李淑敏，鄭成彧，張潤芝，楊自超，曲紅云，劉彤彤，袁睿，姚小桐，王雪蓉，許寧，張春怡

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院，哈爾濱150069）

生物熏蒸對大棚連作茄子產(chǎn)量和黃萎病發(fā)病率影響

李淑敏1，鄭成彧1，張潤芝1，楊自超1，曲紅云2，劉彤彤1，袁睿1，姚小桐1，王雪蓉1，許寧1，張春怡1

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院，哈爾濱150069）

多年茄子連作種植方式可致病害日益嚴(yán)重，其中茄子黃萎病為常見嚴(yán)重土傳病害，造成產(chǎn)量和品質(zhì)下降。選取多年茄子連作大棚，采用四種蕓薹屬蔬菜作為土壤生物熏蒸材料，研究其對茄子產(chǎn)量和黃萎病防控效果。結(jié)果表明，BFN2處理產(chǎn)量最高，較CN處理增產(chǎn)35.4%，發(fā)病率、病情指數(shù)、防控效果分別為30.8%、10.4和65.8%，顯著優(yōu)于CN處理。BFN1和BFN2處理大麗花輪枝菌數(shù)量在熏蒸后較CN處理顯著降低。生物熏蒸后土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效磷含量、脲酶和蔗糖酶活性均顯著升高。生物熏蒸可顯著提高茄子產(chǎn)量，改善土壤理化性質(zhì)，抑制茄子黃萎病發(fā)生。

生物熏蒸；茄子；產(chǎn)量；大麗輪枝菌；土壤理化性質(zhì)；酶活性

茄子（Solanaceae melongena L.）屬于茄科茄屬，種植范圍廣泛。我國耕地面積有限，茄子作為主要蔬菜品種之一，設(shè)施蔬菜栽培中連作現(xiàn)象普遍[1]。茄子病害中黃萎病（Verticiltium dahliae）等土傳病害嚴(yán)重，成為棚室茄子栽培減產(chǎn)主要因素[2]。

茄子黃萎病俗稱“半邊瘋”“黑心病”，是由大麗輪枝菌（Verticillium dahliae Kleb.）引起的一種土傳病害，一旦發(fā)生可造成茄子減產(chǎn)，甚至絕收。其病原菌以微菌核形式在土壤中長期存活，目前尚無有效防治手段[3]。我國黃萎病病原菌主要為大麗輪枝菌，可通過休眠菌絲、厚垣孢子和擬菌等形式在土壤中存活8～20年[4]。為防治黃萎病，實現(xiàn)防病增產(chǎn)，研究人員在培育抗病品種[5]、嫁接、土壤化學(xué)消毒等方面取得一定效果，翁祖信發(fā)現(xiàn)以野生茄子品種作砧木對茄子黃萎病有較高抗性，但操作繁瑣、砧木成本高[6]。周寶利提出施用不同濃度Ca（NO3）2可降低茄子黃萎病發(fā)病率和病情指數(shù)，但僅在酸性土壤中效果顯著[7]。棉隆等化學(xué)藥劑施用易在土壤中殘留，污染環(huán)境。因此尋找一種高效、環(huán)保黃萎病防治方法尤為重要。

生物熏蒸以含有次生代謝物質(zhì)硫代葡萄糖甙十字花科植物作為熏蒸材料，機(jī)械破碎混入土壤后，植株體內(nèi)硫代葡萄糖甙在芥子酶水解作用下降解為異硫氰酸酯[8]，異硫氰酸酯可抑制或殺死土壤中病害，控制土傳病病情。Walker等指出異硫氰酸酯類化合物具有抑菌性[9]。Mattner指出蕓薹屬植物作田間綠肥可減少腐霉菌20%[10]。Wang等在多年連作馬鈴薯田間，將芥菜、甘藍(lán)等蕓薹屬植物切碎拌入土可顯著降低馬鈴薯田間黃萎病病原菌數(shù)量和根結(jié)線蟲數(shù)量[11]。此外，翻入土壤中植物殘體也可作為綠肥，改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)植物生長，對環(huán)境無害。生物熏蒸也因此日益受關(guān)注，認(rèn)為是控制土傳病害新方法。但生物熏蒸用于茄子黃萎病防控研究尚少。本試驗采用硫代葡萄糖甙含量不同蕓薹屬蔬菜作為生物熏蒸材料，探究生物熏蒸對于茄子黃萎病防治效果及對茄子產(chǎn)量影響，為有效防治茄子黃萎病提供新方法。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

