王進明 董孔軍

（1 甘肅省靖遠縣農(nóng)業(yè)技術推廣中心，甘肅白銀 730699；2 甘肅省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，甘肅蘭州 730070）

連作障礙和病蟲害問題已經(jīng)成為設施蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，而且在全球人口增加、人地矛盾日益加深和市場需求量增加等社會背景下，在同一地區(qū)高強度連續(xù)種植同種蔬菜和土壤發(fā)生連作障礙的狀況不可避免（吳鳳芝和趙鳳艷，2003；Xiong et al.，2015）。甘肅省靖遠縣自20 世紀90 年代引進日光溫室生產(chǎn)技術以來，依靠沿黃灌區(qū)獨特的地理位置和水、土、光、熱等自然資源，設施蔬菜產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。根據(jù)靖遠縣國民經(jīng)濟統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)，截至2021 年底全縣蔬菜播種面積1.03萬hm，其中設施蔬菜播種面積約0.51 萬hm。目前，全縣主要設施蔬菜種植基地連作障礙現(xiàn)象普遍發(fā)生且日益加重，特別是隨著設施蔬菜生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；推放苹l(fā)展，更加劇了蔬菜連作障礙，嚴重制約著全縣蔬菜產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，成為當前和今后全縣乃至全省蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大問題和普遍共性問題。

土壤熏蒸劑可以有效殺滅土壤中的病原物，防治土傳病害，促進作物生長（李青杰 等，2021），但同時對土壤中的有益微生物也產(chǎn)生了不良影響（Dangi et al.，2015）。研究表明，細菌型土壤向真菌型土壤的轉變和根際微生物群落結構的顯著改變是連作障礙產(chǎn)生的主要原因，可以導致根際微生態(tài)環(huán)境惡化以及土壤微生物區(qū)系的失衡并誘發(fā)土傳病害，特別是真菌性的土傳病害，造成了連作模式下作物的大幅度減產(chǎn)（Shipton，1977；Fiers et al.，2012；李繼平 等，2013；Huang et al.，2013）。生物有機肥可改善土壤理化性質(zhì)和微生物群落結構，提高土壤肥力水平，預防土傳病害和維持根際微生物區(qū)系平衡（Lang et al.，2012；孫家駿 等，2016；Ansari &Mahmood，2017；周冉冉 等，2021）。有關拮抗菌與有機肥配合施用，在控制連作障礙地塊黃瓜枯萎病，替代化肥供應作物生育期充足的養(yǎng)分，促進作物生長，提高黃瓜果實品質(zhì)等方面已得到了廣泛應用（王濤 等，2011；吳洪生 等，2013；袁玉娟 等，2014；趙書軍 等，2018；曲成闖 等，2019）。本試驗以辣椒品種華美105 為試材，通過在連作障礙嚴重的溫室土壤上采用土壤熏蒸、有機肥、農(nóng)家肥、秸稈和微生物菌劑等的配合施用，對減緩土壤連作障礙發(fā)生、平衡土壤養(yǎng)分、提高辣椒產(chǎn)量和品質(zhì)等方面進行研究，以期為緩解溫室辣椒連作障礙提供理論依據(jù)和應用方法。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗溫室位于甘肅省靖遠縣東灣農(nóng)業(yè)高科技示范園區(qū)，地理坐標為東經(jīng)104°42′，北緯36°37′，海拔1 478 m，年平均氣溫8.9 ℃，≥ 10℃有效積溫3 224 ℃·d，光熱資源充足；降雨量稀少，3—10 月降雨量185 mm，屬于沿黃自流灌區(qū)；土壤類型為淡灰鈣土，耕作層厚度25 cm，土壤有機質(zhì)含量12.42 g·kg，中等肥力水平，速效氮、速效磷、速效鉀含量分別為50.4、29.91、209 mg ·kg。溫室類型為白銀市GJW-II-A/B 型日光溫室，跨度8 m，長度80 m，常年種植辣椒，連作15 年。

