碱性土壤改良剂对盆栽黄瓜生长及枯萎病的防治效果.pdf

碱性土壤改良剂对盆栽黄瓜生长及枯萎病 的防治效果 李 慧 1 李乃荟 1 崔文静 2 尹俊慧 2 陈 清 2 吴凤芝 1 1 东北农业大学园艺园林学院 黑龙江哈尔滨 150030 2 中国农业大学资源与环境学院 北京 100193 摘 要 设施土壤长期连作导致的真菌病害发生与土壤理化性状变化密切相关 施用碱性土壤改良剂可以减轻设施酸化土壤 上土传病害的危害 以黄瓜连作 25 a 的设施土壤为供试土壤 通过盆栽试验比较施用 2 5 g kg 1 腐植酸钾 pH 8 5 和硅钙 钾镁肥 pH 9 96 两种碱性土壤改良剂对盆栽黄瓜生长及枯萎病的防治效果 结果表明 施用腐植酸钾和硅钙钾镁肥后 土壤 pH 比不施用改良剂的对照显著提高 0 10 和 0 24 个单位 促进了黄瓜幼苗生长 对黄瓜枯萎病的防治效果分别达到 45 8 和 51 3 显著提高了土壤交换性钾含量 与腐植酸钾相比 硅钙钾镁肥的促生和抑病效果较显著 关键词 黄瓜枯萎病 连作 设施土壤改良 硅钙钾镁肥 腐植酸钾 程度与土壤 pH 病原菌数量 土壤透气性等多种 因素有关 吴凤芝 等 1999 在连作严重的设施 土壤 pH 降低 通透性差 黄瓜枯萎病发病严重 郑 军辉 等 2004 刘肖肖等 2013 研究发现 采 用土壤物理改良方法 提高土壤 pH 能够降低番茄 青枯病的发病率 因此从改良土壤理化性质的角度 出发 探索其与土传病害之间的关系 对指导土传 病害防治 缓解设施连作障碍具有重要意义 碱性土壤改良剂一般是用于改良土壤酸性 提高土壤缓冲能力的矿物类材料 不同的改良剂性 质 组成及作用机理不同 施用的效果也相差较大 硅钙钾镁肥是一种采用磷尾矿 磷石膏和钾长石等 高温煅烧而成的碱性土壤改良剂 含有钙 镁 硅 等多种营养元素 涂玉婷 等 2019 能够明显增 加土壤中的速效养分含量 王建康 等 2016 已 经应用在大田土壤改良中 如对稻田土壤改良 韩 科峰 等 2018 冀建华 等 2019 和对烟草 谭 青涛 等 2019 等作物品质及土壤养分改良 采 用干法生产的腐植酸钾呈碱性 含有丰富的腐植酸 以及植物生长所必需的钾元素 研究表明 腐植酸 能够促进植物生长 影响营养元素吸收并增强呼吸 作用 且其富含的有机质能够为植物提供养分 稳 定土壤结构 提高产量及品质 孙跃跃 等 2016 王宇函 等 2018 然而 这两类改良剂在设施蔬 李慧 女 硕士研究生 专业方向 蔬菜生理生态 E mail 873012422 通讯作者 Corresponding author 吴凤芝 女 博士 教授 博士 生导师 专业方向 设施园艺与蔬菜生理生态和蔬菜安全生产技术 E mail fzwu2006 收稿日期 2020 01 30 接受日期 2020 05 04 基金项目 现代农业产业技术体系专项 CARS 23 B16 由于设施栽培土地面积有限 生产投入较大 加之设施内常年种植一种蔬菜 连作障碍问题普遍 武春成 等 2014 土传病害作为土壤连作主要 生物学障碍之一 严重影响作物产量和安全品质 生物防治虽是防治土传病害的热点 但在不同地区 和土壤环境中防治效果差异较大 李兴龙和李彦 忠 2015 而传统化学防治方法虽然可以短期内 控制病害的发生 但对土壤健康和蔬菜产品安全带 来的影响不容忽视 过量水肥投入导致设施土壤酸化问题已经非 常普遍 酸化过程不仅加剧土壤钙镁等养分的淋 失 重金属活度增加 而且也增加了土传病害的发 病率 李丹 等 2017 如黄瓜枯萎病 Cucumber Fusarium wilt 是由尖孢镰孢菌 Fusarium oxysporum f sp cucumerinum 引起的设施蔬菜土传 病害之一 在黄瓜种植区域普遍发生 严重影响黄 瓜的产量 尖孢镰孢菌主要依靠土壤传播 其发病 69 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 2020 6 69 73菜中的应用和对土传病害的抑制效果研究较少 本试验在黄瓜 连作 25 a 的设施土壤中 分 别 施用等量的腐植酸钾和硅钙钾镁肥碱性土壤改良 剂 并接种黄瓜专化型尖 孢镰孢菌 探究 2 种碱性 土壤改良剂对黄瓜的促生作用及对枯萎病防治的效 果 旨在为通过改良土壤酸碱度来降低土传病害发 生提供技术支撑 1 材料与方法 1 1 供试材料 供试土壤采自北京市顺义区大孙各庄温室连 作 25 a 的黄瓜连作土壤 土壤的基本理化性状为 pH 6 83 EC 658 S cm 1 有机质含量18 24 g kg 1 全氮 2 41g kg 1 有效磷 65 8 mg kg 1 速 效钾 293 