王紀(jì)磊 李霜 史慶華

摘要：本試驗(yàn)以花椒籽和花椒籽餅為生物熏蒸材料，探究其對根結(jié)線蟲防治效果及番茄生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，施用花椒籽（餅）后番茄根結(jié)線蟲的根結(jié)指數(shù)和根結(jié)線蟲數(shù)較對照分別下降73.68%和85.48%，而阿維菌素處理的則較對照分別下降31.58%和41.13%，表明施用花椒籽和花椒籽餅對根結(jié)線蟲的防治效果優(yōu)于阿維菌素。施用花椒籽和花椒籽餅后土壤酶活性較對照顯著升高，番茄植株鮮（干）物質(zhì)量、根系活力、葉片SPAD值、果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸含量均顯著增加，并且666.7m2番茄產(chǎn)量較對照和阿維菌素處理分別增加18.92%和9.61%。綜上可知，施用花椒籽和花椒籽餅不僅可以有效防治番茄根結(jié)線蟲病、改善土壤理化和生物學(xué)性質(zhì)、促進(jìn)番茄植株生長發(fā)育、提高番茄品質(zhì)和產(chǎn)量，而且能夠部分替代化肥農(nóng)藥，這對番茄安全優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：番茄; 根結(jié)線蟲;花椒籽（餅）;生物熏蒸

中圖分類號：S436.412.2+9 ?文獻(xiàn)標(biāo)識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）01-0120-06

Abstract Zanthoxylum bungeanum seeds and seed cake were used as biological fumigation materials， and their effects on controlling root knot nematode and fruit quality and yield of tomato were investigated in this paper. The results showed that compared with the control （CK）， the root-knot index and the number of root-knot nematodes of tomato decreased by 73.68% and 85.48% respectively in the Zanthoxylum bungeanum seeds （cake） treatment， while those only decreased by 31.58% and 41.13% respectively under the avermectin treatment. It indicated Zanthoxylum bungeanum seeds （cake） had better control effect on root knot nematode than avermectin. After applying Zanthoxylum bungeanum seeds （cake）， the soil enzyme activities significantly increased; the fresh and dry weight， root activity and SPAD value of tomato plants increased significantly， and also the soluble solids and titratable acid contents of tomato fruits. Zanthoxylum bungeanum seeds （cake） treatment and avermectin treatment resulted in incresase of tomato fruit yield by 18.92% and 9.61% compared with the control， respectively. In conclusion， the application of Zanthoxylum bungeanum seeds （cake） could not only effectively control tomato root-knot nematode disease， improve soil physicochemical and biological properties， promote growth and development of tomato plants and increase yield and quality of tomato fruits， but also could replace some chemical fertilizers and pesticides， which was of great significance to the safe and high-quality production of tomato.

Keywords Tomato; Root-knot nematode; Zanthoxylum bungeanum seeds （cake）; Biological fumigation

番茄（Solanum lycopersicum L.）作為我國重要的設(shè)施蔬菜之一，栽培面積逐年增加[1]，復(fù)種指數(shù)升高明顯，加之化肥農(nóng)藥使用量居高不下，致使設(shè)施土壤環(huán)境不斷惡化，土傳病害日益嚴(yán)重[2]。根結(jié)線蟲是危害設(shè)施番茄等蔬菜作物的病原生物之一。到目前為止，世界各地已報(bào)道的根結(jié)線蟲種類超過80種，我國報(bào)道的有29種，其寄主范圍廣泛，已超過3 000種作物[3]。農(nóng)業(yè)部于2015年頒布實(shí)施《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動(dòng)方案》[4]，指明設(shè)施蔬菜要走優(yōu)質(zhì)安全的生產(chǎn)道路，即利用綠色的病蟲害防控技術(shù)和有機(jī)肥替代化肥技術(shù)，降低設(shè)施蔬菜的病害發(fā)生和農(nóng)藥化肥的用量，提高設(shè)施蔬菜的品質(zhì)和安全性[5]。

