射频处理与有机肥联用对基质连作西瓜枯萎病与产量品质的影响

韩冰 金永奎 徐刚 高文瑞 孙艳军 樊小雪

摘要：为了研究射频处理技术与有机肥联用对西瓜连作基质枯萎病防控的效果。采用土壤射频消毒系统对连作基质进行处理，并对处理前后基质的理化性质、土壤酶活性和枯萎病发病率进行测定;在处理后的基质中添加有机肥和生物肥料，通过田间试验，研究射频处理和有机肥联用对西瓜生长、产量和品质的影响。结果表明，采用射频技术对基质进行处理后，基质中细菌、真菌、放线菌、尖孢镰刀菌数量分别比对照降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%;基质的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全钾含量与对照相比没有显著性差异，基质的全碳和有机质含量均比对照升高8.85%;基质的蔗糖酶活性是对照的3.45倍，酸性磷酸酶活性与对照相比变化不大，脲酶活性比对照降低16.33%。射频处理后，西瓜的株高、茎粗与对照相比差异不大，总产量和平均单果质量较对照减少;射频处理添加有机肥和生物肥后，西瓜株高、茎粗、果实总产量、个数和平均单果质量均较对照显著提高。射频处理后西瓜果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量与对照相比没有明显差异，射频处理添加有机肥和生物肥后果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量均增加。综上所述，基质射频处理和有机肥、生物肥的联合施用，可以有效防治枯萎病，促进西瓜植株的生长，提高产量和品质。

关键词：射频;西瓜;枯萎病;连作障碍

中图分类号： S651.06;S436.5  文献标志码： A  文章編号：1002-1302（2021）14-0104-04

我国是世界上最大的西瓜生产国，2018年西瓜产量为6 153.7万t，播种面积为151.79万hm2，西瓜年产量占世界西瓜总产量的67%以上。枯萎病是一种由尖孢镰刀菌引起的严重危害西瓜生产的土传病害[1]，重茬地发病率可达30%，严重地块发病率达80%，常造成大幅减产，甚至绝收[2]。目前生产上除砧木嫁接外，常通过降低土壤中病原菌数量来防控和减缓西瓜枯萎病的发生[3-4]。目前针对西瓜枯萎病的防控常采用物理、化学和生物3种方式对土壤进行处理，针对连作障碍不严重的土壤可以采用生物手段进行处理，但对发病严重的地块，单纯的生物手段效果甚微，有时甚至没有防治效果[5];采用化学手段进行处理虽有比较好的处理效果，但操作方式复杂、处理成本较高，且大多存在严重污染;物理处理常用的热水、太阳能、蒸汽、微波及火焰处理，存在价格高、效率低的问题，推广困难。射频（300 kHz～300 MHz电磁波）处理具有热效应和生物效应的双重杀菌、灭虫作用[6]，利用射频技术对土壤进行消毒处理，可以有效杀灭土壤中的病原菌、有害生物及微生物等，效率高、零污染、操作简单快捷。然而，射频处理和其他土壤处理方法一样，处理过程在直接杀灭土传病原菌的同时，也破坏了土壤中有益微生物类群，改变微生物群落结构，可能影响植物的生长发育。目前，生产中常采用对连作土壤进行预处理和微生物有机肥联用的方法进行土壤连作障碍防控[7-8]，从而缓解土壤预处理对植物生长发育的可能影响。本研究采用土壤射频消毒系统对连续种植8茬瓜类蔬菜，上茬枯萎病发病率在50%以上的基质进行射频处理，并在处理后的基质中添加有机肥和生物肥料，通过田间试验，明确射频处理和微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果，以及对西瓜生长、产量和品质的影响，为射频处理技术在生产中的推广和应用提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2019年3—6月在江苏省农业科学院六合动物科学基地大棚内进行。基质为已连续种植8茬瓜类蔬菜，上茬枯萎病发病率在50%以上的木薯渣、泥炭、蛭石复配基质;供试普通有机肥由江苏省农业科学院六合动物科学基地堆肥场提供，发酵原料为稻草和猪粪，基本理化性状：有机质含量 304.8 g/kg，总氮含量28.2 g/kg，总磷含量 22.7 g/kg，总钾含量4.8 g/kg，水分含量287 g/kg。供试微生物有机肥华裕富土Ⅲ号由邯郸市华裕肥业有限公司提供，其养分含量为有机质含量≥ 45%，N+P2O5+K2O≥6%，氨基酸含量≥15%，高活性生物炭含量≥15%，黄腐酸钾含量≥5%，有效活菌数≥3亿/g。

