青蒜翻压对连作西瓜枯萎病发病率及产量品质的影响

吴绍军，孟佳丽，沈 虹，杨年福，余 翔

（江苏省农业科学院 宿迁农科所，江苏 宿迁 223800）

西瓜忌连作，连年种植西瓜会引起土传病害（尤其是由尖孢镰刀菌引起的西瓜枯萎病）多发；西瓜枯萎病会导致西瓜植株死亡，严重时大面积减产［1］。设施西瓜种植者为了追求较高的经济效益，大量施用化肥或者未腐熟的有机肥，还进行大水漫灌或者沟灌，造成肥料利用率低下，使较多的肥料残留在设施大棚土壤里，引起土壤盐渍化和酸化、土壤酶活性降低和土壤微生物群落失衡［2］，最终抑制西瓜植株的生长，导致西瓜产量和品质的下降［3-4］。相关研究结果表明：嫁接可以克服西瓜连作障碍；但是在多年种植的老瓜棚，即使实施嫁接栽培，土壤根结线虫仍然多发，土壤盐渍化程度难以减轻，生产中西瓜死亡等问题还是无法根治［5］。因此，对设施西瓜种植土壤的生态环境进行改良尤为重要，这是设施西瓜健康生态绿色发展的必由之路。

填闲种植、翻压绿肥、作物间套轮作可以改良土壤，抑制病虫害发生，促进作物生长，增加产量和提升品质等。韩哲等［6］研究发现：2种小麦残茬的施入，促进了西瓜蔓长的伸长，并在后期显著促进了植株地上鲜重、根鲜重和全株鲜重的增加，而且土壤中细菌、真菌和西瓜专化型尖孢镰刀菌数量较对照也有所增加。徐伟慧等［7］的研究结果表明，小麦伴生提高了西瓜根际土壤微生物总数、细菌和放线菌数量及其比例，降低了真菌数量，提高了西瓜根际微生物生物量碳、氮、磷含量，降低了微生物生物量碳氮比，提高了土壤多酚氧化酶和蔗糖酶活性。王赟等［8］研究发现：翻压紫云英提高了水稻产量和有效穗数，改善了土壤理化性质和土壤肥力，提高了水稻产量和稻米营养品质。据何春梅等［9］报道，翻压紫云英能显著提高土壤有机碳含量，促进土壤大颗粒团聚体的形成，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。填闲作物翻压是维持种植体系土壤功能的生物途径，填闲作物残体还田是阻控土壤功能衰退的生物措施，在选择适宜的填闲作物的基础上对残体进行科学管理能够阻控土壤功能的衰退［10］。

大蒜秸秆富含大蒜素等杀菌抑菌成分及大量营养成分。大蒜与其他作物间套轮作，可以改良土壤，提高土壤肥力，防治作物病虫害。关于大蒜翻压改良土壤的研究较少；对大蒜的应用研究主要集中在大蒜鳞茎提取物［11］、根系分泌物［12］、秸秆浸提物以及腐解物［13］、地上部挥发物［14］等方面。目前关于绿肥翻压改良土壤的研究较多，而有关青蒜翻压改良设施西瓜土壤及对西瓜生长影响的研究较少，鉴于此，笔者研究了青蒜翻压对西瓜枯萎病发病率、西瓜生长、产量和品质的影响，以期为设施西瓜种植土壤的改良提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试西瓜品种为迁丽4号，由江苏省农业科学院宿迁农科所育成。供试大蒜品种为邳州白蒜，购自宿迁市当地农业大市场。供试土壤为壤土，其基本理化性质为：碱解氮含量64.5 mg/kg，有效磷含量111.98mg/kg，有效钾含量317.16mg/kg，有机质含量11.46 g/kg，pH值7.05。于2019年10月11日种植大蒜，2020年3月底青蒜翻压填埋。于2020年3月底播种西瓜，4月10日移栽，5月1日开始授粉，6月15日收获西瓜，7月5日试验结束。

1.2 试验设计

试验于2019年10月至2020年7月在江苏省农业科学院宿迁农科所大棚进行。试验设3个处理：处理1，西瓜单作（对照CK）；处理2，大蒜部分翻压，靠近走道一侧留3行大蒜不翻压，直接收获蒜头（T1）；处理3，大蒜全部翻压（T2）。每个处理3个重复，每个重复40株，随机区组排列。试验大棚长60 m，宽6 m；在大棚中间开1条宽40 cm、深25 cm的走道；在走道两侧按株行距20 cm×6 cm栽植大蒜；在走道两侧70 cm处按株行距3.0 m×0.3 m栽植西瓜。施肥和灌溉等其他田间管理按常规进行。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 生长指标 在收获西瓜时，测定西瓜植株的蔓长、茎粗和叶片数。在坐瓜后第20天，统计西瓜枯萎病发病率；以后每隔5 d统计1次，共统计5次。西瓜枯萎病病情分级标准如下：0级，植株生长正常；1级，植株萎蔫占全株的1/4及以下，瓜果生长正常；2级，植株萎蔫占全株的1/4～1/2，瓜皮表面稍有褪色；3级，植株萎蔫占全株的1/2以上，茎蔓上有琥珀色胶状物，根部病茎表面产生白色或粉红色霉层，果实萎蔫缩小；4级，全株枯萎并死亡。在拉秧时统计西瓜植株的鲜重，然后在105 ℃下杀青30 min，再于70 ℃下烘干至恒重，最后称量其干重，计算干物率。

