西瓜-辣椒轮作体系AMF和PGPR防控线虫的效果

姜海燕，李敏

（1.青岛农业大学图书馆，山东 青岛 266109；2.青岛农业大学菌根生物技术研究所，山东 青岛 266109）

据统计，2016年我国西瓜种植面积189.08万公顷，山东省西瓜种植面积20.94万公顷［1］。设施西瓜栽培面积迅速扩大，连作障碍的发生为根结线虫提供了适宜环境，已成为危害设施西瓜的重要因素，造成西瓜大幅减产［2］。种植前化学熏蒸土壤是防治西瓜等根结线虫的主要方法，但易导致农药残留量增加，使整个农业生态环境遭到不同程度的破坏。因此，人们转向开发化学熏蒸替代品防治蔬菜作物的根结线虫。研究表明利用抗性辣椒品种作为轮作作物，能有效降低根结线虫密度，防止该虫发生，增加作物产量［3，4］。耐线虫的砧木嫁接西瓜能有效降低西瓜线虫病害的发生［5］。在根结线虫与土壤其他生物相互作用的研究中发现一些土壤细菌和真菌具有寄生和拮抗线虫的作用。例如，接种丛枝菌根真菌（AMF）和植物根围促生细菌（PGPR）能有效降低根结线虫的发病率［6-8］。李翔［9］研究发现西瓜-辣椒轮作体系下AMF和PGPR可防控线虫。青州市和昌乐县为山东省设施西瓜的主产区，于拱棚内一年种植两茬，早春以西瓜为主，秋季以辣椒为主，形成特有的大拱棚“春西瓜+秋辣椒”栽培模式。在前期试验基础上，本试验进一步研究大田西瓜-辣椒轮作模式下，接种AMF和PGPR对西瓜生长和根结线虫的影响，旨在为AMF和PGPR在西瓜生产中的大面积应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

辣椒品种‘盛松’（寿光市城区蔬菜种子公司），较抗线虫［10］；西瓜品种为‘宝威’（东方正大种子有限公司）；西瓜嫁接砧木‘青农2号’（青岛农业大学南瓜育种课题组提供），较耐根结线虫。AMF菌剂为变形球囊霉（Glomus versiforme）；PGPR为荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。

1.2 试验方法

2017年7—10月于山东省潍坊市青州谭坊镇夹河村辣椒、西瓜设施主栽区进行田间试验。共设4个处理：西瓜连作、轮作（前茬为辣椒）、轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR。AMF菌剂于西瓜砧木播种时接种，接种量为100 mL／盘（1 mL菌剂约200个孢子）。西瓜嫁接苗定植后，采用灌根法接种PGPR，浓度为3×108cfu／mL，用量为每株10 mL。

7月15日，播种西瓜砧木种子于50目穴盘中，培养基质为大田土和有机肥混合。7月21日播种西瓜，7月25日采用插接法嫁接，8月11日，将西瓜嫁接苗定植于大拱棚中，各处理重复3次，每重复约100株。株距50 cm，666.7m2栽培560株。9月8日起进行人工授粉。10月19日，收获并统计产量。

1.3 测定指标及方法

叶绿素SPAD值采用SPAD-520叶绿素仪测定；西瓜糖度（可溶性固形物含量）用手持数显糖度计LH-B55测定；用2 m长钢卷尺测定从茎基部至生长点的长度记为蔓长；用游标卡尺测定茎基部茎粗；果实纵切或中部横切用直尺测定纵径和横径，果形指数＝果实横径／果实纵径；叶片数为蔓上大于2 cm的所有叶片；取茎蔓中部的5片叶子用游标卡尺测定叶片厚度；用游标卡尺测定果实中部横切面皮厚度记为果皮厚度。

线虫病害状况：植株发病情况分0～5级，按吕星光等［7］的方法测定。病情指数＝∑（各病级植株数×各病级代表值）／（调查总株数×最高级代表值）×100。采用Boiteux等［11］的方法计算根结指数和卵粒指数，其中，根结指数＝单株根结数／单株根鲜重；卵粒指数＝单株卵粒数／单株根鲜重。防治效果（%）＝（对照区根结指数-处理区根结指数）／对照区根结指数×100。

