施用氰氨化鈣對連作西瓜生長和產量的影響

王志偉 朱菲瑩 譚華 李涵 周文 戴思慧

摘? ? 要：為了探究氰氨化鈣對連作西瓜生長的影響，以早佳8424為材料，在連作5年的鋼架大棚，研究不同劑量氰氨化鈣（CK：0 g·m-2;T1：60 g·m-2;T2：120 g·m-2;T3：180 g·m-2）對連作西瓜植株生長指標、果實性狀和產量、枯萎病發病率等的影響。在西瓜連作土壤中添加適量的氰氨化鈣能夠顯著促進西瓜的生長發育，降低枯萎病發病率，提高連作西瓜的產量。T2處理提高不同時期西瓜植株的莖粗、主蔓長、葉片的SPAD值，顯著提高西瓜植株的鮮質量和干質量，枯萎病發病率僅為5.79%，比CK增產67.07%，西瓜整個生育期的生長性狀及產量表現為最佳，對西瓜枯萎病防控效果最好。

關鍵詞：西瓜;氰氨化鈣;連作障礙;生長;產量

中圖分類號：S651 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）05-036-05

Effect of calcium cyanamide on growth and yield of watermelon

WANG Zhiwei1，2， ZHU Feiying1， TAN Hua1， LI Han1， ZHOU Wen1， DAI Sihui2

（1.Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， Hunan， China; 2. College? of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract：In order to study the effect of calcium cyanamide on the growth of continuous cropping watermelon， Zaojia 8424 was used as material， and four treatments were adopted in greenhouse： control treatment （without calcium cyanamide， CK）， low concentration calcium cyanamide 60 g·m-2（T1）; medium concentration of calcium cyanamide 120 g·m-2（T2）; high concentration calcium cyanamide180 g·m-2（T3）. The effects of different dosage of calcium cyanamide on the growth index， fruit characters， yield and incidence of Fusarium wilt of continuous cropping watermelon were studied under the treatment of calcium cyanamide. The results showed that adding suitable amount of calcium cyanamide to the soil of watermelon continuous cropping could significantly promote the growth and development of watermelon， reduce the incidence of Fusarium wilt and increase the yield of watermelon continuous cropping. The stem diameter， main stem length and leaf Spad value of watermelon plants at different stages were increased by T2 treatment， and the fresh weight and dry weight of watermelon plants were significantly increased. The incidence of Fusarium wilt in T2 treatment was only 5.79%， the output of T2 was 67.07% higher than CK. The results of this study provide a theoretical guidance for alleviating the obstacles of continuous cropping of watermelon in greenhouse.

Key words： Watermelon; CaCN2; Continuous cropping obstacles; Growth; Yield

西瓜是湖南省重要的經濟作物，2017年湖南省西瓜播種面積11萬hm2，位居全國第四。隨著設施種植年限的增加，連作造成了土壤中各類病原微生物的大量累積，導致瓜類枯萎病等土傳病害發生嚴重，可使西瓜減產15%～85%，嚴重制約西瓜產業的持續發展[1]。土壤消毒是防治土傳病害的重要方式。大量研究表明，溴甲烷、二氯丙烯、三氯硝基甲烷、威百畝等土壤熏蒸劑可以有效防控作物土傳病害的發生，但對環境及人畜有害，先后被國內外禁止在生產中使用[2]，因此篩選綠色、安全、有效的防治西瓜連作障礙的土壤處理劑迫在眉睫。氰氨化鈣（英文名calcium cyanamide，分子式CaCN2），又稱石灰氮或碳氮化鈣，是目前生產中含鈣量最高的氮肥，被登記為黃瓜、番茄防治根結線蟲的藥劑。其有效成分分解完全，利用率高，使用效果好，適合中國農戶安全使用，顆粒直徑在1.5～2.2 mm之間，可以在運輸和使用過程中最大限度地降低粉塵污染，對人和作物更安全。氰氨化鈣在土壤中分解過程較長，與水反應生成氫氧化鈣和氰氨，氰氨進一步水解形成尿素，尿素水解形成銨態氮，直接供作物吸收利用。在堿性土壤中，氰氨水解速度放緩，有利于氰氨聚合形成雙氰氨，對土壤中微生物及昆蟲有很強的殺滅和驅避作用，但對魚類和蜜蜂無毒害作用，在土壤中無殘留，屬于環境友好型消毒劑。氰氨化鈣對尖孢鐮刀菌引起的黃瓜[3]、草莓[4]、香蕉[5]等多種園藝作物枯萎病的防治效果明顯，同時對十字花科根腫病的防治效果得到了國內外專家學者的證實[6]，防治蔬菜土傳病害[7]和黃瓜根腐病[8]的效果顯著。此外氰氨化鈣有中和酸性土壤、為作物提供長效氮肥、減少土壤中銨態氮的淋溶、降低硝酸鹽在土壤及植物中的累積等作用[7]，是理想的土壤改良劑。但目前關于氰氨化鈣應用于西瓜栽培的報道較少，因此筆者以早佳8424為材料，研究3個不同劑量的氰氨化鈣處理對連作5年的西瓜大棚西瓜植株生長、枯萎病發生率、產量和品質的影響，試圖在不采用嫁接栽培的前提下緩解大棚西瓜連作障礙，為實現西瓜持續發展提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜的品種為早佳8424，由新疆農人種子科技有限責任公司提供。

