基质高温热水消毒戈壁日光温室番茄生长及对青枯病的防治效果

张彩虹，于秀针，姜鲁艳，马艳，马彩雯

(1. 新疆农业科学院农业机械化研究所， 乌鲁木齐 830091；2. 农业部林果棉与设施农业装备技术科学观测实验站，乌鲁木齐 830091)



基质高温热水消毒戈壁日光温室番茄生长及对青枯病的防治效果

张彩虹1，于秀针1，姜鲁艳2，马艳2，马彩雯1

(1. 新疆农业科学院农业机械化研究所， 乌鲁木齐 830091；2. 农业部林果棉与设施农业装备技术科学观测实验站，乌鲁木齐 830091)

【目的】研究燃煤式基质(土壤)热水消毒机的基质高温热水消毒，对戈壁日光温室番茄生长的影响及青枯病的防治效果。【方法】测定高温热水消毒处理后戈壁温室基质理化性质，对比分析各生育期番茄生长特性、产量性状、果实品质，生育期调查番茄青枯病病情指数。【结果】通过高温热水消毒使基质20 cm处温度持续高于50℃达4～6 h，可恢复基质功能，减轻青枯病的危害，促进番茄植株生长，提高产量。【结论】基质高温热水消毒处理可有效防治蔬菜青枯病的发生，且促进番茄生长发育。

高温热水消毒；基质；戈壁日光温室；番茄生长；青枯病防治

0 引 言

【研究意义】番茄青枯病(Pseudomonassolanacearum)是一种细菌性枯萎病[1]，番茄植株维管束被破坏[2-3]，造成发病植株茎叶枯萎，是番茄栽培中普遍发生和危害严重的病害之一[4-6]。近年来，随着设施农业的不断发展，在设施栽培条件中，为了达到种植效益最大化，复种指数连年提高，造成青枯病等土传病害危害逐年加重，与连作障碍成为影响设施蔬菜可持续发展的最重要因素。植株一旦发现青枯病轻者减产50%左右，重者颗粒无收。生产上对青枯病的防治主要采取化学药剂防治、生物防治(生物药剂、轮作、嫁接和抗病品种防治)、机械防治等方法。虽然以上防治方法在一定程度上对番茄青枯病起到防治作用，但存在一些问题[7]。化学防治对环境产生污染, 致使土壤生物退化，青枯病等土传病害更加严重[8]。农药的过量使用对蔬菜安全生产和人体健康构成危害[9]；生物防治如嫁接和抗病品种的应用，一方面费时费工增加种植成本，另一方面会影响生产效益。机械防治对于温室生产成本投入较大。“十一五”以来新疆设施蔬菜面积发展迅速，各种设施面积已达6.186×104hm2(92.8万亩),近年来戈壁日光温室产业发展成效显著。但是，由于设施蔬菜生长周期短，茬口转换多，连年种植造成基质(土壤)中残留大量病原菌，尤其是戈壁温室，主要蔬菜品种番茄青枯病的危害影响了戈壁设施番茄的产量和品质。因此，防治土传病害对新疆设施蔬菜可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】番茄青枯病是重要的病害之一，青枯菌分布广泛，存活和传播能力强，重病田的发病率高达80%以上[10]。对于植物青枯病的防治研究，国内外一直是以综合防治为主,包括：抗病品种，轮作与嫁接，化学防治，土壤添加剂等，但成本高，不易推广，效果不稳定。此外，化学药剂的过量使用，带来严重的土壤生态破坏和食品安全问题[11]。【本研究切入点】研究环境友好型防治措施，采用研发的燃煤式基质(土壤)热水消毒机，对戈壁日光温室栽培基质进行高温热水消毒，实现对番茄青枯病的防治，具有无污染、无残留、成本低、易推广的特点。【拟解决的关键问题】青枯菌最适生长温度为27、40和4℃均不能生长。该试验借助热水消毒机产生的90～95℃的高温热水灌注基质进行消毒，分析消毒方法对番茄青枯病的防治效果及番茄生长发育的影响，为日光温室作物青枯病防治提供新的技术途径，也为利用高温热水消毒防治番茄青枯病提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试番茄品种为棚优8号(购于新疆金田园种业)。消毒设备为燃煤式基质(土壤)热水消毒机(新疆农业科学院农业工程公司)，消毒机设备包括：换热炉体、耐热滴灌管、热水分配器、风机。表1

表1 热水消毒机主要技术参数
Table 1 Main technical Para meters of hot water disinfection machine

