不同熏蒸处理与生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果

张 屹，肖姬玲，向吉方，李基光，魏 林，朱菲莹，梁志怀

（1.湖南省农业生物技术研究所，湖南 长沙 410125；2.湖南省植物保护研究所，湖南 长沙 410125）

不同熏蒸处理与生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果

张 屹1，肖姬玲1，向吉方1，李基光1，魏 林2，朱菲莹1，梁志怀1

（1.湖南省农业生物技术研究所，湖南 长沙 410125；2.湖南省植物保护研究所，湖南 长沙 410125）

使用生石灰+碳铵、棉隆、辣根素3种土壤熏蒸剂和“馕播王”生物有机肥联用对5 a连作西瓜土壤进行消毒处理，比较不同处理方式对连作西瓜枯萎病的防控效果，同时分析土壤pH值与尖孢镰刀菌西瓜专化型数量之间的相关性。结果表明：不同熏蒸处理对西瓜枯萎病的防控效果差异显著，其中棉隆处理定植45 d时，枯萎病发病率最低，为25.38%，相对防效为73.14%；随着处理时间的延长，各处理土壤中尖孢镰刀菌西瓜专化型的数量逐渐降低，也以棉隆处理的土壤病菌数量最少，定植45 d时与其他处理的病原菌数量差异达到10倍数量级；土壤熏蒸处理后，pH值均有所上升，但随着枯萎病的发生，pH值又有所下降。由此得出，3种熏蒸剂对西瓜枯萎病均有一定防效，但是棉隆与生物有机肥联用的效果最优，既能减少枯萎病致病菌的数量，还能提升土壤pH值。因此，该措施可作为我国南方地区设施西瓜早春栽培枯萎病的综合防控措施之一。

西瓜；枯萎病；土壤熏蒸；尖孢镰刀菌西瓜专化型；防控效果

西瓜作为我国重要的园艺作物，已成为夏季解暑和大众餐桌必备的果蔬之一，西瓜产业规模也随着需求的增加而不断扩大。但由于耕地面积制约和设施栽培的快速发展，连作条件下的西瓜长季节栽培面积逐年增加，伴随而来的土壤结构恶化、盐分积累、营养失衡以及有害微生物成为优势菌群造成的枯萎病爆发等问题也日渐突显[1]。因而寻求能够缓解和克服西瓜连作枯萎病发生的有效途径，对于促进湖南地区西瓜生产的可持续发展具有重要的理论意义和实践价值。

当前防治瓜类土传枯萎病的方法有农业防治、化学防治、生物防治、抗病品种的利用及一些其他的防治措施[2]。其中，最有效的措施是采用熏蒸剂对土壤进行消毒。熏蒸剂具有广谱性，且一些熏蒸剂对土壤微生物有着重要的影响[3-4]。研究表明：贲海燕等[5]发现氰氨化钙可有效抑制0～20 cm土层的黄瓜枯萎病菌，抑菌效果随消毒时间增加逐渐增强，消毒处理15 d，致死率可达76.5%～84.7%；张志明等[6]使用二氧化氯、恶霉灵、棉隆、石灰氮等4种土壤消毒剂对连作西瓜枯萎病进行防治，结果表明，石灰氮处理效果最好，其防效可达86.4%；Mao等[7]研究发现棉隆和1,3-二氯丙烯能够大幅度降低黄瓜连作土壤中的镰刀菌数量；何舰[8]发现使用45 g/m2的棉隆防治甜瓜枯萎病具有显著效果，平均防效达到了73.9%；田甜等[9]利用棉隆与粉红螺旋聚孢霉67-1的协同作用防治黄瓜枯萎病，防效达到98.5%，同时土壤中细菌增殖，真菌（主要是枯萎病菌）数量受到抑制，且细菌/真菌比值显著高于空白对照和单一药剂处理。但是，防治作物与病害种类不同、联合使用的防治手段不同，以及环境的差异都可能造成应用效果的差别，实际应用时应根据具体情况进行筛选和分析。目前，关于利用土壤熏蒸剂与生物有机肥联用的方式开展西瓜枯萎病防控、解除连作障碍的研究还未见报道。

