韭菜與黃瓜輪作控制黃瓜疫病的效應(yīng)及化感作用

關(guān)鍵詞： 黃瓜疫??；韭菜；輪作；甜瓜疫霉；化感作用

中圖分類號(hào)： S436.421.14 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1004–390X （2024） 06?0001?09

黃瓜（Cucumis sativus L.） 是葫蘆科（Cucurbitaceae）黃瓜屬（Cucumis） 一年生植物，在中國(guó)廣泛種植。作為全球十大蔬菜之一，黃瓜栽培面積僅次于番茄[1]。在中國(guó)近3000年的黃瓜栽培史中，選育了豐富的黃瓜品種，目前中國(guó)已成為全球黃瓜產(chǎn)量最高的國(guó)家[2]。隨著市場(chǎng)對(duì)黃瓜需求的不斷擴(kuò)大，黃瓜種植面積在進(jìn)一步增加。但受管理水平和極端氣候的影響，黃瓜病蟲害的發(fā)生近年來(lái)呈上升趨勢(shì)。其中，黃瓜疫病由于發(fā)病周期短、發(fā)病迅速、擴(kuò)散性強(qiáng)、可造成毀滅性的損失，成為黃瓜主要病害之一[3]。黃瓜疫病是由甜瓜疫霉（Phytophthora melonis） 引起的卵菌性土傳病害，黃瓜全生育期都面臨甜瓜疫霉侵染的風(fēng)險(xiǎn)。甜瓜疫霉寄主范圍廣泛，主要危害黃瓜、西瓜、甜瓜、南瓜、西葫蘆、冬瓜等瓜類作物[4]。目前對(duì)黃瓜疫病的防治仍主要依靠選育良種和藥劑防治[5]，以及通過(guò)農(nóng)業(yè)生物多樣性改善田間生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)而有效控制土傳病害發(fā)生[6]。與作物輪間作能夠減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，降低農(nóng)藥對(duì)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的選擇壓力，改善土壤微生物群落，從而達(dá)到可持續(xù)病害防控的目標(biāo)[7]。

作為農(nóng)業(yè)管理的重要技術(shù)，輪作有助于減少土壤中病蟲害的發(fā)生和傳播[8-9]。在生產(chǎn)中，黃瓜通常與小麥、玉米、大豆、大蒜、辣椒、番茄等作物輪作，或與辣椒、大蒜、韭菜等作物間作[10-12]。輪間作模式除了可以改善土壤理化性狀、調(diào)節(jié)土壤肥力外[13]，其釋放的化感物質(zhì)還可以對(duì)病害起到一定的抑制作用[14]。有研究報(bào)道：蔥屬植物常與作物進(jìn)行輪間作，產(chǎn)生的強(qiáng)化感物質(zhì)可對(duì)真菌、細(xì)菌和卵菌病害產(chǎn)生廣泛的抑制效果[15-16]。如：大蒜組織中釋放的硫醚類化合物是主要的抑菌化感物質(zhì)，可以有效抑制土傳病害在田間的發(fā)生和傳播[15]；韭菜也能夠釋放多種化感類物質(zhì)，并且對(duì)辣椒疫病[17]、苦瓜枯萎病[18]和香蕉枯萎病[19]有較好的防控效果。韭菜與香蕉輪作，可以顯著降低土壤中尖孢鐮孢菌（Fusarium oxysporum）的數(shù)量，降低下茬香蕉枯萎病的發(fā)病率[20-21]。韭菜與黃瓜輪作是日光溫室蔬菜生產(chǎn)的重要模式，可以顯著提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且根據(jù)觀察，輪作過(guò)程中黃瓜很少出現(xiàn)土傳疫病的嚴(yán)重危害，這可能是前茬韭菜發(fā)揮了重要的化感抑菌作用。在韭菜和黃瓜輪作體系中，韭菜的化感物質(zhì)如何通過(guò)影響甜瓜疫霉的不同生長(zhǎng)階段進(jìn)而控制黃瓜疫病的發(fā)生？這一問(wèn)題值得深入探討。因此，本研究對(duì)韭菜與黃瓜輪作過(guò)程中的土傳疫病發(fā)生動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究，明確化感物質(zhì)對(duì)黃瓜生長(zhǎng)及疫霉菌各生長(zhǎng)階段的干擾效果，以期為黃瓜與韭菜輪作控制黃瓜疫病提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試黃瓜為昆明本地刺黃瓜，韭菜選用產(chǎn)自昆明市呈貢區(qū)的寬葉韭菜和窄葉韭菜；供試菌種為甜瓜疫霉，由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)種子病理及殺菌劑藥理學(xué)研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溫室試驗(yàn)

