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38 4 890 895 中国生物防治学报 Chinese Journal of Biological Control 2022 年 8 月 收稿日期 2021 06 26 基金项目 国家重点研发计划 2019YFD1002000 中国农业科学院科技创新工程协同创新任务 CAAS XTCX 2016015 国家特色蔬菜产业 技术体系试验站任务 CARS 24 G 18 作者简介 杨柳 农艺师 通信作者 副研究员 E mail guorj20150620 DOI 10 16409 ki 2095 039x 2022 04 004 土壤熏蒸与水肥菌 药一体化技术联用防控设施番茄病害 杨 柳 1 周清华 1 王东歧 1 郭荣君 2 付宏阳 1 张文秀 1 葛蓓孛 2 李世东 2 1 十堰市农业科学院 十堰 442000 2 中国农业科学院植物保护研究所 北京 100193 摘要 为了减少设施番茄生产中农药化肥的使用 集成了土壤熏蒸及水肥菌 药一体化技术 并在湖北十堰 开展了设施番茄病害的综合防控试验示范 试验设置3个处理 分别为CK 不做土壤熏蒸 水肥药常规化 管理 T1 土壤熏蒸 水肥药常规化管理 T2 土壤熏蒸 水肥药一体化管理 田间试验结果表明 采 用土壤熏蒸可使番茄的根结线虫病降低70 7 75 0 灰霉病 早疫病和青枯病的综合发病率降低 33 0 63 7 产量增加25 0 左右 土壤熏蒸结合水肥菌 药一体化技术可使番茄的根结线虫病降低 82 7 85 1 灰霉病 早疫病和青枯病的综合发病率降低70 2 74 0 产量增加35 9 41 0 相 对于常规管理措施 采用水肥菌 药一体化技术可以节约灌溉用水18 8 节约用肥33 3 节约用药21 3 上述结果表明 土壤熏蒸消毒结合使用水肥菌 药一体化产品和技术 可以节水 节肥 节药 显著降低设 施番茄各类病害的发生 提高番茄产量 实现节本增效 关 键 词 土壤熏蒸 水肥药一体化 番茄病害 发病率 产量 中图分类号 S476 文献标识码 A 文章编号 1005 9261 2022 04 0890 06 Management of Tomato Diseases by a Combined Technique of Soil Fumigation with Fertigation and Biological Agents in Greenhouse YANG Liu 1 ZHOU Qinghua 1 WANG Dongqi 1 GUO Rongjun 2 FU Hongyang 1 ZHANG Wenxiu 1 GE Beibei 2 LI Shidong 2 1 Shiyan Academy of Agricultural Sciences Shiyan 442000 China 2 Institute of plant protection Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100193 China Abstract In order to reduce the amount of pesticides and fertilizers in the control of tomato diseases in greenhouse the techniques of soil fumigation fertigation and biocontrol agents were integrated for the demonstration on the management of tomato diseases in greenhouse in Shiyan Hubei province from 2019 to 2021 Three treatments were designed in this demonstration experiment namely CK non soil fumigation conventional management on irrigation fertilization and pesticides T1 soil fumigation combined with conventional management on irrigation fertilization and pesticides and T2 soil fumigation combined with integrated application of fertigation and biocontrol agents Field experiment showed that soil fumigation could reduce the root knot nematode disease by 70 7 75 0 and reduce the total incidence of gray mold early blight and bacterial