mg kg 1 供试黄瓜 Cucumis sativus L 品种为津研 4 号 购于天津市宏丰蔬菜研究有限公司 供试病原菌为尖孢镰孢菌黄瓜专化型 Fusarium oxysporum f sp cucumerinum 购 于中国农业科学院蔬菜花卉研究所 编号为 HG1901020102 供试碱性土壤改良剂为腐植酸钾 钾 8 12 有机质50 pH 8 5 EC 5 57 mS cm 1 和硅钙钾镁肥 氮2 1 g kg 1 磷0 45 g kg 1 钾1 5 g kg 1 钙158 g kg 1 镁2 76 g kg 1 硅 28 5g kg 1 pH 9 96 EC 6 88 mS cm 1 1 2 试验设计与盆栽试验管理 试验于 2019 年 6 8 月在中国农业大学温室 进行 试验分为 3 个处理 对照 CK 不施用土 壤改良剂处理 HA 施用 2 5 g kg 1 腐植酸钾 SiCa 施用 2 5 g kg 1 硅钙钾镁肥 每处理 3 次重 复 随机区组排列 每重复 30 盆 其中 9 盆用于 测定土壤改良剂的促生效果 其余 21 盆在黄瓜定 植 7 d 后每盆接种含孢子 10 6 个 mL 1 的尖孢镰孢 菌菌悬液 20 mL 用于测定土壤改良剂对黄瓜枯萎 病发病率的影响 取黄瓜连作土壤 过筛 风干 分装于规格为 14 cm 16 cm 的塑料花盆中 每盆装土 1 kg 干土 质量 按照不同处理施用土壤改良剂并充分混匀 加水至饱和 用无纺布覆盖 防止水分过度蒸发 7 d 后每盆定植黄瓜幼苗 1 株 2 3 d 调整一次塑 料盆的位置 避免由于光照等自然因素不均造成的 差异 盆栽周围覆盖防虫网 按照黄瓜的生长习性 进行管理 人工除草 不施农药 1 3 样品采集与分析 未接菌处理在黄瓜定植 15 d 后每个处理随机 挑选 5 株用于株高和茎粗的测量 株高以从根茎基 部到顶端生长点的高度为准 茎粗以第 1 片真叶到 子叶之间的节间粗度为准 在试验结束前 将全部 处理植株样品取回后清洗干净 105 杀青 30 min 后 80 烘干至恒重 测定其干质量 黄瓜枯萎病病害分级和发病率 病情指数及 防治效果计算公式参考宗兆锋和康振生 2000 的 方 法 0 级 植株健康生长 未发病 1 级 植株 1 25 的叶片萎蔫 2 级 植株 26 50 的 叶片萎蔫 3 级 植株 51 75 的叶片萎蔫 4 级 植株 76 100 的叶片萎蔫 所有处理利用抖根法采集根系区域土壤 过 2 mm 筛 一部分保存于 4 冰箱中 用于土壤酶活 性测定 一部分风干 后用于土壤理化性状的测定 土壤理化性状测定参考鲍士旦 2000 的方法 土 壤酶活性测定参考关松荫 1986 的方法 1 4 数据处理与分析 利用 Microsoft Excel 2019 软件对试验数据进 行初步计算和图表制作 采用 SPSS 22 0 软件进行 数据分析 方差分析采用 Turkey s HSD 在 P 0 05 水平下分析 2 结果与分析 2 1 碱性土壤改良剂对黄瓜生长的影响 由图 1 可知 黄瓜定植 15 d 后 与对照相比 施用硅钙钾镁肥 SiCa 后株高显著增长了 7 88 茎粗显著增长了 23 15 施用腐植酸钾 HA 对 株高和茎粗的影响不大 施用不同土壤改良剂对植 株干质量的影响效果存在差异 与对照相比 未接 菌处理和接菌处理施用硅钙钾镁肥 SiCa 均显著 提高了植株的干质量 施用腐植酸钾 HA 的植 株干质量与对照差异不显著 2 2 碱性土壤改良剂对黄瓜枯萎病抑制效果的影响 由表 1 可知 与对照相比 施用硅钙钾镁肥 SiCa 能显著降低黄瓜枯萎病的发病率 发病率 从 86 7 降低到 60 0 但腐植酸钾 HA 对发 70 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文病率的影响不大 与对照相比 施用硅钙钾镁肥 和腐植酸钾均能显著降低黄瓜枯萎病的病情指数 有效抑制黄瓜枯萎病的发生 腐植酸钾和硅钙钾 镁肥对黄瓜枯萎病的防治效果分别达到 45 8 和 51 3 2 3 碱性土壤改良剂对土壤理化性状和土壤酶活 性的影响 施用土壤改良剂可显著影响土壤理化性状 表 2 与对照相比 施用硅钙钾镁肥 SiCa 和腐植 酸 钾 HA 可显著提高土壤 pH 值和交换性钾含量 显著降低土壤碱解氮和有效磷含量 土壤的 pH 值 与对照相比分别提高 0 24 和 0 10 个单位 腐植酸 钾对于土壤交换性钾含量的提升效果显著优于硅钙 钾镁肥 由表 3 可以看出 与对照相比 施用腐植酸钾 和硅钙钾镁肥后 土壤中脲酶活性和中性磷酸酶活 图 1 施用碱性土壤改良剂对盆栽黄瓜生长的影响 