為探究黃瓜與韭菜輪作對(duì)黃瓜疫病的控制效果，在溫室內(nèi)開(kāi)展盆栽輪作試驗(yàn)。盆栽所用的方形花盆尺寸為80cm× 45 cm×20 cm，將經(jīng)表面消毒且已萌發(fā)的黃瓜種子或韭菜苗種植于方形花盆內(nèi)，種植5 行，行距均為9 cm。黃瓜株距為 5 cm，每盆80 株；韭菜株距為 10 cm，每盆40 株。將第3 行中心的黃瓜植株作為輪作第1 茬的接種株，通過(guò)孢子懸浮液灌根法接菌，向其根部施加密度為1×105 mL?1 的甜瓜疫霉孢子懸浮液1mL。設(shè)置3 種種植模式：（1） 黃瓜連作3 茬并于第1茬中心株黃瓜接種甜瓜疫霉，記為*黃瓜→黃瓜→黃瓜；（2） 黃瓜連作3 茬但不接種甜瓜疫霉，記為黃瓜→黃瓜→黃瓜；（3） 黃瓜與韭菜輪作并于第1 茬中心株黃瓜接種甜瓜疫霉，記為*黃瓜→韭菜→黃瓜。在第1 茬自然收獲后種植第2 茬作物，在第2 茬自然收獲后種植第3 茬作物，第3 茬黃瓜種植后的第20 天開(kāi)始觀察并記錄發(fā)病情況，共于第20、23、27、32、34、39、41、44、47、51、59、61、66、73 和79 天記錄到15 次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)病率。

通過(guò)Logistic 模型[22]對(duì)黃瓜疫病的發(fā)病率進(jìn)行評(píng)估，分析黃瓜在不同種植模式下的發(fā)病規(guī)律。使用Origin Pro 2021 軟件的統(tǒng)計(jì)程序Slogistic1得到病害發(fā)生率增長(zhǎng)曲線、瞬時(shí)增長(zhǎng)速率以及病害傳播時(shí)期的病害最大發(fā)生率（a）、初始增長(zhǎng)率（K）、最大瞬時(shí)增長(zhǎng)速率（Imax） 和達(dá)到最大瞬時(shí)速率的時(shí)間（t50）。

1.2.2 甜瓜疫霉的培養(yǎng)及產(chǎn)孢方法

將甜瓜疫霉接種于10% V8 固體培養(yǎng)基上，于25 ℃恒溫條件下黑暗培養(yǎng)4d，用于接種和抑菌試驗(yàn)。將黑暗培養(yǎng)4 d 的甜瓜疫霉平板轉(zhuǎn)入25 ℃恒溫條件下光照培養(yǎng)4d，每皿加入滅菌水，于4 ℃ 靜置30 min，即產(chǎn)生大量游動(dòng)孢子。

1.2.3 收集韭菜組織及其浸提液

收集韭菜組織：用75%乙醇對(duì)韭菜苗進(jìn)行表面消毒，用滅菌水沖洗3 次后去除表面水分。將韭菜葉和莖分別切碎為長(zhǎng)1cm 的小段，分別稱取0.5、1.0、2.0、3.0 和5.0 g 置于無(wú)菌培養(yǎng)皿中。

收集韭菜組織浸提液：用75% 乙醇對(duì)韭菜苗進(jìn)行表面消毒，分別稱取韭菜莖或葉20g，用研缽研碎成勻漿。加入滅菌水40 mL 并充分振蕩，靜置 4h后于12000r/min 室溫離心15min，通過(guò)0.22μm 濾膜收集上清液，即得到0.5 g/mL 浸提液母液。用滅菌水將浸提液母液稀釋2、6、12、60、120 倍，制成終質(zhì)量濃度為250.00、83.33、41.67、8.33 和4.17mg/mL 的浸提液。