wilt by 33 0 63 7 and resulted in the yield increase of 25 0 The integrated application of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents could improve the disease control efficacy further demonstrated by diseases reduction of 82 7 85 1 in suppressing root knot disease 70 2 74 0 in suppressing total incidence of gray mold early blight and bacterial wilt diseases and a yield increase of 35 9 41 0 Compared with conventional management strategy the technique of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents could save 18 8 of irrigation 第 4 期 杨柳等 土壤熏蒸与水肥菌 药一体化技术联用防控设施番茄病害 891 water 33 3 of fertilizer and 21 3 of pesticides In a conclusion the technique of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents could save water fertilizer and pesticides and significantly reduce the occurrence of tomato diseases and increase tomato yield to reach the final destination of saving the input and increasing the output Key words soil fumigation integrated application technique of fertigation and biological agents tomato disease disease incidence yield 大棚蔬菜的发展突破了传统农业生产系统受外界环境和农业资源的限制 解决了季节性蔬菜生产供应 短缺的矛盾 1 然而随着集约化种植和高附加值作物连茬种植 毁灭性土传病害如枯萎病 根腐病 青枯 病及根结线虫病等发生严重 病原物在土壤中繁殖扩增 导致土壤生物多样性及生态功能失衡 耕地质量 下降 严重影响作物产量和品质 2 土壤熏蒸消毒是将土壤熏蒸剂通过专业施药设备施用于土壤中并覆盖 专用塑料薄膜 在人为密闭空间中产生具有杀虫 杀菌或除草等作用的气体 达到防治土传病 虫 草等 危害的一种土壤处理技术 3 作为综合防治技术体系中一项重要措施 用熏蒸剂进行土壤消毒在国外已经 广泛应用于果树 草莓 草坪 蔬菜和观赏植物上 4 在我国 将土壤熏蒸消毒应用于高附加值作物 如 生姜 草莓及中药材等 的土传病害防治也已有 60 多年的历史 2 水肥药一体化技术是在将灌溉与施肥 施药融合为一体的现代农业新技术 可以有效提高水肥药的利用效率 节本增效 控制作物病虫害 增加 作物产量 提高农产品品质 5 6 马二磊等 7 研究表明 在设施甜瓜上采用水肥药一体化栽培技术 节水率 达到 40 节肥率达到 35 节药率达到 30 经济效益显著 王彦等 8 研究表明 利用水肥药一体化技 术可以节水 节肥 减少药物挥发 增强用药效果 古斌权等 9 研究表明 在西瓜上使用水肥药一体化技 术可以降低西瓜枯萎病 根腐病等病害的发病率 提升西瓜的产量和品质 祁焕军等 10 研究表明水肥药一 体化可以提高宁南山区芹菜的生长 生理指标 进而提高芹菜的产量和品质 同时还可以提高耕层土壤养 分 改善土壤环境 随着滴灌技术的不断成熟以及水肥药一化体产品不断涌现 水肥药一体化技术的应用 正方兴未艾 但大多数研究侧重于水肥药一体化对作物生长 产量的影响 关于其对作物病虫害的影响研 究较少 采取土壤熏蒸及水肥和生物农药 微生物菌剂 一体化技术进行病虫害的综合防控研究就更少 湖北十堰市城郊设施蔬菜生产基地土壤连作障碍发生严重 常发生番茄早疫病 灰霉病 青枯病 根结线 虫病等病害 本试验选择该生产基地 以番茄为研究对象 开展土壤熏蒸及水 肥 生物农药和生物菌剂 一体化应用技术防治设施番茄病害试验示范 以期为设施番茄生产提供一套综合保障措施 1 材料与方法 1 1 试验时间与地点 试验时间为 2019 年 3 月 2021 年 7 月 试验地点为湖北省十堰市郧阳区柳陂镇挖断岗村 1 2 试验材料 番茄品种 粉然 为杂交一代番茄品种 无限生长型 由北京中研益农种苗科技有限公司提供 棉隆 有效成分含量 98 浙江海正化工股份有限公司生产 武夷菌素 