1.2 試驗材料

供試辣椒品種為華美105。硫酸鉀型高鉀復合肥，由江蘇中東化肥股份有限公司生產(chǎn)，總養(yǎng)分（N+PO+KO）≥ 48%，N∶P∶K=16∶9∶23；有機肥，由寧夏伊品生物科技股份有限公司生產(chǎn)，總養(yǎng)分（N+PO+KO）≥ 10%，有機質(zhì)≥ 45%；農(nóng)家肥為腐熟羊糞，由周邊農(nóng)戶提供，經(jīng)甘肅省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境重點實驗室檢測，水分含量29.1%（分析基），pH 值8.94（水∶肥=10∶1，/），有機質(zhì)含量21.5%，全氮含量1.04%，PO含量1.0%，KO 含量2.42%，大腸菌群＜ 3.0 個·g；42%威百畝水劑，由山東鈺來化工科技有限公司監(jiān)制出品；EM 生物菌為液體型，由山西省臨汾市堯都區(qū)汾河氨基酸廠生產(chǎn)，有效活菌數(shù)≥ 2.0 億個 ·mL；玉米秸稈，由周邊農(nóng)戶提供，為上一年大田玉米秸稈；尿素，由甘肅劉化（集團）有限責任公司生產(chǎn)，N 含量46%。

1.3 試驗設計

2020 年9 月25 日播種辣椒，采用嫁接育苗，12 月10 日定植，苗齡75 d。試驗共設7 個處理（表1），3 次重復，小區(qū)面積25.9 m。采用高壟覆膜栽培，壟膜溝灌，壟高0.25 m，壟面寬0.8 m，壟溝寬0.4 m，每小區(qū)3 壟，每壟雙行定植36 株，株距40 cm，大行距80 cm，小行距40 cm。所有肥料均作為基肥一次性施入，各小區(qū)單獨深翻，每667 m施入量分別為：高鉀復合肥48 kg，有機肥100 kg，農(nóng)家肥4 500 kg，所有肥料施入后用旋耕機深翻20 cm 混合；玉米秸稈粉碎成3 cm 長段后，按每667 m施入350 kg秸稈和5 kg尿素（加快腐熟），均勻翻入20 cm 耕層。土壤熏蒸：基肥施入后，在地面開溝，溝深20 cm，溝距20 cm，將42%威百畝水劑用水稀釋80 倍，以25 kg ·（667 m）的用量均勻施于溝內(nèi)，蓋土覆膜，膜下土壤濕度保持在65%～75%，密封地膜，熏蒸處理15 d 后，揭膜晾曬7 d，使有毒氣體完全揮發(fā)。EM 菌劑分別于辣椒定植后、開花期（2021 年1 月15 日）、坐果期（2月25 日）灌根，每次用量為6 mL·m。每次采收后每667 m隨水沖施高鉀復合肥10 kg，全生育期共追施80 kg。

表1 試驗處理

1.4 測定項目及方法

1.4.1 辣椒植株性狀測定 分別在開花期（1 月15日）、坐果期（2 月25 日）、盛果期（3 月28 日）和拉秧期（6 月27 日）測量辣椒植株株高和莖粗。每小區(qū)隨機選取5 株，用直尺測量莖最底部到最高枝生長點的高度為株高，用游標卡尺測量植株第1節(jié)間的寬度為莖粗。

1.4.2 辣椒生物量及產(chǎn)量測定 在拉秧期測定植株地上部和地下部的鮮、干質(zhì)量。每小區(qū)隨機選取5株，用清水沖洗干凈，從莖基部分為地上、地下兩部分，分別稱量地上部和地下部鮮質(zhì)量；之后于105 ℃殺青30 min，60 ℃烘干至恒重，分別稱量地上部和地下部干質(zhì)量，計算平均值。

從坐果期開始，每小區(qū)選擇有代表性的植株10 株，采用標記稱重法測定果實產(chǎn)量，每15 d 測1 次，共測8 次，折合計算每667 m產(chǎn)量。

1.4.3 土壤pH 值測定 在拉秧期，采用浸提法（水∶土=5∶1，/）提取土壤懸液，利用pH 計進行測定。

1.4.4 植株發(fā)病率及病情指數(shù)調(diào)查 經(jīng)過前期調(diào)查，當?shù)販厥依苯愤B作障礙土傳病害以疫病為主。在開花期和坐果期調(diào)查不同處理辣椒疫病的發(fā)病率，并計算病情指數(shù)和防控效果，同時觀察根腐病和枯萎病的發(fā)生情況（農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所生測室，2000）。

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

疫病病情分級標準：0 級，無癥狀；1 級，地上部僅葉、果有病斑；3 級，地上部莖、枝有褐腐斑；5 級，莖基部有褐腐斑；7 級，地上部莖、枝與莖基部均有褐腐斑，且部分枝條枯死；9 級，全株枯死。

