一種有效緩解西瓜連作障礙的環(huán)保型方法與流程

本發(fā)明涉及西瓜連作障礙防治技術(shù)，具體涉及一種有效緩解西瓜連作障礙的方法。

背景技術(shù)：

設(shè)施農(nóng)業(yè)是農(nóng)民增收的重要產(chǎn)業(yè)之一，但是農(nóng)民盲目施肥以追求高效益產(chǎn)出的措施以及土壤連年種植年限的增加，都會降低土壤有機(jī)質(zhì)含量，最終破壞土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。因?yàn)殚L期進(jìn)行設(shè)施多茬栽培與利用，使溫室連作土壤雨水淋溶較少，從而為茄果類、瓜類、豆類蔬菜病害的蔓延創(chuàng)造了有利條件。

由于設(shè)施栽培高度集約化，以及農(nóng)民的從眾心理，常年連續(xù)栽培，導(dǎo)致西瓜、草莓等高效益作物產(chǎn)生嚴(yán)重的連作障礙問題，如種子發(fā)芽率降低、發(fā)芽緩慢、很難出土，或出土后生長緩慢，苗期容易死苗，葉片發(fā)黃，容易發(fā)病、枯萎死亡，產(chǎn)量和品質(zhì)下降等。

西瓜作為我國重要的園藝作物，栽培面積占世界首位。由于西瓜產(chǎn)業(yè)周期短、見效快、效益穩(wěn)，眾多農(nóng)戶產(chǎn)生跟風(fēng)效應(yīng)，導(dǎo)致其在種植業(yè)中發(fā)展比較快，很快成為部分地區(qū)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。西瓜長期連作，就會造成土壤酸化、鹽漬化、營養(yǎng)不均衡、病蟲害泛濫和西瓜的自毒等連作障礙，嚴(yán)重影響西瓜生產(chǎn)。其中枯萎病是連作障礙中主要問題之一，嚴(yán)重影響西瓜優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn)。在連作地，西瓜植株的發(fā)病率一般都在30％以上，再嚴(yán)重的達(dá)到80％，最終絕產(chǎn)。連作障礙已成為我國設(shè)施蔬菜發(fā)展中不容忽視的問題。

西瓜連作這一問題的發(fā)生機(jī)理、解決辦法，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行過大量試驗(yàn)。生產(chǎn)上對西瓜連作障礙防治主要是簡單的農(nóng)業(yè)措施如輪作、篩選抗病性品種、嫁接等，或者只是單純的物理消毒如高溫悶棚和化學(xué)消毒如藥劑防治。然而，單一的防治措施具有多種局限性，更有甚者，會對土壤或作物造成負(fù)面影響。例如篩選抗病品種周期較長，嫁接影響果實(shí)品質(zhì)，藥劑防治容易造成污染等。因此，高效、快速、無污染地解決西瓜連作障礙的問題具有非常重要的意義。

高溫悶棚是在夏季七、八月時，利用塑料薄膜密封溫室大棚，通過室外強(qiáng)光照射提高塑料大棚內(nèi)的土壤溫度，有效殺滅土壤中的有害細(xì)菌、真菌、部分病毒及大部分害蟲。高溫悶棚充分利用了農(nóng)閑時間，是一種有效的物理方法。碳酸氫銨(簡稱碳銨)是我國特有的銨態(tài)氮肥品種，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，能有效控制酸性和堿性土壤中能引發(fā)枯萎病的尖孢鐮刀桿菌，同時有很強(qiáng)的抗蟲(紅蜘蛛、蚜蟲)作用。因此，碳銨處理作為一種能提供氮肥，緩解病害，且無污染的化學(xué)措施，具有很大的實(shí)際應(yīng)用潛力。

以下是申請人檢索的與本申請相關(guān)的參考文獻(xiàn)：

【1】遲麗達(dá)，2010，幾種土壤熏蒸劑對姜瘟菌及其他土傳病原物的防控效果研究，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)。

【2】卜東欣，張超，張鑫，叢聰，王金信，2013，熏蒸劑威百畝對土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響，中國農(nóng)學(xué)通報.30(15):227-233。