1.3.2 产量和外观品质 在西瓜成熟时，每小区随机选取具有代表性的10个西瓜，计算单瓜质量，并计算出小区产量；同时测定西瓜的形态指标，包括纵径、横径、皮厚、中心糖含量、边糖含量。

1.3.3 果实品质 在西瓜成熟期，在各小区内，采集同一天授粉坐果的西瓜3个，采用高俊凤［15］的方法测定果实亚硝酸盐含量（比色法）、VC含量（2，6-二氯靛酚滴定法）、可溶性蛋白含量（考马斯亮蓝G-250染色法）、可溶性糖含量（蒽酮比色法）和总酸含量（氢氧化钠滴定法）。

1.4 数据处理

采用Excel 2003软件进行数据处理，利用SAS软件对试验数据进行方差分析和Duncan’s多重比较。

2 结果与分析

2.1 青蒜翻压对连作西瓜枯萎病发病率的影响

青蒜翻压对西瓜枯萎病发病率的影响如表1所示：随着西瓜的生长发育，西瓜枯萎病的发病率总体呈上升趋势，始终表现为CK＞T1＞T2。5月20日，CK的西瓜枯萎病发病率为24.20%，而T1、T2的发病率均为0%；5月25日，T1和T2的西瓜开始发病；到6月9日时，3个处理的西瓜发病率总体上均达到最高，其中T1、T2的发病率分别为31.73%、21.25%，分别比CK降低了60.50、70.98个百分点，与CK的差异均达到了显著水平，且T2的西瓜枯萎病发病率也显著低于T1的。可见在青蒜翻压后，西瓜枯萎病的发病率显著降低，发病程度受到有效抑制，而且青蒜全部翻压的效果显著优于部分翻压的效果。这可能是因为青蒜的腐解物或根系分泌物维持了西瓜根系周围的菌群平衡，抑制了有害菌的繁殖。

表1 青蒜翻压对连作西瓜枯萎病发病率的影响 %

2.2 青蒜翻压对连作西瓜植株生长的影响

从表2可以看出，青蒜翻压可以促进西瓜植株的生长，表现在西瓜的蔓长、茎粗和叶片数均增加。在蔓长方面，表现为T2＞T1＞CK，T2、T1分别比CK显著增加了54.82%、16.28%；T2的茎粗最大，显著大于T1和CK的，但T1和CK两者之间差异不显著；在叶片数方面，也表现为T2＞T1＞CK，T2、T1分 别 比CK显 著 增 加 了16.20%、8.33%。可见，青蒜翻压提高了土壤肥力，活化了土壤，最终促进了西瓜植株地上部的生长。

表2 青蒜翻压对连作西瓜植株生长的影响

2.3 青蒜翻压对连作西瓜植株生物量的影响

青蒜翻压对西瓜植株地上部和地下部鲜重、干重的影响如表3所示：青蒜翻压后，西瓜植株的茎鲜重、茎干重、根鲜重和根干重均比CK增加，总体表现为T2＞T1＞CK，其中T2、T1的茎鲜重比CK分别显著增加了176.03%、51.27%；T2、T1的茎干重比CK分别显著增加了150.89%、41.41%；T2、T1的根鲜重比CK分别增加了134.04%、35.31%，但T1与CK间的差异不显著；T2、T1的根干重比CK分别增加了105.65%、23.39%，但T1与CK间的差异不显著。茎和根的干物率均比CK下降，表现为CK＞T1＞T2，其中T1和T2的根干物率与CK差异显著，而茎干物率在3个处理之间差异不显著。可见青蒜翻压促进了西瓜植株地上部和地下部生物量的增加，这可能是因为青蒜翻压后西瓜发病少且晚，生长基本恢复正常。

表3 青蒜翻压对连作西瓜植株生物量的影响

2.4 青蒜翻压对连作西瓜单瓜重及产量的影响

从表4可以看出：青蒜翻压后，西瓜单瓜重、小区产量、小区商品瓜数均比对照显著增加，其中T1的单瓜重、小区产量比CK分别增加了46.46%、1218.55%；T2的单瓜重、小区产量比CK分别增加了151.01%、2580.94%；T2的单瓜重、小区产量比T1分别增加了71.38%、103.33%，且差异显著。