花椒是我國傳統(tǒng)的調(diào)味香料和中藥材，種植廣泛[6]，其作為調(diào)味品食用的歷史可追溯至春秋戰(zhàn)國時(shí)期，距今已有兩千多年[7]。目前，花椒已被開發(fā)出多種用途，在食品、藥品和化妝品的生產(chǎn)中均得到有效利用[8]。祝瑞雪等[9]以漢源花椒籽油為材料，提取得到D-檸檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯和β-品烯等物質(zhì)。王珊珊等[10]用有機(jī)溶劑提取的花椒揮發(fā)油對細(xì)菌具有普遍的抑制性，在抗蟲試驗(yàn)中提高了棉鈴蟲的拒食性。路純明等[11]從花椒揮發(fā)油中分離出β-水芹烯，并通過試驗(yàn)證明該物質(zhì)具有較高的殺蟲活性?；ń纷押突ń纷扬炇腔ń飞a(chǎn)的副產(chǎn)品，總養(yǎng)分含量≥5.42%，有機(jī)質(zhì)含量≥47.3%，蛋白含量≥18.7%，超過國家有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)45%和總養(yǎng)分5%的標(biāo)準(zhǔn)，另外，花椒籽（餅）還含有豐富的殺蟲成分，具有生物熏蒸活性[12]。Chatterjee[13]、Wick[14]等通過試驗(yàn)得出， D-檸檬烯和芳樟醇能夠有效抑制根結(jié)線蟲活性。何川等[15]研究表明， D-檸檬烯和芳樟醇是花椒籽餅防治番茄根結(jié)線蟲的重要活性成分。 Hartmann等[16]證明花椒素對樹木疫病有良好的防治效果。因此，花椒籽（餅）作為一種具有生物熏蒸功能的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥材料，在蔬菜的綠色生產(chǎn)中有著較大的應(yīng)用潛力。

本研究針對設(shè)施番茄根結(jié)線蟲發(fā)生嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)問題，以花椒籽和花椒籽餅作為生物熏蒸材料處理含根結(jié)線蟲的番茄連作土，探究花椒籽（餅）生物熏蒸對根結(jié)線蟲的防治效果以及番茄植株生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為花椒籽和花椒籽餅在設(shè)施番茄根結(jié)線蟲的綠色防控和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供一定的技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為金棚8號，由西安金鵬種苗有限公司研制。

試驗(yàn)所用花椒籽和花椒籽餅均由山東豐根生態(tài)肥業(yè)有限公司提供?；ń纷言谑┯们耙呀?jīng)過破碎處理，全氮、全磷和全鉀含量分別是37.6%、6.85%和19.54 g/kg;花椒籽餅為花椒籽榨油后所得，全氮、全磷和全鉀的含量分別是34.79%、6.18%和16.54 g/kg。3.2%阿維菌素，由石家莊寶豐化工有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年8月至2019年1月在山東省泰安市房村鎮(zhèn)蔬菜大棚中進(jìn)行。棚內(nèi)土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為247.80、142.75、341.47 mg/kg，土壤pH值為7.06，EC值為0.93 mS/cm。

將土壤澆透水后用透明地膜將地面覆蓋，保持密封，高溫悶棚25 d后將透明薄膜揭開，通風(fēng)換氣3 d使土壤溫度恢復(fù)正常，后整地做畦。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，包括CK（對照）：不使用阿維菌素、花椒籽和花椒籽餅;T1：花椒籽和花椒籽餅處理，即將花椒籽和花椒籽餅各按1.5 kg/m2的用量均勻施用到栽培畦中，并與土壤混勻;T2：阿維菌素處理，即將3.2%阿維菌素用自來水稀釋1 000倍，分別于番茄定植后14、21、35 d灌根，每次每株250 mL。每處理重復(fù)3次，每重復(fù)5畦。大行距70 cm，小行距50 cm，株間距30 cm，定植后按正常栽培管理。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 土壤酶活性 番茄定植50 d后，每處理隨機(jī)選取5株，用毛刷刷取根際土50 g，自然風(fēng)干3 d后過36目篩，再進(jìn)行相關(guān)酶活性測定。其中，土壤脲酶用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定，土壤磷酸酶活性用磷酸苯二鈉比色法測定，土壤蔗糖酶活性用3，5-二硝基水楊酸比色法測定，過氧化氫酶活性用高錳酸鉀滴定法測定[17]。

1.3.2 葉片SPAD值和根系活力 番茄定植40 d后，使用SPAD-502 Plus葉綠素儀測定葉片SPAD值。取側(cè)根，用TTC（氯化三苯基四氮唑）法測定根系活力[18]。