1.2.4 韭菜揮發(fā)物和浸提液對(duì)黃瓜種子發(fā)芽率的影響

韭菜揮發(fā)物對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響：將裝有不同韭菜組織的培養(yǎng)皿置于直徑為15 cm 的培養(yǎng)皿中心，將經(jīng)表面消毒的黃瓜種子平鋪于培養(yǎng)皿中濕潤(rùn)的濾紙上，并均勻分布于韭菜組織四周，每皿10 粒，以無(wú)韭菜組織的空皿作為對(duì)照處理，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。在28 ℃ 的黑暗培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，保持濾紙濕潤(rùn)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)7 d 內(nèi)的發(fā)芽數(shù)。

韭菜浸提液對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響：向鋪有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿底部加入不同質(zhì)量濃度的韭菜組織浸提液10 mL，再均勻放置已浸種消毒的黃瓜種子，以加入滅菌水10 mL 作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。在28 ℃的黑暗培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，保持濾紙濕潤(rùn)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)7 d 內(nèi)的種子發(fā)芽數(shù)。

分別按照公式計(jì)算黃瓜種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI）。發(fā)芽勢(shì)=（第3 天發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)）×100%；發(fā)芽率=（第7天發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)）×100%；GI=ΣG_t/D_t。式中：G_t 為浸種后t 日的發(fā)芽數(shù)；D_t 為G_t 對(duì)應(yīng)的發(fā)芽時(shí)間。

1.2.5 韭菜揮發(fā)物對(duì)甜瓜疫霉的抑菌作用

將表面消毒的韭菜組織置于直徑為9 cm 的無(wú)菌培養(yǎng)皿蓋上，用直徑為7 mm 的打孔器打取甜瓜疫霉菌落邊緣菌餅，并接種于PDA 培養(yǎng)基上，倒扣在盛有不同質(zhì)量韭菜組織的培養(yǎng)皿蓋上，于25 ℃ 黑暗培養(yǎng)4 d。以不含韭菜組織的培養(yǎng)皿為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。采用十字交叉法[16]測(cè)量培養(yǎng)4 d 后的菌落直徑，并計(jì)算抑制率：抑制率=[（對(duì)照組菌落平均直徑?處理組菌落平均直徑）/對(duì)照組菌落平均直徑 ]×100%。

1.2.6 韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉孢子的抑菌作用

向60mL PDA培養(yǎng)基中加入0.5 g/mL韭菜浸提液母液，分別制成終質(zhì)量濃度為250.00、83.33、41.67、8.33 和4.17 mg/mL 的浸提液培養(yǎng)基。用7 mm 直徑的打孔器打取甜瓜疫霉菌落邊緣菌餅并接種于平板中央，以加滅菌水600 μL的PDA 平板作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。25 ℃ 黑暗培養(yǎng)4d后用十字交叉法[16]測(cè)量菌落直徑，并計(jì)算抑制率，計(jì)算公式同1.2.5 節(jié)。

1.2.7 韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉孢子的影響

取2×10⁵ mL^?1 的甜瓜疫霉游動(dòng)孢子懸浮液20 μL，與不同質(zhì)量濃度的韭菜組織浸提液等比例混合，使終質(zhì)量濃度為12.500、2.500、1.250、0.250、0.125 和0.025 mg/mL，以加入滅菌水20 μL作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。在凹玻片上20 ℃ 黑暗保濕培養(yǎng)5 min 后，于10 倍鏡下觀察休止孢和游動(dòng)孢子的數(shù)量，計(jì)算游動(dòng)孢子休止率：休止率=休止孢數(shù)量/（游動(dòng)孢子數(shù)量+休止孢數(shù)量）×100%。3 h 后觀察休止孢萌發(fā)的數(shù)量，計(jì)算10倍鏡視野中休止孢的抑制萌發(fā)率：抑制萌發(fā)率=1?（萌發(fā)孢子數(shù)量/總孢子數(shù)量）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19和Excel 2013軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性分析基于ANOVA 檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)為3 次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；采用Origin Pro 2021 制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 韭菜與黃瓜輪作控制黃瓜疫病

與黃瓜連作相比，黃瓜與韭菜輪作可以降低病害發(fā)生率（圖1）。不同種植處理的第3 茬黃瓜最終發(fā)病率為：*黃瓜→黃瓜→黃瓜模式（60.81%）gt;*黃瓜→韭菜→黃瓜模式（45.99%）gt;黃瓜→黃瓜→黃瓜模式（25.28%）。相較于黃瓜連作而言，黃瓜與韭菜輪作的種植模式對(duì)黃瓜病害發(fā)生率的抑制率達(dá)到 24.37%。

