海藻渣对西瓜枯萎病的防治效果及对幼苗生长和生理特性的影响

摘    要：为明确海藻渣对西瓜枯萎病的防治效果及对西瓜幼苗生长和生理特性的影响，采用盆栽法，设置T1（施用1%海藻渣）、T2（施用2%海藻渣）、T3（施用3%海藻渣）、T4（施用4%海藻渣）、T5（施用5%海藻渣）、CK（不施用海藻渣）共6个处理，研究不同用量海藻渣对西瓜枯萎病的防治效果及对西瓜幼苗生长和生理特性的影响。结果表明，与CK相比，施用海藻渣处理的西瓜枯萎病病情指数均显著降低、防治效果均升高，幼苗叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）和叶绿素相对含量（SPAD）值均提高，幼苗株高、茎粗、根长、鲜质量和干质量均显著增加，幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性均显著提高，水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、吲哚乙酸（IAA）含量显著增加，且均以处理T4的效果更佳。综上所述，不同用量海藻渣均对西瓜枯萎病具有良好的防治效果，可以提高西瓜光合作用能力，促进西瓜幼苗的生长，提高西瓜幼苗叶片的抗氧化酶活性和生长类激素含量，且以施用4%海藻渣的效果最好。

关键词：西瓜；海藻渣；枯萎病；防治效果；生长；生理特性

中图分类号：S651 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）02-056-05

Eftects of seaweed residue on watermelon Fusarium wilt， seedling growth and physiological characteristics

HAI Fei1， ZHANG Jiajia1， WANG Suping1， ZHANG Zhigang1， HE Yingyue2

（1.Henan Vocational College of Agriculture， Zhongmu 451450， Henan， China; 2.Henan Yuyi Seed Industry Technology Development Co.， Ltd.， Zhengzhou 450000， Henan， China）

Abstract： In order to clarify the effects of seaweed residue on watermelon Fusarium wilt， growth and physiological characteristics of watermelon seedlings， pot cultivation experiment was conducted with treatments of T1（1% seaweed residue）， T2（2% seaweed residue）， T3（3% seaweed residue）， T4（4% seaweed residue）， T5（5% seaweed residue）， CK（0% seaweed residue）. The results showed that compared with CK， the disease index of Fusarium wilt in treatment with seaweed residue were significantly reduced， and the control effect were increased. Pn， Gs， Ci， Tr  and SPAD value in leaves were increased， plant height， stem diameter， root length， fresh weight and dry weight all increased significantly. The activities of SOD， POD， CAT and PAL in leaves were significantly increased， and the contents of SA， JA and IAA were significantly increased. Treatment T4 was better than others. Therefore， seaweed residues had good control effects on watermelon Fusarium wilt， improved the photosynthesis ability， promoted the growth， improved the antioxidant enzyme activity and growth hormone content of watermelon seedling leaves.

Key words： Watermelon; Seaweed residue; Fusarium wilt; Control effect; Growth; Physiological characteristics

西瓜为世界十大果品之一，被誉为“盛夏之王”，因果肉甘甜多汁、营养丰富而深受消费者喜爱。我国西瓜种植面积和产量常年居世界首位，西瓜产业在提高我国农民收入、促进农村经济方面发挥着重要作用[1]。西瓜枯萎病又称死秧病，是一种常见的西瓜病害，是由西瓜专化型的镰孢属尖孢镰刀菌侵染引发的真菌土传病害，土壤和种子为主要传播媒介，在西瓜各生长期均可侵染，可严重降低西瓜的产量和品质，已成为制约西瓜产业可持续发展的主要因素之一[2]。目前，生产中防治西瓜枯萎病的措施主要有培育抗病品种、砧木嫁接、轮作换茬、喷施化学农药、施用微生物肥料等，但以上措施各具弊端。培育抗病品种是一种理想的方法，但是病原菌容易发生变异，且抗病品种选育周期较长[3]；砧木嫁接是一种有效的方法，但砧木选择不当会降低西瓜的风味和品质[4]；轮作换茬虽然是一种有效的措施，但是会影响到市场和种植户的收益，难以大规模实施[5]；喷施化学农药会使致病菌产生抗药性，同时也会造成环境污染和果实农药残留[6]；施用微生物肥料是一种新兴的防治作物病害的方法，可以通过添加拮抗菌和改善作物土壤的微生物群落来达到防治土传病害的目的，但是微生物肥料品种繁多，施入土壤后的效果差异较大，防治效果有待提高，高效的拮抗菌仍待开发[7]。

