射頻處理與有機肥聯用對基質連作西瓜枯萎病與產量品質的影響

韓冰 金永奎 徐剛 高文瑞 孫艷軍 樊小雪

摘要：為了研究射頻處理技術與有機肥聯用對西瓜連作基質枯萎病防控的效果。采用土壤射頻消毒系統對連作基質進行處理，并對處理前后基質的理化性質、土壤酶活性和枯萎病發病率進行測定;在處理后的基質中添加有機肥和生物肥料，通過田間試驗，研究射頻處理和有機肥聯用對西瓜生長、產量和品質的影響。結果表明，采用射頻技術對基質進行處理后，基質中細菌、真菌、放線菌、尖孢鐮刀菌數量分別比對照降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%;基質的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全鉀含量與對照相比沒有顯著性差異，基質的全碳和有機質含量均比對照升高8.85%;基質的蔗糖酶活性是對照的3.45倍，酸性磷酸酶活性與對照相比變化不大，脲酶活性比對照降低16.33%。射頻處理后，西瓜的株高、莖粗與對照相比差異不大，總產量和平均單果質量較對照減少;射頻處理添加有機肥和生物肥后，西瓜株高、莖粗、果實總產量、個數和平均單果質量均較對照顯著提高。射頻處理后西瓜果實橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量與對照相比沒有明顯差異，射頻處理添加有機肥和生物肥后果實橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量均增加。綜上所述，基質射頻處理和有機肥、生物肥的聯合施用，可以有效防治枯萎病，促進西瓜植株的生長，提高產量和品質。

關鍵詞：射頻;西瓜;枯萎病;連作障礙

中圖分類號： S651.06;S436.5 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）14-0104-04

我國是世界上最大的西瓜生產國，2018年西瓜產量為6 153.7萬t，播種面積為151.79萬hm2，西瓜年產量占世界西瓜總產量的67%以上?？菸∈且环N由尖孢鐮刀菌引起的嚴重危害西瓜生產的土傳病害[1]，重茬地發病率可達30%，嚴重地塊發病率達80%，常造成大幅減產，甚至絕收[2]。目前生產上除砧木嫁接外，常通過降低土壤中病原菌數量來防控和減緩西瓜枯萎病的發生[3-4]。目前針對西瓜枯萎病的防控常采用物理、化學和生物3種方式對土壤進行處理，針對連作障礙不嚴重的土壤可以采用生物手段進行處理，但對發病嚴重的地塊，單純的生物手段效果甚微，有時甚至沒有防治效果[5];采用化學手段進行處理雖有比較好的處理效果，但操作方式復雜、處理成本較高，且大多存在嚴重污染;物理處理常用的熱水、太陽能、蒸汽、微波及火焰處理，存在價格高、效率低的問題，推廣困難。射頻（300 kHz～300 MHz電磁波）處理具有熱效應和生物效應的雙重殺菌、滅蟲作用[6]，利用射頻技術對土壤進行消毒處理，可以有效殺滅土壤中的病原菌、有害生物及微生物等，效率高、零污染、操作簡單快捷。然而，射頻處理和其他土壤處理方法一樣，處理過程在直接殺滅土傳病原菌的同時，也破壞了土壤中有益微生物類群，改變微生物群落結構，可能影響植物的生長發育。目前，生產中常采用對連作土壤進行預處理和微生物有機肥聯用的方法進行土壤連作障礙防控[7-8]，從而緩解土壤預處理對植物生長發育的可能影響。本研究采用土壤射頻消毒系統對連續種植8茬瓜類蔬菜，上茬枯萎病發病率在50%以上的基質進行射頻處理，并在處理后的基質中添加有機肥和生物肥料，通過田間試驗，明確射頻處理和微生物有機肥聯用對西瓜枯萎病的防控效果，以及對西瓜生長、產量和品質的影響，為射頻處理技術在生產中的推廣和應用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2019年3—6月在江蘇省農業科學院六合動物科學基地大棚內進行?；|為已連續種植8茬瓜類蔬菜，上茬枯萎病發病率在50%以上的木薯渣、泥炭、蛭石復配基質;供試普通有機肥由江蘇省農業科學院六合動物科學基地堆肥場提供，發酵原料為稻草和豬糞，基本理化性狀：有機質含量 304.8 g/kg，總氮含量28.2 g/kg，總磷含量 22.7 g/kg，總鉀含量4.8 g/kg，水分含量287 g/kg。供試微生物有機肥華裕富土Ⅲ號由邯鄲市華裕肥業有限公司提供，其養分含量為有機質含量≥ 45%，N+P2O5+K2O≥6%，氨基酸含量≥15%，高活性生物炭含量≥15%，黃腐酸鉀含量≥5%，有效活菌數≥3億/g。

