简析不同处理方式对茄子连作障碍缓解效果

2021-11-12刘如魁

中国农业文摘-农业工程 2021年6期

刘如魁

(山西省大同市农业农村局，山西大同 037000)

茄子属于茄科茄属，在我国广泛种植，含有丰富的蛋白质、氨基酸和维生素等营养成分，是我国主要的栽培蔬菜之一[1]。随着生活质量的提高，对茄子的需求逐渐增加，为满足市场需求，增加茄子产量，茄子连作现象频发，由于长期单一种植，导致严重的连作障碍，土壤元素向两极变化，供作物吸收的养分不足，土壤质量下降，长期连作还会使土壤积累盐分，影响植物细胞渗透平衡，导致养分运输和水分吸收受阻，病虫害加重，产量降低和品质变劣等问题[2]。王芳、王敬国研究表明，茄子连作导致干物质积累量下降、根结线虫危害加重、出苗率降低[3]。王梦怡研究表明，茄子连作第3年时土壤中蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性降低，叶片中丙二醛（MDA）含量增高，超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性低于对照，长势减弱，同时茄子产量降低，出现一系列连作障碍问题[4]。

大量研究表明，土壤改良、增强植株抗性是减轻连作障碍的基本思路。近年来连作障碍治理新方法不断增加，曲成闯等研究表明，生物有机肥可改善黄瓜连作过程中土壤理化性质变劣的现象，提高土壤酶活性和黄瓜产量，从而减缓黄瓜连作障碍的发生[5]。吕海龙等研究表明，在连作栽培条件下，硅肥可以改善土壤微生物区系，延缓土壤微生态结构的转变，提高土壤酶活性，进而缓解设施茄子连作障碍[6]。何志刚等研究表明，高温闷棚处理番茄株高、叶绿素含量、光合速率明显高于对照，产量增加38.99%[7]。前人关于缓解连作障碍做了大量研究，但是有关各种处理措施研究的比较少，因此，开展不同处理方式对茄子连作障碍缓解效果研究，筛选最佳处理方式，为提高茄子品质和产量提供理论参考。

1 材料方法

1.1 试验地概况

试验于2020年1月-2020年6月在天镇县蔬菜温室内进行，该温室多年生产蔬菜，上茬作物为茄子，土壤基础养分含量分别为，有机质（OM）11.87g/kg，碱解氮（N）87.57mg/kg，有效磷（P）18.46mg/kg，速效钾（K）121.63mg/kg，pH值为7.8。

1.2 试验设计

试验采用完全随机试验设计，设5个处理，分别为对照（CK）、增施有机肥（T1）、增施硅肥（T2）、高温闷棚（T3）和高温闷棚配施微生物有机（T4）。CK每亩施入腐熟有机肥600kg、磷肥15kg作基肥，钾肥8kg与尿素40kg作追肥，分别于门茄期和对茄期施入，每次50%；T1处理在对照基础上每亩增施有机肥500kg；T2处理在对照基础上每亩增施硅肥5kg；T3处理在对照基础上进行高温闷棚，具体方法是在上茬收获后，拔除植株残体，深翻土壤25-30cm后，整平地面，把菇渣、猪粪等农家有机肥和石灰氮按15∶1的用料比例（有机肥约1 500kg/667m2，石灰氮约100kg/667m2）充分混合，均匀撒施于土壤表面，进行翻混，起垄覆膜进行密封，灌水至饱和，定植前5d揭膜晾棚。T4处理在对照基础上，高温闷棚后，每亩施微生物有机肥按300kg以基肥的方式一次性施入沟中并覆土。每个处理3次重复，垄长8m，宽1m，垄高15cm，沟宽20cm，每小区4垄。垄上覆膜，每垄种植两行，株行距为50cm×70cm，茄子植株于2020年1月15日定植，茄子生长期间根据土壤墒情适时灌水、锄草等。

1.3 取样方法及测定项目

1.3.1 土壤酶活性的测定

采用五点取样法分别于幼苗期、开花期、盛果期进行各小区土壤样品的采集，采样深度为0-20cm。脲酶采用苯酚-次氯酸钠比色法，中性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法，酚氧化酶和过氧化氢酶采用微孔板吸收光法。

1.3.2 茄子品质的测定

试验于茄子盛果期测定品质。硝酸盐采用紫外吸收法测定，可溶性蛋白质采用考马斯亮蓝G-250法测定，可溶性糖采用蒽酮法测定，维生素C采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定，游离氨基酸含量采用茚三酮比色法测定。

1.3.3 茄子发病情况调查

在田间观测黄萎病发病情况。严重度分级如下，0级：无症状；1级：20%以下叶片有轻微病斑；2级：21%-50%叶片有明显病斑；3级：51%-65%叶片黄化；4级：66%以上叶片黄化萎蔫；5级：66%以上叶片黄化萎蔫并掉落。

病情指数=2（各级病株数×该病级值）/（调查总株数×最高级值）×100

发病率（%）＝发病株树／总株数×100。

1.4 数据分析

所得数据用Excel2010和SPSS24.0进行数据整理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对茄子土壤酶活性的影响