病情指數(shù)=〔∑（各級病果葉枝數(shù) × 相對級數(shù)值）/（調(diào)查總果葉枝數(shù)× 9）〕× 100

防控效果=〔（空白對照病情指數(shù) -處理病情指數(shù)）/空白對照病情指數(shù)〕× 100%

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007 軟件進行整理及制圖，利用SPSS 19.0 軟件的Duncan 法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對辣椒株高和莖粗的影響

由表2 可以看出，開花期各處理辣椒株高在39.4～47.0 cm 之間，CK1 株高最低，F(xiàn)YEM 處理最高，比CK1 增加19.3%，差異顯著。隨著植株生長，各處理株高均顯著高于CK1。在坐果期各處理株高表現(xiàn)為：FYEM ＞ CK2 ＞ XYEM ＞ XNEM ＞XJEM ＞ XEM ＞ CK1。到盛果期時，植株生長加快，F(xiàn)YEM 處理的株高最高，為102.3 cm，XYEM處理次之，且均顯著高于XEM、XJEM 處理及CK1，與XNEM 處理和CK2 則差異不顯著。到拉秧期，F(xiàn)YEM、XYEM 處理和CK2 三者間差異不顯著，分別比CK1 增高了38.1%、32.9%和30.4%。表明高鉀復合肥、土壤熏蒸和微生物菌劑都能有效促進辣椒植株株高的增加，且它們與有機肥配合使用效果更為明顯，能夠達到當?shù)貍鹘y(tǒng)施肥效果。

表2 不同處理對辣椒株高和莖粗的影響

不同處理對辣椒植株莖粗的影響與株高的變化趨勢大致相同，F(xiàn)YEM 處理表現(xiàn)最好，CK1 最差。開花期FYEM 處理的莖粗最粗，為7.4 mm，CK2次之，為7.3 mm，二者均與CK1 差異顯著。隨著植株生長，各處理莖粗逐漸增加，到拉秧期時均顯著高于CK1，且以FYEM 處理最粗，達18.2 mm，其次為XYEM 處理、CK2，三者間差異不顯著，分別比CK1 增加了34.8%、28.1%和24.4%（表2）。

2.2 不同處理對辣椒生物量和產(chǎn)量的影響

由表3 可知，F(xiàn)YEM、XYEM 處理間地上部鮮質(zhì)量差異不顯著，但都與其他處理存在顯著差異，分別比CK1 增加45.5%和44.4%，比CK2 增加30.4%和29.4%。地下部鮮質(zhì)量表現(xiàn)為FYEM處理和XYEM 處理差異不顯著，但均與XEM、XNEM 處理及CK1、CK2 存在顯著差異，分別比CK1 增加72.7%和57.5%，比CK2 增加35.7%和23.8%。地上部和地下部的干質(zhì)量與其對應鮮質(zhì)量表現(xiàn)趨勢基本一致。表明高鉀復合肥或土壤熏蒸與有機肥、EM 菌劑配施都能夠增強植株生長勢，增加植株生物量。但單純使用土壤熏蒸和微生物菌劑處理效果不佳，與有機、無機肥配合施用有助于辣椒植株生物量積累，且顯著優(yōu)于當?shù)貍鹘y(tǒng)施肥效果。

表3 不同處理對辣椒生物量、產(chǎn)量及土壤pH 的影響

XYEM 處理產(chǎn)量最高，達到6 105.7 kg ·（667 m），分別比CK1、CK2 增產(chǎn)43.8%、11.8%；其次為FYEM 處理，產(chǎn)量達5 895.2 kg ·（667 m），與XYEM 處理差異不顯著，分別比CK1、CK2 增產(chǎn)38.9%、8.0%；CK2 與XNEM、XJEM 處理產(chǎn)量相近，在5 460.6～5 615.3 kg ·（667 m）之間，三者差異不顯著；XEM 處理和CK1 的產(chǎn)量顯著低于其他各處理。綜上，與當?shù)貍鹘y(tǒng)施肥處理相比，土壤熏蒸和微生物菌劑處理能夠顯著提高辣椒產(chǎn)量，且土壤熏蒸和微生物菌劑與有機肥或復合肥配施更有利于產(chǎn)量形成。