图柱上不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 表 1 施用碱性土壤改良剂对盆栽黄瓜枯萎病抑制效果的影响 处理 发病率 病情指数 防效 CK 86 7 a 58 3 a HA 70 0 ab 32 5 b 45 8 b SiCa 60 0 b 29 2 b 51 3 a 注 表中同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 下表同 表 2 施用碱性土壤改良剂对土壤理化性状的影响 处理 碱解氮 mg kg 1 有效磷 mg kg 1 交换性钾 mg kg 1 EC mS cm 1 pH CK 114 4 a 58 6 a 298 c 0 54 a 6 93 b HA 81 1 b 54 6 b 485 a 0 57 a 7 03 a SiCa 73 8 b 54 1 b 347 b 0 59 a 7 17 a 表 3 施用碱性土壤改良剂对土壤酶活性的影响 mg g 1 d 1 处理 脲酶活性 中性磷酸酶活性 转化酶活性 CK 6 84 a 1 54 a 10 27 a HA 5 89 b 1 26 b 5 82 b SiCa 5 78 b 1 34 b 9 30 a 性均显著降低 施用腐植酸钾的土壤转化酶活性最 低 显著低于施用硅钙钾镁肥处理和对照 3 讨论 土壤改良剂能够促进植株生长 并通过改良土 壤环境而在一定程度上防控设施土传病害 腐植酸 钾和硅钙钾镁肥均能够促进作物生长 提高作物干 物质积累 张水勤 等 2017 这与本试验通过在 土壤中施用碱性土壤改良剂促进了黄瓜苗期的生长 和干物质积累的结果一致 黄瓜生长吸收量最多的 两类元素是钾元素和钙元素 腐植酸钾中含有丰富 的有机质和钾元素 有研究表明 腐植酸能够促进 根系对 NO 3 的吸收 而作为营养物质 小分子的 腐植酸也极易被植物吸收利用 且腐植酸能调控土 壤的养分形态 提高养分的有效性 王艳芳 等 2018 硅钙钾镁肥中含有少量钾元素 大量钙元 素和有机质 对黄瓜的生长起到了促进作用 本 试验通过对株高 茎粗和植株干质量的比较结果发 现 硅钙钾镁肥对黄瓜生长的促进效果优于腐植 酸钾 CK HA SiCa a ab b a a ab b b b a b b 180 170 160 150 cm 0 8 0 6 0 4 0 2 0 cm 12 8 4 0 g 1 CK HA SiCa Cd mg kg 1 CK HA SiCa Cd mg kg 1 Cd mg kg 1 71 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文前人研究表明 通过提高土壤 pH 降低土壤中 的真菌 病原菌 群落数量是防治病害的有效途 径 梁太波 等 2007 本试验通过施用碱性土壤 调理剂 显著提高了土壤 pH 降低了黄瓜枯萎病 的发病情况 腐植酸钾中丰富的钾元素能够促进 根系生长 使植株健壮 增强抗病性 李虹 等 2017 而硅钙钾镁肥中含有的钙 硅等元素均能 增强黄瓜的抗病性 钙能够增强植物抵抗病原物质 侵染的能力 于威 等 2016 硅能够诱导植物产 生系统抗性 沈彦辉 2016 与腐植酸钾相比 硅钙钾镁肥中含有大量的硅 本试验施用腐植酸钾 和硅钙钾镁肥后黄瓜枯萎病的病情指数显著降低 其中施用硅钙钾镁肥还显著降低了黄瓜枯萎病的发 病率 其抑病效果优于腐植酸钾 研究表明 碱性土壤改良剂能够促进植物对土 壤中氮 磷 钾的吸收 陈琨 等 2015 使土 壤多种速效养分的含量降低 王光飞 等 2020 本试验中 施用两种土壤改良剂的处理 黄瓜苗期 的生物量都有不同程度的增加 但土壤的碱解氮和 有效磷含量显著降低 这与前人研究结果一致 由 于施用的腐植酸钾和硅钙钾镁肥中都含有钾元素 土壤中的速效钾含量均比对照显著增加 施用碱性 土壤改良剂后土壤脲酶 中性磷酸酶的活性均显著 降低 这与在土壤中添加非植物物料以及泥炭等有 可能不会对土壤中的酶活性产生影响 有的甚至会 呈现抑制效果的结论一致 可欣 2003 4 结论 本试验结果表明 施用腐植酸钾和硅钙钾镁肥 均能促进黄瓜生长 对黄瓜枯萎病有一定的防治效 果 其中硅钙钾镁肥的促生和抑病效果优于腐植酸 钾 具有良好的缓解设施土壤连作障碍 减轻土传 病害的效果 在设施蔬菜生产中更具有推广意义 参考文献 鲍士旦 2000 土壤农化分析 3 版 北京 中国农业出版社 陈琨 秦鱼生 喻华 康思文 樊红柱 曾祥忠 涂仕华 2015 不同肥料 改良剂对冷泥田水稻生长 养分吸收及土壤性质的 影响 植物营养与肥料学报 21 3 773 781 关松荫 1986 土壤酶及其研究方法 