NO名 称Thenamesays单 位Unit技术参数Technicalparameters1机组型号HI-550B2额定功率KW/h6003热效率96%4出热水量T/h625出水温度℃986耗煤量kg/667m24007工作压力负压8总耗电量KW/h319自重kg95010运输重量kg110011外型尺寸(L×W×H)mm1450×1050×1600

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验于2015年1～7月在西山农牧场新疆农科院农机化所设施农业试验基地戈壁日光温室内进行。栽培基质为(体积比)棉秸秆：蛭石：堆肥发酵羊粪：3∶2∶1，基质已经连续使用3年，前岔番茄青枯病发病严重，发病率为100%，发病寄主病株均在4级。试验地共计32个基质栽培槽，面积为168 m2，其中热水消毒处理基质栽培槽24个，面积126 m2，未处理(对照)基质栽培槽8个，面积42 m2。土壤热水消毒在1月17日进行。

1.2.2 高温热水处理

深翻平整基质后，在处理基质槽表面铺设耐高温热水滴管，加盖保温塑料布，用燃煤将消毒机内冷水加热到98℃后，打开阀门持续将热水从消毒机炉体内注入热水分配器，调节流量后经耐高温热水滴管灌入栽培槽内，滴管出口温度76℃。用温度传感器检测基质槽内30 cm处基质温度，保持30 cm处基质温度在50～60℃并持续3 h，停止供水。

1.2.3 番茄种植和管理

热水消毒3 d后揭开基质槽表面的塑料布，待基质可进行种植时，于1月20日将事先准备好的番茄苗(4叶1心)按照株行距70 cm +35 cm的设置进行定植，热水消毒分3个重复，每个重复8行(每行长7 m，寄主作物34株)，以相邻未消毒的8行作为对照处理。整个生育期内消毒处理和对照均按照统一的栽培管理制度进行田间管理。

1.2.4 基质理化性质测定

在定植期、开花期、结果期、拉秧期，用土钻在每个处理中重复取等量基质混匀，经风干后，剔除植物根茎等杂质，研磨分别过10、60目和100目筛，用于基质的pH值、EC 值和有机质等基本理化性质分析。

pH值、EC 值采用玻璃电极法测定：称取过10 目筛的风干土样10 g，加25 mL 除CO2的蒸馏水，搅拌1 min 后静置30 min，用PHS-3C 型酸度计进行测定。

有机质含量测定：风干样品在马弗炉中550℃灼烧8 h 测定其烧失量[12]。

1.2.5 青枯病病情指数调查

定植后第10 d，每日中午调查番茄植株变化，连续30 d记录番茄植株发病情况，调查期间正常管理。计算病情指数及防治效果。青枯病病情分级标准采用下列标准法: 0 级为无症状；1级为l 张叶片半萎蔫；3 级有2～3 片叶片萎蔫；5级除顶端1～2 片叶片外，其余叶片均萎蔫；7 级所有叶片均萎蔫；9 级为叶片和植株枯死[12]。

病情指数= (病级株数×代表分级数值)/(调查株数总和×发病最重级的代表数值)×100%.

防治效果=[1-(热水消毒处理病情指数/对照病情指数)]×100%.

1.2.6 番茄生长及产量测定

植株生长指标测定：分别于定植后第10、20、30、40、50和60 d用卷尺测定地上部分番茄植株高度，用游标卡尺测量子叶以下茎秆直径(茎粗)，用叶绿素测定仪测定叶绿素含量，统计产量。

1.3 数据统计

试验数据统计分析采用SPSS17.0软件及Excel 2010进行。

2 结果与分析

2.1 高温热水消毒对基质理化性质的影响

研究表明，高温热水处理对基质理化性质有一定程度的影响，其中高温热水处理的基质pH值在定植期略低于对照CK，pH值位6.1，而在开花期、结果期、拉秧期热水处理的基质pH值显著高于对照CK，pH值在7.5～7.7。高温热水处理对基质EC值 的影响也较大，在番茄生长不同时期热水处理基质EC值较对照CK均有所减小。对基质中有机质含量的测试结果显示，热水处理显著提高了土壤有机质含量，与对照CK相比提高了42.1%。这说明高温热水处理对于基质功能的恢复具有明显的促进作用。图1～3

