氰氨化钙土壤改良作用及其防治蔬菜土传病害效果

来源：SCI期刊网 分类：农业论文 时间：2022-02-11 09:28 热度：

　　摘 要 研究了氰氨化钙日光土壤消毒对土壤 pH、温度及铵态氮含量的影响及其对蔬菜土传病害的防治效果。结果表明，氰氨化钙日光土壤消毒过程中，其分解产物可使土壤 pH 上升 1. 5 ～ 2. 0，铵态氮含量上升 2. 0 mg·kg-1 ，分解产生的热量可使地温升高 1 ～ 3 ℃，土壤消毒时间以 20 ～ 25 d 为宜。田间试验结果表明，氰氨化钙可有效地抑制 0 ～ 20 cm 土层的黄瓜枯萎病菌，抑菌效果随消毒时间增加逐渐增强，消毒处理 5 d，黄瓜枯萎病菌致死率为 23. 6% ～ 31. 1% ，消毒处理 15 d，致死率可达 76. 5% ～ 84. 7% ; 氰氨化钙田间用药量 800 ～ 1200 kg·hm-2 对根结线虫病表现出很好的防治效果，可使蔬菜根结指数降低 60% ～ 90% 。

　　关键词 氰氨化钙; 土壤改良; 土传病害; 根结线虫; 防治效果

　　蔬菜是农业生产的重要组成部分，在世界各地广泛种植。20 世纪 80 年代以来，我国蔬菜产业持续发展，设施蔬菜栽培面积不断扩大，但由于设施内环境适宜，加上连茬种植，生产上又缺乏抗病品种，使得土壤中各类病原微生物大量累积，导致土传病害日益猖獗，许多蔬菜产区因土传病害而大幅减产甚至绝收，已经严重制约了我国蔬菜产业的发展。

　　土壤消毒是防治土传病害的重要方式( 李世东等 ，2011) 。传统的经济作物土传病害标准化控制主要采用种植前溴甲烷土壤熏蒸消毒处理，但该化合物显著消耗大气臭氧层，严重影响地球生态环境和人类健康。根据相关国际公约，发达国家已于 2005 年、发展中国家将于 2015 年全面淘汰禁止使用溴甲烷( Qiao et al. ，2011) ，为此，各国都在寻找安全有效的溴甲烷替代品。目前关于溴甲烷化学替代技术已经登记注册的药品包括 1，3-二氯丙烯( 1，3- D) ( Wang et al. ，2006; Qiao et al. ，2010) 、氯化苦 ( CP) ( Covarelli et al. ，2010) 、含异硫氰酸酯甲酯 ( MITC) 活性成分，如威百亩和棉隆( Giannakou & Karpouzas，2003) 、碘甲烷( Becker et al. ，1998) 、氰氨化钙( Shi et al. ，2009) 及这些药剂混配使用。与此同时，非熏蒸处理如嫁接( Garibaldi et al. ，2008) ，太阳能消毒( Yildiz et al. ，2010) 、生防菌剂( Slusarski & Pietr，2009) 及有机添加物等对于土传病害的防治效果也是可行的。

　　氰氨化钙作为一种高效的土壤消毒剂，可有效地防治芸薹根肿菌( Plasmodiophora brassicae) 引起的十字花科根肿病( Donald et al. ，2004; Tremblay et al. ，2006) ，镰刀菌属( Fusarium spp. ) 引起的黄瓜、甜瓜、草莓、香蕉、仙人掌等多种园艺作物枯萎病 ( Bourbos et al. ，1997; Bletsos，2005; Choi et al. ， 2007; 杜志勇和樊小林，2008) 。此外，氰氨化钙对大丽轮枝菌( Verticillium dahliae) 、立枯丝核菌( Rhizoctonia solani) 、核盘菌( Sclerotinia sclerotiorum) 和根结线虫等常见蔬菜土传病害均有较好的防治效果。