北京 农业出版社 韩科峰 陈余平 胡铁军 张丰 周飞 陈剑秋 吴良欢 2018 硅钙钾镁肥对浙江省酸性水稻土壤的改良效果 浙江农业学 报 30 1 117 122 冀建华 李絮花 刘秀梅 侯红乾 刘益仁 吕真真 蓝贤瑾 陈 剑 秋 2019 硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸性和盐基离子动 态变化的影响 应用生态学报 30 2 583 592 可欣 2003 三种外源物质对土壤酶活性和土壤生物化学过程强度 的影响 硕士论文 沈阳 沈阳农业大学 李丹 王道泽 赵玲玲 季淑枫 2017 不同土壤改良剂对设施蔬 菜土壤酸化的改良效果研究 中国农学通报 33 27 112 116 李虹 李汀贤 赵凤亮 武春媛 黄文 2017 香蕉枯萎病发生区 域土壤改良 间作对热带土壤微生物区系和 pH 相关关系的影 响 园艺与种苗 9 21 27 李兴龙 李彦忠 2015 土传病害生物防治研究进展 草业学报 24 3 204 212 梁太波 王振林 王汝娟 刘兰兰 史春余 2007 腐植酸钾对生 姜根系生长发育及活性氧代谢的影响 应用生态学报 18 4 813 817 刘肖肖 董元华 李建刚 2013 不同土壤改良剂对番茄青枯病的 防治效果 农业环境科学学报 32 7 1368 1374 沈彦辉 2016 硅对黄瓜枯萎病及土壤微生物的影响 硕士论 文 哈尔滨 东北农业大学 孙跃跃 马军妮 李玉龙 来航线 薛泉宏 2016 功能性育苗基 质中生防菌及腐植酸钾对甜瓜穴盘苗的促生作用 西北农林 科技大学学报 自然科学版 44 9 174 180 谭青涛 程云吉 赵新峰 刘恩锋 2019 硅钙钾镁肥不同用量 对土壤养分及烟叶品质的影响 中国农学通报 35 10 25 29 涂玉婷 彭智平 黄继川 陈剑秋 林志军 吴雪娜 杨林香 2019 施用不同品种硅钙钾镁肥对香蕉产量 品质及土壤养 分的影响 中国农学通报 35 4 40 45 王光飞 高晓东 马艳 郭德杰 王秋君 梁永红 仇美华 2020 生物有机类复合调理剂在设施叶菜障碍土壤上的应用效果 中国土壤与肥料 2 56 65 王建康 李小玲 陈海宁 胡兆平 2016 硅钙钾镁肥对果蔗产量 品质及经济效益的影响 甘蔗糖业 4 42 45 王艳芳 苏婉玉 张琳 曹绍玉 许俊强 张应华 2018 土壤改 良剂在设施蔬菜上的应用研究进展 贵州农业科学 46 4 102 105 王宇函 姜存仓 吕波 闫磊 2018 腐植酸钾对小白菜产量 生 理特性及养分利用效率的影响 华中农业大学学报 37 1 58 63 武春成 李天来 曹霞 孟思达 张勇勇 2014 营养基质对连作 栽培下温室黄瓜生长及土壤微环境的影响 应用生态学报 25 5 1401 1407 吴凤芝 刘德 栾非时 1999 大棚土壤连作年限对黄瓜产量及品 质的影响 东北农业大学学报 30 3 245 248 于威 依艳丽 杨蕾 2016 土壤中钙 氮含量对番茄枯萎病抗性 的影响 中国土壤与肥料 1 134 140 72 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文张水勤 袁亮 林治安 李燕婷 胡树文 赵秉强 2017 腐植 酸促进植物生长的机理研究进展 植物营养与肥料学报 23 4 1065 1076 郑军辉 叶素芬 喻景权 2004 蔬菜作物连作障碍产生原因及生 物防治 中国蔬菜 3 56 58 宗兆锋 康振生 2000 植物病理学原理 北京 中国农业出 版社 Effects of Alkaline Soil Ameliorant on Growth and Fusarium Wilt Control of Potted Cucumber LI Hui 1 LI Nai hui 1 CUI Wen jing 2 YIN Jun hui 2 CHEN Qing 2 WU Feng zhi 1 1 College of Horticulture and Landscape Architecture Northeast Agricultural University Harbin 150030 Heilongjiang China 2 College of Resources and Environmental Sciences China Agricultural University Beijing 100193 China Abstract The occurrence of fungal diseases induced by continuous cropping in protected