供試土壤：湖南省農業科學院高橋試驗基地，試驗田地勢平坦、肥力均勻，已連續5年種植西瓜，土壤基本理化性質為水解性氮（w，后同 ）107 mg·kg-1、有效磷616.8 mg·kg-1、速效鉀462 mg·kg-1、有機質36.77 g·kg-1、土壤pH值6.8。

供試的氰氨化鈣（CaCN2）購于寧夏大榮實業有限公司衡陽分公司，質量分數在50%以上，其他成分為氧化鈣和碳素等。

1.2 試驗設計

試驗于2019年2—7月在湖南省農業科學院高橋試驗基地進行，采用（長30 m，寬6 m）鋼架大棚種植，采用隨機區組設計，每小區面積90 m2，株距60 cm，行距2.5 m，每小區種植50株，3次重復。于2月25日在連棟大棚采用50孔穴盤基質育苗，4月1日2葉1心時移栽定植。在西瓜定植前，先將氰氨化鈣按照對照處理（不添加氰氨化鈣的連作土，CK），低劑量氰氨化鈣處理60 g·m-2（T1），中劑量氰氨化鈣處理120 g·m-2（T2），高劑量氰氨化鈣處理180 g·m-2（T3），均勻撒施于連作土中再整地作畦，防止局部土壤過堿或未施到。西瓜定植后進行常規管理，試驗期間不噴灑任何防治枯萎病的藥劑，鋪防草布防草。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 生長指標 分別于西瓜定植后的15 d（伸蔓期）、30 d（開花期）、60 d（果實成熟期），對不同處理西瓜植株的主蔓長、莖粗和葉綠素含量等指標進行采樣測定。主蔓長（cm）利用卷尺測定;莖粗（mm）利用游標卡尺測定西瓜主蔓距地面5 cm處;葉片葉綠素的 SPAD 值用SPAD-502測定主蔓生長點以下第一片成熟葉;生物量（g）利用百分之一電子天平測定各處理西瓜植株的鮮質量，105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干至恒質量，稱取植株干質量。

1.3.2 果實性狀及產量 待西瓜收獲后，每個處理隨機選取5個西瓜果實，采用電子天平稱質量，測量果實縱徑、橫徑、皮厚、中心和邊部可溶性固形物含量，小區產量采用實收測產的方式測量。

1.3.3 西瓜枯萎病發病率 在西瓜果實成熟期統計不同處理西瓜枯萎病發病株數，按照公式計算發病率。發病率/%=染病株數/調查總株數×100。

1.4 數據處理

采用 Microsoft Excel 2017和SPSS 17.0進行數據整理和分析，差異性檢驗采用 Duncan 法。

2 結果與分析

2.1 不同劑量氰氨化鈣對連作西瓜生長的影響

連作土壤中添加氰氨化鈣后，可明顯促進西瓜植株的生長，不同劑量和不同生育期的差異較大。由圖1可以看出，不同劑量氰氨化鈣處理的西瓜莖粗和CK間存在明顯差異，其中T1處理各個時期均與CK無顯著性差異，T2處理莖粗在定植15、30和60 d時均顯著高于對照，T3處理在定植15 d時與CK存在顯著差異，其他時期差異不顯著。不同劑量氰氨化鈣處理對西瓜主蔓長的影響較大，其中定植15 d時各處理的主蔓長與CK差異不顯著;定植30 d時T1和T2處理的主蔓長顯著高于CK，T3處理主蔓較CK有所增加，但差異未達到顯著水平;定植60 d時各處理的主蔓長顯著高于CK，以T2處理的最長，為320 cm。