由Logistic模型對(duì)3種種植模式的擬合結(jié)果（圖2 和表1） 可知：3種種植模式下，黃瓜疫病發(fā)生動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究，明確化感物質(zhì)對(duì)黃瓜生長(zhǎng)及疫霉菌各生長(zhǎng)階段的干擾效果，以期為黃瓜與韭菜輪作控制黃瓜疫病提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試黃瓜為昆明本地刺黃瓜，韭菜選用產(chǎn)自昆明市呈貢區(qū)的寬葉韭菜和窄葉韭菜；供試菌種為甜瓜疫霉，由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)種子病理及殺菌劑藥理學(xué)研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溫室試驗(yàn)

為探究黃瓜與韭菜輪作對(duì)黃瓜疫病的控制效果，在溫室內(nèi)開(kāi)展盆栽輪作試驗(yàn)。盆栽所用的方形花盆尺寸為80cm×45cm×20cm，將經(jīng)表面消毒且已萌發(fā)的黃瓜種子或韭菜苗種植于方形花盆內(nèi)，種植5 行，行距均為9 cm。黃瓜株距為 5 cm，每盆80 株；韭菜株距為 10 cm，每盆40 株。將第3 行中心的黃瓜植株作為輪作第1 茬的接種株，通過(guò)孢子懸浮液灌根法接菌，向其根部施加密度為1×105 mL?1 的甜瓜疫霉孢子懸浮液1mL。設(shè)置3種種植模式：（1）黃瓜連作3茬并于第1茬中心株黃瓜接種甜瓜疫霉，記為*黃瓜→黃瓜→黃瓜；（2） 黃瓜連作3 茬但不接種甜瓜疫霉，記為黃瓜→黃瓜→黃瓜；（3） 黃瓜與韭菜輪作并于第1 茬中心株黃瓜接種甜瓜疫霉，記為*黃瓜→韭菜→黃瓜。在第1 茬自然收獲后種植第2 茬作物，在第2 茬自然收獲后種植第3 茬作物，第3 茬黃瓜種植后的第20 天開(kāi)始觀察并記錄發(fā)病情況，共于第20、23、27、32、34、39、41、44、47、51、59、61、66、73 和79 天記錄到15 次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)病率。

通過(guò)Logistic 模型[22]對(duì)黃瓜疫病的發(fā)病率進(jìn)行評(píng)估，分析黃瓜在不同種植模式下的發(fā)病規(guī)律。使用Origin Pro 2021 軟件的統(tǒng)計(jì)程序Slogistic1得到病害發(fā)生率增長(zhǎng)曲線、瞬時(shí)增長(zhǎng)速率以及病害傳播時(shí)期的病害最大發(fā)生率（a）、初始增長(zhǎng)率（K）、最大瞬時(shí)增長(zhǎng)速率（Imax） 和達(dá)到最大瞬時(shí)速率的時(shí)間（t50）。

1.2.2 甜瓜疫霉的培養(yǎng)及產(chǎn)孢方法

將甜瓜疫霉接種于10% V8 固體培養(yǎng)基上，于25 ℃ 恒溫條件下黑暗培養(yǎng)4 d，用于接種和抑菌試驗(yàn)。將黑暗培養(yǎng)4 d 的甜瓜疫霉平板轉(zhuǎn)入25 ℃恒溫條件下光照培養(yǎng)4d，每皿加入滅菌水，于4 ℃ 靜置30 min，即產(chǎn)生大量游動(dòng)孢子。

1.2.3 收集韭菜組織及其浸提液

收集韭菜組織：用75% 乙醇對(duì)韭菜苗進(jìn)行表面消毒，用滅菌水沖洗3次后去除表面水分。將韭菜葉和莖分別切碎為長(zhǎng)1 cm 的小段，分別稱取0.5、1.0、2.0、3.0 和5.0 g 置于無(wú)菌培養(yǎng)皿中。

