徐 敏，朱旺沖，謝宜芝，李長(zhǎng)春，李 飛，唐利忠

（1. 永州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南 永州 425100；2. 永州市長(zhǎng)青藤農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，湖南 永州 425100）

土壤連作障礙是西瓜栽培特別是設(shè)施栽培所面臨的巨大挑戰(zhàn)。西瓜的自毒作用和化感效應(yīng)、病原體侵害、栽培地有益菌減少是導(dǎo)致西瓜連作障礙的主要原因[1]。克服西瓜土壤連作障礙的主要方法有：土壤消毒殺滅病菌[2]，增施有機(jī)肥改良土壤、提高土壤透氣性和養(yǎng)分涵養(yǎng)力，選用透氣膜平衡土壤氣熱[3]，增施生物菌肥優(yōu)化土壤微生物結(jié)構(gòu)[4]，選用高抗品種和嫁接栽培[5]等。其中，選用高抗品種和采用嫁接栽培是克服西瓜土壤連作障礙最省工、最高效的方法。另外，采用水肥一體化技術(shù)，根據(jù)西瓜不同時(shí)期對(duì)養(yǎng)分種類、數(shù)量的需求進(jìn)行精準(zhǔn)地自動(dòng)化供給，實(shí)現(xiàn)西瓜生長(zhǎng)的精準(zhǔn)調(diào)控，不僅能大大節(jié)省西瓜栽培的管理成本和原材料成本[6]，而且還有利于克服西瓜的土壤連作障礙。因此，筆者選用當(dāng)?shù)刂魍破贩N黑美人為試材，在水肥一體化的基礎(chǔ)上，研究了滴灌管不同埋深對(duì)土壤鹽度、水分和西瓜根系分布的影響以及不同施肥處理對(duì)土壤理化性狀和西瓜枯萎病發(fā)病率、產(chǎn)量、產(chǎn)值等的影響，以期為西瓜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試大棚：試驗(yàn)于2019 年在永州市冷水灘區(qū)伊塘鎮(zhèn)西瓜基地的大棚中進(jìn)行。大棚在前茬西瓜收獲后集中清棚，噴施75%百菌清200 倍液進(jìn)行消毒殺菌，然后整地悶棚。大棚滴灌系統(tǒng)的滴灌管規(guī)格為：內(nèi)徑18 mm、壁厚1.12 mm、滴孔孔徑0.7 mm、滴孔流量1.80 L/h。

供試品種：西瓜品種黑美人，從當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購買。栽培時(shí)選用南瓜為砧木進(jìn)行嫁接育苗。

供試肥料：沼氣渣，為發(fā)酵后的沼氣渣，其有機(jī)質(zhì)＞47%、N ＞0.5%、P2O5＞0.2%、K2O ＞0.5%；生物菌肥，為雞糞發(fā)酵生物菌肥，其有機(jī)質(zhì)＞45%，N ＞1.3%、P2O5＞1.5%、K2O ＞0.8%；土壤改良劑，為北京先力科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的商品土壤改良劑礦源腐植酸鉀。

1.2 方 法

1.2.1 滴灌管不同埋深試驗(yàn) 滴灌管的埋深設(shè)0、10、20、30 和40 cm 共5 個(gè)處理，每處理1 畦，畦長(zhǎng)33 m，畦寬（包溝）1.7 m，西瓜栽培株距50 cm，即每畦栽66株。按隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)3次重復(fù)。采用雙蔓式整枝，每株留果2 個(gè)，其他栽培管理措施按常規(guī)方法進(jìn)行。

1.2.2 不同施肥處理試驗(yàn) 設(shè)FT1～FT7 共7 個(gè)施肥處理，以不施肥為CK，各施肥處理的施肥量見表1。在前茬作物收獲后土壤翻耕前，按不同施肥處理分別進(jìn)行施肥，然后撒施600 kg/hm2復(fù)合肥（N-P2O5-K20=15-15-15），再翻耕起畦，安裝滴灌管，滴灌管埋深為10 cm。每處理1 畦，畦長(zhǎng)53 m，畦寬（包溝）1.7 m，西瓜栽培株距50 cm，即每畦栽106 株。按隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)3 次重復(fù)。采用雙蔓式整枝，每株留果2 個(gè)，其他栽培管理措施按常規(guī)方法進(jìn)行。