表4 青蒜翻压对连作西瓜单瓜重及产量的影响

2.5 青蒜翻压对连作西瓜果实形态指标的影响

由表5可知：青蒜翻压增加了西瓜果实中心糖含量、边糖含量、纵径、横径和皮厚，总体表现为T2＞T1＞CK。T1的西瓜果实中心糖含量、边糖含量、纵径、横径、皮厚比CK分别增加了0.76个百分点、0.36个百分点、10.18%、9.37%、10.81%，除了果实边糖含量和皮厚外，其余指标均差异显著。T2的西瓜果实中心糖含量、边糖含量、纵径、横径、皮厚比CK分别增加了1.42个百分点、0.70个百分点、45.42%、36.58%、24.32%，差异均显著。T2的西瓜果实中心糖含量、边糖含量、纵径、横径、皮厚与T1相比分别增加了0.66个百分点、0.34个百分点、31.99%、24.88%、12.20%，其中中心糖含量、纵径、横径差异均显著。在各处理间皮厚和果形指数差异不显著。可见大蒜翻压增加了西瓜果实中心糖含量、边糖含量、纵径、横径，在一定程度上促进了西瓜果实的生长。

表5 青蒜翻压对连作西瓜果实形态指标的影响

2.6 青蒜翻压对连作西瓜果实品质的影响

青蒜翻压对连作西瓜果实品质的影响如表6所示：青蒜翻压显著提高了西瓜果实中可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量，降低了西瓜果实中总酸和亚硝酸盐含量。T1的可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量比CK分别增加了25.78%、18.42%、17.56%；T2的可溶性蛋白、可溶性糖和VC含量比CK分别增加了29.69%、25.04%、32.57%；T1的总酸和亚硝酸盐含量比CK分别降低了0.02个百分点、14.04%，T2的总酸和亚硝酸盐含量比CK分别降低了0.02个百分点、33.33%，除了T1的亚硝酸盐含量外，其他与对照相比差异显著。可见，青蒜翻压在较大程度上提高了西瓜果实的品质。

表6 青蒜翻压对连作西瓜果实品质的影响

3 讨论与小结

3.1 青蒜翻压对连作西瓜枯萎病发病率的影响

绿肥翻压还田能改善土壤理化性质，提高土壤微生物及土壤酶活性［16-17］。刘建香等［18］研究发现：翻压绿肥后，土壤寄生性线虫和非寄生性线虫数量趋于增加，增强了烟草抗御线虫危害的能力。大蒜是一种公认的间套作作物，蒜苗含有丰富的杀菌抑虫等物质，可以促进病菌孢子变形、分生孢子梗破裂、内含物外渗，从而抑制和钝化病原菌的活力，导致病原菌瓦解，起到防治病害的作用。大蒜青苗残体还可以与土壤环境中的微生物相互作用，调节土壤的微生态，改变土壤营养组成成分，进而改善植物生长的土壤环境［19］。大蒜伴生西瓜后，显著抑制了西瓜枯萎病的发病率［20］。向番茄根系土壤施入一定量的大蒜秸秆后，植食性线虫、细菌、真菌和杂食捕食性线虫数量均随着大蒜秸秆施用量的增加而增加，可以降低番茄根结线虫病的病情指数［21］。本试验研究结果表明：青蒜翻压还田后，西瓜枯萎病的发病率显著降低，这可能是因为青蒜秸秆腐解物导致西瓜根际尖孢镰刀菌菌丝细胞形态和细胞内部物质组成的改变，抑制了病原菌的生长繁殖；或者是因为青蒜翻压改善了土壤微生物群落结构，增加了连作西瓜土壤中根际微生物的数量，改善了西瓜根系生长的微环境，最终提高了西瓜的抗病性［22］。

3.2 青蒜翻压对西瓜生长、产量及品质的影响

绿肥或者作物秸秆翻压还田可以增加土壤肥力，促进作物生长，提高作物的产量和品质［23-24］。本试验研究结果表明：青蒜翻压增加了西瓜植株的蔓长、茎粗和叶片数，提高了植株地上和地下部生物量，进而提高了西瓜的单瓜重和产量。这与吴绍军等［20］的研究结果一致。青蒜秸秆还田分解后，土壤的有机碳输入较快，有机质含量会增加，加上土壤中微生物种类和数量增加，微生物活动活跃，微生物分泌粘液增加，因此使西瓜植株的生物量和产量增加［25］；同时青蒜秸秆腐解过程中释放的养分可促进作物根系的生长［26］。本研究还发现：青蒜翻压后，西瓜果实中心糖、边糖、可溶性糖、可溶性蛋白、VC含量增加，可滴定酸和亚硝酸盐含量降低。这与翻压紫云英提高了西瓜中心糖、边糖含量的结果一致［27］。这可能是因为大蒜秸秆腐解后，增强了土壤酶活性，活化了土壤中固定的磷、钾元素，使根系活力增强，叶片抗氧化系统能力增强，使营养物质向糖转化，进而提高了西瓜的营养品质［28］。

综上所述，青蒜翻压降低了西瓜枯萎病的发生率，促进了西瓜植株的生长，增加了植株地上和地下部的生物量，提高了西瓜的单瓜重和产量，改善了果实的外观品质和内在品质，在一定程度上缓解了西瓜连作障碍。