【3】劉裕嶺，2014，設(shè)施棚室連作障礙土壤修復(fù)改良措施，莊稼醫(yī)院，(18):134。

【4】陳小波，2013，太陽能+石灰氮高溫悶棚技術(shù)，農(nóng)技服務(wù)，30(2):157。

【5】呂衛(wèi)光，戴富明，張春蘭，2004，設(shè)施西瓜連作障礙因子，北方園藝，(6):26。

【6】陶建新，張?zhí)?，設(shè)施瓜果蔬菜連作障礙及綜合防治措施，中國瓜菜，2010，23(4):51-52。

【7】陳金濤，高溫處理對連作土壤基本理化性質(zhì)的影響，安徽農(nóng)學(xué)通報，2014，20(15):71-73。

【8】蘇世鳴，任麗軒，霍振華，2008，西瓜與旱作水稻間作改善西瓜連作障礙及對土壤微生物區(qū)系的影響，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，41(3)：704-712。

【9】Li sun，Song Song，Liu fu，XuhuiDeng，2015Exploring a soil fumigation strategy based on ammonium bicarbonate to control Fusarium wilts of cucurbits[J].Crop Protection，(70)：53-60。

通過檢索，到目前為止，沒有發(fā)現(xiàn)有效緩解西瓜連作障礙的環(huán)保型方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種有效緩解西瓜連作障礙的方法，以高效、快速、無污染的解決西瓜連作障礙。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種有效緩解西瓜連作障礙的方法，其特征在于，該方法以碳銨結(jié)合高溫悶棚處理緩解西瓜連作障礙，其中，碳銨每畝用量30kg，高溫悶棚處理時間為15天。

采用本發(fā)明的方法，能顯著降低連作地西瓜發(fā)病率，有效促進(jìn)西瓜幼苗的生長，并且安全環(huán)保無污染。與對照相比，碳銨+高溫悶棚處理后，連作地西瓜發(fā)病率降低了34.2％，而西瓜幼苗的鮮重和干重分別增加了40.8％和39.1％。因此，碳銨結(jié)合高溫悶棚處理具有緩解西瓜連作障礙，促進(jìn)植株生長和環(huán)保無污染等三重優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是空氣溫度的變化圖；

圖2是空氣濕度的變化圖；

圖3是大棚10cm地溫的變化圖；

圖4不同土壤消毒方式對西瓜根系活力的影響；

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例給出一種有效緩解西瓜連作障礙的方法，以碳銨結(jié)合高溫悶棚處理緩解西瓜連作障礙，其中，碳銨每畝用量30kg，高溫悶棚處理時間為15天。試驗(yàn)中利用碳銨、二氧化氯、威百畝三種不同土壤熏蒸劑，采用灌透水和不灌水兩種環(huán)境條件處理方式，研究不同土壤熏蒸劑及處理方式對西瓜植株苗期的生長及枯萎病發(fā)病率的影響。

1.材料與方法

1.1供試材料

供試西瓜品種：西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院培育的早熟品種“農(nóng)科大五號”，抗病性較差。

化學(xué)土壤熏蒸劑：碳銨(含氮量17％，含水量3.5％，陜西秦嶺化肥總廠-寶雞虢鎮(zhèn)氮肥廠)、42％威百畝水劑(25kg/桶，新沂市騰上工業(yè)助劑有限公司)、二氧化氯粉劑(山東省濰坊鼎冠環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn))，用量均按使用說明標(biāo)準(zhǔn)要求施用。

供試枯萎病菌菌種為尖孢鐮刀菌西瓜?；?Fusarium oxysporum f.sp.niveum)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1處理方法

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)為大棚試驗(yàn)。試驗(yàn)在陜西省楊凌示范區(qū)揉谷鎮(zhèn)(楊凌示范區(qū)西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院西甜瓜揉谷試驗(yàn)示范基地)和西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)于2015年7-8月、2016年3-5月在該基地的塑料大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)大棚的長度、跨度、高度分別為140m、9m、2.8m。大棚基本條件為連續(xù)種植5年的西瓜連作地，6月份收獲，無下茬作物種植。

試驗(yàn)面積為20m²，三次重復(fù)，共設(shè)8個處理，即碳銨(30kg/667m²)+透水、二氧化氯(3kg/667m²)+透水、42％威百畝(30kg/667m²)+透水、42％威百畝(7.5kg/667m²)、二氧化氯(9.5kg/667m²)、碳銨(30kg/667m²)、透水、空白。