表1 不同施肥處理的施肥量

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 滴灌管不同埋深試驗(yàn) 于果實(shí)旺長(zhǎng)期對(duì)距滴點(diǎn)10 cm 處深度分別為0～10、10～20、20～30 和30～40 cm的土壤鹽度、水分和西瓜根系分布進(jìn)行測(cè)定。用快速水分儀（順科達(dá)TR-8D）原位測(cè)定土壤水分，用鹽度計(jì)（順科達(dá)TR-8D）原位測(cè)定鹽度（用EC 值表示），用重量法測(cè)定西瓜根系分布。

1.3.2 不同施肥處理試驗(yàn) 測(cè)定不同施肥處理的土壤理化特性（鹽度、土壤容重、有機(jī)質(zhì)含量）。土壤取樣方法為：于果實(shí)旺長(zhǎng)期采用對(duì)角線法3 點(diǎn)取樣0～30 cm 土壤，3 個(gè)重復(fù)，單樣品土樣混合均勻。用鹽度計(jì)（順科達(dá)TR-8D）測(cè)定土壤鹽度，用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，用重鉻酸鉀稀釋熱比色法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量。

結(jié)果期每處理連續(xù)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)100 株西瓜的枯萎病發(fā)病情況。成熟期按小區(qū)單收、測(cè)產(chǎn)，并按當(dāng)年市場(chǎng)價(jià)折算產(chǎn)值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴灌管不同埋深對(duì)土壤含水率、鹽度和根系分布的影響

人為調(diào)整灌溉肥水的空間分布，不僅可以引導(dǎo)作物根系在各土層內(nèi)的科學(xué)分布，還能在一定程度上緩解土壤鹽漬化。從表2 可知，0～10 cm 表土含水率隨著滴灌管埋深的增加而顯著降低，其他土層的土壤含水率則均是滴灌管埋深相應(yīng)土層的含水率顯著高于其他土層。表土滴灌（滴灌管埋深為0 cm）時(shí)，0～10 cm 表土層鹽度稍低于10～20 cm 土層，但高于20～40 cm 土層；隨著滴灌管埋深的增加，0～10 cm 土層的鹽度呈先升高后降低的趨勢(shì)，10～20 cm 土層的鹽度呈下降趨勢(shì)，20～30 和30～40 cm 土層的鹽度則無顯著性變化，即滴灌管埋深主要對(duì)0～20 cm 土層的鹽度有較大影響，這可能與滴灌水的淋溶和土壤毛細(xì)管的虹吸效應(yīng)有關(guān)。西瓜根系主要分布在10～30 cm 土層內(nèi)，其根量占70%左右，隨著滴灌管埋深的增加，0～10 cm表土層的根量逐漸減少，而20～30 和30～40 cm 土層內(nèi)的根量逐漸增加，10～20 cm 土層的根量則呈先增加后降低的趨勢(shì)。

表2 滴灌管不同埋深對(duì)各土層土壤含水率、鹽度和根系分布的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)土壤理化性狀和西瓜枯萎病發(fā)病率的影響

施有機(jī)肥不僅可以有效改善土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤容重、提高有機(jī)質(zhì)含量，還能有效提高土壤對(duì)養(yǎng)分的涵養(yǎng)力、優(yōu)化土壤微生物結(jié)構(gòu)。如表3 所示，未施有機(jī)肥處理（CK 和FT1）的土壤鹽度高、容重大、有機(jī)質(zhì)含量低，且單施土壤改良劑（FT1）對(duì)土壤的理化性狀無顯著改善，但能有效降低西瓜枯萎病的發(fā)病率。隨著沼氣渣施用量的增加（FT2～FT4），土壤的鹽度呈降低的趨勢(shì)，但處理間無顯著性差異；土壤的容重逐漸降低，且FT4 處理顯著低于FT2 處理；有機(jī)質(zhì)含量略有增加，但處理間無顯著性差異；當(dāng)沼氣渣的施用量為45 t/hm2（FT4）時(shí)枯萎病發(fā)病率在這3 個(gè)處理中最低。隨著生物菌肥施用量的增加（FT5～FT7），土壤的鹽度和有機(jī)質(zhì)含量呈上升趨勢(shì)，容重則呈下降趨勢(shì)，但處理間無顯著性差異；當(dāng)生物菌肥施用量為45 t/hm2（FT7）時(shí)枯萎病發(fā)病率在這3 個(gè)處理中最低。綜合來看，施用沼氣渣45 t/hm2（FT4）能有效降低土壤鹽度和容重、提高有機(jī)質(zhì)含量、降低西瓜枯萎病發(fā)病率，施用沼氣渣30 t/hm2（FT3）的效果次之。

表3 不同施肥處理對(duì)土壤理化性狀和西瓜枯萎病發(fā)病率的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)西瓜產(chǎn)量和效益的影響