有效成分含量 2 由中国农业科学院植物保护研究所研制 山东潍坊万胜生物农药有限 公司生产 复合微生物菌剂 有效活菌数 50 亿 mL 由中国农业科学院植物保护研究所与北京启高生物科技有 限公司共同研发 北京启高生物科技有限公司生产 淡紫拟青霉菌剂 有效活菌数 20 亿 mL 由中国农业科学院植物保护研究所与北京启高生物科技有 限公司联合研发 北京启高生物科技有限公司生产 灌根宝 有效活菌数 10 亿 g 由中国农业科学院植物保护研究所与北京启高生物科技有限公司联合 研发 北京启高生物科技有限公司生产 1 3 试验方法 试验设置 3 个处理 分别在 3 个大棚中开展 每个试验大棚面积为 320 m 2 其中对照棚 CK 不做 土壤熏蒸处理 处理棚 T1 T2 在 2019 年夏季按 NY T 3129 2017 棉隆土壤消毒技术规范 11 进行棉 892 中 国 生 物 防 治 学 报 第 38 卷 隆土壤熏蒸消毒处理 用量 40 g m 2 2020 年和 2021 年 CK 与 T1 棚采用常规水肥 药管理 T2 棚采用水肥 菌 药一体化技术 采用生物农药武夷菌素防控地上部病害 采用复合微生物菌剂 淡紫拟青霉菌剂等防控地 下部病害 追肥采用灌根宝 具体处理见表 1 番茄移栽前施用鸡粪 2000 Kg 667 m 2 复合肥 50 Kg 667 m 2 番茄栽培密度为 2500 株 667 m 2 表 1 设施番茄水肥菌 药一体化和病害综合防控试验处理 Table 1 Experiment design of integrated management of tomato diseases by using a combined technique of fertigation and biocontrol agents in greenhouse 处理 Treatment 土壤熏蒸 Soil fumigation 病害控制 Diseases control 追肥 Top dressing 对照棚 CK 未进行土壤熏蒸 常规药剂 常规措施 处理棚 T1 2019 年熏蒸 常规药剂 常规措施 处理棚 T2 2019 年熏蒸 武夷菌素 复合微生物菌剂 淡紫拟青霉菌剂 灌根宝 1 4 水肥药管理 整个番茄生长季 对 CK 棚和 T1 棚中番茄的浇水 施肥和用药 进行常规管理 对 T2 棚中的番茄进 行水肥菌 药一体化技术管理 即 采用张力计监测土壤水分 张力计插入土层的深度为 30 cm 土壤吸水 力值下限控制在 30 kPa 土壤最湿状态 当吸水力值上升至 45 kPa 时 及时浇水 移栽时采用复合微生 物菌剂灌根 用量为 2000 mL 667 m 2 移栽后 2 3 周 喷施武夷菌素 用量 200 mL 667 m 2 每隔 20 d 左 右施用 1 次 整个生长季使用 3 次 淡紫拟青霉菌剂随水滴灌 用量 2000 mL 667 m 2 每隔 1 个月施用 1 次 整个生长季使用 3 次 在施用淡紫拟青霉菌剂间隙 随水滴灌灌根宝 用量为 10 Kg 667 m 2 整个生 长季使用 3 次 1 5 数据调查和收集 病害调查 采用抽样调查法调查根结线虫病的发生情况 每个试验棚随机选取 3 行 每行随机选取 10 株调查 计算病株率及防效 采用全面调查法调查其他病害发生情况 即 以每个试验棚内所有的番茄为 一个总体样本 在番茄生长期统计每个棚主要病害种类及总病株数 计算病株率及防效 防效 对 照棚病株率 处理棚病株率 对照棚病株率 100 番茄长势调查 采用抽样调查法 于生长期调查番茄植株长势 每个试验棚随机选取 3 行 每行随机 选取 5 株 调查株高 茎粗 测量叶长 叶宽 产量调查 采用全面调查法 以每个试验棚内所有的番茄为一个总体样本 在收获期测定产量 分别 记录每个棚收获时间 次数和每次的采摘重量 并计算总产量 2 结果与分析 2 1 水肥菌 药一体化技术对番茄病害的防控效果 田间调查发现 2020 年与 2021 年在试验棚设施番茄上发生的主要病害有根结线虫病 早疫病 灰霉 病和青枯病 不同年份番茄根结线虫病发病率均呈现 CK T1 T2 图 1 其中对照棚 CK 发病率在 90 以上 经过土壤熏蒸的 T1 T2 棚发病率显著低于对照 2020 年 T1 T2 处理的防效为 75 0 和 85 1 2021 年 T1 T2 处理的防效为 70 7 和 82 7 说明使用棉隆进行土壤熏蒸可以显著降低番茄根结线虫的 发病率 土壤熏蒸结合使用水肥菌 药一体化技术对番茄的根结线虫病的防治效果更好 2020 年和 2021 年 番茄早疫病 灰霉病 青枯病在 3 个处理中的发病率不同 表 2 2020 年 早疫病在 T1 处理中发病率 最高 灰霉病和青枯病在 CK 中发病率最高 2021 年 早疫病 灰霉病 青枯病均在 CK 中发病率最高 从综合发病率来看 2020 年 T1 T2 的综合发病率比 CK 分别降低了 33 0 和 74 0 2021 年 T1 T2 的综合发病率比 CK 分别降低了 63 7 和 70 2 说明使用棉隆进行土壤熏蒸可以有效地降低番茄各类病 害发生率 