　　氰氨化钙的分解过程较长，在土壤中与水分反应生成氢氧化钙和氰氨，氰氨水解形成尿素，进一步水解形成铵态氮，直接供作物吸收利用; 在碱性土壤中，氰氨水解变慢，此时氰氨更有利于聚合形成双氰氨( 图 1) 。氰氨化钙的消毒作用主要是其在土壤中分解形成有毒物质氰氨和双氰氨对土壤中微生物及昆虫有很强的杀灭和驱避作用，但它对鱼和蜜蜂没有毒性，并且在土壤中没有残留，属于环境友好型消毒剂。此外，氰氨化钙也是理想的土壤改良剂，能有效地中和酸性土壤，为作物提供长效氮肥，减少铵态氮土壤淋溶，降低硝酸盐土壤及植物中累积等作用。

　　目前关于氰氨化钙的研究多集中在防治方面。本研究对氰氨化钙土壤中的分解代谢进行了较深入的研究，并将氰氨化钙与太阳能消毒技术结合，对有机添加物及生防菌剂混合处理防治黄瓜、茄子、番茄等多种蔬菜土传病害进行了综合效果评估，以期为我国设施蔬菜土传病害提供安全、经济、有效的防治措施。

　　1 材料与方法

　　1. 1 供试材料

　　供试药剂氰氨化钙( CaCN2 ) ，含量 50% 以上，其他成分为氧化钙和碳素等，由宁夏大荣实业有限公司提供，50% 多菌灵可湿性粉剂由江苏蓝丰生物化工股份有限公司提供，1. 8% 阿维菌素乳油由深圳诺普信农化股份有限公司提供。供试黄瓜品种为中农 6 号、番茄品种为中杂 4 号、茄子品种为济丰 2 号，从种子市场购买。

　　1. 2 研究方法

　　1. 2. 1 土壤 pH 和铵态氮 选择夏季温度较高的 7—8 月，在中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验温室进行。试验设 2 个处理: 1) 先灌水后施氰氨化钙: 地表先灌水，使土壤湿润后，将氰氨化钙均匀撒施于地表，充分翻耕混匀后覆盖地膜; 2) 先施氰氨化钙后灌水: 先均匀撒施氰氨化钙，进行混翻，土壤和药剂充分混匀后灌水，土壤充分湿润后覆盖地膜。对照不进行任何操作。每个处理选择 2 m×2 m 地块，氰氨化钙施药量为 1000 kg·hm-2 ，土壤耕作层为 25 cm。

　　处理完成后，分别于 1、4、7、10、13、16、19、22、25、28、31、34 d 取样，共 12 次。采用五点随机取样法，采集 0 ～ 20 cm 土层样本，放入塑料袋中充分混匀，自然风干后过 1 mm 筛，存入自封袋，测定土壤 pH 和铵态氮含量。

　　1. 2. 2 温度 在中国农业科学院蔬菜花卉研究所温室进行试验，土壤取自田间土。共设 8 个处理，2 个对照: 1) 氰氨化钙 400 kg·hm-2 +覆膜; 2) 氰氨化钙800 kg·hm-2+覆膜; 3) 氰氨化钙1200 kg·hm-2+ 覆膜; 4) 氰氨化钙 400 kg·hm-2 +稻草 10 t·hm-2 + 覆膜; 5) 氰氨化钙 800 kg·hm-2 +稻草 10 t·hm-2 + 覆膜; 6) 氰氨化钙 1200 kg·hm-2+稻草 10 t·hm-2+ 覆膜; 7) 氰氨化钙 800 kg·hm-2 +覆膜，揭膜后进行阿维菌素 2 mL·m-2 ，1000 倍液撒施; 8) 覆膜处理前只进行阿维菌素 2 mL·m-2 ，1000 倍液撒施; 9) CK1，太阳能消毒处理，不使用任何药剂和未腐熟有机物，只进行覆膜; 10) CK2，曝晒处理，不进行任何操作。

