲數(shù)量趨于增加，增強(qiáng)了煙草抗御線蟲危害的能力。大蒜是一種公認(rèn)的間套作作物，蒜苗含有豐富的殺菌抑蟲等物質(zhì)，可以促進(jìn)病菌孢子變形、分生孢子梗破裂、內(nèi)含物外滲，從而抑制和鈍化病原菌的活力，導(dǎo)致病原菌瓦解，起到防治病害的作用。大蒜青苗殘?bào)w還可以與土壤環(huán)境中的微生物相互作用，調(diào)節(jié)土壤的微生態(tài)，改變土壤營養(yǎng)組成成分，進(jìn)而改善植物生長的土壤環(huán)境［19］。大蒜伴生西瓜后，顯著抑制了西瓜枯萎病的發(fā)病率［20］。向番茄根系土壤施入一定量的大蒜秸稈后，植食性線蟲、細(xì)菌、真菌和雜食捕食性線蟲數(shù)量均隨著大蒜秸稈施用量的增加而增加，可以降低番茄根結(jié)線蟲病的病情指數(shù)［21］。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明：青蒜翻壓還田后，西瓜枯萎病的發(fā)病率顯著降低，這可能是因?yàn)榍嗨饨斩捀馕飳?dǎo)致西瓜根際尖孢鐮刀菌菌絲細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)組成的改變，抑制了病原菌的生長繁殖；或者是因?yàn)榍嗨夥瓑焊纳屏送寥牢⑸锶郝浣Y(jié)構(gòu)，增加了連作西瓜土壤中根際微生物的數(shù)量，改善了西瓜根系生長的微環(huán)境，最終提高了西瓜的抗病性［22］。

3.2 青蒜翻壓對西瓜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

綠肥或者作物秸稈翻壓還田可以增加土壤肥力，促進(jìn)作物生長，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)［23-24］。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明：青蒜翻壓增加了西瓜植株的蔓長、莖粗和葉片數(shù)，提高了植株地上和地下部生物量，進(jìn)而提高了西瓜的單瓜重和產(chǎn)量。這與吳紹軍等［20］的研究結(jié)果一致。青蒜秸稈還田分解后，土壤的有機(jī)碳輸入較快，有機(jī)質(zhì)含量會(huì)增加，加上土壤中微生物種類和數(shù)量增加，微生物活動(dòng)活躍，微生物分泌粘液增加，因此使西瓜植株的生物量和產(chǎn)量增加［25］；同時(shí)青蒜秸稈腐解過程中釋放的養(yǎng)分可促進(jìn)作物根系的生長［26］。本研究還發(fā)現(xiàn)：青蒜翻壓后，西瓜果實(shí)中心糖、邊糖、可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量增加，可滴定酸和亞硝酸鹽含量降低。這與翻壓紫云英提高了西瓜中心糖、邊糖含量的結(jié)果一致［27］。這可能是因?yàn)榇笏饨斩捀夂?，增?qiáng)了土壤酶活性，活化了土壤中固定的磷、鉀元素，使根系活力增強(qiáng)，葉片抗氧化系統(tǒng)能力增強(qiáng)，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)向糖轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提高了西瓜的營養(yǎng)品質(zhì)［28］。

綜上所述，青蒜翻壓降低了西瓜枯萎病的發(fā)生率，促進(jìn)了西瓜植株的生長，增加了植株地上和地下部的生物量，提高了西瓜的單瓜重和產(chǎn)量，改善了果實(shí)的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，在一定程度上緩解了西瓜連作障礙。