土壤pH值调节对西瓜生长及枯萎病防控效果研究

邱婷，张屹，肖姬玲，魏林，梁志怀

（1.湖南大学研究生院隆平分院，长沙，410125；2.湖南省农业生物技术研究中心；3.湖南省农业科学院植物保护研究所）

土壤pH值调节对西瓜生长及枯萎病防控效果研究

邱婷1，2，张屹2，肖姬玲2，魏林3，梁志怀1，2

（1.湖南大学研究生院隆平分院，长沙，410125；2.湖南省农业生物技术研究中心；3.湖南省农业科学院植物保护研究所）

以感病品种早佳西瓜作为盆栽材料，以不同浓度氧化钙、氢氧化钠以及蓝得土壤调理剂3种土壤改良剂来调节酸性土壤pH值，探讨不同土壤pH值变化对西瓜植株生长发育及苗期枯萎病防控效果的影响。试验结果表明，当酸性土壤pH值由强酸性调节到微酸至中性时，土壤中病原真菌数量明显减少，西瓜苗期枯萎病最高防控效率达96.3%；随着氧化钙、氢氧化钠以及土壤改良剂施用量增加，土壤pH值呈增高趋势，显著改善西瓜植株生长发育状况，增强植株的保水能力，提高抗性。

西瓜；生长；土壤pH值；枯萎病；防控效果

土壤pH值代表土壤酸碱性，是土壤重要的化学性质。近年来，受自然降雨以及人类不当的农业措施等多方面因素的影响，我国耕地土壤酸化日趋严重。相关研究[1～3]表明，土壤的酸度增强不仅对植物的种子萌发、根系生长、苗高等生长发育有影响，还对土壤中微生物的生命活动影响显著。同时，也有研究表明，提高土壤pH值对黄瓜枯萎病[4]、水稻立枯病[5]、芸薹根肿病[6]等病害的发生具有显著的防控效果。但是有关酸化土壤的改良对栽培西瓜的生长发育及病害发生的影响，还未见确切的报道。

西瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌西瓜专化型病菌引起的一种毁灭性土传病害，其病菌的厚垣孢子在土壤中可存活10 a之久[7，8]，已成为限制西瓜产业可持续发展的主要因素之一。西瓜枯萎病的防治是西瓜生产上的重要难题之一，因其是土传病害，目前还未发现能彻底根治的有效方法，只能尽早发现发病植株并移除以防止病情扩散，但生产中很难做到及时发现病株并将其移除，因此往往会对西瓜生产造成极大的损失甚至毁种绝收。尤其在作物连作情况下，随着种植年限的延长，土壤酸化越来越严重，大量的病原菌在土壤中聚集，进而加重作物病虫害的发生。本试验中，笔者选取5 a连作西瓜酸性土壤，通过施加不同浓度的氧化钙、氢氧化钠以及土壤改良剂来提高土壤pH值，探索土壤pH值变化对西瓜生长及枯萎病防控效果的影响，为酸化土壤的改良、西瓜枯萎病的防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试西瓜品种为早佳。供试土壤取自连作5 a大棚西瓜种植地，土壤性质为强酸性砂壤土，pH值为5.3。化学纯试剂氧化钙、氢氧化钠购于西陇化工股份有限公司，配制1 mol/L备用，蓝得土壤改良剂购于荣成蓝得生物制品有限公司。

1.2 试验方法

①试验设计将供试大棚酸性土壤风干、过筛、混合充分，分装于30个40 cm×30 cm×30 cm试验盆中，每盆15 kg。本试验3种土壤改良剂分别设计3个用量处理，每个处理3次重复，以不加改良剂为对照（CK），其用量分别为，石灰：10 g（S1）、20 g（S2）、30 g（S3）；氢氧化钠：90 mL（Q1）、120 mL（Q2）、150 mL（Q3）；蓝得改良剂：10 g（T1）、20 g（T2）、30 g（T3）。维持田间最大持水量的60%，后期常规管理。放置7 d后，采取常规方法浸种催芽，播种，每盆播种30粒。

②西瓜植株发病率调查在植株发病期内，待CK发病稳定后，观察记载各土壤处理下西瓜植株发病情况。

③土壤取样与检测西瓜植株生长期内，定期采用5点式取样法取土壤层5～10 cm处的土样，按水土比2.5∶1，采用PHS-25 pH计测土壤pH值。土壤中尖孢镰刀菌数量的测定采用Komad培养基[9]。

④植株取样与测定常规方法测定西瓜定植后第20、30、40天的蔓长（茎基部到植株生长点最顶端，米尺测定）以及地上部分的鲜质量。每个处理测量3次重复，每重复测量3株。叶片相对含水量采用鲜质量法[10]，取3～4片新梢中部成熟叶片，迅速带回实验室用去离子水将叶面冲洗干净，用吸水纸吸干叶片表面的水分，迅速称出鲜质量（Wf）；再将叶样浸入水中24 h，取出后用吸水纸擦干样品表面多余的水分，称出饱和重（Wt）；最后将叶样放入已升温至105℃烘干箱中，杀青15 min，然后于80℃下烘至恒重，称出干质量（Wd）。相对含水量RWC（%）=[（Wf-Wd）×（Wt-Wd）-1]×100%。