供試西瓜品種為蘇夢6號，購自江蘇省江蔬種苗科技有限公司。采用栽培槽進行基質栽培，每個栽培槽長3.5 m、寬0.8 m、深0.3 m，株距40 cm，每槽2行，共16株。西瓜在3月20日播種育苗，4月16日定植，6月10日開始采收，7月16日采收完畢。

1.2 試驗設計

本試驗采用農業農村部南京農業機械化研究所設計的土壤射頻消毒系統[9]處理基質，將槽中的基質裝袋取回，在實驗室進行處理，利用射頻處理的熱效應使基質溫度由室溫升至65 ℃，約用時 20 min，之后裝袋填回栽培槽，并在槽內鋪設新的塑料布用于隔絕土壤。

共設4個處理：對照（CK）、射頻處理（S）、射頻處理+有機肥（SF）、射頻處理+有機肥+生物肥（SF+）。每處理3次重復，采用隨機排列。每個處理均施用650 g三元復合肥和70 g尿素，SF再施用有機肥9 kg，SF+再施用有機肥9 kg和生物肥 600 g;西瓜坐果后每株追施復合肥25 g，尿素20 g，之后不再追肥。正常田間水分和病蟲害防治管理。

1.3 測定方法

基質培養細菌、真菌、放線菌數量測定采用稀釋平板法[10]，尖孢鐮刀菌數量測定采用komada選擇性培養基法[11];基質理化性質測定參照鮑士旦《土壤農化分析》[12]：土壤pH值（水土質量比 2.5 ∶ 1）采用pH計測定，電導率EC（水土比5 ∶ 1）采用電導率儀測定，有機質和全碳含量使用重鉻酸鉀容量法測定，全氮含量采用半微量凱氏定氮法測定，全磷含量采用釩鉬黃比色法測定，全鉀含量采用火焰光度法測定。采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定土壤蔗糖酶活性;采用磷酸苯二鈉比色法測定土壤酸性磷酸酶活性;采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測土壤脲酶活性[13]。

自定植后22 d枯萎病開始發病，至5月20日病情不再繼續發展為止，每周統計發病率和病情指數。西瓜枯萎病病情分級標準[14]：0級，植株生長正常;1級，植株出現枯萎現象;2級，植株1/2以上葉片和莖部出現枯萎;3級，植株2/3以上葉片和莖部出現枯萎;4級，植株枯萎死亡。發病率=發病株數/總株數×100%。

測量植株從子葉到生長點的高度記為株高;植株與子葉展開方向平行的子葉節的莖粗度記為莖粗。在西瓜成熟時，統計每小區250 g以上瓜的個數和總產量，每個小區隨機選取具有代表性的8個瓜帶回實驗室經蒸餾水洗滌后，使用手持式折光儀測定含糖量。

1.4 數據處理

采用SPSS 20.0軟件對試驗數據進行處理和方差分析。不同處理平均值用Duncans法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 射頻處理對基質中微生物數量的影響

由表1可知，采用射頻技術對基質進行處理后，基質中細菌、真菌、放線菌、尖孢鐮刀菌數量分別比處理前降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%。說明射頻處理可以有效消除基質中的各種微生物。

2.2 射頻處理對基質理化性質和基質酶活性的影響

由表2可知，采用射頻技術對基質進行處理后，基質的pH值、EC值、全氮含量、全鉀含量、全磷含量與對照相比沒有顯著性差異。而基質的全碳和有機質含量與對照相比均顯著升高8.85%（P<0.05）。

由表3可知，采用射頻技術對基質進行處理后，基質的蔗糖酶活性是對照的3.45倍，酸性磷酸酶活性與對照相比變化不大，脲酶活性比對照降低16.33%。

2.3 不同處理對西瓜枯萎病發病率的影響

由表4可知，西瓜定植后20 d，對照開始發病，而采用射頻技術處理的基質，西瓜枯萎病未發病;定植后30 d，各處理枯萎病發病率與對照相比有顯著差異，S、SF和SF+這3個處理發病率比對照分別顯著降低8.34、14.59、12.50百分點（P<0.05）。定植后40 d，各處理西瓜枯萎病發病率明顯上升，CK處理發病率最高，達到45.83%，而S、SF和 SF+處理發病率分別為33.33%、22.92%和20.83%。

