水肥藥一體化對西瓜生長發育和果實品質的影響

古斌權，李林章，邢乃林，嚴蕾艷，付玉婧，王毓洪，黃蕓萍

(寧波市農業科學研究院，浙江 寧波 315040)

西瓜是葫蘆科一年生蔓生經濟作物，是全球十大水果之一，在全球廣泛種植。我國的西瓜種植面積和產量均居世界第一位。2017年，我國西瓜種植面積達186萬hm2，占全球的53.48%。由于連作障礙問題，枯萎病等根部病害已成為限制西瓜產業發展的重要因素。隨著西瓜設施栽培面積的不斷擴大，病蟲害對西瓜的危害日益增大。同時，西瓜生產中常需施用大量的化肥。農藥和化肥的過量使用，不僅破壞生態環境，而且影響西瓜的食用安全。此外，農業生產中大水漫灌的生產方式不僅浪費水資源，而且會沖淋掉大量的養分，影響土壤結構和肥料利用，進而影響作物產量和品質[1]。因此，水肥藥的合理利用對西瓜綠色安全生產來說十分必要。

水肥一體化技術在作物生產中已經得到了廣泛的研究和應用。侯東穎等[2]綜合考慮西瓜產量、品質、水分利用效率，以及水肥交互作用和環境保護等因素，發現中等水肥量為西瓜膜下滴灌栽培模式的最優水肥配比。研究證實，利用水肥一體化技術可提高作物的產量和品質，同時提高水肥利用率[3-5]。對于西瓜枯萎病和根腐病，傳統藥劑采用澆根方式，不但利用率低，而且費工費時。水肥藥一體化可有效控制環境濕度，減少藥物揮發，增強用藥效果[6]，但在西瓜上還未見針對性研究的報道。

針對以上問題，本研究基于西瓜枯萎病和根腐病相關藥劑、西瓜專用水溶性肥料，設計藥肥組合，篩選出適宜的藥肥組合，并通過水肥藥一體化設備，研究水肥藥組合對西瓜長勢、產量和品質的影響，以期為水肥藥一體化技術在西瓜生產中的應用推廣提供借鑒與參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試西瓜品種為早佳8424。供試藥劑包括：80億mL-1地衣芽孢桿菌，15%絡氨銅，50%惡霉靈。供試肥料為以色列海法公司生產的系列水溶肥，包括均衡型(N 15%、P2O515%、K2O 15%)、高鉀型(N 16%、P2O58%、K2O 34%)、低磷高鉀型(N 13%、P2O55%、K2O 42%)。枯萎病菌系從西瓜枯萎病株上分離獲得的16PKW165、ZDXKW，根腐病菌系從西瓜根腐病株上分離獲得的B15、HZGF，在PDA培養基上斜面4 ℃保存備用。

1.2 方法

基于3種供試藥劑、3種肥料，及其藥肥組合設置，按以下處理濃度配制PDA培養基：處理1，50%惡霉靈3.33 mg·L-1；處理2，均衡型水溶肥33.33 mg·L-1；處理3，均衡型水溶肥33.33 mg·L-1+50%惡霉靈3.33 mg·L-1；處理4，高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1+50%惡霉靈3.33 mg·L-1；處理5，低磷高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1+50%惡霉靈3.33 mg·L-1；處理6，80億mL-1地衣芽孢桿菌7.33 μL·L-1；處理7，高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1；處理8，均衡型水溶肥33.33 mg·L-1+80億mL-1地衣芽孢桿菌7.33 μL·L-1；處理9，高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1+80億mL-1地衣芽孢桿菌7.33 μL·L-1；處理10，低磷高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1+80億mL-1地衣芽孢桿菌7.33 μL·L-1；處理11，15%絡氨銅7.33 μL·L-1；處理12，低磷高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1；處理13，均衡型水溶肥33.33 mg·L-1+15%絡氨銅7.33 μL·L-1；處理14，高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1+15%絡氨銅7.33 μL·L-1；處理15，低磷高鉀型水溶肥66.67 mg·L-1+15%絡氨銅7.33 μL·L-1。

以清水為對照，采用菌絲生長速率抑制法測定不同處理對枯萎病菌和根腐病菌的抑制率。無菌操作條件下，將配制好的含供試藥劑的PDA培養基充分混勻后，倒入直徑為9 cm的培養皿中，制成系列平板(以加清水的PDA培養基為對照)。待培養基完全凝固后，將培養好的病原菌用打孔器打成菌餅(直徑5 mm)，自菌落邊緣挑起菌餅，分別轉接到不同處理濃度的培養基上，每處理3皿，重復3次。放入人工氣候箱，在25 ℃培養。根據對照皿中菌絲的生長情況，待對照皿長滿菌絲時調查各處理菌絲的生長情況，用數顯游標卡尺十字交叉測量各處理的菌落擴展直徑，計算抑菌率(I)。