1.4 数据统计与分析

采用Microsoft Excel软件进行数据统计，采用DPS软件进行方差分析及差异显著性检验（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对西瓜植株生长的影响

轮作、轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理的蔓长、茎粗、叶片数、SPAD值和5片叶厚均高于连作地块。其中对西瓜植株生长影响最大的为轮作+AMF+PGPR处理，各项生长指标均显著高于连作地块；轮作+AMF的各项指标均与轮作+AMF+PGPR差异不显著（表1）。

表1 不同处理对西瓜生长的影响

2.2 不同处理对西瓜果实形态的影响

由表2可知，轮作+AMF+PGPR处理的西瓜果实纵径显著高于其它处理，各处理的果实纵径为轮作+AMF+PGPR＞轮作+AMF＞轮作＞西瓜连作，且各处理之间差异均显著。轮作+AMF果实横径显著低于轮作+AMF+PGPR，但显著高于轮作和连作地块。所有处理的果形指数及皮厚间不存在显著性差异。说明轮作、轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理显著促进西瓜果实膨大，但对果形等品质影响较小。

表2 不同处理对西瓜果实形态的影响

2.3 不同处理对西瓜根结线虫的影响

由表3可知，轮作+AMF+PGPR处理的病情指数、卵粒指数和根结指数均为最低，轮作+AMF处理次之，二者间差异显著。轮作+AMF+PGPR处理的防效最高，达59.5%，效果最好。

表3 不同处理对西瓜根结线虫的影响

2.4 不同处理对西瓜糖度的影响

由表4可以看出，轮作、轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理显著提高西瓜果实的糖度。其中轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理果实中心糖含量显著高于连作和轮作处理。轮作+AMF+PGPR处理显著增加西瓜果实边缘的含糖量，轮作+AMF处理虽提高边缘糖含量但与轮作处理差异不显著。轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理的果实胎座部位含糖量均与轮作差异不显著，但显著高于连作。

2.5 不同处理对西瓜产量的影响

轮作3个处理西瓜的平均单株产量和666.7m2产量均高于连作。轮作+AMF+PGPR平均单株产量为7.36 kg，666.7m2产量为4 381.60 kg，与连作相比增产31.3%，比轮作处理增产25.5%。轮作+AMF处理比连作增产20.8%。由此可见，AMF+PGPR促进西瓜生长、提高产量的效果较好（表5）。

表4 不同处理对西瓜糖度的影响

表5 不同处理对西瓜产量的影响

3 讨论与结论

轮作是防治蔬菜根结线虫病等连作障碍的有效措施，抗根结线虫辣椒能减轻与其轮作的黄瓜和葫芦线虫危害程度［3］。在番茄-黄瓜轮作时抗性番茄品种能极大降低土壤中根结线虫2龄幼虫和卵的密度，减轻黄瓜根结线虫的危害［12］。本试验将西瓜-辣椒轮作、抗／耐线虫品种、AMF+PGPR生物菌剂三者联合，研究其协同作用，发现轮作、轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理的西瓜植株病情指数、根结指数和卵粒指数均显著低于西瓜连作处理，尤其以轮作+AMF+PGPR处理对根结线虫的防效最高，与温室盆栽试验的结果［9］一致。

植物叶片叶绿素含量可以反映植物光合作用的强弱［13］。AMF、PGPR能有效促进植物根系对水分和养分的吸收，提高叶绿素含量和光合速率，促进作物生长，提高产量和改善品质［14］。本研究发现，轮作、轮作+AMF、轮作+AMF+PGPR处理可显著促进西瓜植株生长，提高叶片叶绿素含量，同时提高西瓜产量和品质。

以西瓜-辣椒轮作一年两熟为种植模式，在夏季土壤高温消毒的基础上，应用耐线虫西瓜砧木、抗线虫辣椒品种，并结合使用抗线虫的AMF+PGPR等微生物菌剂，克服了单一方法防治根结线虫的局限性。通过利用PGPR和AMF的生物防治机制保护植物免受病害危害具有很大的应用潜力［15］。