收集韭菜組織浸提液：用75% 乙醇對(duì)韭菜苗進(jìn)行表面消毒，分別稱取韭菜莖或葉20 g，用研缽研碎成勻漿。加入滅菌水40 mL 并充分振蕩，靜置 4 h 后于12 000 r/min 室溫離心15 min，通過(guò)0.22 μm 濾膜收集上清液，即得到0.5 g/mL 浸提液母液。用滅菌水將浸提液母液稀釋2、6、12、60、120 倍，制成終質(zhì)量濃度為250.00、83.33、41.67、8.33 和4.17 mg/mL 的浸提液。

1.2.4 韭菜揮發(fā)物和浸提液對(duì)黃瓜種子發(fā)芽率的影響

韭菜揮發(fā)物對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響：將裝有不同韭菜組織的培養(yǎng)皿置于直徑為15 cm 的培養(yǎng)皿中心，將經(jīng)表面消毒的黃瓜種子平鋪于培養(yǎng)皿中濕潤(rùn)的濾紙上，并均勻分布于韭菜組織四周，每皿10 粒，以無(wú)韭菜組織的空皿作為對(duì)照處理，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。在28 ℃ 的黑暗培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，保持濾紙濕潤(rùn)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)7 d 內(nèi)的發(fā)芽數(shù)。

韭菜浸提液對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響：向鋪有濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿底部加入不同質(zhì)量濃度的韭菜組織浸提液10 mL，再均勻放置已浸種消毒的黃瓜種子，以加入滅菌水10 mL 作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。在28 ℃ 的黑暗培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，保持濾紙濕潤(rùn)狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)7 d 內(nèi)的種子發(fā)芽數(shù)。

分別按照公式計(jì)算黃瓜種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI）。發(fā)芽勢(shì)=（第3 天發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)）×100%；發(fā)芽率=（第7天發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)）×100%；GI=ΣG_t/D_t。式中：G_t 為浸種后t 日的發(fā)芽數(shù)；D_t 為G_t 對(duì)應(yīng)的發(fā)芽時(shí)間。

1.2.5韭菜揮發(fā)物對(duì)甜瓜疫霉的抑菌作用

將表面消毒的韭菜組織置于直徑為9 cm 的無(wú)菌培養(yǎng)皿蓋上，用直徑為7 mm 的打孔器打取甜瓜疫霉菌落邊緣菌餅，并接種于PDA 培養(yǎng)基上，倒扣在盛有不同質(zhì)量韭菜組織的培養(yǎng)皿蓋上，于25 ℃ 黑暗培養(yǎng)4 d。以不含韭菜組織的培養(yǎng)皿為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。采用十字交叉法[16]測(cè)量培養(yǎng)4 d 后的菌落直徑，并計(jì)算抑制率：抑制率=[（對(duì)照組菌落平均直徑?處理組菌落平均直徑）/對(duì)照組菌落平均直徑 ]×100%。

1.2.6 韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉孢子的抑菌作用

向60 mL PDA 培養(yǎng)基中加入0.5g/mL 韭菜浸提液母液，分別制成終質(zhì)量濃度為250.00、83.33、41.67、8.33 和4.17 mg/mL 的浸提液培養(yǎng)基。用7 mm 直徑的打孔器打取甜瓜疫霉菌落邊緣菌餅并接種于平板中央，以加滅菌水600μL的PDA平板作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。25 ℃ 黑暗培養(yǎng) 4 d 后用十字交叉法[16]測(cè)量菌落直徑，并計(jì)算抑制率，計(jì)算公式同1.2.5 節(jié)。

1.2.7 韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉孢子的影響

取2×105 mL?1 的甜瓜疫霉游動(dòng)孢子懸浮液20 μL，與不同質(zhì)量濃度的韭菜組織浸提液等比例混合，使終質(zhì)量濃度為12.500、2.500、1.250、0.250、0.125 和0.025 mg/mL，以加入滅菌水20 μL作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。在凹玻片上20 ℃黑暗保濕培養(yǎng)5 min 后，于10 倍鏡下觀察休止孢和游動(dòng)孢子的數(shù)量，計(jì)算游動(dòng)孢子休止率：休止率=休止孢數(shù)量/（游動(dòng)孢子數(shù)量+休止孢數(shù)量）×100%。3h后觀察休止孢萌發(fā)的數(shù)量，計(jì)算10倍鏡視野中休止孢的抑制萌發(fā)率：抑制萌發(fā)率=1?（萌發(fā)孢子數(shù)量/總孢子數(shù)量）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 19和Excel 2013軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性分析基于ANOVA 檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)為3 次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；采用Origin Pro 2021制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 韭菜與黃瓜輪作控制黃瓜疫病