從表4 可知，不施有機(jī)肥處理（CK 和FT1）的西瓜平均單果重、產(chǎn)量和產(chǎn)值均顯著低于施有機(jī)肥處理。施用沼氣渣或生物菌肥能有效提高西瓜的平均單果重、產(chǎn)量和產(chǎn)值，且均隨著施用量的增加而增加，以施用生物菌肥45 t/hm2（FT7）的產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，分 別 達(dá)3 512.01 kg/667m2和10 536.02 元/667m2，其次是施用生物菌肥30 t/hm2的處理（FT6）?？紤]到施用土壤改良劑、沼氣渣和生物菌肥的成本等，以施用沼氣渣30 t/hm2（FT3）的利潤(rùn)最高，達(dá)6 691.63 元/667m2，其次是施用沼氣渣15 t/hm2的處理（FT2），而投入產(chǎn)出比則以不施有機(jī)肥（CK 和FT1）較高，施用沼氣渣的處理（FT2～FT4）居中，施用生物菌肥的處理（FT5～FT7）較低，且隨著沼氣渣或生物菌肥施用量的增加投入產(chǎn)出比均呈降低趨勢(shì)。

表4 不同施肥處理對(duì)西瓜產(chǎn)量和效益的影響

3 討 論

一般認(rèn)為，西瓜重茬時(shí)間、是否嫁接、化感自毒效應(yīng)、土壤微生物失調(diào)、土壤理化性狀惡化、偏施化肥等是影響西瓜連作障礙的重要因子[7-8]。輪作[9]、用高抗枯萎病的砧木進(jìn)行嫁接栽培[10]、添加土壤改良劑或增施有機(jī)肥[11-12]都能有效減輕設(shè)施栽培西瓜的連作障礙，降低西瓜枯萎病的發(fā)病率。經(jīng)過多年西瓜連作的設(shè)施土壤，其土壤鹽分有明顯的表聚現(xiàn)象，常導(dǎo)致苗期根系生長(zhǎng)受阻，甚至受鹽脅迫而造成死苗。設(shè)施栽培時(shí)土壤鹽漬化主要是由于土壤長(zhǎng)期缺乏雨水淋溶導(dǎo)致的，同時(shí)由于犁底層的存在阻礙了灌溉水的下滲，再加上偏施化肥等不合理的施肥方式和不科學(xué)的灌溉措施，導(dǎo)致土壤鹽漬化加劇，進(jìn)一步形成土壤連作障礙[13]。而調(diào)整滴灌管的埋深，能有效引導(dǎo)西瓜根系在土層中的分布，特別是減少鹽漬層根系分布，可以緩解由于土壤鹽漬化而對(duì)植株造成的傷害[14]。該研究結(jié)果顯示，隨著滴灌管埋深的增加，0～10 cm 表土層根量逐漸減少，而20～30 和30～40 cm 土層內(nèi)根量逐漸增加，10～20 cm 土層的根量則呈先增加后降低的趨勢(shì)，與前人的研究結(jié)果一致。綜合考慮土壤鹽度、根系分布和西瓜苗期長(zhǎng)勢(shì)，滴灌管埋深以10～20 cm 較適宜。

設(shè)施土壤的連作障礙不僅與土壤鹽漬化有關(guān)，更與土壤容重高、土傳性病害多、有機(jī)質(zhì)含量低、有益菌減少等密切相關(guān)[15]。該研究表明，施入生物菌肥后土壤鹽度有升高的趨勢(shì)，這可能與雞糞中存在大量K、Mg 等元素有關(guān)；而施用渣氣渣15～45 t/hm2后土壤的鹽度和容重則有降低的趨勢(shì)、有機(jī)質(zhì)含量略有增加，且當(dāng)沼氣渣的施用量為45 t/hm2（FT4）時(shí)西瓜的枯萎病發(fā)病率最低。施用沼氣渣或生物菌肥均能有效提高西瓜的產(chǎn)量和產(chǎn)值，且均隨著施用量的增加而增加，以施用生物菌肥45 t/hm2（FT7）的產(chǎn)量和產(chǎn)值最高，分別達(dá)3 512.01 kg/667m2和10 536.02 元/667m2，其次是施用生物菌肥30 t/hm2的處理（FT6）。但考慮成本因素與對(duì)土壤鹽度的影響等，以施用沼氣渣30 t/hm2（FT3）的處理最好，其利潤(rùn)最高，達(dá)6 691.63 元/667m2，投入產(chǎn)出比達(dá)2.48。