2.4 不同處理對西瓜生長和產量的影響

由表5可知， 西瓜定植后30、60 d， CK與S處理株高和莖粗沒有明顯差異，而定植30 d后，SF處理的株高和莖粗比CK分別增加6.78%和6.97%，SF+處理株高和莖粗比CK分別增加14.60%和8.77%;定植60 d后，SF處理的株高和莖粗比CK分別增加9.21%和17.30%，SF+處理株高和莖粗比CK分別增加10.19%和18.03%。S處理與CK相比總產量和平均單果質量分別降低7.69%和27.39%，個數增加26.38%;SF和SF+處理西瓜總產量、個數、平均單果質量與CK相比有顯著增加，其中SF處理總產量、個數、平均單果質量與CK相比分別提高68.59%、36.97%和24.66%，SF+處理總產量、個數、平均單果質量與CK相比分別提高104.91%、42.18%和47.95%。

2.5 不同處理對西瓜果實大小和含糖量的影響

由表6可知，CK與S處理西瓜果實橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量沒有明顯差異;SF處理的果實橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量比CK分別增加12.61%、13.44%、7.57%和5.99%;SF+處理的果實橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量比CK分別增加19.96%、19.24%、6.17%和3.86%。

3 結論與討論

由于設施西瓜生產中連年重茬種植導致枯萎病發生嚴重，有效防治西瓜枯萎病己經成為西瓜生產中亟待解決的問題。西瓜枯萎病是土傳病害，采用物理[15]、化學[16]和生物[17]處理的方法對土壤和基質進行處理，可以有效地降低土壤中病原菌的數量，從而有效減輕西瓜枯萎病的發生。利用射頻技術的熱效應對重茬基質進行處理，可以作為基質物理處理技術的一種有效殺滅基質中各種害蟲和有害微生物。本試驗研究發現，采用射頻技術對基質進行處理后，基質中細菌、真菌、放線菌、尖孢鐮刀菌數量分別比處理前降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%，說明射頻處理對基質有很好的殺菌作用。采用射頻技術對基質進行處理后，基質的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全鉀含量與對照相比沒有顯著性差異，全碳和有機質含量與對照相比均顯著升高8.85%，說明射頻處理對基質的理化性質影響不大，保證了處理前后基質理化性質的穩定。土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶是土壤中與氮、磷和碳循環相關的3種酶，其活性高低對土壤氮、磷、碳轉化及其有效性有直接影響[18]。采用射頻技術對基質進行處理后，基質的蔗糖酶活性是對照的3.45倍，酸性磷酸酶活性與對照相比變化不大，脲酶活性比對照降低16.33%。蔗糖酶參與土壤有機碳循環，其活性高低關系到土壤的熟化程度和肥力水平，對增加土壤中可溶性營養物質起到重要作用，是評價土壤肥力的重要指標之一[19]。射頻處理后基質的蔗糖酶活性增加，說明肥力水平增加，這與射頻處理后基質全碳和有機質含量增加的結果是相對應的。脲酶可以將酰胺態有機氮化物水解轉化為能被植物直接吸收利用的無機態氮化物，其活性大小能夠代表土壤氮供應能力的大小[20]。射頻處理后基質脲酶活性降低，說明基質氮供應能力減弱，在后續栽培中需要加強基質中氮元素的補充。綜上所述，射頻處理可以對基質有很好的殺菌作用，同時對基質理化性質影響不大，對基質脲酶的活性有一定影響，可通過后期肥料的增施進行改善。

連作基質質量下降，種植作物產量減少，往往是由于基質中病原菌繁殖過度、有害和有益微生物發生種群結構失衡所導致的。本研究采用射頻技術對基質進行處理，在有效殺滅病原菌的同時，也減少了基質中有益微生物的數量，因此射頻處理后，雖然枯萎病發病率降低，但西瓜的株高和莖粗與對照相比差異不大，總產量和平均單果質量較對照減少。這可能是因為處理后雖然枯萎病發病率降低，但射頻處理造成基質營養成分改變，進而影響了西瓜植株的生長。增施有機肥和生物肥后可以顯著促進西瓜生長，使其株高和莖粗顯著高于對照。添加有機肥和生物肥后果實總產量、個數和平均單果質量均較對照顯著提高，射頻處理后西瓜果實橫徑、縱徑、中心糖含量和邊糖含量沒有明顯差異，說明射頻處理不會影響西瓜的品質;添加有機肥和生物肥后果實橫徑、縱徑、中心糖和邊糖含量均增加，說明基質射頻處理和有機肥、生物肥的聯合施用，可以有效防治枯萎病，促進植株的生長，提高產量和品質。

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