與黃瓜連作相比，黃瓜與韭菜輪作可以降低病害發(fā)生率（圖1）。不同種植處理的第3茬黃瓜最終發(fā)病率為：*黃瓜→黃瓜→黃瓜模式（60.81%）gt;*黃瓜→韭菜→黃瓜模式（45.99%）gt;黃瓜→黃瓜→黃瓜模式（25.28%）。相較于黃瓜連作而言，黃瓜與韭菜輪作的種植模式對(duì)黃瓜病害發(fā)生率的抑制率達(dá)到 24.37%。

由Logistic 模型對(duì)3種種植模式的擬合結(jié)果（圖2和表1） 可知：3種種植模式下，黃瓜疫病發(fā)病率的初始增長(zhǎng)速率（K） 和達(dá)到最大增長(zhǎng)速率的時(shí)間（t₅₀） 無(wú)顯著差異；輪作模式通過(guò)降低最大瞬時(shí)增長(zhǎng)率（I_max） 來(lái)降低病害發(fā)生率。

2.2 韭菜揮發(fā)物和浸提液對(duì)黃瓜種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響

韭菜揮發(fā)物對(duì)黃瓜種子萌發(fā)有“低促高抑”的影響；且以寬葉韭菜的影響更為明顯（表2）。除對(duì)照處理外，寬葉韭菜揮發(fā)物為0.5g時(shí)，黃瓜的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率最高；當(dāng)寬葉韭菜揮發(fā)物大于2.0g時(shí)，黃瓜的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率受到顯著抑制，且韭菜莖揮發(fā)物處理的黃瓜種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)普遍低于同質(zhì)量的韭菜葉處理。

寬葉韭菜和窄葉韭菜浸提液對(duì)黃瓜種子萌發(fā)無(wú)明顯的抑制作用（表3），僅寬葉韭菜莖的浸提液為4.17mg/mL時(shí)，黃瓜的發(fā)芽指數(shù)顯著低于對(duì)照；窄葉韭菜葉的浸提液為250.00 mg/mL、莖的浸提液為83.33 mg/mL 時(shí)，黃瓜的發(fā)芽指數(shù)顯著低于對(duì)照。

2.3 韭菜揮發(fā)物和浸提液對(duì)甜瓜疫霉的抑制作用

2.3.1 對(duì)甜瓜疫霉菌絲生長(zhǎng)的影響

由圖3可知：寬葉韭菜莖揮發(fā)物對(duì)甜瓜疫霉的抑制作用強(qiáng)于葉揮發(fā)物；1.0 和2.0 g 窄葉韭菜莖揮發(fā)物對(duì)甜瓜疫霉的抑菌率高于同質(zhì)量處理的葉揮發(fā)物，但0.5、3.0 和5.0 g 窄葉韭菜莖揮發(fā)物對(duì)甜瓜疫霉的抑菌率低于同質(zhì)量處理的葉揮發(fā)物。

由圖4可知：寬葉韭菜不同部位浸提液對(duì)甜瓜疫霉菌絲的抑菌率高于窄葉韭菜。在浸提液質(zhì)量濃度為250.00 mg/mL 時(shí)，韭菜各部位抑菌率分別為：寬葉韭菜莖（71.92%）gt;寬葉韭菜葉（54.87%）gt;窄葉韭菜莖（49.67%）gt;窄葉韭菜葉（40.63%）。低質(zhì)量濃度（4.17～83.33 mg/mL） 韭菜莖浸提液的抑菌率低于葉浸提液，而高質(zhì)量濃度（250.00mg/mL）韭菜莖浸提液的抑菌率則高于葉浸提液。

2.3.2 韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉游動(dòng)孢子休止的影響

由表4 可知：韭菜莖浸提液對(duì)甜瓜疫霉游動(dòng)孢子的抑制游動(dòng)作用強(qiáng)于葉浸提液。當(dāng)韭菜莖浸提液為0.250 mg/mL 時(shí)，處理5 min，可使70%以上的游動(dòng)孢子休止；而2.500 mg/mL 葉浸提液處理5 min 時(shí)，才能使70% 以上的游動(dòng)孢子休止。寬葉韭菜和窄葉韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉游動(dòng)孢子的抑制游動(dòng)作用均隨著浸提液質(zhì)量濃度的升高而增強(qiáng)，且抑制作用無(wú)明顯差別。