为此，研究以长期定位为西瓜连作的土壤为对象，选择了生石灰+碳铵、棉隆、辣根素3种土壤熏蒸剂和“馕播王”生物有机肥联用进行试验，比较不同处理方式对连作西瓜枯萎病的防控效果，同时分析土壤pH值与尖孢镰刀菌西瓜专化型数量之间的相关性，以期为南方连作西瓜枯萎病防控技术体系的建立及大面积推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年3～10月在湖南省农业科学院高桥试验基地设施大棚内进行，该大棚为5 a连作西瓜种植大棚，供试土壤性质为酸性沙壤土，肥力中等。试验地0～15 cm耕层土壤基本理化性状：有机质25.3 g/kg，全氮1.78 g/kg，碱解氮123.7 mg/kg，有效磷126.9 mg/kg，速效钾144.0 mg/kg ，水土比2.5︰1条件下pH值为4.69。

供试西瓜品种为早佳8424西瓜种子，由新疆农人科技有限公司提供；供试药剂为生石灰、碳铵、98%棉隆、20%辣根素、“馕播王”生物有机肥，均购于农资市场。

试验主要试剂有Easypure PCR 纯化试剂盒、各分子标量的DNA Marker，TransStart®Tip green qPCR SuperMix、MOBIO Powersoil®DNA Isolation Kit试剂盒，均购自全式金生物技术公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计采取随机区组设计，共设4个处理：M1，生石灰70 kg/667m2，碳铵40 kg/667m2，边施边旋耕，覆膜防泄露气体，约20 d后揭膜通风，7 d后施入“馕播王”生物有机肥800 kg/667m2；M2，棉隆30 kg/667m2，边施边旋耕，覆膜防泄露气体，约20 d后揭膜通风，14 d后施入“馕播王”生物有机肥800 kg/667m2；M3，辣根素3 L/667m2，随水滴灌施用，覆膜防泄露气体，约20 d后揭膜通风，14 d后施入“馕播王”生物有机肥800 kg/667m2；CK，采用清水均匀喷洒于土壤表面。每个处理重复5次，采取常规方法浸种催芽，播种育苗，待幼苗长至3叶一心时（2016年4月15日）定植，每个重复面积180 m2，为钢管型单棚，定植80株，每个单棚之间设置隔离沟。

1.2.2 枯萎病发病情况调查记录试验期间西瓜枯萎病的发病株数，并以定植45 d（即定植之日至2016年5月31日）内累计发病情况为基准，以发病率指标反映枯萎病病害调查情况。

发病率（%）=病株数/总株数×100

相对防效（%）=（CK发病率-处理发病率）/CK发病率×100

1.2.3 土样采集及土壤pH值检测分别于定植后15、30和45 d采用五点取样法采集各小区土壤样品，采样深度为0～15 cm，土样过20目筛，用于土壤尖孢镰刀菌西瓜专化型数量和pH值检测。其中，土壤pH值检测按水土比为2.5︰1采用pH值计测量。

1.2.4 尖孢镰刀菌西瓜专化型的数量检测（1）土壤微生物DNA提取：利用改良的MOBIO Powersoil®DNA Isolation Kit试剂盒提取土壤微生物的总DNA。（2）荧光定量PCR引物：参照曹月霞等[10]文献中引物对，Fon-4F：5'-CCCGCTGGCTACTAATCTTTGA-3'；Fon-4R：5'-ATGTAGTGGCGATACTTCCTTG-3'。（3）实时荧光定量PCR反应体系（20 μL）：2×TransStart®Tip green qPCR SuperMix 10 μL，引物各0.5 μL，模板1 μL，ddH2O 8 μL。（4）实时荧光定量PCR反应条件：95℃ 10 min；95℃15 s，60℃ 30 s，72℃ 30 s，45个循环。溶解反应条件为：95℃ 1 min；55℃ 30 s（每次循环温度变化0.5℃；结束温度95℃）；81个循环。

1.3 数据与分析

采用 Excel 2013 软件处理数据和作图，用SPSS软件进行统计分析，采用LSD法检验处理间差异显著性，显著性水平设定为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同熏蒸处理对西瓜枯萎病发病率的影响

定植后30 d，CK区始见西瓜枯萎病，此后各处理区发病逐步加重，其发病最严重是在定植35 d盛花幼果期前后，之后发病情况逐步减少。由图1可知，定植45 d时，M2处理西瓜枯萎病发病率最低，为25.38%，并且显著低于其他处理（P＜0.05）；而M1、M3处理西瓜枯萎病发病率分别为69.53%、79.00%，均显著低于CK发病率（94.49%）。通过防效对比来看，M1、M2和M3处理对西瓜枯萎病相对防效分别达到了26.42%、73.14%、16.39%。

