大叶芥菜作为植物熏蒸材料与主栽作物番茄间作模式探索

梁溪原，梁增文，李金玲，董 甜，吴金锋，杨朝霞

（山东永盛农业发展有限公司，山东 寿光 262700）

番茄是我国设施蔬菜栽培的主要作物之一， 但是随着种植年限的延长，加之化学制品（如化肥、农药、生长调节剂等）的大量投入，致使设施土壤发生明显变化，团粒结构破坏，养分非均衡化，病原微生物积累，土壤功能受到损害，生产能力退化，严重影响番茄栽培的产量、品质和效益；因此，寻找高效并对环境影响小的设施土壤修复方法成为当务之急。根结线虫是北方保护地蔬菜上的主要线虫种类，发生范围广、危害寄主多，随着农业种植结构的调整，保护地蔬菜栽培面积逐年扩大，为根结线虫的发生、发展提供了适宜的环境，使土壤中的根结线虫数量逐年增加、危害逐年加重[1]。生物熏蒸是将含有次生代谢物质硫代葡萄糖苷的十字花科植物通过机械破碎混入土壤，植株体内的硫代葡萄糖苷在芥子酶水解作用下降解为异硫氰酸酯，可抑制或杀死土壤中病菌，抑制土传病害[2]，同时可以改良土壤结构。本试验在不影响番茄正常生长的前提下，创新生物熏蒸植物与主栽作物间作模式，以便获得足够量的生物熏蒸材料，实现生物熏蒸修复土壤连作障碍最佳技术效果，这对于减少化学农药的使用，降低蔬菜农残含量，改良土壤结构，提高果实产量与改善品质具有十分重要的意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试大叶芥菜品种为水东芥菜，由广州乾农农业科技发展有限公司培育。

番茄品种为奥瑞特，由山东永盛农业发展有限公司自主培育。

1.2 试验方法

于2018年在山东永盛农业发展有限公司日光温室内进行番茄栽培，供试日光温室的可栽培面积为1 333.3 m2（2亩），均分为4份，并依次标记为试验田1、试验田2、试验田3和试验田4，按照不同的间作模式（表1）种植番茄与大叶芥菜。

种植方式：在日光温室内做较高的栽培畦，高22.5 cm、宽90 cm，相邻2畦间距140 cm；2018年1月2日在栽培畦中间定植1行番茄（第1茬），株距22.5 cm；在栽培畦正上方离地面1.8 m设置可移动的第1吊架钢丝和第2吊架钢丝，其最大间距与栽培畦的宽度相同；番茄定植后30 d吊蔓；番茄果实采摘前50～60 d移动钢丝架距离（不同间作模式距离不同，表1），通过调整钢丝架距离以达到调整番茄与大叶芥菜间的距离，之后在番茄植株两侧的栽培畦面播种大叶芥菜，播种种距5～8 cm，出苗后加强肥水管理；番茄最后一批果实采摘后（7月中旬），拉秧并移出温室，同时，调整日光温室内温度（不同间作模式温度不同，表1），并停止对大叶芥菜浇水，控水10～12 d；控水结束后，利用旋耕机将大叶芥菜打碎并翻入土壤；灌水后覆盖地膜保温保湿，土壤高温发酵15～20 d，进行土壤生物熏蒸；发酵结束后，日光温室大放风，土壤旋耕，准备定植第2茬番茄；2018年10月5日定植第2茬番茄，进行越冬茬番茄生产。

1.3 测定指标及方法

大叶芥菜出苗后40 d，每个间作模式随机取样进行大叶芥菜测产；实施生物熏蒸土壤前1 d，每个间作模式随机取样检测大叶芥菜植株内硫代葡萄糖苷含量，采用硫酸根离子沉淀法[3]。拉秧前每个间作模式随机取20株番茄连根挖出，用清水洗净后分别对根部的根结进行分级，计算根结指数，根结指数=单株根结数/单株根鲜质量。

表1 番茄与大叶芥菜不同间作模式

2 结果与分析

2.1 大叶芥菜产量及硫代葡萄糖苷含量分析

由表2可知，间作模式1和2的大叶芥菜的每667 m2产量较高，分别为450、440 kg，且与其他间作模式呈显著性差异；间作模式4的大叶芥菜产量最低，仅为270 kg。不同间作模式硫代葡萄糖苷含量由高到低分别为：间作模式1＞间作模式3＞间作模式2＞间作模式4，其中，间作模式1的大叶芥菜中硫代葡萄糖苷含量为67.5 μmol/g，与其他间作模式呈显著性差异。

2.2 番茄根结指数及产量分析

由表3可知，间作模式1—4中第1茬番茄的根结指数分别为24.8、25.1、23.5和22.7，无显著性差异；第2茬番茄根结指数中间作模式1没有根结，与其他间作模式呈显著性差异；间作模式4的根结较严重，根结指数显著大于其他处理，间作模式2与3之间无显著性差异。第2茬番茄每667 m2产量从高到低分别为间作模式1＞间作模式2＞间作模式3＞间作模式4，其中间作模式1产量为12 216.5 kg，与其他间作模式呈显著性差异，较间作模式2、间作模式3、间作模式4分别提高了4.3%、5.0%、43.4%。

3 结论与讨论

目前，土壤的修复技术主要有物理修复技术、化学修复技术、植物修复技术、动物修复技术、微生物修复技术等，但由于设施蔬菜土壤生态系统恶化的潜在性、复杂性，仅运用一种技术很难取得明显的效果[4]。

生物熏蒸是利用来自含有丰富硫代葡萄糖苷的十字花科或菊科的植物通过机械损伤而释放的有毒物质来杀死土壤害虫和病菌的[5]。硫代葡萄糖苷存在于植物液泡中，本身化学性质稳定、无生物活性，只有因害虫侵袭、收获等受到机械损伤而使植物组织遭到损害时，才能与黑芥子酶接触，发生反应[6]，形成各种各样的分解产物，包括恶唑烷硫酮、腈、硫氰酸酯和不同结构的异硫氰酸酯等水解产物，特别是异硫氰酸甲酯，对抑制有害生物有非常好的生物活性，从而可以达到消毒土壤，控制土传病害发生和传播的目的。

生物熏蒸能够通过自身分解的次生代谢产物杀死病原菌，生物熏蒸材料也可以像其他绿肥一样，在土壤中腐烂降解后改善土壤理化性质，促进植物的生长和发育，并且对环境无污染，对作物无药害[7]；但是，目前如何将主栽作物与生物熏蒸材料进行合理的间作还有待进一步探索。

表2 不同间作模式下大叶芥菜产量及硫代葡萄糖苷含量

生物熏蒸对土传病害的抑制效果与生物熏蒸材料内硫代葡萄糖苷含量有直接关系。试验结果证明，相同栽培面积下，不同的间作模式，生物熏蒸材料的产量及其体内的硫代葡萄糖苷含量存在明显差异，缩小番茄吊蔓间的钢丝距离及第1茬番茄拉秧后提高棚内温度，均可以提高大叶芥菜的产量和大叶芥菜中硫代葡萄糖苷含量，相应的第2茬番茄的根结线虫危害也进一步得到抑制，同时番茄产量提高。可见，生物熏蒸在抑制土传病害的同时可以促进植物生长，提高作物产量。间作模式1（既提高棚内温度又缩小吊蔓钢丝距离）创造了番茄与大叶芥菜互作共生的良好环境，在能够得到足量的富含硫代葡萄糖苷生物熏蒸材料的同时，促进番茄生长发育，提高番茄产量，是值得推广的番茄与生物熏蒸材料的间作模式。