供试西瓜品种为苏梦6号，购自江苏省江蔬种苗科技有限公司。采用栽培槽进行基质栽培，每个栽培槽长3.5 m、宽0.8 m、深0.3 m，株距40 cm，每槽2行，共16株。西瓜在3月20日播种育苗，4月16日定植，6月10日开始采收，7月16日采收完毕。

1.2 试验设计

本试验采用农业农村部南京农业机械化研究所设计的土壤射频消毒系统[9]处理基质，将槽中的基质装袋取回，在实验室进行处理，利用射频处理的热效应使基质温度由室温升至65 ℃，约用时 20 min，之后装袋填回栽培槽，并在槽内铺设新的塑料布用于隔绝土壤。

共设4个处理：对照（CK）、射频处理（S）、射频处理+有机肥（SF）、射频处理+有机肥+生物肥（SF+）。每处理3次重复，采用随机排列。每个处理均施用650 g三元复合肥和70 g尿素，SF再施用有机肥9 kg，SF+再施用有机肥9 kg和生物肥 600 g;西瓜坐果后每株追施复合肥25 g，尿素20 g，之后不再追肥。正常田间水分和病虫害防治管理。

1.3 测定方法

基质培养细菌、真菌、放线菌数量测定采用稀释平板法[10]，尖孢镰刀菌数量测定采用komada选择性培养基法[11];基质理化性质测定参照鲍士旦《土壤农化分析》[12]：土壤pH值（水土质量比 2.5 ∶ 1）采用pH计测定，电导率EC（水土比5 ∶ 1）采用电导率仪测定，有机质和全碳含量使用重铬酸钾容量法测定，全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定，全磷含量采用钒钼黄比色法测定，全钾含量采用火焰光度法测定。采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定土壤蔗糖酶活性;采用磷酸苯二钠比色法测定土壤酸性磷酸酶活性;采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测土壤脲酶活性[13]。

自定植后22 d枯萎病开始发病，至5月20日病情不再继续发展为止，每周统计发病率和病情指数。西瓜枯萎病病情分级标准[14]：0级，植株生长正常;1级，植株出现枯萎现象;2级，植株1/2以上叶片和茎部出现枯萎;3级，植株2/3以上叶片和茎部出现枯萎;4级，植株枯萎死亡。发病率=发病株数/总株数×100%。

测量植株从子叶到生长点的高度记为株高;植株与子叶展开方向平行的子叶节的茎粗度记为茎粗。在西瓜成熟时，统计每小区250 g以上瓜的个数和总产量，每个小区随机选取具有代表性的8个瓜带回实验室经蒸馏水洗涤后，使用手持式折光仪测定含糖量。

1.4 数据处理

采用SPSS 20.0软件对试验数据进行处理和方差分析。不同处理平均值用Duncans法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 射频处理对基质中微生物数量的影响

由表1可知，采用射频技术对基质进行处理后，基质中细菌、真菌、放线菌、尖孢镰刀菌数量分别比处理前降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%。说明射频处理可以有效消除基质中的各种微生物。

2.2 射频处理对基质理化性质和基质酶活性的影响

由表2可知，采用射频技术对基质进行处理后，基质的pH值、EC值、全氮含量、全钾含量、全磷含量与对照相比没有显著性差异。而基质的全碳和有机质含量与对照相比均显著升高8.85%（P<0.05）。

由表3可知，采用射频技术对基质进行处理后，基质的蔗糖酶活性是对照的3.45倍，酸性磷酸酶活性与对照相比变化不大，脲酶活性比对照降低16.33%。

2.3 不同处理对西瓜枯萎病发病率的影响

由表4可知，西瓜定植后20 d，对照开始发病，而采用射频技术处理的基质，西瓜枯萎病未发病;定植后30 d，各处理枯萎病发病率与对照相比有显著差异，S、SF和SF+这3个处理发病率比对照分别显著降低8.34、14.59、12.50百分点（P<0.05）。定植后40 d，各处理西瓜枯萎病发病率明显上升，CK处理发病率最高，达到45.83%，而S、SF和 SF+处理发病率分别为33.33%、22.92%和20.83%。