土壤脲酶能够酶促尿素生成氨，可在一定程度上反映土壤的肥力水平。由图1可知，不同处理方式影响茄子土壤脲酶活性，在幼苗期，T1、T2和T4处理显著高于CK，分别高出27.44%、25.77%和37.16%，T3处理和CK没有显著差异；在开花期，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出26.63%、18.11%、23.91%和36.33%，T4处理最高；在盛果期，表现为T4＞T3＞T2＞T1＞CK，处理间差异均显著，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出17.61%、33.68%、52.00%和62.10%。

图1 不同处理方式对茄子土壤脲酶活性的影响

土壤磷酸酶可通过水解磷酸酯，生成正磷酸盐，其活性的高低直接影响土壤有机磷的分解和转化。由图2可知，幼苗期各处理磷酸酶活性均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出12.26%、13.80%、9.74%和16.49%，处理间差异不显著；在开花期，各处理均显著高于CK，表现为T4＞T1＞T3＞T2＞CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出22.24%、7.08%、12.81%和27.79%；在盛果期，T4处理显著高于CK，高出28.75%，其他处理和CK没有显著差异。

图2 不同处理方式对茄子土壤磷酸酶活性的影响

土壤多酚氧化酶能促使土壤中酚类物质氧化分解生成醌，是腐殖酸合成过程中重要的氧化酶。由图3可知，在幼苗期，各处理土壤酚氧化酶活性均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出13.79%、4.94%、9.83%和27.30%，T4处理最高；在开花期，T1和T4处理显著高于CK，分别高出26.77%和20.56%，其他处理和CK没有显著差异，T1处理最高；在盛果期，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出13.76%、28.15%、9.97%和26.17%，T2处理最高。

图3 不同处理方式对茄子土壤酚氧化酶活性的影响

土壤过氧化氢酶能酶促过氧化氢生成氧气和水，是参与腐殖酸合成的氧化酶之一。由图4可知，在幼苗期，各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出3.05%、16.97%、6.91%和16.75%，T2处理最高；在开花期，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出14.23%、15.00%、13.68%和24.57%，T4处理最高；在盛果期，T1和T4处理显著高于CK，分别高出11.83%和17.71%。

图4 不同处理方式对茄子土壤过氧化物酶活性的影响

2.2 不同处理方式对茄子品质的影响

茄子品质能够反映营养价值，也能够反映植株生长环境的好坏。由表1可知，各处理可溶性糖含量均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出55.87%、31.05%、47.28%和55.53%；可溶性蛋白含量各处理均显著高于CK，T4处理最高；硝酸盐含量表现为CK＞T1＞T3＞T4＞T2，各处理均显著低于CK；维生素C含量各处理均显著高于CK，T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出7.20%、31.85%、18.66%和30.65%，T2处理最高；游离氨基酸含量T1、T2、T3和T4处理分别比CK高出4.68%、11.11%、7.44%和14.16%。

表1 不同有机肥对茄子品质的影响

2.3 不同处理方式对茄子产量、病情指数及发病率的影响

由表2能够看出，使用各处理茄子产量均显著高于CK，T1、T2、T3和T4分别比CK高出62.18%、44.06%、42.16%和71.85%，T4处理最高；病情指数表现为CK＞T2＞T3＞T1＞T4，各处理差异均显著，发病率变化趋势和病情指数相似，T4处理最低。

表2 不同有机肥对茄子产量、病情指数及发病率的影响

3 讨论

茄子连作不仅造成土壤养分失调、理化性质变差、土壤生物活性物质减少，还导致茄子植株生长发育受到抑制，产量和品质下降，严重制约了茄子生产[8]。土壤酶是土壤系统的重要组成部分，主要是植物根系及残体、土壤动物及其遗骸和微生物所分泌的酶，土壤酶系统被认为是土壤中最活跃的部分[9]，能够催化土壤中物质分解，推动土壤物质转化，促进土壤养分循环[10]。本研究结果表明，各处理能够显著提高土壤脲酶、磷酸酶、酚氧化酶和过氧化物酶活性，高温闷棚配施微生物有机处理酶活性最高，一方面，可能是由于施加微生物有机肥在某种意义上，起到“加酶”的作用，另一方面，可能是微生物有机肥含有丰富的有机质，腐解的有机肥料既是微生物的营养源，也是土壤酶良好基质，从而提高土壤酶活性。

连作通常会影响植株正常的物质吸收和代谢，导致干物质合成运输受到抑制，从而影响植株生长发育，降低作物产量，影响作物品质[11]。本研究结果表明，各处理可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C和游离氨基酸含量显著提高，硝酸盐含量显著降低，可能是由于各处理减少了土壤有害物质的积累，改善土壤结构，促进养分在果实中的运输，从而有利于物质转化，提高茄子品质。本研究中，增施有机肥、增施硅肥、高温闷棚和高温闷棚配施微生物有机使病情指数和发病率均显著降低，一方面是促进植株生长，提高了植株抗病能力；另一方面，各处理能够在一定程度上改善土壤理化特性、增加土壤生物活性，从而降低土壤病虫害的传播。高温闷棚配施微生物有机处理品质最高，病虫害病情指数和发病率最低。