　　将氰氨化钙、稻草、阿维菌素按以上处理与土壤混合均匀，装入 20 cm×20 cm×25 cm 花盆中，覆膜，地温计插入土壤 15 cm 深度，密闭温室，消毒处理 25 d，揭膜晾晒 5 d。然后，翻松土壤播种番茄，每盆 5 株。每个处理 10 盆，即 10 次重复。消毒过程中每天 8: 00、14: 00、17: 00 记录大气温度、棚内气温和土壤温度，定植后 1 个月测定番茄株高。

　　1. 3 黄瓜枯萎病菌杀灭处理

　　2010 年 7 月，在中国农业科学院蔬菜花卉研究所温室进行，采用定点土壤埋菌的方式研究氰氨化钙日光土壤消毒对尖孢镰刀菌的杀灭效果。试验设 3 个处理: 1) 氰氨化钙 800 kg·hm-2 均匀撒施地表，翻耕混匀后，埋入尖孢镰刀菌纱布包，最后覆膜、灌水; 2) 50% 多菌灵可湿性粉剂 90 kg·hm-2 沟施，埋入尖孢镰刀菌纱布包后覆膜; 3) 空白对照无药剂处理，埋入尖孢镰刀菌后覆膜。3 个处理均消毒处理 15 d。每个处理选择 2 m×1. 5 m 地块，2 次重复，共 6 个地块。

　　尖孢镰刀菌纱布包的制备: 将尖孢镰刀菌在麦粒培养基中培养 1 周，期间震动 2 ～ 3 次促其产孢，然后用纱布包住长满尖孢镰刀菌的麦粒 20 颗做成纱布包。

　　各处理均埋入尖孢镰刀菌纱布包，埋入深度分别为10 和20 cm，每个深度6 个纱布包，每个处理共 12 个纱布包。处理过程中，各处理分别在 5、10 和 15 d 取出 2 个深度的纱布包，每个深度每次取 2 包，并采用 Komada( 1975) 选择性培养基对麦粒分离培养 1 周，记录带菌麦粒和无菌麦粒数量，计算氰氨化钙日光土壤消毒对尖孢镰刀菌的抑制率。

　　1. 4 番茄根结线虫病处理

　　选择夏季温度较高的 7、8 月，在中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验温室进行盆栽试验。试验用土取自北京昌平基地番茄根结线虫带菌土，按不同施药量加入氰氨化钙，充分混匀后分装到 20 cm×20 cm×25 cm 花盆中，覆膜，消毒处理 20 d，揭膜，晾晒、敞气 7 d 后定植番茄。氰氨化钙施药量分别为 800、 1000 和 1200 kg·hm-2 ，即 3 个处理，以不用药为空白对照( CK) ，每个处理 5 盆，每盆定植番茄 2 株，每个处理 3 次重复。

　　1. 5 蔬菜根结线虫病处理

　　在北京海军农业新技术培训基地选定日光温室 3 栋，山东寿光选定日光温室 1 栋，这些温室前茬作物根结线虫均发生严重，在适合土壤消毒的 7、8 月进行氰氨化钙日光土壤消毒试验，以明确不同作物根结线虫的防治效果。氰 氨 化 钙 施 药 量 为 1000 kg·hm-2 ，未腐熟有机物为 10 t·hm-2 ，均匀撒于地表，翻耕土壤，使其与土壤充分混合，覆盖地膜后，膜下灌水，使土壤充分湿润，密封地表，封闭温室。消毒处理 25 d 后，揭膜，翻耕，晾晒 5 d，用阿维菌素 1000 倍液喷洒地表，随即翻耕土壤，分别种植黄瓜、茄子、番茄等蔬菜，各温室均设 1 个处理，1 个对照。种植作物拉秧后，依据根结线虫分级标准调查根结线虫危害情况，每个处理随机调查 4 垄( 保护行除外) ，每垄 10 株。

　　1. 6 数据测定

　　土壤 pH 采用电极法测定( 张万儒等，1999) ; 铵态氮含量采用扩散皿法测定( 南京农学院，1991) ; 株高、茎粗均采用游标卡尺测量; 病原菌抑制率、杀菌效果及根结指数公式如下:

　　黄瓜枯萎病菌抑制率( % ) = 1 -( 长菌丝麦粒数/总麦粒数) ×100%

　　根结指数 =[∑( 各级植株数×级数) /( 调查总株数×4) ]×100

　　防治效果( % ) = ( 对照根结指数-处理根结指数) /对照根结指数×100%

　　根据《植病研究方法》根结线虫为害分级标准 ( 方中达，1979) ，对根部为害症状进行调查记录，计算根结指数，具体分级标准如下:

　　0 级: 根部无根结，植株生长良好;

　　Ⅰ级: 根部有少量根结;

　　Ⅱ级: 大部分根上有根结;

　　Ⅲ级: 在虫瘤上有再次根结;

　　Ⅳ级: 根结相互连接成为根结团块。

　　1. 7 数据处理

　　采用 Excel 2003 和 SPSS 16. 0 软件对数据进行统计分析，采用 Duncan 法进行方差分析和多重比较 ( α= 0. 05) 。

　　2 结果与分析

　　2. 1 氰氨化钙日光消毒对土壤 pH 和铵态氮含量的影响

　　氰氨化钙分解过程中产生 Ca ( OH) 2，使土壤 pH 显著升高( 图 2) ，所有处理的初 pH 均在 5. 5 ～ 6. 0。随着时间的延长，对照基本不变，施用氰氨化钙的各处理中，土壤 pH 呈升高趋势。先灌水后施氰氨化钙的处理 pH 从第 7 天( pH = 6. 15) 开始，上升幅度增加，第 22 天上升到 7. 7，随后趋于平稳; 先施氰氨化钙后灌水的处理 pH 上升更加迅速，第 7 天即达到 7. 50，但随后趋于缓慢，第 34 天达到最高为 7. 63。

　　在土壤 pH 增加的同时，铵态氮也随即释放出来，土壤的铵态氮含量在氰氨化钙施入土壤后呈增加趋势( 图 3) 。与对照相比，加入氰氨化钙的处理，前 5 d 铵态氮含量变化不大，且增加速度缓慢，5 ～ 10 d 铵态氮含量急剧升高，第 10 天 2 个处理均达到 3. 13 和 3. 23 mg·kg-1 ，随后趋于平稳。处理 30 d 后，2 个处理铵态氮含量均达到最高分别为 3. 37 和 3. 27 mg·kg-1 ，这与 pH 的变化趋势一致。

　　2. 2 氰氨化钙日光消毒对土壤温度的影响

　　土壤温度是影响氰氨化钙日光土壤消毒效果的重要因素。试验结果表明，覆膜、稻草和氰氨化钙对地温的升高作用明显，所有覆膜处理土壤最高温度、平均温度均高于暴晒处理 6 ～ 10 和 1. 4 ～ 4. 2 ℃ ; 在氰氨化钙覆膜处理中，随着氰氨化钙施用量的增加，土壤最高温度和平均温度均相应升高，增幅在 1 ℃ 左右; 加入稻草的处理温度明显高于其他各处理，其中氰氨化钙( 800 kg·hm-2 ) +稻草+覆膜处理最高温度和平均温度达到了 60 和 39 ℃ ( 表 1) 。

　　氰氨化钙日光土壤消毒后，可明显促进盆栽番茄的生长，从植株长势来看，氰氨化钙+稻草+覆膜处理的植株株高在 19. 45 ～ 21. 43 cm，且差异不显著，显著高 出 氰 氨 化 钙 + 覆膜处理及其他对照处理 2 ～ 6 cm，可见加入有机物质对植株长势具有促进作用; 氰氨化钙+覆膜处理的植株株高为 16. 68 ～ 17. 45 cm，较只覆膜处理的株高高出 1. 43 ～ 2. 20 cm，说明氰氨化钙对植株生长也具有一定的促进效果; 暴晒处理植株长势最差，株高仅为 14. 11 cm( 表 2 ) 。番茄植株茎粗随着株高的不同而有差异，但各处理差异不显著。