2.4 不同处理对西瓜生长和产量的影响

由表5可知， 西瓜定植后30、60 d， CK与S处理株高和茎粗没有明显差异，而定植30 d后，SF处理的株高和茎粗比CK分别增加6.78%和6.97%，SF+处理株高和茎粗比CK分别增加14.60%和8.77%;定植60 d后，SF处理的株高和茎粗比CK分别增加9.21%和17.30%，SF+处理株高和茎粗比CK分别增加10.19%和18.03%。S处理与CK相比总产量和平均单果质量分别降低7.69%和27.39%，个数增加26.38%;SF和SF+处理西瓜总产量、个数、平均单果质量与CK相比有显著增加，其中SF处理总产量、个数、平均单果质量与CK相比分别提高68.59%、36.97%和24.66%，SF+处理总产量、个数、平均单果质量与CK相比分别提高104.91%、42.18%和47.95%。

2.5 不同处理对西瓜果实大小和含糖量的影响

由表6可知，CK与S处理西瓜果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量没有明显差异;SF处理的果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量比CK分别增加12.61%、13.44%、7.57%和5.99%;SF+处理的果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量比CK分别增加19.96%、19.24%、6.17%和3.86%。

3 结论与讨论

由于设施西瓜生产中连年重茬种植导致枯萎病发生严重，有效防治西瓜枯萎病己经成为西瓜生产中亟待解决的问题。西瓜枯萎病是土传病害，采用物理[15]、化学[16]和生物[17]处理的方法对土壤和基质进行处理，可以有效地降低土壤中病原菌的数量，从而有效减轻西瓜枯萎病的发生。利用射频技术的热效应对重茬基质进行处理，可以作为基质物理处理技术的一种有效杀灭基质中各种害虫和有害微生物。本试验研究发现，采用射频技术对基质进行处理后，基质中细菌、真菌、放线菌、尖孢镰刀菌数量分别比处理前降低了53.70%、48.62%、56.61%、57.80%，说明射频处理对基质有很好的杀菌作用。采用射频技术对基质进行处理后，基质的pH值、EC值、全氮含量、全磷含量、全钾含量与对照相比没有显著性差异，全碳和有机质含量与对照相比均显著升高8.85%，说明射频处理对基质的理化性质影响不大，保证了处理前后基质理化性质的稳定。土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶是土壤中与氮、磷和碳循环相关的3种酶，其活性高低对土壤氮、磷、碳转化及其有效性有直接影响[18]。采用射频技术对基质进行处理后，基质的蔗糖酶活性是对照的3.45倍，酸性磷酸酶活性与对照相比变化不大，脲酶活性比对照降低16.33%。蔗糖酶参与土壤有机碳循环，其活性高低关系到土壤的熟化程度和肥力水平，对增加土壤中可溶性营养物质起到重要作用，是评价土壤肥力的重要指标之一[19]。射频处理后基质的蔗糖酶活性增加，说明肥力水平增加，这与射频处理后基质全碳和有机质含量增加的结果是相对应的。脲酶可以将酰胺态有机氮化物水解转化为能被植物直接吸收利用的无机态氮化物，其活性大小能够代表土壤氮供应能力的大小[20]。射频处理后基质脲酶活性降低，说明基质氮供应能力减弱，在后续栽培中需要加强基质中氮元素的补充。综上所述，射频处理可以对基质有很好的杀菌作用，同时对基质理化性质影响不大，对基质脲酶的活性有一定影响，可通过后期肥料的增施进行改善。

连作基质质量下降，种植作物产量减少，往往是由于基质中病原菌繁殖过度、有害和有益微生物发生种群结构失衡所导致的。本研究采用射频技术对基质进行处理，在有效杀灭病原菌的同时，也減少了基质中有益微生物的数量，因此射频处理后，虽然枯萎病发病率降低，但西瓜的株高和茎粗与对照相比差异不大，总产量和平均单果质量较对照减少。这可能是因为处理后虽然枯萎病发病率降低，但射频处理造成基质营养成分改变，进而影响了西瓜植株的生长。增施有机肥和生物肥后可以显著促进西瓜生长，使其株高和茎粗显著高于对照。添加有机肥和生物肥后果实总产量、个数和平均单果质量均较对照显著提高，射频处理后西瓜果实横径、纵径、中心糖含量和边糖含量没有明显差异，说明射频处理不会影响西瓜的品质;添加有机肥和生物肥后果实横径、纵径、中心糖和边糖含量均增加，说明基质射频处理和有机肥、生物肥的联合施用，可以有效防治枯萎病，促进植株的生长，提高产量和品质。

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