1.3 数据分析

试验数据均采用Excel 2013软件进行处理、作图与统计，用IBM SPSS Statistics 20软件采用LSD法进行显著性（P＜0.05）分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理下土壤pH值的变化

酸性土壤经不同试验处理后，土壤pH值随时间的变化如表1所示。在处理后的40 d内，生石灰、氢氧化钠、土壤改良剂3种处理均显著提高了酸性土壤的pH值，且随配方施用量的增加，土壤pH值呈增高的趋势，并持续西瓜植株的整个生长周期。其中S1、S2及S3处理西瓜生育期内土壤pH值平均分别较对照增加0.85、1.52、1.62。Q1、Q2及Q3处理西瓜生育期内土壤pH平均值分别较对照增加0.28、0.37、0.49。T1、T2、T3处理西瓜生育期内土壤pH值平均分别较对照增加0.10、0.45、0.57。在定植10 d后，包括对照在内所有处理的土壤pH值都随处理时间的推移而呈降低的趋势，起始pH值与最终的差值在0.31～0.84，可能是因为处理过程中微生物分解产生有机酸及土壤的硝化作用所致。

表1 不同土壤处理对土壤pH值的动态影响

表2 调节土壤pH值对土壤病原真菌数量的影响

2.2 不同土壤pH值调节处理对西瓜植株生长发育的影响

①对西瓜植株蔓长及地上部鲜质量的影响由图1可知，利用生石灰、氢氧化钠及土壤改良剂来提高酸性土壤的pH值，能促进西瓜植株的生长。在定植后整个生长过程中，S1、S2、S3处理的植株蔓长以及地上鲜质量部分均显著高于CK（P＜0.05，下同），其中S2、S3处理在定植20 d和30 d时植株蔓长没有显著差异；定植40 d时，S2显著高于S3，且二者均高于S1，而定植40 d时，S3处理地上部分鲜质量显著高于S2，且均高于S1。Q1处理植株蔓长在各时期均与对照无显著差异，而Q2和Q3均高于对照并与对照呈显著差异。同时，Q1、Q2与Q3处理地上部分鲜质量在定植30、40 d时均高于对照，且在定植40 d时Q3处理显著高于Q2、Q1处理。T1、T2及T3处理效果同生石灰处理相同，在定植后，植株蔓长以及地上鲜质量部分均显著高于CK。在定植30 d时T2及T3处理植株蔓长和地上部分鲜质量均无显著关系，但显著高于T1，而在定植40 d时，T3处理植株地上鲜质量显著高于T2、T1处理。

②对植株叶片相对含水量的影响叶片相对含水量（RWC）即为植株叶片相对鲜质量与其相对饱和重的比值，是植物水分状况的重要指标，在反映植物体内水分亏缺程度和叶片的保水能力上具有一定的敏感性。胁迫环境下，植物水分饱和亏缺越小，保水能力越强，表明抗性越强[11]。由图2可知，在CK酸性土壤下生长的西瓜植株叶片相对含水量随着时间的延长呈现下降的趋势，在定植30 d和40 d时下降幅度分别为10.1%和9.4%。而S1、Q1及T1在定植30 d和40 d时下降幅度分别为2.0%、1.3%，0.7%、0.6%和3.1%、0.8%。S2、S3、Q2、Q3、T2以及T3处理的植株叶片相对含水量均处于稳定状态，且至处理结束时，均显著高于对照。研究结果表明，当土壤呈微酸性至中性时，植株的保水能力较强。

2.3 不同土壤pH值调节处理对西瓜枯萎病防控效果的影响

①对西瓜植株枯萎病发病率的影响由图3可知，利用生石灰、氢氧化钠和土壤改良剂来提高酸性土壤pH值能有效提高西瓜植株对枯萎病的防控能力。S1、S2、S3、Q1、Q2、Q3、T1、T2以及T3处理后植株的发病率依次为：26.7%、2.3%、3.3%、37.5%、34.3%、25.0%、11.1%、6.25%及9.7%，均显著低于对照组植株发病率63.3%。其中S2、S3处理防控效率分别高达96.3%和94.7%。而S2与S3、S1与Q3、Q1与Q2以及T1、T2与T3之间均未达到显著性差异水平。

图3 土壤pH值调节处理对西瓜植株发病率的影响

②对土壤病原真菌数量的影响由表3可以看出，在西瓜40 d的生长周期内，不同处理及同一处理之间，土壤中病原真菌数量变化差异较大。S1、S2、S3、Q3、T1、T2以及T3处理在0～10 d内土壤中病原真菌数量均有所下降，且随着生石灰和土壤改良剂添加量的增多，土壤病原菌数量降低越多。而CK、Q1及Q2在0～10 d内土壤中病原真菌数量略有上升。在第10～15天植株发病期间，各处理土壤中病原菌数量均有所增加。待植株发病稳定后，随着时间的延长，土壤病原菌数量呈下降趋势，且在定植40 d时，病原菌数量均显著低于对照。