試驗地點選取黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院，連作茄子12年大棚。土壤理化性質(zhì)為pH 6.95，有機(jī)質(zhì)20.31 g·kg-1，全氮1.41 g·kg-1，速效磷127.3 mg·kg-1，速效鉀190.1 mg·kg-1，硝態(tài)氮33.7 mg·kg-1。

1.2 試驗設(shè)計

共設(shè)6個處理，包含4個以蕓薹屬蔬菜作生物熏蒸處理，分別為小花英芥菜（BFN1）、二道眉芥菜（BFN2）、“九頭鳥”雪里紅（BFI）、“沃冠二號”油菜（BFC），蔬菜種子均購自園藝分院種子店；以不添加熏蒸材料連作茄子處理（CN）和施用農(nóng)藥50%多菌靈可濕性粉劑（購自哈爾濱市禧隆農(nóng)化市場）化學(xué)熏蒸處理（CF）作為對照，每個處理3次重復(fù)，共18個小區(qū)，每個小區(qū)15 m2。試驗小區(qū)隨機(jī)組合排列。

于2015年10月16日將種植60 d小花英芥菜（BFN1）、二道眉芥菜（BFN2）、“九頭鳥”雪里紅（BFI）、“沃冠二號”油菜（BFC）分別按5.1、7.45、9.1和8.25 kg·m-2量切碎，旋耕機(jī)均勻混入各對應(yīng)小區(qū)土壤中，澆水，覆蓋塑料薄膜，生物熏蒸處理，15 d后揭膜，透氣散濕。50%多菌靈可濕性粉劑按1.5 g·m-2施入化學(xué)熏蒸處理（CF）土壤中。

2016年5月4日定植，供試茄子品種為“龍雜茄9號”（由園藝分院茄子課題組提供），選用長勢一致四葉一心茄子苗移栽至各小區(qū)內(nèi)，株距0.3 m，行距0.5 m，交叉種植，種植密度4萬株·hm-2。各處理茄子定植前施用復(fù)合肥（12-11-18）700 kg·hm-2，肥料一次性施入，各小區(qū)施肥量相同。

1.3 樣品采集方法

1.3.1 土壤樣品采集和測定

熏蒸15 d后，采用5點交叉法取各處理0～20 cm耕層土壤，分3份于冰盒保存。①裝入密封袋中，置于-80℃冰箱內(nèi)，用于測定黃萎病病原菌數(shù)量；②室內(nèi)自然風(fēng)干過0.25 mm和1 mm篩用以土壤養(yǎng)分和酶活性測定，包括土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀含量、土壤脲酶和蔗糖酶活性；③鮮土用2 mol·L-1KCl溶液浸提測定土壤硝態(tài)氮。

土壤養(yǎng)分測定參照文獻(xiàn)[12]。土壤pH采用電位法（水土比1∶2.5），有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法，全氮采用凱氏定氮法，NaHCO3浸提-鉬銻抗顯色法測定速效磷和NH4OAC，浸提-火焰光度計法測定速效鉀。土壤硝態(tài)氮含量：2 mol·L-1KCl溶液浸提（水土比1∶5），德國AA3連續(xù)流動分析儀測定。

土壤脲酶采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法，土壤脲酶以24 h，1 g土壤中含有NH3-N毫克數(shù)，表示為NH3-N mg·g-1·24 h-1；土壤蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法，土壤蔗糖酶以24 h，1 g土壤中含有葡萄糖毫克數(shù)，以葡萄糖mg·g-1·24 h-1表示[13]。

茄子黃萎病菌數(shù)量測定參考文獻(xiàn)[14]，取0.5 g帶菌土樣（干重），根據(jù)Soil gDNA kit試劑盒說明書操作，玻璃珠渦旋前反復(fù)凍融，65℃水浴后于-20℃冷凍，65℃融化，反復(fù)3次，提高細(xì)胞裂解效果。dllz1（CCCGCCGGTCCATCAGTCTCTCTG）和dllz2（CGGGACTCCGATGCGAGCTGTAAC）作黃萎病菌檢測引物。用熒光定量PCR檢測不同土壤樣品中V.dahliae數(shù)量，用Mean copies·g-1定量