field was closely related to the changes in soil physichemical properties Applying alkaline soil ameliorant could reduce the damage of soil borne diseases in protected fields of acidified soil Taking protected field soil with 25 years continuous cropping on cucumber as test soil and through pot experiment this study compared the effects of 2 kinds alkaline soil ameliorant including 2 5 g kg 1 of potassium humate pH 8 5 HA and fertilizer of calcium silicon magnesium potassium pH 9 96 SiCa on cucumber growth and controlling Fusarium wilt The results showed that these 2 kinds of ameliorant HA and SiCa had remarkbly increased the soil pH by 0 10 and 0 24 unit respectively comparing with no application of ameliorant treatment promoted cucumber seedling growth the effects of controlling cucumber Fusarium wilt had reached 45 8 and 51 3 respectively Application of these 2 ameliorants had also significantly improved the soil exchangeable potassium contents Compared with HA SiCa performed more outstanding effects in promoting cucumber growth and inhibiting cucumber Fusarium wilt Key words Cucumber Fusarium wilt Continuous cropping Soil improvement in protected field Fertilizer of calcium silicon magnesium potassium Potassium humate 番茄果实的成熟衰老是一个有序而复杂的过程 也是一个多因子高度协调的遗传调控过程 2020 年 4 月 20 日 北京市农林科学院蔬菜研究中心左进华副研究员团队与美国康奈尔大学 BTI 研究所 James Jim Giovannoni 教授团队 英国诺丁汉大学 Donald Grierson 教授团队联合在 The Plant Journal 在线发表了题为 Relationships between genome methylation levels of noncoding RNAs mRNAs and metabolites in ripening tomato fruit 的研究论文 为揭示番茄果实 成熟衰老的机理研究提供了新线索 该研究以不同成熟期的 AC Ailsa Crag 和成熟突变体 Gr green ripe 和 r yellow flesh 番茄果实为材料 采 用深度测序和生物信息学分析相结合的方法 建立了 lncRNAs circRNAs miRNAs 和 mRNAs 协同调控果实成熟衰 老的网络模型 解析了不同成熟期 AC Gr 和 r 突变体番茄果实中 DNA 甲基化的差异性 并进一步构建了 DNA 甲基 化和 non coding RNAs 协同调控番茄果实成熟衰老的网络 此外 研究还通过代谢组学的方法 分析了对不同成熟期 AC Gr 和 r 突变体番茄果实中差异代谢物质及相关的代谢途径 为最终阐明番茄果实成熟衰老的调控机理奠定了理论 基础 BioArt 植物 信息 北京市农林科学院与美国康奈尔大学 联合揭示番茄果实成熟调控新机制 73 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文