2.3 不同處理對土壤pH 的影響

不同處理間土壤pH 值在8.24～8.35 之間，差異均不顯著；其中XJEM 處理的pH 值為8.24，可能是因為采用秸稈還田后，土壤疏松、孔隙度大、通透性相對較好。

2.4 不同處理辣椒疫病的發(fā)生情況

從表4 可以看出，開花期各處理辣椒疫病均有零星發(fā)生，發(fā)病率在3.3%～8.6%之間，其中CK1發(fā)病率和病情指數(shù)最高，分別為8.6%和2.8。隨著植株生長，到坐果期時各處理疫病發(fā)病率和病情指數(shù)都明顯增加，其中CK1 增加到32.5%和22.2，增幅最大，其次為CK2；XYEM、XNEM、XJEM處理的疫病發(fā)生均較輕，其中XYEM 處理的病情指數(shù)顯著低于其他處理。

表4 不同處理辣椒疫病發(fā)病率、病情指數(shù)和防控效果

以CK1 為空白對照計算各處理防控效果。結果顯示（表4），經(jīng)過土壤熏蒸和EM 菌劑配施的各處理開花期疫病防控效果為45.24%～57.14%，坐果期防控效果為47.00%～65.17%，其中XYEM處理的防控效果最好。傳統(tǒng)施肥CK2 在開花期和坐果期的疫病防控效果均最差，分別為20.24%和30.48%。XEM 處理在開花期的疫病防控效果與XNEM、XJEM 處理相當，但坐果期防控效果顯著下降。

綜上所述，與CK1 相比，各處理對辣椒疫病都有一定的緩解和防控作用，經(jīng)過土壤熏蒸和微生物菌劑配施的處理普遍發(fā)病較輕，同時補充土壤有機質(zhì)含量可以提高對疫病的防控效果，且以增施有機肥的處理效果最好。

調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，XYEM 處理對辣椒根腐病、枯萎病都有一定的防控效果，整體發(fā)病較輕。

3 結論與討論

本試驗結果表明，在連作障礙嚴重的溫室土壤上，傳統(tǒng)施肥和土壤熏蒸、微生物菌劑、有機肥、秸稈等的混合使用，相對于不施肥都能夠明顯增加辣椒植株株高、莖粗，促進植株生物量形成，其中以高鉀復合肥+有機肥+EM 菌劑的FYEM 處理效果最好，土壤熏蒸+有機肥+EM 菌劑的XYEM處理次之。但在產(chǎn)量形成方面則為XYEM ＞FYEM，分別比CK1 增產(chǎn)43.8%、38.9%，比CK2增產(chǎn)11.8%、8.0%。其原因可能是高鉀復合肥為作物提供了充足的N、P、K 養(yǎng)分，同時為土壤微生物提供氮素，使土壤C/N 降低，微生物生長繁殖所需的能量來源受到限制，從而對土壤微生態(tài)環(huán)境、理化性質(zhì)及有益微生物生長等不利，影響辣椒生長發(fā)育（徐陽春 等，2002；李志鵬，2017）。

熏蒸處理對土壤病原菌具有直接殺滅作用，但土壤理化性質(zhì)也會發(fā)生改變，微生物多樣性下降，土壤酶活性受到抑制（王小星和樊文華，2017）。配施微生物菌劑和有機肥，能夠促進土壤有益微生物的恢復，使其迅速繁殖，優(yōu)化了土壤微生物種群結構，起到活化養(yǎng)分、增加通透性、改善土壤環(huán)境的正向作用，從而有利于農(nóng)作物對土壤養(yǎng)分的吸收，促進辣椒植株地上部和地下部分生長，提高產(chǎn)量。連作多年的百合種植地采用威百畝熏蒸處理后配施特8? 菌劑，土壤總孔隙度和絕對含水量增加，百合產(chǎn)量比單獨熏蒸處理提高了16%（張立彭 等，2020）；石灰氮、威百畝等土壤消毒劑與微生物有機肥或與生防菌枯草芽孢桿菌配施可以提高設施茄子植株根系活力，增加葉綠素含量，促進光合作用，有利于植株生長發(fā)育，增產(chǎn)增效（賈喜霞 等，2020）；生物有機肥、微生物菌劑、水溶肥、石灰氮等的配合施用可以有效促進大蒜、茄果類和瓜類蔬菜生長，減少連作病害的發(fā)生（侯文通等，2019；姜若勇 等，2019）。這些報道都與本試驗結果一致。也有報道稱，土壤熏蒸和改良堆肥的聯(lián)合應用并不能使蘋果產(chǎn)量得到提高（Yao et al.，2006），這可能與所選土壤消毒劑的用量、類型及有效成分，所施堆肥的性質(zhì)及種類等有關（Merwin et al.，2001）。