表示。

1.3.2 茄子產(chǎn)量

6月27日采摘成熟茄子果實，每隔4～5 d采摘1次至8月4日結(jié)束。累積各處理單株茄子植株產(chǎn)量。

1.3.3 茄子黃萎病發(fā)病情況調(diào)查

2016年6月12日出現(xiàn)黃萎病病株，每隔3～4 d觀察并記錄各處理黃萎病發(fā)病株數(shù)和對應(yīng)發(fā)病等級。發(fā)病率和黃萎病發(fā)病等級按照以下標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計和計算。

發(fā)病株率（%）=（發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)）×100%

病情指數(shù)=[∑(各級病株數(shù)×相應(yīng)級別)/(調(diào)查總株數(shù)×最高病級）]×100。

相對防效=（對照病指-防治區(qū)病指）/對照區(qū)病情指數(shù)×100%

黃萎病分級標(biāo)準(zhǔn)：

0級：健株，葉片無癥狀。

1級：病株葉片25%以下出現(xiàn)癥狀，葉肉變?yōu)榈S色或呈不規(guī)則黃色病斑。

2級：病株葉片25%～50%出現(xiàn)癥狀，病斑顏色大部分變成黃色或黃褐色，葉片邊緣略有卷枯。

3級：病株葉片50%以上表現(xiàn)癥狀，少數(shù)葉片凋落。

4級：全株葉片發(fā)病，多為褐色掌狀枯斑，葉片甚至全部脫落，整株枯死。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件作數(shù)據(jù)處理，SPSS18.0軟件作方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物熏蒸對茄子產(chǎn)量影響

由圖1可知，不同生物熏蒸茄子產(chǎn)量相比CN處理均有增加，但幅度不同，BFN2處理產(chǎn)量增幅最大，產(chǎn)量最高，較CN處理增產(chǎn)35.41%。其中BFN2、BFI和CF處理間產(chǎn)量差異不顯著，與對照處理相比均顯著增加，BFN2處理較CF處理產(chǎn)量提高6.23%。CN、BFN1和BFC處理間產(chǎn)量無顯著差異，增產(chǎn)效果不明顯。

2.2 生物熏蒸對茄子黃萎病發(fā)病率影響

由表1可知，初果期和盛果期對照CN處理發(fā)病率分別達(dá)41.4%和76.5%，病情指數(shù)達(dá)14.5和30.5，均顯著高于其他處理。初果期，與CN處理相比，各處理發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)顯著降低。由發(fā)病率可見，除CN處理外，其余各處理間無顯著差異，在病情指數(shù)上，BFC處理顯著高于其他生物熏蒸和化學(xué)處理，初果期CF處理防治效果最好，BFI處理次之。盛果期，CN處理發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)仍顯著高于其他處理，熏蒸處理間差異顯著，BFC處理發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)顯著高于其他熏蒸處理，BFN2發(fā)病率和病情指數(shù)最低，但BFN1、BFN2和BFI處理間差異不顯著；在防治效果上，BFN2處理最佳，達(dá)65.8%。

2.3 生物熏蒸對土壤黃萎病病原菌數(shù)量影響

由圖2可知，生物熏蒸顯著降低土壤中大麗輪枝菌數(shù)量，其中BFN1、BFN2、CF土壤中大麗輪枝菌數(shù)量顯著低于其他處理。BFN1、BFN2、CF處理間土壤中大麗輪枝菌數(shù)量無顯著差異，但BFN1和BFN2均低于CF處理，其中BFN1大麗輪枝菌數(shù)量最低，較CN處理降低88.48%，BFN2和CF處理較CN處理分別降低64.74%和50.81%。熏蒸后，CN和BFI處理間無顯著差異，但BFC處理土壤中大麗輪枝菌數(shù)量最高，是CN 3.3倍，CF 6.71倍，顯著高于其他處理。

圖1 不同生物熏蒸對茄子產(chǎn)量影響Fig.1Effect of different biofumigation on yield of eggplant

表1 生物熏蒸對茄子黃萎病防控效果影響Table 1Effect of biofumigation on control of eggplant verticillium wilt

圖2 生物熏蒸對土壤中大麗輪枝菌數(shù)量影響Fig.2Effect of biofumigation on amount of soil Verticillium dahliae

2.4 生物熏蒸對土壤理化性質(zhì)影響

由表2可知，加入十字花科作物作熏蒸15 d后處理pH顯著高于CN和CF處理，且各處理土壤pH依次為BFN1＞BFN2＞BFC＞BFI＞CF=CN。BFN1、BFN2、 BFI和BFC處理速效磷含量較CN處理顯著增加。BFN1有機(jī)質(zhì)含量較CN處理增加1.65倍，生物熏蒸處理全氮含量除BFI顯著高于CN外，均與CN處理差異不顯著。CN處理速效磷含量較BFC處理降低54.1 mg·kg-1。BFC處理硝態(tài)氮含量最低，BFN1、BFN2和BFC處理硝態(tài)氮含量均顯著低于CN和CF處理。熏蒸后，BFN1和BFN2速效鉀含量與CN和CF處理無顯著差異。