1.3.3 鮮、干物質(zhì)量和產(chǎn)量 番茄定植50 d后，每處理隨機(jī)選擇3株，取地上部測定干、鮮物質(zhì)量。鮮物質(zhì)量用電子天平稱量;干物質(zhì)量的測定需先將洗凈的番茄植株放入烘箱，105℃殺青后75℃烘干至恒重，再用電子天平稱重[19]。

每畦隨機(jī)選取10株番茄，用電子天平稱量每株前4穗果（每穗留4個(gè)果）產(chǎn)量，每小區(qū)選3畦作為重復(fù)，計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量并折算666.7m2產(chǎn)量。

1.3.4 根結(jié)指數(shù)、線蟲減退率、線蟲防治效果和根中線蟲數(shù) 參照肖炎農(nóng)等[20]的方法，即拔出番茄整株根系，按照根瘤長度之和占總根系長度的百分?jǐn)?shù)確定根結(jié)線蟲分級。具體分級標(biāo)準(zhǔn)為：0級，無可見根瘤或卵塊;1級，根瘤總長占總根長的1%～24%;2級，根瘤總長占總根長的25%～49%;3級，根瘤總長占總根長的50%～74%;4級，根瘤總長占總根長的75%～100%。

根結(jié)指數(shù)、減退率、病情指數(shù)和防治效果分別按以下公式計(jì)算：

根結(jié)指數(shù)=∑（各級病株數(shù)×病級值）/（調(diào)查總株數(shù)×最高等級代表值）×100;

減退率=（處理前線蟲數(shù)-處理后線蟲數(shù)）/處理前線蟲數(shù)×100%;

防治效果=（對照區(qū)根結(jié)指數(shù)-處理區(qū)根結(jié)指數(shù)）/對照區(qū)根結(jié)指數(shù)×100%。

番茄定植50 d后，每處理隨機(jī)選取3株，取相同位置的根系20 g，利用卡勃過篩法[21]和離心法[22]分離根樣中線蟲，定容至50 mL水中混勻后得到線蟲懸浮液。取1滴線蟲懸浮液鏡檢計(jì)數(shù)，按1滴體積為0.05 mL計(jì)算每克根樣中根結(jié)線蟲數(shù)。

1.3.5 果實(shí)品質(zhì)的測定 可溶性固形物含量使用數(shù)顯折射儀測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[23]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD檢測法進(jìn)行差異顯著性分析（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤酶活性的影響

由圖1可以看出，不同處理的土壤酶活性均以T1處理最高。T1的土壤脲酶、堿性磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性較CK分別增加24.13%、21.00%、113.22%、29.37%（P<0.05），較T2分別增加13.29%、26.56%、1.43%、25.61%（P<0.05）。T2的土壤脲酶和蔗糖酶活性較CK分別增加6.75%、110.21%（P<0.05），但堿性磷酸酶和過氧化氫酶活性與CK無顯著差異。

2.2 不同處理對番茄植株生長量的影響

由表1可以看出，T1處理的番茄植株地上部鮮、干物質(zhì)量均為最高，其鮮、干物質(zhì)量分別較CK增加12.75%、16.44%，差異達(dá)顯著水平;T2則分別較CK增加7.59%、10.63%。CK、T1、T2處理的666.7m2產(chǎn)量分別為2 980.47、3 544.26、3 233.40 kg。T1產(chǎn)量顯著高于CK，增幅為18.92%，T2產(chǎn)量雖高于CK，但差異未達(dá)顯著水平。

2.3 不同處理對番茄葉片SPAD值和根系活力的影響

與CK相比，T1、T2處理均不同程度地提高番茄葉片SPAD值，尤其是T1，SPAD值較CK升高27.38%（P<0.05）。番茄根系活力同樣以T1最高，分別比CK、T2增加22.56%和12.72%（圖2）。

2.4 不同處理對番茄根結(jié)線蟲的影響

由表2可以看出，與CK相比，T1、T2處理的番茄植株根結(jié)線蟲的根結(jié)指數(shù)和根結(jié)線蟲數(shù)分別降低73.68%和85.48%、31.58%和41.13%（P<0.05）。

