施用氰氨化钙对连作西瓜生长和产量的影响
王志伟 朱菲莹 谭华 李涵 周文 戴思慧
摘 要：为了探究氰氨化钙对连作西瓜生长的影响，以早佳8424为材料，在连作5年的钢架大棚，研究不同剂量氰氨化钙（CK：0 g·m-2;T1：60 g·m-2;T2：120 g·m-2;T3：180 g·m-2）对连作西瓜植株生长指标、果实性状和产量、枯萎病发病率等的影响。在西瓜连作土壤中添加适量的氰氨化钙能够显著促进西瓜的生长发育，降低枯萎病发病率，提高连作西瓜的产量。T2处理提高不同时期西瓜植株的茎粗、主蔓长、叶片的SPAD值，显著提高西瓜植株的鲜质量和干质量，枯萎病发病率仅为5.79%，比CK增产67.07%，西瓜整个生育期的生长性状及产量表现为最佳，对西瓜枯萎病防控效果最好。
关键词：西瓜;氰氨化钙;连作障碍;生长;产量
中图分类号：S651 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）05-036-05
Effect of calcium cyanamide on growth and yield of watermelon
WANG Zhiwei1，2， ZHU Feiying1， TAN Hua1， LI Han1， ZHOU Wen1， DAI Sihui2
（1.Hunan Academy of Agricultural Sciences， Changsha 410125， Hunan， China; 2. College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）
Abstract：In order to study the effect of calcium cyanamide on the growth of continuous cropping watermelon， Zaojia 8424 was used as material， and four treatments were adopted in greenhouse：
control treatment （without calcium cyanamide， CK）， low concentration calcium cyanamide 60 g·m-2（T1）; medium concentration of calcium cyanamide 120 g·m-2（T2）; high concentration calcium cyanamide180 g·m-2（T3）. The effects of different dosage of calcium cyanamide on the growth index， fruit characters， yield and incidence of Fusarium wilt of continuous cropping watermelon were studied under the treatment of calcium cyanamide. The results showed that adding suitable amount of calcium cyanamide to the soil of watermelon continuous cropping could significantly promote the growth and development of watermelon， reduce the incidence of Fusarium wilt and increase the yield of watermelon continuous cropping. The stem diameter， main stem length and leaf Spad value of watermelon plants at different stages were increased by T2 treatment， and the fresh weight and dry weight of watermelon plants were significantly increased. The incidence of Fusarium wilt in T2 treatment was only 5.79%， the output of T2 was 67.07% higher than CK. The results of this study provide a theoretical guidance for alleviating the obstacles of continuous cropping of watermelon in greenhouse.
Key words：
Watermelon; CaCN2; Continuous cropping obstacles; Growth; Yield