2.5 生物熏蒸對土壤酶活性影響

生物熏蒸處理對土壤脲酶影響如表3所示，生物熏蒸處理脲酶活性顯著升高，且BFI脲酶活性在生育時期內(nèi)顯著高于其他各處理。花期，BFI較CN和CF處理分別高21.21%和17.65%。各時期生物熏蒸處理之間存在差異。可見生物熏蒸增加土壤脲酶活性，各生物熏蒸處理間差異顯著。

從表3可以看出，生物熏蒸處理各時期蔗糖酶活性均顯著升高，BFI在3個時期內(nèi)活性最高，且顯著高于其他生物熏蒸處理。盛果期時，BFI酶活性較CN和CF處理分別高35.54%和32.61%。除BFI處理外，其他3個生物熏蒸處理之間蔗糖酶活性差異不顯著，但較CN處理分別增加11.02%、11.02%和9.18%。

表2 生物熏蒸處理對土壤理化性質(zhì)影響Table 2Effect of biofumigation on soil physic-chemical characteristics

表3 生物熏蒸對不同時期土壤酶活性影響Table 3Effect of biofumigation on enzyme activities of soil in different stage

3 討論與結(jié)論

生物熏蒸選用十字花科蕓薹屬植物，植物體內(nèi)含有硫代葡萄糖苷，在植物組織被切碎、咀嚼時會發(fā)生“芥子氣爆炸”，降解成異硫氰酸酯等[15]。異硫氰酸酯可殺死土壤中線蟲[16]、雜草[17]、病原真菌[18-19]和細(xì)菌，改善土壤結(jié)構(gòu)和作物產(chǎn)量[20]。

范成明等以PSA為培養(yǎng)基在平板試驗中將蕓薹屬蔬菜球莖甘藍(lán)、白花椰菜等榨汁，發(fā)現(xiàn)其防治棉花枯萎病菌、黃瓜腐霉菌和白菜鐮刀菌效果優(yōu)于芹菜、大蔥和黃瓜等非蕓薹屬蔬菜[21]。本試驗選用蕓薹屬蔬菜小花英芥菜（BFN1）、二道眉芥菜（BFN2）和雪里紅（BFI）作熏蒸材料，對茄子黃萎病均有防治效果，盛果期防治效果達(dá)57%～65.8%。

本試驗不同品種蕓薹屬植物防治效果不同，二道眉芥菜（BFN2）生物熏蒸效果最佳，其發(fā)病率和病情指數(shù)在盛果期顯著低于空白對照（CN）處理，防治效果達(dá)65.8%，其次為雪里紅處理（BFI）。通過測定土壤中黃萎病病原菌數(shù)量發(fā)現(xiàn)，在生物熏蒸后，小花英芥菜（BFN1）和二道眉芥菜（BFN2）處理土壤中大麗輪枝菌數(shù)量較空白對照（CN）顯著下降。不同熏蒸材料對大麗輪枝病菌抑制效果不同，原因是不同熏蒸材料降解釋放出可殺死或抑制病原菌異硫氰酸酯的數(shù)量和種類不同，而蕓薹屬蔬菜對病原菌抑制作用主要取決于其所含硫代葡萄糖苷種類和數(shù)量。本試驗油菜處理（BFC）發(fā)病率、病情指數(shù)顯著高于農(nóng)藥處理（CF），熏蒸后大麗輪枝菌數(shù)量也顯著高于其他處理。原因是油菜植物組織內(nèi)硫代葡萄糖苷含量較低，水解生成異硫氰酸酯含量較少，對大麗輪枝菌無抑制效果。

生物熏蒸降低茄子黃萎病發(fā)病率，提高作物產(chǎn)量，Njoroge等將種植芥菜混入土壤中，甜瓜產(chǎn)量較對照增加17.3%[22]。本試驗小花英芥菜（BFN1）和二道眉芥菜（BFN2）生物熏蒸處理后茄子產(chǎn)量較CN處理增加14.41%和35.41%，可見生物熏蒸可提高茄子產(chǎn)量。