3 结论与讨论

3.1 施加生石灰、氢氧化钠及土壤改良剂能有效提高酸性土壤的pH值

试验结果表明，添加生石灰、氢氧化钠以及土壤改良剂均能显著提高土壤pH值，在西瓜植株定植0～10 d内对土壤pH值影响较大，30～40 d趋于稳定。王敬华等[12]在江西红壤土上的试验表明，每667 m2施用200 kg石灰石粉，能有效降低土壤表层2～3个单位的酸度值。氢氧化钠因含有大量的羟根离子，能迅速中和酸性土壤中的H+，提高土壤的pH值。本试验采用的土壤改良剂主要成分为生石灰、海洋生物牡蛎壳、虾蟹壳等，富含钙、镁、铁、铜、锌、硅等微量元素，能降低土壤酸度，抑制有害菌的生长，促进植物的生长发育。而酸性土壤的改良是一个长期过程，大量的施加生石灰，容易造成土壤板结不利于植物生长。而氢氧化纳是强碱，具有强腐蚀性，虽能提高土壤pH值，但会破坏土壤微生物种群结构，使大量的有益微生物数量减少。因此在实际农业生产中，提倡采用营养型的土壤调理剂，不仅能提高土壤pH值，改善土壤结构，还能均衡土壤中营养物质，更有益于植物的生长。

3.2 通过调节土壤pH值来降低土壤中病原菌数量是控制西瓜植株苗期发病的有效途径

本试验结果表明，当酸性土壤pH值调至微酸至中性时，土壤中病原真菌数量明显减少，植株发病率相对于对照明显降低，最大防控效率高达96.3%。一般情况下，土壤微生物多样性高时，病原菌就很难孳生，而细菌与真菌的比值随着连作种植年限的延长而减小，土壤肥力由“细菌型”演变成为“真菌型”[13]。其机理是由于一些微生物种群尤其是植物病原真菌在作物连作过程中于土壤里大量富集，导致植物病虫害发生严重，无法控制，对农作物生产造成严重的影响。本试验相关性分析发现，各处理土壤中病原真菌数量与土壤pH值的相关系数在0～10 d、10～15 d及15～40 d内分别为-0.774、-0.879、-0.521，表明在植株发病期前控制土壤pH值是降低病原真菌数量、防止苗期病害发生的一个关键措施。引起西瓜枯萎病病菌为西瓜专化型尖孢镰刀菌，在实际西瓜生产中，不仅苗期为害严重，在开花坐果期为害也比较严重，而本试验只探究了植株苗期发病情况，其对开花坐果期以及结果后期的影响需要进一步探究。

3.3 栽培土壤pH值对西瓜植株的生长发育存在一定的影响

本研究发现，当酸性土壤pH值提高0.37～1.52个单位时，西瓜植株的蔓长、地上部分鲜质量以及叶片相对含水量都有不同程度改善。其原因可能是因为当土壤酸度较强时，土壤中硝化细菌和亚硝化细菌的活跃度就会减小，从而植物对土壤中有效氮的利用率降低，对养分的吸收不足将造成植株的发育不良。但随着处理施用量的增加，土壤pH值是否进一步升高，同时更有利于西瓜植株的生长发育，还有待进一步研究。

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Effect of Soil pH Adjustment on Growth of Watermelon and Controlling Fusarium Wilt Disease

QIU Ting1,2,ZHANG Yi2,XIAO Jiling2,WEI Lin3,LIANG Zhihuai1,2

(1.Longping Branch of Graduate College,Hunan University,Changsha 410125;2.Hunan Agricultural Biotechnology Research Center;3.Institute of Plant Protection,Hunan Academy of Agricultural Sciences)

The effects of different soil pH on the growth and development of watermelon and its control effect on Fusarium wilt were studied by changing the pH of acid soil by quicklime,sodium hydroxide and soil conditioner.The susceptive watermelon cultivar Zaojia was used as pot experiment material.The results showed that when the pH of acidic soil was adjusted from acidic to slightly acidic and neutral,the number of pathogenic fungi was significantly reduced,and the highest control efficiency of watermelon wilt disease reached to 96.3%.With the application of quicklime,sodium hydroxide and soil added,the pH of soil increased,and the growth and development of watermelon were improved significantly,in addition,the water-holding capacity and resistance of the plant were enhanced.Adjusting soil pH is an effective way to improve plant resistance to watermelon,reduce the number of pathogenic fungi,and effectively control watermelon seedling wilt disease.

Watermelon;Growth;Soil pH;Pathogenic fungi;Fusariumwilt

S651

A

1001-3547（2017）20-0095-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.20.033

公益性行业（农业）科研专项（201503110-03）

邱婷（1993-），女，硕士，主要进行土传病害综合防治研究，E-mail：1051190951@qq.com

梁志怀，男，通讯作者，研究员，研究方向为土传病害综合防治研究，E-mail：liangzhihuainky@163.com

2017-07-06