2.3.3韭菜浸提液對(duì)甜瓜疫霉休止孢萌發(fā)率的影響

由圖5可知：低質(zhì)量濃度韭菜浸提液可促進(jìn)甜瓜疫霉休止孢萌發(fā)，高質(zhì)量濃度韭菜浸提液則抑制休止孢萌發(fā)。韭菜各部位浸提液為2.500 mg/mL 時(shí)，均可抑制90% 以上的甜瓜疫霉休止孢萌發(fā)。此外，寬葉韭菜浸提液的抑制率高于窄葉韭菜浸提液，韭菜莖浸提液的抑制率高于葉浸提液。

3 討論

3.1 輪作調(diào)控最大瞬時(shí)增長(zhǎng)率以降低病害發(fā)生

輪作是有效的田間病害防控措施，能夠改善土壤性質(zhì)，提高土壤肥力，增加作物產(chǎn)量，保護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的持久穩(wěn)定性[23-24]。輪作過(guò)程中上茬作物的根系可以改變土壤微環(huán)境并影響下茬作物的生長(zhǎng)和健康。本研究表明：接種甜瓜疫霉的黃瓜連作后疫病發(fā)生嚴(yán)重，發(fā)病率達(dá)到60.81%，而通過(guò)與韭菜輪作可以將黃瓜疫病的發(fā)病率降低至45.99%?？梢?jiàn)，利用韭菜與黃瓜輪作能夠有效控制連作導(dǎo)致的黃瓜疫病。已有研究發(fā)現(xiàn)：選擇大蒜、蔥等蔥屬植物進(jìn)行輪作，可以有效減輕后茬作物的枯萎病、疫病等土傳病害。如：大蒜化感物質(zhì)對(duì)各個(gè)階段的甜瓜疫霉具有較強(qiáng)的抑制作用，因此，大蒜與黃瓜輪作可以控制黃瓜疫病的發(fā)生；大蒜和西瓜輪作可以降低土壤中真菌的數(shù)量，從而降低枯萎病的發(fā)病率；大蒜秸稈殘?bào)w可促進(jìn)西瓜尖孢鐮刀菌菌絲生長(zhǎng)，但也能顯著降低菌絲的生物量，并對(duì)尖孢鐮刀菌的孢子萌發(fā)和酶活性有抑制作用[14， 16-18]。

已有大量研究基于生物量和產(chǎn)量數(shù)據(jù)擬合Logistic曲線研究植物的動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)過(guò)程[25-26]，而植物發(fā)病率增長(zhǎng)往往也呈現(xiàn)出與植物生長(zhǎng)類似的S型曲線，因此，基于發(fā)病率數(shù)據(jù)擬合Logistic曲線來(lái)研究植物病害的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)過(guò)程是可行的。已有研究對(duì)田間茴香與辣椒間作體系辣椒疫病的發(fā)病率進(jìn)行Logistic 曲線擬合，動(dòng)態(tài)且全面地評(píng)估了間作控制辣椒疫病的防治效果[22]。本研究通過(guò)Logistic 曲線評(píng)估了連作或輪作種植模式下黃瓜疫病的發(fā)病率動(dòng)態(tài)變化，明確了黃瓜與韭菜輪作可以降低黃瓜疫病發(fā)病率的最大瞬時(shí)增長(zhǎng)速率，進(jìn)而降低整個(gè)生育期疫病對(duì)后茬黃瓜的危害。前茬韭菜可能通過(guò)根系分泌等方式釋放了抑菌活性物質(zhì)，干擾土壤中疫霉菌的生長(zhǎng)和繁殖，或重塑了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低了病原菌在后茬作物的侵入和繁殖速度?？梢?jiàn)，基于發(fā)病率擬合的Logistic 曲線適用于植物病害發(fā)生動(dòng)態(tài)的研究，通過(guò)判斷最大瞬時(shí)生長(zhǎng)速率及其達(dá)到時(shí)間，可以預(yù)測(cè)病害發(fā)生趨勢(shì)最快的階段，從而確定最佳病害防控干預(yù)時(shí)機(jī)。