　　2. 3 氰氨化钙日光土壤消毒对黄瓜枯萎病菌的防治效果

　　氰氨化钙日光土壤消毒对尖孢镰刀菌具有良好的防治效果，消毒时间越长抑菌效果越明显，且 10 cm 土壤深度的防治效果好于 20 cm 土壤深度。试验结果表明，土壤深度 10 cm 消毒处理 10 d 可以杀灭 80% 以上的尖孢镰刀菌，与对照相比差异显著，致死率分别较对照高出 30. 6% ，较空白对照高出 68. 2% ; 对深层土壤也有较好的防治效果，20 cm 土壤深度消毒处理 15 d 的致死率为 76. 5% ，高出对照药及空白对照 30. 0% 以上( 表 3) 。

　　2. 4 氰氨化钙对温室盆栽番茄根结线虫病的防治效果

　　氰氨化钙结合夏季日光消毒防治番茄根结线虫盆 栽试验表明( 表4) ，在800 ～ 1200 kg·hm-2 剂量施用条件下，氰氨化钙对番茄根结线虫具有较好的防治效果。定植后 30 d 调查，施药量为 1000 kg· hm-2 时，对根结线虫的防治效果可达 75% ，与施药量为 1200 kg·hm-2 的防治效果相比差异不显著; 定植后 60 d，防治效果仍能达到 72% 以上，可见氰氨化钙防治根结线虫病的持效性较好。施药量在 800 kg·hm-2 时的防治效果相对较差，但定植 30 d 的防治效果仍为 50% 以上。

　　2. 5 氰氨化钙对蔬菜根结线虫病的田间防治效果

　　在北京昌平和山东寿光，选择温度最高的 7、8 月，用氰氨化钙+稻草结合太阳能对设施蔬菜温室和大棚进行消毒处理，并且在定植前用阿维菌素 1000 倍液撒施处理土壤，研究表明，在前茬根结线虫严重的情况下，用氰氨化钙土壤消毒处理，可对茄果类及瓜类蔬菜根结线虫病有很好的防治效果。从表 6 可以看出，消毒处理后，拉秧时黄瓜根结指数为 0. 2，茄子根结指数为 0，番茄根结指数为 0. 5，均控制在 1 以下，较对照根结指数降低 60 ～ 90，其防治效果均在 95% 以上。而对照发病严重，拉秧时根结指数在 84. 4 以上( 表 5) 。

　　3 讨 论

　　近年来，农田中大量的投入肥料导致土壤酸化严重，而大部分蔬菜作物适宜生长的土壤 pH 为微酸性至中性。氰氨化钙是一种长效无酸根氮肥，其有效成分 CaO 及中间产物 Ca( OH) 2 能中和酸性土壤，有效地改善土壤酸化问题。研究表明，氰氨化钙休闲期闷棚显著提高土壤 pH，且根际土壤 pH 显著高于 非 根 际 处 理 ( Nyczepir et al. ，1997; Mashela， 2002; 卢树昌等，2011) 。随着氰氨化钙施用量的增加土壤 pH 随之升高，但超过一定剂量后，提高土壤 pH 的效果不明显( 刘昭兵等，2011) 。本试验发现，氰氨化钙土壤消毒处理随着消毒时间延长，pH 逐渐升高，一定天数后趋于稳定，2 处理稳定后 pH 均为 7. 5 左右。其中先灌水再撒施氰氨化钙处理，由于受到土壤水分限制，pH 上升幅度缓慢，22 d 后 pH 趋于稳定; 处理先撒施氰氨化钙再灌水处理的 pH 上升幅度迅速，第 7 天 pH 即达到最高值并趋于稳定，这与朱炳良等( 2001) 研究结果基本一致。——论文作者：贲海燕1，2 崔国庆2 石延霞2 谢学文2 李宝聚2**

文章名称：氰氨化钙土壤改良作用及其防治蔬菜土传病害效果

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