2.5 不同處理對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

由圖3可以看出，T1處理番茄果實(shí)的可溶性固形物和可滴定酸含量均高于其它處理，分別較CK、T2增加18.64%和37.5%、4.48%和18.67%。

3 討論與結(jié)論

生物熏蒸（biofumigation）是利用植物有機(jī)質(zhì)含有或在分解過程中產(chǎn)生的活性物質(zhì)抑制或殺死土壤中有害生物的方法[24]。悶棚是用透明膜覆蓋土壤，經(jīng)太陽光增溫土層以達(dá)到土傳病害病原致死溫度來殺滅病原的技術(shù)[25]。本試驗(yàn)在悶棚的基礎(chǔ)上，以花椒籽和花椒籽餅為材料進(jìn)行生物熏蒸，證實(shí)該條件下的番茄植株根結(jié)線蟲的根結(jié)指數(shù)和根結(jié)線蟲數(shù)均顯著低于對照和阿維菌素藥劑防治，防效極為明顯。

Yang等[26]研究表明，施用油茶籽餅對香蕉根結(jié)線蟲有明顯的抑制效果并且能夠顯著促進(jìn)香蕉幼苗生長。楊麗麗等[27]以豆粕、菜粕和芝麻粕3種餅肥為試材，得到施用不同餅肥組合處理的烤煙生長量與化肥處理相比明顯增加。本試驗(yàn)中，經(jīng)過花椒籽和花椒籽餅處理后的番茄地上部干、鮮物質(zhì)量均明顯優(yōu)于對照和阿維菌素處理，根系活力顯著增強(qiáng)，表明施用花椒籽（餅）在防控番茄根結(jié)線蟲的同時(shí)，可能通過促進(jìn)番茄根系的發(fā)育，提高了植株對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)能力，更利于番茄植株生長。

花椒籽和花椒籽餅都是良好的植物源全效有機(jī)肥，含有大量的有機(jī)質(zhì)、花椒油素和蛋白質(zhì)，并含有鉀、錳等多種礦物質(zhì)和微量元素[28]。土壤酶活性的強(qiáng)弱直接影響土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、能量的傳遞及土壤肥力狀況[29]。其中，土壤脲酶活性與有機(jī)質(zhì)含量、土壤微生物數(shù)量、全氮和速效氮含量呈正相關(guān)[30]。本試驗(yàn)的花椒（籽）餅處理顯著提高了土壤脲酶活性，更利于有機(jī)質(zhì)和氮素的轉(zhuǎn)化。土壤堿性磷酸酶活性高低直接影響土壤中有機(jī)磷的分解、轉(zhuǎn)化和生物有效性，是評價(jià)土壤磷素生物轉(zhuǎn)化方向和強(qiáng)度的指標(biāo)[31]。薩如拉等[32]試驗(yàn)表明秸稈還田顯著提高了土壤堿性磷酸酶活性，與本試驗(yàn)中花椒（籽）餅處理效果類似。土壤蔗糖酶能夠水解蔗糖變成相應(yīng)的單糖而被作物吸收，其酶促作用產(chǎn)物與土壤中有機(jī)質(zhì)、氮、磷含量和微生物數(shù)量及土壤呼吸強(qiáng)度密切相關(guān)，是評價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)。本研究中花椒（籽）餅處理的土壤蔗糖酶活性明顯升高，表明施用花椒（籽）餅有利于土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化和微生物活動(dòng)。因此，花椒（籽）餅顯著提升了土壤的健康水平，這可能是其提高番茄根系活力的重要原因。

番茄葉片SPAD值與葉綠素含量呈顯著正相關(guān)，可以間接反映出番茄植株光合作用的強(qiáng)弱[33]。本試驗(yàn)施用花椒籽和花椒籽餅后，葉片SPAD值明顯升高，說明該處理可提高植株光合效率，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累。李淑敏等[34]利用4種蕓薹屬蔬菜作為生物熏蒸材料處理大棚茄子，表明生物熏蒸能夠有效防治茄子黃萎病，顯著提升茄子產(chǎn)量。王德江等[35]利用3種蕓薹屬植物（芥菜、紅圓蕪菁和秋冬小白菜）作為生物熏蒸材料處理含有黃瓜枯萎病的土壤，表明芥菜和紅圓蕪菁處理可顯著抑制黃瓜枯萎病的發(fā)生，明顯提升黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。與上述生物熏蒸結(jié)果類似，本研究中花椒籽（餅）處理對番茄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著提升效果。

綜上所述，花椒籽（餅）生物熏蒸對番茄根結(jié)線蟲有明顯防治效果，可促進(jìn)番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的提升。因此，花椒籽（餅）可以部分實(shí)現(xiàn)對化肥農(nóng)藥雙替代，在設(shè)施番茄的綠色生產(chǎn)中具有重要的利用價(jià)值。

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