3.2 韭菜輪作通過(guò)化感物質(zhì)抑制黃瓜疫霉生長(zhǎng)

輪作模式中，前茬作物通過(guò)根系分泌、殘?bào)w腐解等方式釋放化學(xué)物質(zhì)，經(jīng)化感作用影響下茬植物的生長(zhǎng)[27]。作物種間表現(xiàn)為互相促進(jìn)或互相競(jìng)爭(zhēng)，是多樣性種植是否具備生產(chǎn)力優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。本研究發(fā)現(xiàn)：韭菜揮發(fā)物對(duì)黃瓜種子萌發(fā)有“低促高抑”的影響；而各質(zhì)量濃度的韭菜浸提液對(duì)黃瓜種子的萌發(fā)無(wú)顯著影響。輪作過(guò)程中，韭菜主要以植株殘?bào)w在土壤中腐解來(lái)發(fā)揮化感作用，其在土壤中的含量處于較低水平。這一結(jié)果說(shuō)明韭菜和黃瓜輪作模式對(duì)黃瓜種苗的萌發(fā)和后續(xù)生長(zhǎng)可能具有促進(jìn)作用。另有研究表明：低濃度的大蒜浸提液和揮發(fā)物對(duì)黃瓜疫病無(wú)抑制效果[16]。因此，設(shè)計(jì)輪作模式時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)物種的相互作用搭配合理的作物，盡可能利用化感植物的互促效應(yīng)避免有害影響。

在多樣性種植模式中，作物間的化感效應(yīng)不僅存在于植物相互作用中，也體現(xiàn)在植物和微生物的相互影響中[28]。輪作中，前茬作物可以通過(guò)殘?bào)w腐解、根系分泌等方式釋放具備促生或抑菌活性的物質(zhì)，進(jìn)而改變土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能[29-33]。本研究發(fā)現(xiàn)：韭菜的揮發(fā)物和浸提液都能夠有效抑制甜瓜疫霉的菌絲生長(zhǎng)，其中寬葉韭菜莖揮發(fā)物的抑菌效果最強(qiáng)，且寬葉韭菜浸提液的抑菌效果普遍高于窄葉韭菜浸提液。研究表明：韭菜不同組織的浸提液也能抑制辣椒疫霉菌的菌絲生長(zhǎng)[16]；其他蔥屬類植物的浸提液和揮發(fā)物也表現(xiàn)出對(duì)多種土傳病害的抑菌效果[17-19]。本研究還表明：韭菜的揮發(fā)物和浸提液對(duì)甜瓜疫霉的游動(dòng)孢子游動(dòng)和休止孢萌發(fā)也表現(xiàn)出顯著的干擾效果，其中，韭菜莖浸提液對(duì)疫霉菌的干擾效果強(qiáng)于葉浸提液。游動(dòng)孢子游動(dòng)和休止孢萌發(fā)是疫霉菌侵染的重要階段，在病害的發(fā)生和傳播過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。研究表明：大蒜的主要化感成分大蒜素能夠顯著抑制辣椒疫霉菌的孢子萌發(fā)[34]。因此，韭菜殘?bào)w的揮發(fā)物和浸提液對(duì)甜瓜疫霉的抑制能力可能是韭菜與黃瓜輪作控制黃瓜疫病的關(guān)鍵作用機(jī)制。

4 結(jié)論

黃瓜與韭菜輪作可以通過(guò)抑制菌絲生長(zhǎng)、孢子游動(dòng)和萌發(fā)來(lái)干擾甜瓜疫霉在土壤中的傳播，有效降低了下茬黃瓜疫病的發(fā)生與擴(kuò)散，其中，降低發(fā)病率的最大瞬時(shí)增長(zhǎng)速率是重要的作用機(jī)制，有助于黃瓜疫病的長(zhǎng)期防控。寬葉韭菜的抑菌作用強(qiáng)于窄葉韭菜，韭菜莖的抑菌效果優(yōu)于韭菜葉。因此，在田間通過(guò)輪作防控黃瓜疫病時(shí)，需要選擇合適的韭菜品種以及合理的種植模式，以達(dá)到病害生態(tài)防控的最佳效益。

責(zé)任編輯：何謦成