式中d1和d2分別為對照與處理的菌落直徑。

田間試驗于2018年春季在寧波市農業科學研究院高新農業技術實驗園區的塑料大棚內進行。試驗大棚前茬作物為南瓜。不同處理的田間管理措施同常規西瓜生產，基肥為有機肥(雞糞)300 kg。藥劑選用篩選出的最佳藥劑50%惡霉靈。田間設3個處理，每個處理設苗期、伸蔓期、坐果期、膨瓜期等4個處理時期。處理A為肥水組合：苗期，667 m2施用均衡型水溶肥2.5 kg兌水3 000 kg；伸蔓期，667 m2施用均衡型水溶肥5 kg兌水3 000 kg；坐果期，667 m2施用高鉀型水溶肥10 kg兌水3 000 kg；膨瓜期，667 m2施用低磷高鉀型水溶肥10 kg兌水3 000 kg。處理B為藥水組合：分別于苗期、伸蔓期、坐果期和膨瓜期，50%惡霉靈150 g兌水225 kg，每株灌根0.5 kg。處理C為水肥藥組合：苗期，667 m2施用50%惡霉靈150 g、均衡型水溶肥2.5 kg兌水3 000 kg；伸蔓期，667 m2施用50%惡霉靈150 g、均衡型水溶肥5 kg兌水3 000 kg；坐果期，667 m2施用50%惡霉靈150 g、高鉀型水溶肥10 kg兌水3 000 kg；膨瓜期，50%惡霉靈150 g、低磷高鉀型水溶肥10 kg兌水3 000 kg。處理D為清水對照(CK)，苗期、伸蔓期、坐果期、膨瓜期667 m2均施用清水3 000 kg。每個處理設3次重復，每重復10株，隨機區組設計。

分別于苗期和成熟期調查各處理的枯萎病和根腐病總發病率。于伸蔓期考查植株蔓長(cm)、莖粗(cm)和第10片葉的長、寬(cm)，每項指標測量10株取平均值作為一個重復。西瓜成熟后，每個重復取相對一致的8個果實，考查單果重(kg)、果長(cm)、果寬(cm)、果皮厚度(cm)、中心糖度、邊緣糖度。果肉糖度利用日本愛拓ATAGO PR-32 α測定。

2 結果與分析

抑菌試驗結果(圖1、圖2)顯示，3種藥劑中，50%惡霉靈對枯萎病菌和根腐病菌的綜合抑制效果最好，對2種枯萎病菌的抑制率可達73.8%以上，對2種根腐病的抑制率也有47.9%以上；3種肥料中，均衡性和高鉀型水溶肥對枯萎病菌和根腐病菌均有一定的抑制效果，而低磷高鉀型水溶肥僅對根腐病菌有一定的抑制效果，對枯萎病菌則無抑菌效果。50%惡霉靈與3種水溶性肥料相組合后，對枯萎病菌和根腐病菌的抑制效果優于單用肥料而小于單用藥劑。所有藥、肥組合中，以50%惡霉靈與低磷高鉀型組合的抑菌效果最好，對枯萎病菌和根腐病菌的抑制效果分別在46.3%和32.3%以上。

圖1 不同處理對根腐病菌的抑制率

圖2 不同處理對枯萎病菌的抑制率

田間試驗結果顯示，水肥藥組合(處理C)在各項指標上均顯著高于CK(圖3、圖4)。與肥水組合(處理A)或藥水組合(處理B)相比，水肥藥組合在伸蔓期的蔓長、莖粗、第10片葉寬，以及成熟期的西瓜單果重、果長、果寬、果皮厚度和邊緣糖度上均顯著更高；與藥水組合(處理B)相比，水肥藥組合在成熟期的西瓜單果重、果皮厚度和邊緣糖度上均顯著更高。肥水組合與藥水組合相比，兩者僅在伸蔓期的莖粗上有顯著差異。

柱上無相同字母的同一指標下不同表示處理間差異顯著(P<0.05)。圖4同。圖3 不同處理對伸蔓期蔓長、莖粗和第10片葉長、寬的影響

圖4 不同處理對成熟期西瓜果實性狀的影響

從枯萎病和根腐病總發病率(圖5)上來看，無論是苗期、成熟期，還是總體，均以水肥藥組合最低，藥水組合次之，CK最高。

圖5 不同處理對西瓜枯萎病和根腐病總發病率的影響

3 討論

水肥藥一體化技術是現代農業生產中最重要的一項綜合管理技術，在節水省工、減肥減藥方面效果顯著，對農業提質增效、鄉村發展振興具有重要作用。本研究顯示，合適的水肥藥一體化技術，不僅降低了西瓜病害發生率，同時改善了西瓜的長勢和品質。整體來看，水肥藥一體化較水肥或水藥一體化在西瓜單果重、邊緣糖度，以及病害發生方面

效果更優。梁兵等[7]對煙草根結線蟲的研究同樣發現，肥料與農藥之間存在協同作用。張璐等[8]發現，引入拮抗菌減少枯萎病的發生，可促進黃瓜生長發育；陸萍等[9]使用生防菌劑，減少了病害的發生，進而提高了哈密瓜的果重和品質。

本研究中，地衣芽孢桿菌、絡氨銅和低磷高鉀肥料僅對根腐病菌表現出抑制作用，而其余肥料和藥劑對枯萎病菌和根腐病菌均表現出一定的抑制作用。藥肥組合對2種病菌的抑制效果與單用肥料或單用藥劑的效果并不完全一致，具體原因尚須進一步探索。另外要指出的是，本研究只是對在西瓜上開展水肥藥一體化生產的一個初步嘗試，若要在生產上推廣應用，相關研究還須進一步細化深入。