图1 热水处理基质pH值变化

Fig.1 Effects of hot water treatments on PH values of substrates

图2 热水处理基质EC值变化

Fig.2 Effects of hot water treatments on E C values of substrates

图3 热水处理基质有机质含量变化

Fig.3 Effects of hot water treatments on matter content of substrates

2.2 基质高温热水消毒对番茄青枯病发病情况的影响

研究表明，在定植10 d 时，对照( CK)的番茄最先出现青枯病症状，即寄主上部叶片萎蔫、色泽变淡等，生长受到抑制，并且病情发展迅速。在定植22 d时对照( CK)的病情指数达到64%。而高温热水处理栽培的番茄在前期发病具有明显的控制左营，发病较对照晚6～8 d，病情相对较轻，定植22 d时病情指数仅约为13% ，病情指数最高也仅为25%，防治效果达到72.7% 。在一定的基质酸性范围内(pH值5.0～6.5)番茄青枯病发病时间与基质pH值呈负相关，病情指数与基质pH值和有机质含量呈正相关，在酸性条件下发病时间早，随着pH 的升高病情减轻。病情指数则随着基质有机质含量的升高，有下降的趋势。图4

图4 高温热水处理番茄青枯病病情指数变化

Fig.4 Effects of hot water treatments on the disease severity index of tomato wilt

2.3 基质高温热水消毒对番茄植株生长的影响

研究表明，高温热水处理的株高、茎粗、叶绿素含量在不同时期明显大于对照CK，平均提高 34.37%、84.03%、26.43%。结果表明高温热水消毒处理基质可以明显促进番茄植株的生长，提高寄主作物叶片叶绿素含量，从而提升光合效率，，番茄植株茎秆明显比对照粗壮，有助于提高寄主抗病能力，降低番茄植株青枯病发病率。表2

表2 高温热水处理番茄生长变化
Table 2 Effect of hot water treatments on plant growth

定植天数Engraftmentofdays10d20d30d40d50d60d70d80d90d热水处理Hotwatertreatment株高(cm)101223844158270819813316251685茎粗(cm)0421048908609614215718198219叶绿素228296331345388426458482464对照CK株高(cm)7312435650357669995310861254茎粗(cm)015032049065077093105100119叶绿素229249256253276286314352367

2.4 基质高温热水消毒对基质栽培番茄产量性状的影响

研究表明，基质青枯病对番茄产量具有很大的影响，热水处理过的基质种植番茄不论是单株产量、单位面积产量、单株果数还是单果重均显著高于对照处理，其中单株果数增加23.1%，单果重增加46.2%。综合产量热水处理过的基质增产78.4%。对照区域没有经过热水处理，其青枯病作用加剧了番茄植株养分的消耗,造成番茄减产。而热水处理过的基质能显著增产，热水处理能有效杀灭基质中的青枯菌，减轻青枯病的危害，热水处理对基质地力恢复具有明显的效果。表3

表3 高温热水处理番茄产量性状变化
Table 3 Effect of hot water treatments on on tomato yield characters

处理Treatment单株产量(kg)Yieldperplant产量(kg/667m2)Yield单株果数(个)Fruitsperplant单果重(kg)Volumeweight产量增减(%)Yieldincreaseordecrease热水处理Hotwatertreatment182c5460c96b019b784CK102a3060a78a013a———

2.5 高温热水消毒对基质栽培番茄果实营养品质的影响

研究表明，热水处理和未经热水处理的对照在可溶性糖含量、可溶性固形物含量、VC含量以及番茄红素等无显著差异，这可能是因为在相同的管理条件下，光照、水肥等条件均匀一致，导致果实营养品质差异不明显。但未经热水处理的基质其番茄可溶性固形物含量和VC含量略高于热水处理基质的番茄，这可能是由于未经热水处理的基质番茄果实较少、产量较低导致光照较充足所致。表4

表4 基质高温热水消毒番茄营养品质变化
Table 4 Effect of hot water treatments on on tomato nutritional quality

处理Treatment可溶性糖含量(%)Solublesugarcontent可溶性固形物含量(%)ThesolublesolidscontentVC含量(mg/kg)VCcontent番茄红素(mg/kg)Lycopene热水处理Hotwatertreatment29a476a177a142aCK287a48a179a142a

3 讨 论

3.1 鉴于以上番茄青枯病的严重性及防治方法的局限性，实验采用高温热水对连续种植的温室基质进行消毒，达到对青枯病的防治，不失为一种有效且无污染的物理防治措施。研究的高温热水消毒处理前期pH值低于对照，在此酸性范围内，基质pH 越高病害越严重，这与有关研究表明番茄青枯病发病的最佳pH 为6.4[14]结论相似。基质中的有机质是基质质量的重要组成部分，影响基质许多物理、化学及生物特性，因此生产中常采用各种方法改善土壤质量，高温热水消毒可提高基质中的有机质含量，有效防治青枯病的发生，显著促进番茄植株生长，提高产量效益。