西瓜是湖南省重要的經济作物，2017年湖南省西瓜播种面积11万hm2，位居全国第四。随着设施种植年限的增加，连作造成了土壤中各类病原微生物的大量累积，导致瓜类枯萎病等土传病害发生严重，可使西瓜减产15%～85%，严重制约西瓜产业的持续发展[1]。土壤消毒是防治土传病害的重要方式。大量研究表明，溴甲烷、二氯丙烯、三氯硝基甲烷、威百亩等土壤熏蒸剂可以有效防控作物土传病害的发生，但对环境及人畜有害，先后被国内外禁止在生产中使用[2]，因此筛选绿色、安全、有效的防治西瓜连作障碍的土壤处理剂迫在眉睫。氰氨化钙（英文名calcium cyanamide，分子式CaCN2），又称石灰氮或碳氮化钙，是目前生产中含钙量最高的氮肥，被登记为黄瓜、番茄防治根结线虫的药剂。其有效成分分解完全，利用率高，使用效果好，适合中国农户安全使用，颗粒直径在1.5～2.2 mm之间，可以在运输和使用过程中最大限度地降低粉尘污染，对人和作物更安全。氰氨化钙在土壤中分解过程较长，与水反应生成氢氧化钙和氰氨，氰氨进一步水解形成尿素，尿素水解形成铵态氮，直接供作物吸收利用。在碱性土壤中，氰氨水解速度放缓，有利于氰氨聚合形成双氰氨，对土壤中微生物及昆虫有很强的杀灭和驱避作用，但对鱼类和蜜蜂无毒害作用，在土壤中无残留，属于环境友好型消毒剂。氰氨化钙对尖孢镰刀菌引起的黄瓜[3]、草莓[4]、香蕉[5]等多种园艺作物枯萎病的防治效果明显，同时对十字花科根肿病的防治效果得到了国内外专家学者的证实[6]，防治蔬菜土传病害[7]和黄瓜根腐病[8]的效果显著。此外氰氨化钙有中和酸性土壤、为作物提供长效氮肥、减少土壤中铵态氮的淋溶、降低硝酸盐在土壤及植物中的累积等作用[7]，是理想的土壤改良剂。但目前关于氰氨化钙应用于西瓜栽培的报道较少，因此笔者以早佳8424为材料，研究3个不同剂量的氰氨化钙处理对连作5年的西瓜大棚西瓜植株生长、枯萎病发生率、产量和品质的影响，试图在不采用嫁接栽培的前提下缓解大棚西瓜连作障碍，为实现西瓜持续发展提供理论支持。
1 材料与方法
1.1 材料
供试西瓜的品种为早佳8424，由新疆农人种子科技有限责任公司提供。
供试土壤：湖南省农业科学院高桥试验基地，试验田地势平坦、肥力均匀，已连续5年种植西瓜，土壤基本理化性质为水解性氮（w，后同 ）107 mg·kg-1、有效磷616.8 mg·kg-1、速效钾462 mg·kg-1、有机质36.77 g·kg-1、土壤pH值6.8。
供试的氰氨化钙（CaCN2）购于宁夏大荣实业有限公司衡阳分公司，质量分数在50%以上，其他成分为氧化钙和碳素等。
1.2 试验设计
试验于2019年2—7月在湖南省农业科学院高桥试验基地进行，采用（长30 m，宽6 m）钢架大棚种植，采用随机区组设计，每小区面积90 m2，株距60 cm，行距2.5 m，每小区种植50株，3次重复。于2月25日在连栋大棚采用50孔穴盘基质育苗，4月1日2叶1心时移栽定植。在西瓜定植前，先将氰氨化钙按照对照处理（不添加氰氨化钙的连作土，CK），低剂量氰氨化钙处理60 g·m-2（T1），中剂量氰氨化钙处理120 g·m-2（T2），高剂量氰氨化钙处理180 g·m-2（T3），均匀撒施于连作土中再整地作畦，防止局部土壤过碱或未施到。西瓜定植后进行常规管理，试验期间不喷洒任何防治枯萎病的药剂，铺防草布防草。
1.3 测定项目和方法
1.3.1 生长指标 分别于西瓜定植后的15 d（伸蔓期）、30 d（开花期）、60 d（果实成熟期），对不同处理西瓜植株的主蔓长、茎粗和叶绿素含量等指标进行采样测定。主蔓长（cm）利用卷尺测定;茎粗（mm）利用游标卡尺测定西瓜主蔓距地面5 cm处;叶片叶绿素的 SPAD 值用SPAD-502测定主蔓生长点以下第一片成熟叶;生物量（g）利用百分之一电子天平测定各处理西瓜植株的鲜质量，105 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒质量，称取植株干质量。
1.3.2 果实性状及产量 待西瓜收获后，每个处理随机选取5个西瓜果实，采用电子天平称质量，测量果实纵径、横径、皮厚、中心和边部可溶性固形物含量，小区产量采用实收测产的方式测量。
1.3.3 西瓜枯萎病发病率 在西瓜果实成熟期统计不同处理西瓜枯萎病发病株数，按照公式计算发病率。发病率/%=染病株数/调查总株数×100。
1.4 数据处理
采用 Microsoft Excel 2017和SPSS 17.0进行数据整理和分析，差异性检验采用 Duncan 法。
2 结果与分析
2.1 不同剂量氰氨化钙对连作西瓜生长的影响
连作土壤中添加氰氨化钙后，可明显促进西瓜植株的生长，不同剂量和不同生育期的差异较大。由图1可以看出，不同剂量氰氨化钙处理的西瓜茎粗和CK间存在明显差异，其中T1处理各个时期均与CK无显著性差异，T2处理茎粗在定植15、30和60 d时均显著高于对照，T3处理在定植15 d时与CK存在显著差异，其他时期差异不显著。不同剂量氰氨化鈣处理对西瓜主蔓长的影响较大，其中定植15 d时各处理的主蔓长与CK差异不显著;定植30 d时T1和T2处理的主蔓长显著高于CK，T3处理主蔓较CK有所增加，但差异未达到显著水平;定植60 d时各处理的主蔓长显著高于CK，以T2处理的最长，为320 cm。