據(jù)報道，增施有機肥后土壤中細菌數(shù)量和放線菌數(shù)量顯著增加，同時有機肥能減輕黃瓜根系分泌物中的自毒化合物苯丙烯酸對連作黃瓜生長的抑制作用，促進黃瓜根系對養(yǎng)分的吸收，對減輕黃瓜的連作障礙具有一定效果（呂衛(wèi)光 等，2002）。使用棉隆熏蒸處理后施入生物菌肥降低了番茄莖基腐病和西瓜枯萎病的發(fā)病率和病情指數(shù)（王廣印 等，2019；孟天竹 等，2020）。本試驗中，使用威百畝熏蒸、增加土壤有機質(zhì)、配施EM 菌（XYEM、XNEM 和XJEM）的處理在辣椒開花期的疫病發(fā)病率和病情指數(shù)均較低。但隨著時間推移，未經(jīng)土壤熏蒸（CK2 和FYEM）或僅土壤熏蒸+EM 菌劑配施（XEM）的處理，疫病發(fā)生都明顯加重，坐果期CK2 的發(fā)病率和病情指數(shù)分別達26.1%和15.4，僅次于CK1，而XYEM 處理的發(fā)病率和病情指數(shù)均最低，僅為13.4%和7.7，防治效果高達65.17%。以上結果表明，藥劑處理的持效期短，不能從根本上防止土傳病害的發(fā)生，使用土壤熏蒸劑、微生物菌劑和增加土壤有機質(zhì)均能促進作物生長，且三者聯(lián)用的效果更佳，能有效減輕土傳病害發(fā)生，促進作用更強。

微生物菌劑是目前秸稈還田過程中常用的外源添加物之一（伍玉鵬 等，2014）。農(nóng)家肥和作物秸稈中有機質(zhì)含量豐富，作為肥料使用時不僅有助于作物的生長發(fā)育，而且還能防止土壤酸化和板結。吳翔等（2010）將從環(huán)境中分離得到降解纖維素的細菌、放線菌、真菌等制成復合菌劑，發(fā)現(xiàn)在小麥秸稈還田后添加該復合菌劑更有利于小麥秸稈還田過程中各類微生物的生長。錢海燕等（2012）發(fā)現(xiàn)秸稈還田配施微生物菌劑可以使土壤微生物群落物種更加豐富，群落物種及其個體數(shù)增加更快、分布更均勻。而本試驗中，配施秸稈、農(nóng)家肥的XJEM、XNEM 處理在改良作物生物學性狀、調(diào)節(jié)土壤pH、提高產(chǎn)量等方面效果均不及配施有機肥的XYEM 處理，這主要是因為秸稈和農(nóng)家肥還田后腐熟分解緩慢，有機質(zhì)和營養(yǎng)元素活化程度不及有機肥，同時還與秸稈和農(nóng)家肥的類型、還田方式、還田年限以及添加的微生物菌劑類型等因素有關。

綜上，土壤熏蒸、有機肥和微生物菌劑聯(lián)用雖然在株高、莖粗、生物量及調(diào)節(jié)土壤pH 等方面效果不及高鉀復合肥、有機肥和微生物菌劑聯(lián)用，但在產(chǎn)量形成和土傳病害防控方面明顯優(yōu)于其他組合處理，生產(chǎn)上應從土壤熏蒸劑、微生物菌劑種類的選擇，以及在辣椒生長期補充生物有機肥等方面進行優(yōu)化處理，從而獲得最佳的產(chǎn)量和品質(zhì)。后期應從活化土壤養(yǎng)分，改善土壤理化性狀，改善作物品質(zhì)，促進土壤有益微生物恢復等方面進一步研究。此外，利用微生物菌肥修復連作造成的土壤損傷需要一個過程，生產(chǎn)中應當連續(xù)施用數(shù)年，逐步恢復土壤生產(chǎn)能力，才能達到更好的治理效果。