土壤熏蒸结合水肥菌 药一体化技术可以更好地控制病害的发生 2 2 不同处理对番茄长势及产量的影响 番茄株高 茎粗 叶长 叶宽等单株性状是影响番茄产量的重要因素 在两年试验中 番茄株高 茎 第 4 期 杨柳等 土壤熏蒸与水肥菌 药一体化技术联用防控设施番茄病害 893 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 2020年 2021年 根结线虫发病率 The i n ciden c e o f ro ot kno t nemat ode d i sease a b b c c a CK T1 T2 注 图中数据为平均值 标准差 柱上不同字母表示差异显著 P 0 05 T1 处理采用土壤熏蒸及常规水肥药管理 T2 处理采用土壤熏蒸及水肥 菌 药一体化技术管理 Note Data are means SD and different letters above the bars indicated significant difference P 0 05 T1 indicates the field applied with the integrated technique of soil fumigation and conventional management on irrigation fertilization and pesticides and T2 indicates the field applied with the integrated technique of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents 图 1 土壤熏蒸和水肥菌 药联用技术对番茄根结线虫病发生的影响 Fig 1 Influence of integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents on the occurrence of tomato root knot nematode disease 表 2 土壤熏蒸和水肥菌 药联用技术对其他番茄病害的防控效果 Table 2 Effect of integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents on the control of tomato leaf diseases 年 Year 处理 Treatment 早疫病 Early blight 灰霉病 Grey mold 青枯病 Bacterial wilt 综合发病率 Total disease incidence 防效 Control efficacy T1 13 89 3 42 0 00 17 31 33 0 T2 4 69 1 25 0 78 6 72 74 0 2020 CK 6 71 14 49 4 63 25 83 T1 0 00 3 68 2 72 6 40 63 7 T2 0 17 4 74 0 34 5 25 70 2 2021 CK 0 26 5 10 12 26 17 62 注 综合发病率为早疫病 灰霉病 青枯病的发病率之和 T1 处理采用土壤熏蒸及常规水肥药管理 T2 处理采用土壤熏蒸及水肥菌 药一体化 技术管理 Note The total disease incidence is the sum of incidence of early blight gray old and bacterial wilt T1 indicates the field applied with the integrated technique of soil fumigation and conventional management on irrigation fertilization and pesticides and T2 indicates the field applied with the technique of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents 粗 叶长等指标均表现为 T2 T1 CK 叶宽指标表现不规律 表 3 相关性分析结果表明 株高 茎粗 叶长等单株性状与产量之间呈显著正相关 r 0 7282 n 6 r 0 8073 n 6 r 0 7549 n 6 对番茄产量的调查结果 图 2 表明 2020 年和 2021 年 3 个处理的番茄产量都以 T2 最高 T1 次之 CK 最低 2020 年 T1 T2 处理的番茄产量分别比 CK 高 25 4 和 41 0 2021 年 T1 T2 处理的番茄 产量分别比 CK 高 25 6 和 35 9 说明使用棉隆进行土壤熏蒸对番茄有显著的增产效果 土壤熏蒸结合 水肥菌 药一体化技术增产作用更明显 2 3 不同管理措施对番茄水 肥 药用量的影响 对 2020 年常规管理措施下 CK 和 T1 和水肥药控制措施下 T2 的水 肥 药用量进行了调查 结果 表 4 表明 常规管理措施下 