葉綠素是植物細胞內參與光合作用的重要色素，其含量的高低可以直接反映出植株光合作用的強弱。從圖1中可以看出，施用不同劑量氰氨化鈣后增加了西瓜葉片不同時期葉片的SPAD值，其中T2處理與CK差異達到了顯著水平，定植15、30、60 d分別比CK提高了18.38%、22.89%和19.11%。T1和T3處理各時期葉片的SPAD值均較CK有所提高，但差異未達到顯著水平。

2.2 不同劑量氰氨化鈣對連作西瓜植株鮮質量和干質量的影響

單株鮮質量和干質量是西瓜產量形成的物質基礎，由圖2可知，施用氰氨化鈣在不同程度上影響了西瓜植株的鮮質量和干質量。定植15 d時西瓜植株的鮮質量不同處理間存在差異，其中T2處理西瓜植株的鮮質量最高，與T3處理相比差異達到顯著水平，與T1和CK相比有所增加，但未達到顯著水平;隨著定植時間的延長，西瓜植株的鮮質量也呈增加的趨勢，定植30 d時T2處理西瓜植株的鮮質量顯著高于T3和CK;定植60 d時，各處理西瓜植株的鮮質量迅速顯著增加，其中T2處理的鮮質量顯著高于T3處理，但與T1和CK的差異未達到顯著水平。不同劑量氰氨化鈣處理對西瓜植株干質量的影響與鮮質量存在一樣的規律，定植30 d時各處理與CK有差異，但未達到顯著水平;定植60 d時，T2處理的干質量顯著高于CK和T3處理。

2.3 不同劑量氰氨化鈣對連作西瓜果實性狀和產量的影響

由表1可以看出，氰氨化鈣各處理對西瓜果實的單瓜質量的影響存在差別，其中T1和T3處理的單瓜質量低于CK，T2處理的單瓜質量高于CK，但差異均未達到顯著水平。對西瓜果實的縱徑和橫徑的影響，氰氨化鈣各處理之間的差異也未達到顯著水平。T2處理增加了西瓜果實的中心可溶性固形物含量，與CK的差異達到顯著水平。氰氨化鈣各處理對西瓜果實的邊部可溶性固形物含量和果皮厚度的影響較小，未達到顯著水平。氰氨化鈣各處理的西瓜產量均較CK有所增加，其中T2的增幅最大，比CK顯著增產67.07%。

2.4 不同劑量氰氨化鈣對連作西瓜枯萎病發病率的影響

由圖3可以看出，施用氰氨化鈣的處理枯萎病發病率均顯著低于CK，不同劑量氰氨化鈣處理的西瓜枯萎病發病率也存在顯著差異。其中T1處理的西瓜枯萎病發病率為11.61%，T2處理的發病率最低僅為5.79%，T3處理的發病率為17.72%。

3 討論與結論

隨著設施種植年限的增加，設施蔬菜栽培中的連作障礙日益嚴重，造成蔬菜生長發育不良，降低產量和品質，嚴重地制約設施蔬菜產業的可持續發展。筆者在連作5年的西瓜大棚土壤中添加不同劑量的氰氨化鈣，結果表明處理后對西瓜的生長發育影響較大，其中T2處理對西瓜的莖粗、主蔓長、葉片SPAD值、鮮質量和干質量的促進效果顯著。植物的鮮質量直接反映了植株的生長狀態，干質量則代表植物干物質的積累，在一定程度上可以反映生物量。植物的生物量是同化產物積累量的直接反映，與產量呈正相關，并隨著植物的生長，相關系數也逐漸增大[9]。氰氨化鈣作為一種緩釋性氮肥，在降解過程中的中間產物氰氨、雙氰氨對土壤中硝化細菌產生毒性，抑制硝化作用，減緩銨態氮轉化為硝態氮的進程，需要較長時間才可以完全釋放出銨態氮。本試驗中T2處理的西瓜在定植60 d時，植株的主蔓長、鮮質量、干質量均達到最大值，與其他劑量處理和CK差異達到顯著水平。不同劑量氰氨化鈣處理對西瓜單瓜質量的影響不顯著，各處理都降低了西瓜枯萎病發病率，西瓜成熟時的植株數和可采收果實數量存在顯著差異，因此對小區西瓜產量的影響較大，T2處理西瓜產量比CK增產67.07%。