3.2 对于病虫害严重的温室，采用高温热水消毒技术是改善基质(土壤)理化性质，实现地力恢复和基质(土地)可持续利用的有效措施。采用高温热水消毒法除了对基质中的青枯菌有很强的灭杀性，同时还可加速基质中的有机物分解，并释放出氨气、二氧化碳和有机产物[13]，从而恢复基质功能，提高生产力。

3.3 试验是在1月即早春茬番茄定植前对戈壁温室基质进行消毒的，此时地温较低导致高温热水处理效果未达最佳，致使热水消毒的区域仍有青枯病的发生，这与冬季温室气温低，基质保温性能差，热水高温持续时间短有关。如果将该实验在夏季作物拉秧后立即进行，处理效果会更佳。因为作物拉秧后许多病菌处于越夏期而且都处于基质表层，此时对基质进行高温热水消毒，同时再结合高温闷棚使基质高温持续时间更长，消毒效果会更好。土壤消毒是防治土传病害的有效措施之一，其中土壤高温热水消毒无污染、无残留，是一种环境友好型的土壤消毒技术。在试验基础上进一步深入研究高温热水消毒后土壤(基质)微生物多样性变化，优化高温热水消毒机各项工艺参数，降低消毒成本。

4 结 论

基质高温热水消毒处理提高基质pH值(定植期略低pH值为6.1，开花期、结果期、拉秧期pH值均在7.5～7.7)，降低EC值(较对照降低20%)，提高了土壤有机质含量，与对照CK相比提高了42.1%，热水处理可显著改变基质理化性质，恢复基质功能。对基质进行高温热水消毒处理对番茄青枯病的发病具有明显的控制作用，发病较对照晚6～8 d，定植22 d时病情指数仅约为13% ，防治效果达到72.7%，因此，高温热水处理能显著地降低番茄青枯病的发生，延缓发病时间，达到防治番茄青枯病效果。在一定的基质酸性范围内(pH值5.0～6.5)番茄青枯病发病时间与基质pH值呈负相关，病情指数与基质pH值和有机质含量呈正相关，在酸性条件下发病时间早，随着pH 的升高病情减轻。病情指数则随着基质有机质含量的升高，有下降的趋势。

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Fund project:Supported by "12th Five-Year" major projects of Xinjiang Uygur Autonomous Region (201130104) and earmark funds for public welfare industry in China (agriculture) (201203002)

Effects of Matrix High Temperature Hot Water Disinfection on the Growth and Control and Treatment of Bacterial wilt of Tomato in Greenhouses

ZHANG Cai-hong1, YU Xiu-zhen1, JIANG Lu-yan2, MA Yan2, MA Cai-wen1

(1. Research Institute of Agricultural Mechanization, Xinjiang Academy of Agricultural Sicences, Urumqi,830091,China2.ScientificObservingandExperimentalStationofForestFruit,CottonandFacilityAgriculturalEquipmentinXinjiang,MinistryofAgriculture,Urumqi, 830091,China)

【Objective】 This experiment aims to study the effect of matrix high temperature hot water disinfection on the tomato growth and bacterial wilt control and treatment in greenhouses based on the matrix (soil) hot water disinfection machine (coal type). 【Method】Determination of the matrix physical and chemical properties, the disease indexes of bacterial wilt, the characteristics of tomato growth in different periods, yield and fruit quality in each treatment after the disinfection of high temperature hot water. And all related factors went through comparative analysis.【Result】The disinfection of high temperature hot water made the substrate temperature at 20 cm over 50 ℃ for 4 to 6 hours continuously could restore the function of the matrix, reduce bacterial wilt harm, promote tomato growth, thus increasing the yield.【Conclusion】The matrix of high temperature hot water disinfection can effectively prevent and control the occurrence of vege
Table bacterial wilt and promote the growth of tomato.

high temperature hot water; disinfection; matrix; gobi solar greenhouse; tomato growth；bacterial wilt control

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.08.016

2016-

新疆维吾尔自治区“十二五”重大专项(201130104)，公益性行业(农业)科研专项经费项目(201203002)

张彩虹(1981-)，女，甘肃张掖人，助理研究员，硕士，研究方向为蔬菜栽培与生理，(E-mail)rainbowking1125@sina.com

马彩雯(1965-)，女，天津人，研究员，硕士，研究方向为设施农业综合技术，(E-mail)xjmcw2010@sina.com

S436.41

A

1001-4330(2016)08-1481-06