CK 和 T1 农户根据经验和习惯进行灌溉 番茄整个生长季灌溉 水总用量为 160 0 T 667 m 2 生长期追施复合肥 45 0 Kg 667 m 2 叶面喷施和灌根用化学农药的总量为 16 0 Kg 667 m 2 水肥药控制措施下 T2 根据张力计的数据提示进行精准灌溉 番茄整个生长季灌溉水总 用量比常规管理措施节约用水量 18 8 追肥使用灌根宝 整个生长期追施 3 次 追肥总用量比常规管理 措施节约用肥量 33 3 生长期各类农药的总用量为比常规管理措施节约用药量 21 3 894 中 国 生 物 防 治 学 报 第 38 卷 表 3 土壤熏蒸和水肥菌 药联用技术对番茄的促生作用 Table 3 Growth promotion of tomato by the integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents 年份 Year 处理 Treatment 株高 Plant height cm 茎粗 Stem diameter cm 叶长 Leaf length cm 叶宽 Leaf width cm T1 176 47 6 47 a 1 37 0 17 a 15 71 1 65 a 6 41 1 20 a T2 179 93 8 51 ab 1 40 0 22 a 16 33 1 80 a 7 41 1 25 a 2020 CK 174 87 9 87 b 1 31 0 11 a 14 74 1 16 b 6 91 1 31 ab T1 175 44 8 60 a 1 34 0 11 a 15 22 1 12 a 6 71 0 81 a T2 177 78 7 53 a 1 37 0 13 a 15 50 0 61 a 6 59 0 70 a 2021 CK 170 33 10 49 b 1 29 0 12 a 14 49 1 42 b 7 06 0 81 a 注 表中数据为平均值 标准差 同一列中不同字母表示差异显著 P 0 05 注 T1 处理采用土壤熏蒸及常规水肥管理 T2 处理采用土壤熏 蒸及水肥菌 药一体化技术管理 Note Data are means SD and different letters following the data within a column indicated significant difference P 0 05 T1 indicates the field applied with the integrated technique of soil fumigation and conventional management on irrigation fertilization and pesticides and T2 indicates the field applied with the technique of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 2020年 2021年 CK T1 T2 番茄产量 Tomato yiel d Kg 667 m 2 注 T1 处理采用土壤熏蒸及常规水肥管理 T2 处理采用土壤熏蒸及水肥菌 药一体化技术管理 Note T1 indicates the field applied with the integrated technique of soil fumigation and conventional management on irrigation fertilization and pesticides and T2 indicates the field applied with the technique of soil fumigation combined with fertigation and biocontrol agents 图 2 土壤熏蒸和水肥菌 药联用技术对番茄增产作用 Fig 2 Promotion of integrated application of soil fumigation combined with fertigation and bioagents on tomato yield 表 4 不同综合防控措施下水肥药用量 2020 年 Table 4 Total amount of water fertilizer and pesticides under different integrated management techniques 2020 类别 Category 常规管理 Conventional management 水肥药管理 Management of water fertilizer and pesticides 节约率 Saving rate 灌溉水总用量 T 667 m 2 160 0 130 0 18 8 追肥总用量 Kg 667 m 2 45 0 30 0 33 3 农药总用量 Kg 667 m 2 16 0 12 6 21 3 3 讨论 土壤熏蒸措施可有效减少土壤有害微生物的数量 