土壤中的真菌多數是致病菌，與土傳病害的發生有密切關系。土傳病害是連作障礙的主要原因[10]。賁海燕[11]研究發現，施用120 g·m-2的氰氨化鈣處理后，土壤微生物群落數量被短暫抑制后迅速恢復并占據優勢地位，而茄病鐮刀菌等病原菌的增殖能力被削弱，較好地防治了黃瓜根腐病，而高劑量處理對土壤微生物產生巨大沖擊不易恢復。本試驗結果也表明T3處理中西瓜植株的生長發育情況次于T2處理，而田間枯萎病發病率高于T2處理，原因可能是土壤微生物群落中非致病性菌落受氰氨化鈣影響較大，而致病性菌落受到抑制后恢復速度較非致病性菌落快，造成枯萎病發病率升高。氰氨化鈣可有效地抑制 0～20 cm土層的黃瓜枯萎病菌，抑菌效果隨消毒時間增加逐漸增強，消毒處理5 d，黃瓜枯萎病菌致死率為23.6%～31.1%，消毒處理15 d，致死率可達76.5%～84.7%[8]。本研究中，連作西瓜土壤中添加氰氨化鈣可以顯著地降低西瓜枯萎病的發生率，不同處理與CK均達到了顯著差異水平，以T2處理的發病率最低，僅為5.77%。本研究結果表明，在連作5 a的西瓜園土中施用適量氰氨化鈣可以在一定程度上促進連作西瓜生長發育和產量的提高，改善西瓜根際土壤環境，降低西瓜枯萎病的發生率，其中T2處理對西瓜的整個生育期的生長性狀及產量表現最佳，對西瓜枯萎病防控效果最好。關于氰氨化鈣對西瓜根際微生物群落的影響有待于進一步研究。生產中使用氰氨化鈣處理后應添加外源有益微生物群落，以促進西瓜生長和降低枯萎病發生率。

參考文獻

[1] 譚華，梁志懷，謝玲玲，等.湖南省西甜瓜嫁接育苗現狀分析及發展對策[J].湖南農業科學，2018（10）：33-35.

[2] QIAO K，ZHANG H，WANG H Y，et al.Efficacy of aluminium phosphide as a soil fumigant against nematode and weed in tomato crop[J].Scientia Horticulturae，2011，130（3）：570-574.

[3] 張學鵬，寧堂原，楊燕，等.不同濃度石灰氮對黃瓜連作土壤微生物生物量及酶活性的影響[J].應用生態學報，2015，26（10）：3073-3082.

[4] 高勇.改性氰氨化鈣緩解草莓連作障礙的應用效果研究[J].現代農業科技，2018（11）：72.

[5] 杜志勇，樊小林.改性石灰氮防治香蕉枯萎病及其恢復香蕉生產的效果[J].果樹學報，2008，25（3）：373-377.

[6] 朱本岳，方志兆.石灰氮防治大白菜根腫病的研究[J].上海蔬菜，1998（1）：34-35.

[7] 賁海燕，崔國慶，石延霞，等.氰氨化鈣土壤改良作用及其防治蔬菜土傳病害效果[J].生態學雜志，2013，32（12）：3318-3324.

[8] 賁海燕，石延霞，謝學文，等.氰氨化鈣土壤消毒對黃瓜根腐病及土壤病原菌的控制效果[J].園藝學報，2016，43（11）：2173-2181.

[9] 董雅致，徐克章，崔喜艷，等.不同年代大豆品種根系活力的變化及其與植株生物量的關系[J].植物生理學報，2015，51（3）：345-353.

[10] HUANG L F，SONG L X，XIA X J，et al.Plant -soil feedbacks and soil sickness from mechanisms toapplication in agriculture[J].Journal of Chemical Ecology，2013，39（2）：232-242.

[11] 賁海燕.氰氨化鈣防治黃瓜根腐病及對土壤微生物種群效應的研究[D].沈陽：沈陽農業大學，2014.