整地后采用開溝法施熏蒸劑，每個處理起壟隔開。需要澆透水的部分進(jìn)行接水泵灌溉，保證一次性灌透，待水面沒過土壤表面5cm左右時停止灌水。施藥灌水后采用反埋法覆膜，密閉防止氣體外溢，確保悶棚熏蒸效果，并關(guān)閉風(fēng)口進(jìn)行悶棚處理。利用高溫高濕的環(huán)境增強(qiáng)熏蒸劑處理效果。高溫悶棚的時間是2015年7月16日至7月31日，共進(jìn)行15d。溫室內(nèi)懸掛溫濕度記錄儀，記錄整個悶棚過程的溫濕度變化。

高溫悶棚處理過程中，設(shè)定第0、5、10、15d對處理和對照各個實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行土樣采集，取0～15cm土層的土壤約1kg，盡量保證每個采樣點(diǎn)取土的質(zhì)量和深度均勻一致。采集后混合裝入自封袋中，并貼標(biāo)簽做好標(biāo)記，采后的土壤要過1mm篩、去雜并充分混勻，帶回實(shí)驗(yàn)室4℃冷藏。2016年3月初再次從試驗(yàn)基地對每個處理進(jìn)行土樣采集，每處理約20kg土樣并帶到西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院塑料大棚內(nèi)，作為西瓜苗期人工接種試驗(yàn)的移栽土。

1.2.2測定指標(biāo)與方法

1.2.2.1環(huán)境因子

大棚內(nèi)溫濕度測定：大棚內(nèi)溫度、濕度等環(huán)境指標(biāo)的測定，使用的儀器是溫室娃娃，型號為H21400的溫濕度電子記錄儀(北京市農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心)。悶棚期間設(shè)定每天分別于0:00、2:00、4:00、6:00、8:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00、22:00點(diǎn)自動記錄大棚空氣溫度、空氣濕度、地表溫度(0～10cm)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)算15d溫度、濕度的平均值。繪制大棚溫濕度變化趨勢圖。

1.2.2.2發(fā)病率計(jì)算公式，病情指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算：

發(fā)病率(％)＝得病株數(shù)量/統(tǒng)計(jì)總株數(shù)量×100％

病情分級情況：0級：植株葉片無萎蔫癥狀；1級：一片或兩片子葉輕微變黃，生長正常；2級：1～2片子葉黃化，或者一片子葉出現(xiàn)死壞斑；真葉輕度萎蔫；3級：真葉明顯萎蔫，子葉全部枯死，植株的生長受阻，稍矮化；4級:全株嚴(yán)重萎蔫，葉片枯黃；5級：整株枯死，甚至死亡。

病情指數(shù)＝Σ(各個級別病株數(shù)(株)×級數(shù))/(統(tǒng)計(jì)總株數(shù)(株)×最高病級數(shù))×100％

1.2.2.3西瓜苗期株高、莖粗、生物量的測定

每個處理中選6株進(jìn)行株高、莖粗、生物量的測量。直尺測量株高。游標(biāo)卡尺測量莖粗，株高的測量部位是從主莖基部處起至生長點(diǎn)，莖粗測量部位是主莖基部第一節(jié)位。生物量測定為植株的鮮重、烘干重，并記錄數(shù)據(jù)。

1.2.2.4西瓜苗期根系活力的測定

用水將根先浸泡一段時間，然后用流水進(jìn)行沖洗，盡量少傷根。根系活力采用TTC染色法。將洗干凈的苗子根部剪下，取新鮮根樣0.3g，放到小試管，加0.4％TTC(提前配好)、磷酸緩沖液各5ml，使根完全浸入，培養(yǎng)箱無光條件下放置2h，取出用清水停止反應(yīng)?？瞻讓φ談t先加入硫酸阻止其反應(yīng)，然后繼續(xù)上述操作。將根部水吸干，于研缽并加入少量乙酸乙酯充分磨，磨出的紅色液倒入試管，重復(fù)兩三次，待無剩余殘留用乙酸乙酯定容到刻度。將樣品進(jìn)行離心，最后在分光光度計(jì)測定。

2結(jié)果與分析

2.1大棚空氣溫濕度、地溫的變化

從圖1明顯看出，高溫悶棚明顯可以提高大棚內(nèi)空氣溫度，且溫度升溫迅速，從10:00開始，溫度迅速升高，在14:00達(dá)到最高值，添加熏蒸劑、熏蒸劑+透水/透水處理溫度最高峰值分別為63.5℃、62℃。有利于達(dá)到殺滅病蟲菌和雜草的目的。而空白處理溫度14:00最高，僅為35℃左右。