有效防治土传病害的发生 从而提高作物产量 秦 平伟等 12 黄石旺等 13 研究表明 土壤熏蒸能显著提高烟株打顶期最大叶长 最大叶宽 株高 以及圆顶 期烟株中部单叶鲜质量和叶绿素的相对值 对烟草青枯病 黑胫病具有很好的防控效果 王红燕等 14 研究 表明 土壤熏蒸使党参的株高 株幅 茎长 茎粗 分支数 分节数 叶片数及拟合叶面积等田间生长指 标不同程度提高 对其产量有显著的增产效果 孙永德等 15 研究显示 棉隆防治设施蔬菜土传病害效果明 显 特别对黄瓜 番茄的根结线虫 茄子黄萎病 杂草的防治效果良好 且增产明显 本试验也发现经过 土壤熏蒸后 除 2020 年 T1 处理的早疫病外 设施番茄的根结线虫病及其他病害都有所降低 番茄的株 第 4 期 杨柳等 土壤熏蒸与水肥菌 药一体化技术联用防控设施番茄病害 895 高 茎粗 叶长等长势指标得到不同程度提高 番茄产量也显著提高 不同于前人研究 本试验在土壤熏 蒸后继续使用含有有益微生物的生物菌剂和水溶肥进行灌根 不仅可以调控土壤微生物群落增强土壤的防 病功能 16 还促进了植物生长 提高了植物免疫力 同时使用生物农药武夷菌素防治番茄灰霉病等地上部 病害 17 从而有效地防控生长期番茄各种病害的严重发生 张兰勤等 18 研究表明 水肥一体化减量施肥对樱桃番茄的株高 茎粗均无不良影响 蔡苗等 19 研究表 明 与农户常规大水冲施肥料浇灌相比 在灌溉水量降低 25 3 化肥减量 40 6 的水肥一体化条件下 设施番茄的产量显著增产达 9 0 杨洪辉等 20 研究证明 水肥药一体化可以提高辣椒的产量 本试验研 究结果表明 采用水肥菌 药一体化技术和产品可以实现节水 节肥 节药的目标 促进了番茄的生长 为 节本增收 提质增产奠定基础 土壤熏蒸与水肥菌 药一体化技术联用 在显著减轻番茄病害的同时 可以 更大幅度的提高番茄的产量 实现提质增产的目标 参 考 文 献 1 肖洪环 王婉秋 周娅 等 番茄连作大棚土壤消毒与改良措施研究 J 安徽农业科学 2021 49 6 92 93 2 曹坳程 方文生 李园 等 我国土壤熏蒸消毒 60 年回顾 J 植物保护学报 2022 49 1 325 335 3 王秋霞 颜冬冬 王献礼 等 土壤熏蒸剂研究进展 J 植物保护学报 2017 44 4 529 543 4 Chellemi D O Olson S M Mitchell D J et al Adaptation of soil solarization to the integrated management of soilborne pests of tomato under humid conditions J Phytopathology 1997 87 3 250 258 5 王云爱 于海欧 徐菊敏 现代农业 水肥药一体化 技术 J 中国农业信息 2013 1 89 6 王思铭 罗春艳 姚忠宝 等 浅谈 智能型 水肥药一体化技术 J 科技风 2020 6 19 7 马二磊 臧全宇 丁伟 等 南方地区设施甜瓜水肥药气一体化栽培技术 J 农业科技通讯 2014 4 305 307 8 王彦 王国强 刘娜 等 温室专用水肥药一体化滴灌技术 J 湖北农业科学 2018 57 5 41 42 9 古斌权 李林章 邢乃林 等 水肥药一体化对西瓜生长发育和果实品质的影响 J 浙江农业科学 2020 61 1 67 69 175 10 祁焕军 雷晓婷 雷金银 等 宁南山区芹菜水肥药一体化试验研究 J 节水灌溉 2022 3 92 97 11 NY T 3129 2017 棉隆土壤消毒技术规范 S 中华人民共和国农业部 2018 06 01 12 秦平伟 陈代明 陈瑜欣 等 棉隆不同年限熏蒸对烟草生长及青枯病发生的影响 J 植物医生 2021 34 2 41 44 13 黄石旺 王锡春 周雨 等 土壤熏蒸对烟草土传病害的防控效果研究 J 湖南农业科学 2021 11 59 61 14 王红燕 陈垣 郭凤霞 等 棉隆土壤熏蒸对党参育苗品质和产量的效应 J 中国实验方剂学杂志 2021 27 24 138 145 15 孙永德 张琳琳 王乐陶 棉隆防治设施蔬菜土传病害试验效果分析 J 中国农技推广 2021 37 10 77 79 16 聂海珍 孙漫红 李世东 等 棉隆与淡紫拟青霉联合防治番茄根结线虫病的效果评价 J 植物保护学报 2016 43 4 689 696 17 葛蓓孛 刘炳花 赵文珺 等 武夷菌素高产菌株选育及应用研究进展 J 中国生物防治学报 2017 33 6 767 773 18 张兰勤 唐新莲 黎晓峰 等 水肥一体化减量施肥对樱桃番茄产质量的影响 J 南方农业学报 2015 46 7 1270 1274 19 蔡苗 张荣 吕爽 等 水肥一体肥料减施对日光温室番茄生长 产量及品质的影响 J 北方园艺 2020 3 48 53 20 杨洪辉 张顺 水肥药一体化在辣椒栽培上的应用 J 南方农业 2019 13 24 47 49 责任编辑 吕平香
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