本試驗BFN1、BFN2、BFI和BFC處理土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量明顯高于CN和CF處理，表明蕓薹屬蔬菜可作為綠肥改善連作茄子種植土壤理化性質(zhì)[23]。Costa等研究證明，作物輪作可增加土壤有機(jī)碳含量，提高土壤肥力[24]。本試驗BFN1、BFN2、BFI和BFC有機(jī)質(zhì)含量較CN處理增加1.65、1.61、0.87和1.22倍。生物熏蒸混入植物殘體內(nèi)含有大量碳水化合物和礦物質(zhì)，改善土壤中養(yǎng)分狀況，微生物數(shù)量增多，迅速增長微生物群落促進(jìn)有機(jī)物向土壤碳庫轉(zhuǎn)化，微生物生物多樣性增強(qiáng)，影響土壤中微生物種群和數(shù)量變化，對茄子黃萎病有抑制作用。

本試驗提高花期、初果期和盛果期土壤脲酶和蔗糖酶活性，而土壤酶活性與土壤中微生物種群和數(shù)量變化密切相關(guān)。土壤脲酶促進(jìn)土壤中氮素轉(zhuǎn)化，對提高氮素利用率和土壤氮循環(huán)起重要作用，蔗糖酶可將蔗糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖和果糖，其活性反映土壤有機(jī)碳積累和轉(zhuǎn)化規(guī)律。生物熏蒸可顯著提高土壤中脲酶和蔗糖酶活性，與張雪艷等研究一致，采用不同方式對土壤消毒，對比發(fā)現(xiàn)生物熏蒸可顯著提高番茄盛果期和拉秧期土壤蔗糖酶活性[25]。吳鳳芝等也通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)在連作黃瓜土壤中添加小麥、蘇丹草、黑麥地上部殘體可顯著提高土壤脲酶活性[26]。

生物熏蒸在防治茄子黃萎病和提高茄子產(chǎn)量上效果顯著。生物熏蒸材料可抑制病害，改善土壤理化性質(zhì)和微生物活性。同時對環(huán)境友好，可培肥地力，減少化肥施用。

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Effect of biofumigation on yield andverticilliumwilt incidence of con-tinuous eggplant in greenhouse

/LI Shumin1,ZHENG Chengyu1,ZHANG Runzhi1,YANG Zichao1,QU Hongyun2,LIU Tongtong1,YUAN Rui1,YAO Xiaotong1,WANG Xuerong1,XU Ning1,ZHANG Chunyi1(1.School of Resources and Environmental Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Horticultural Branch,Harbin 150069,China)

Eggplant disease in greenhouse was becoming increasingly serious,due to continuous cropping,eggplantverticilliumwilt was one of the most common and seriously soil-borne disease,which lead to eggplant yield and quality reduced.In this experiment,four types of Brassica vegetables were used as fumigation materials in continuous eggplant cropping greenhouse to study their effects on eggplant yield andverticilliumwilt incidence rate.Experiment results showed that the yield of BFN2 treatment was the highest,and increased by 35.4%compared with CN treatment.The effect of BFN1 and BFN2 treatments on eggplant morbidity,disease index,disease prevention was 30.8%,10.4 and 65.8%,respectively,which was significantly higher than that of CN treatment.After fumigation the amount ofVerticillium dahliaein BFN1 treatment and BFN2 treatment was significantly lower than thatof CN treatments.Soil pH,total organic matter,Olsen-P content,urease activities and invertase activities were significantly improved after biofumigation.Biological fumigation could significantly increase yield of eggplant,improve soil physical and chemical properties and has certain inhibiting effect on eggplantverticilliumwilt.

biofumigation;eggplant;yield;Verticillium dahliae;soil physical and chemical properties;enzyme activity

S641；S436.411

A

1005-9369（2017）05-0035-07

時間2017-5-23 12:40:13[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170523.1240.018.html

李淑敏,鄭成彧,張潤芝,等.生物熏蒸對大棚連作茄子產(chǎn)量和黃萎病發(fā)病率影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2017,48(5):35-41.

Li Shumin,Zheng Chengyu,Zhang Runzhi,et al.Effect of biofumigation on yield andverticilliumwilt incidence of continuous eggplant in greenhouse[J].Journal of Northeast Agricultural University,2017,48(5):35-41.(in Chinese with English abstract)

2017-01-05

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201503109）；黑龍江省自然科學(xué)基金（C2015016）

李淑敏（1971-），女，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向為作物營養(yǎng)與施肥。E-mail:lishumin113@126.com