2.2 不同熏蒸处理对根际西瓜专化型尖孢镰刀菌数量的影响

如图2所示，熏蒸处理后土壤中的西瓜专化型尖孢镰刀菌数量随着处理时间的延长逐渐降低，其中M2处理对土壤的尖孢镰刀菌数量降低效果最为显著。定植30 d时，M1和M2处理中尖孢镰刀菌数量显著低于其他处理；定植45 d时，M1、M2和M3处理中尖孢镰刀菌数量显著低于CK，且M2处理与其他处理的病原菌数量差异达到10倍数量级。

图1不同熏蒸处理下连作土壤西瓜枯萎病发病率

图2不同熏蒸处理在全生育期内土壤西瓜专化型尖孢镰刀菌数量的变化

2.3 不同熏蒸处理对土壤pH值的影响

供试土壤为5 a西瓜连作土壤，处理前土壤pH值保持在4.65左右，表现为强酸性。经过不同熏蒸处理后，结果显示如图3所示，各时期，CK处理的土壤pH值一直平稳地维持在4.7左右，而其他处理的土壤pH值均有不同程度提高，表现为M2＞M1＞M3＞CK；定植15 d时，各处理与CK的土壤pH值差异就已达到显著水平；定植30 d时，M1和M2处理的土壤pH值达到最高值，分别为5.27和5.78；定植30～45 d，随着枯萎病的发生，土壤pH值均有所下降。

图3不同熏蒸处理全生育期内土壤pH值的动态变化

2.4 土壤pH值与西瓜专化型尖孢镰刀菌数量的相关性

土壤酸碱度是土壤养分的重要特征，不仅与土壤养分的形成、转化和有效性密切相关，还对土壤微生物活性产生一定影响[11]。由图4可知，土壤pH值在一定范围内与连作土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌数量呈线性负相关关系，但是相关性不显著，其回归方程为y=-0.064 3x+5.482 7（R² = 0.648 7）。

图4土壤pH值与西瓜专化型尖孢镰刀菌数量之间相关性

3 结论与讨论

西瓜连作障碍是由多种病原真菌引起的植物毁灭性病害[12]。有研究表明，对连作土壤进行灭菌处理能较大程度改善西瓜[6]、甜瓜[8]、草莓[13]、葡萄[14]和辣椒[15]等作物的连作障碍，减轻土传病害。该试验比较了3种土壤熏蒸剂与“馕播王”生物有机肥联用对连作西瓜枯萎病发生的防控效果，结果显示，棉隆的防控效果最佳，与“馕播王”生物有机肥共同作用对枯萎病的防效达73.14%；其次是石灰+碳铵；辣根素的防控效果第三。但是，因为该试验土壤为5 a西瓜连作土壤，属于枯萎病高发区域，所以棉隆与生物有机肥联用处理下还是有25%的植株发病。因此，在连作西瓜枯萎病综合防控过程中，还需配合其他防控技术，才能更好地控制枯萎病的发生。

关于化学熏蒸剂防治保护地蔬菜镰刀菌属病原菌（Fusarium spp.）的效果以及使用方法的研究较多，但对连作西瓜土壤的研究较少且没有明确的说法。该试验研究了不同熏蒸剂（石灰+碳铵、棉隆、辣根素）与“馕播王”生物有机肥联用对连作西瓜土壤中尖孢镰刀菌西瓜专化型数量的影响。结果发现，随着药剂作用时间的延长，棉隆处理的土壤西瓜专化型尖孢镰刀菌数量呈持续降低趋势，特别在定植45 d后，该处理与其他处理的病原菌数量差异达10倍数量级，说明棉隆与生物有机肥联用能有效控制连作西瓜土壤中的西瓜专化型尖孢镰刀菌的增殖，在一定程度上缓解了西瓜枯萎病病情，这与余宏军等[16]报道的棉隆可显著减少栽培基质中尖孢镰刀菌数量的结论相符。但是通过对土壤中病原菌数量的检测发现，对照处理在西瓜生长过程中也同其他处理一样，病原菌数量总体呈现降低的趋势，初步分析认为：随着西瓜植株的正常生长，土壤中的病原菌由于寄主根系分泌物的诱导作用，部分数量级已入侵西瓜根系增殖，进而土壤中的病原菌数量在中后期逐渐降低。