從圖2濕度變化曲線圖得出，高溫悶棚處理期間，每天早晚平均濕度明顯大于對照，最大平均濕度能達(dá)到85％左右，空白處理濕度隨時間變化趨勢不大。

耕層內(nèi)土壤最高溫度及持續(xù)時間反映高溫悶棚的效果(圖3)。高溫悶棚過程中，添加土壤熏蒸劑處理、熏蒸劑+透水處理的10cm地溫都較空白溫度高，尤其是14:00時的地溫表現(xiàn)明顯，添加熏蒸劑比熏蒸劑+透水處理平均高出10℃，說明添加土壤熏蒸劑可以改善10cm土層結(jié)構(gòu)，提高高溫悶棚的效果。

2.2西瓜苗期枯萎病發(fā)病情況調(diào)查分析

通過苗期人工接種枯萎病鑒定結(jié)果分析表1得出，空白和透水處理發(fā)病率明顯，分別達(dá)到83.25％、83.37％，病情指數(shù)高，發(fā)病嚴(yán)重。其他處理均有不同程度降低，其中高溫悶棚結(jié)合碳銨和威百畝處理發(fā)病率較低，病情指數(shù)低，發(fā)病較輕。說明高溫悶棚中添加碳銨和威百畝進(jìn)行土壤消毒效果明顯。

2.3不同土壤消毒方式對西瓜生長發(fā)育的影響

從表2分析得出，植株的株高、莖粗、鮮重和干重是植株長勢強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。高溫悶棚中碳銨和威百畝處理的西瓜株高、鮮重和干重均高于對照，存在顯著性差異。這些結(jié)果表明，高溫悶棚結(jié)合碳銨和威百畝能有效促進(jìn)西瓜幼苗生長。此外，我們通過測定根系活力，分析了不同土壤消毒方式對連作地西瓜幼苗根系生長的影響。從圖4可以看出，各處理的根系活力均高于空白對照，其中高溫悶棚結(jié)合碳銨、威百畝和二氧化氯的效果最為顯著。

表1：西瓜苗期枯萎病發(fā)病情況表

表2：西瓜苗期生長發(fā)育情況表

3、結(jié)論與討論

西瓜枯萎病是西瓜生產(chǎn)中毀滅性病害，苗期和其他生育期均可發(fā)病，尤其是在保護(hù)地受害更嚴(yán)重。試驗(yàn)說明，在連作多年的地塊，利用土壤熏蒸劑結(jié)合高溫悶棚處理后，可以改善植株長勢、培育壯苗，減少枯萎病危害，對后期西瓜生長有很大的提升作用。從所施的熏蒸劑方法效果可以看出，高溫悶棚結(jié)合碳酸氫銨和威百畝對促進(jìn)西瓜生長和降低發(fā)病率的效果最為顯著。然而，威百畝作為化學(xué)藥劑具有一定的毒性，而碳銨具有環(huán)保無污染的優(yōu)點(diǎn)。

本試驗(yàn)研究了高溫悶棚條件下，透水、熏蒸劑及其交互處理對大棚西瓜連作障礙的影響，得到的初步結(jié)論概括如下：

高溫悶棚可以有效提高塑料大棚內(nèi)的空氣溫濕度、地溫。空氣溫度從上午10:00到下午20:00可以持續(xù)較高溫度。加入土壤熏蒸劑后，大棚10cm地溫升高明顯，最高溫度可達(dá)52℃，高于土壤熏蒸劑+透水，不同處理均顯著高于對照的地溫。

通過比較高溫悶棚結(jié)合不同的熏蒸劑，在連續(xù)種植西瓜多年，有重茬病害的土地，高溫悶棚+碳銨和高溫悶棚+威百畝處理均能有效緩解連作障礙，降低西瓜發(fā)病率，并促進(jìn)西瓜幼苗生長。然而，威百畝低毒，碳銨無毒且具有肥效，有利于西瓜的安全生產(chǎn)。因此，高溫悶棚結(jié)合碳銨處理具有更大的實(shí)際應(yīng)用潛力，是一種安全無污染的環(huán)保型方法。