叶绿素是植物细胞内参与光合作用的重要色素，其含量的高低可以直接反映出植株光合作用的强弱。从图1中可以看出，施用不同剂量氰氨化钙后增加了西瓜叶片不同时期叶片的SPAD值，其中T2处理与CK差异达到了显著水平，定植15、30、60 d分别比CK提高了18.38%、22.89%和19.11%。T1和T3处理各时期叶片的SPAD值均较CK有所提高，但差异未达到显著水平。
2.2 不同剂量氰氨化钙对连作西瓜植株鲜质量和干质量的影响
单株鲜质量和干质量是西瓜产量形成的物质基础，由图2可知，施用氰氨化钙在不同程度上影响了西瓜植株的鲜质量和干质量。定植15 d时西瓜植株的鲜质量不同处理间存在差异，其中T2处理西瓜植株的鲜质量最高，与T3处理相比差异达到显著水平，与T1和CK相比有所增加，但未达到显著水平;随着定植时间的延长，西瓜植株的鲜质量也呈增加的趋势，定植30 d时T2处理西瓜植株的鲜质量显著高于T3和CK;定植60 d时，各处理西瓜植株的鲜质量迅速显著增加，其中T2处理的鲜质量显著高于T3处理，但与T1和CK的差异未达到显著水平。不同剂量氰氨化钙处理对西瓜植株干质量的影响与鲜质量存在一样的规律，定植30 d时各处理与CK有差异，但未达到显著水平;定植60 d时，T2处理的干质量显著高于CK和T3处理。
2.3 不同剂量氰氨化钙对连作西瓜果实性状和产量的影响
由表1可以看出，氰氨化钙各处理对西瓜果实的单瓜质量的影响存在差别，其中T1和T3处理的单瓜质量低于CK，T2处理的单瓜质量高于CK，但差异均未达到显著水平。对西瓜果实的纵径和横径的影响，氰氨化钙各处理之间的差异也未达到显著水平。T2处理增加了西瓜果实的中心可溶性固形物含量，与CK的差异达到显著水平。氰氨化钙各处理对西瓜果实的边部可溶性固形物含量和果皮厚度的影响较小，未达到显著水平。氰氨化钙各处理的西瓜产量均较CK有所增加，其中T2的增幅最大，比CK显著增产67.07%。
2.4 不同剂量氰氨化钙对连作西瓜枯萎病发病率的影响
由图3可以看出，施用氰氨化钙的处理枯萎病发病率均显著低于CK，不同剂量氰氨化钙处理的西瓜枯萎病发病率也存在显著差异。其中T1处理的西瓜枯萎病发病率为11.61%，T2处理的发病率最低仅为5.79%，T3处理的发病率为17.72%。
3 讨论与结论
随着设施种植年限的增加，设施蔬菜栽培中的连作障碍日益严重，造成蔬菜生长发育不良，降低产量和品质，严重地制约设施蔬菜产业的可持续发展。笔者在连作5年的西瓜大棚土壤中添加不同剂量的氰氨化钙，结果表明处理后对西瓜的生长发育影响较大，其中T2处理对西瓜的茎粗、主蔓长、叶片SPAD值、鲜质量和干质量的促进效果显著。植物的鲜质量直接反映了植株的生长状态，干质量则代表植物干物质的积累，在一定程度上可以反映生物量。植物的生物量是同化产物积累量的直接反映，与产量呈正相关，并随着植物的生长，相关系数也逐渐增大[9]。氰氨化钙作为一种缓释性氮肥，在降解过程中的中间产物氰氨、双氰氨对土壤中硝化细菌产生毒性，抑制硝化作用，减缓铵态氮转化为硝态氮的进程，需要较长时间才可以完全释放出铵态氮。本试验中T2处理的西瓜在定植60 d时，植株的主蔓长、鲜质量、干质量均达到最大值，与其他剂量处理和CK差异达到显著水平。不同剂量氰氨化钙处理对西瓜单瓜质量的影响不显著，各处理都降低了西瓜枯萎病发病率，西瓜成熟时的植株数和可采收果实数量存在显著差异，因此对小区西瓜产量的影响较大，T2处理西瓜产量比CK增产67.07%。
土壤中的真菌多数是致病菌，与土传病害的发生有密切关系。土传病害是连作障碍的主要原因[10]。贲海燕[11]研究发现，施用120 g·m-2的氰氨化钙处理后，土壤微生物群落数量被短暂抑制后迅速恢复并占据优势地位，而茄病镰刀菌等病原菌的增殖能力被削弱，较好地防治了黄瓜根腐病，而高剂量处理对土壤微生物产生巨大冲击不易恢复。本试验结果也表明T3处理中西瓜植株的生长发育情况次于T2处理，而田间枯萎病发病率高于T2处理，原因可能是土壤微生物群落中非致病性菌落受氰氨化钙影响较大，而致病性菌落受到抑制后恢复速度较非致病性菌落快，造成枯萎病发病率升高。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%[8]。本研究中，连作西瓜土壤中添加氰氨化钙可以显著地降低西瓜枯萎病的发生率，不同处理与CK均达到了显著差异水平，以T2处理的发病率最低，仅为5.77%。本研究结果表明，在连作5 a的西瓜园土中施用适量氰氨化钙可以在一定程度上促进连作西瓜生长发育和产量的提高，改善西瓜根际土壤环境，降低西瓜枯萎病的发生率，其中T2处理对西瓜的整个生育期的生长性状及产量表现最佳，对西瓜枯萎病防控效果最好。关于氰氨化钙对西瓜根际微生物群落的影响有待于进一步研究。生产中使用氰氨化钙处理后应添加外源有益微生物群落，以促进西瓜生长和降低枯萎病发生率。
参考文献
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