同时，土壤酸碱度能直接影响土壤中微生物生态变化动向和强度。在作物连作制度下，土壤酸度增强，细菌/真菌的比值随着连作种植年限的延长而减小，大量的病原真菌在土壤中富集，增加病虫害的发生概率[17]。前期研究发现生石灰[18]、生物炭[19]等物质均能有效改良土壤pH值，达到减缓枯萎病发生的效果。该研究结果也表明，生石灰和碳铵处理后，土壤pH值有所提高，这与上述研究结果一致；其中，棉隆与“馕播王”生物有机肥协同效果表现最好，初步分析是由于棉隆在杀灭土壤中有害真菌后，“馕播王”生物有机肥中芽孢杆菌、木霉菌分解利用有机物，充分占据优势种群位置，使得土壤中微生物数量和生物活性发生明显变化，进而导致土壤pH值有一定的提高。但是大田土壤生态环境受多因素的复杂影响，随着西瓜种植时间的延长，各处理的土壤pH值有下降回归至土壤本底值的趋势。

为了探讨土壤pH值与西瓜专化型尖孢镰刀菌数量的相关性，试验对两者进行了相关性分析，其回归方程显示为y=-0.064 3x+5.482 7（R²= 0.648 7），表明土壤中pH值在4.0～6.0范围内与连作土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌数量间呈线性负相关关系，但是相关性不显著。究其原因认为：试验是以大田连作土壤作为研究对象，由于小区面积大，取样未采用定点取样，而是随机5点取样法，因此导致各小区的本底值存在少许偏差，但是在可允许范围内。

综上所述，棉隆与“馕播王”生物有机肥综合改良土壤方式可降低致病菌的相对数量，有效预防西瓜枯萎病发生，对解决南方地区连作西瓜枯萎病的综合防控技术难题有所帮助。试验只对尖孢镰刀菌的灭杀效果进行了研究，而棉隆与生物有机肥联用对土壤微生物种群结构及其对西瓜生长和产量有无影响有待进一步研究。

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（责任编辑：成 平）

Control Effect of Different Soil Fumigants and Bio-Organic Fertilizer on Watermelon Fusarium wilt by Continuously Cropping

ZHANG Yi1，XIAO Ji-ling1，XIANG Ji-fang1，LI Ji-guang1，WEI Lin2，ZHU Fei-ying1，LIANG Zhi-huai1
（ Hunan Agricultural Biotechnology Research Institute, Changsha 41012, PRC; 2.Hunan Institute of Plant Protection, Changsha 410125, PRC）

Lime + ammonium bicarbonate and bio-organic fertilizer (M1), Dazomet and bio-organic fertilizer (M2), allylisothiocyanate and bio-organic fertilizer (M3) were respectively applied in 5-year watermelon replanted soil, control effects of different treatments on Fusarium wilt in continuous cropping watermelon were compared, and the quantity correlation of rhizosphere soil pH and Fusarium oxysporum f. sp. niveum was analyzed in this study. The results showed that the control effect of different soil fumigation treatments on watermelon wilt was of signi fi cant difference, the Fusarium wilt incidence of M2 was the lowest at 25.38%, the relative control ef fi ciency of M2 was 73.14%, 45 d after fi eld planting, and the difference between the number of pathogenic bacteria and other treatments reached 10 times. After soil fumigation treatment, the pH value increased, but decreased with the occurrence of Fusarium wilt. Therefore, the M1, M2 and M3 had certain control effects on Fusarium wilt, with the M2 as the optimal, and the M2 could decrease the number of Fusarium oxysporum f. sp. niveum and increase the soil pH value, which could be used to control the replanting disease of watermelon under early spring facility cultivation in southern China.

watermelon; Fusarium wilt; soil fumigation; Fusarium oxysporum f. sp. niveum; control effect

S436.5

：A

：1006-060X（2017）08-0053-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.014

2017-06-01

国家公益性行业（农业）科研专项（201503110-03）；湖南省自然科学基金面上项目（2016JJ2075）

张 屹（1987-），男，湖南常德市人，助理研究员，主要从事西瓜抗病分子育种研究。

梁志怀