海藻渣是海藻加工过程中产生的废弃物，由于海藻的有效营养成分无法被完全提取出来，因此海藻渣中含有蛋白质、甘露醇、海藻酸、氨基酸、果胶和大量矿质元素等丰富的营养成分，目前已在食品、化工、环境等领域得到应用[8]。近年来，海藻渣在对土壤性质和作物生长影响方面的研究有所增多，且其具有改善土壤状况、促进作物增产、提升作物品质等优势和潜质。郝大志等[9]研究指出，质量分数为1%的海藻渣复配微生物菌剂对黄瓜幼苗有显著促生作用；黄莹等[10]研究指出，添加不同比例海藻渣均可以显著提高甜椒叶片的SPAD值，且添加量为8%时植株根系的鲜质量和根冠比均最大，且产量最高。但是目前海藻渣在作物土传病害防治应用方面的研究较少，尤其是对西瓜枯萎病的防治效果尚未见研究报道。因此，笔者以西瓜品种豫艺国豫二号为试验材料，通过盆栽试验，研究不同用量的海藻渣对西瓜枯萎病的防治效果及对幼苗生长和生理特性的影响，以期为西瓜枯萎病的安全和高效防控提供参考，也为海藻渣的资源化利用探索一条新途径。

1 材料与方法

1.1 材料

供试西瓜品种为豫艺国豫二号，由河南豫艺种业科技发展有限公司选育。西瓜枯萎病1号生理小种，由河南省农业科学院植物保护研究所提供。海藻渣为泡叶藻进行活性物质提取后的残渣，原料购自青岛汇福林海洋生物科技有限公司，经过堆沤腐熟风干而成，其化学性质：pH值为7.79，氮（N）含量（w，后同）为22.5 g·kg-1，磷（P）含量为3.4 g·kg-1，钾（K）含量为16.4 g·kg-1，有机质含量为194.5 g·kg-1。育苗基质为V草炭∶V蛭石∶V珍珠岩=2∶1∶1，栽培基质为V土∶V沙∶V蛭石∶V草炭=3∶3∶1∶3，均购自湘晖农业技术开发有限公司。

1.2 病原菌孢子悬浮液的制备

将西瓜枯萎病病原菌放置于PDA培养基表面，置于28 ℃培养箱中培养3 d，将于菌落边缘挑取的菌落放置于PD培养基中，再于28 ℃、200 r·min-1条件下振荡培养7 d，用8层纱布过滤发酵液，获得孢子悬浮液。用血球计数板检测孢子数，并将孢子悬浮液浓度调整为5×106 CFU·mL-1。

1.3 试验设计

试验于2020年3月在河南农业职业学院试验基地智能化温室内进行，采用规格为54 cm×28 cm的穴盘进行育苗。试验设置5个处理，即根据向栽培基质中施用不同质量分数的海藻渣，T1：加入海藻渣10 g·kg-1，即施用1%海藻渣；T2：加入海藻渣20 g·kg-1，即施用2%海藻渣；T3：加入海藻渣30 g·kg-1，即施用3%海藻渣；T4：加入海藻渣40 g·kg-1，即施用4%海藻渣；T5：加入海藻渣50 g·kg-1，即施用5%海藻渣；CK：不施用海藻渣，混匀备用。待西瓜幼苗长出3叶1心时，选取大小和长势均较为一致的幼苗进行盆栽定植。花盆选用15 cm×25 cm规格，每盆施用栽培基质3.0 kg，每盆定植1株，缓苗6 d。待缓苗结束后，参照耿丽华等[11]的方法进行病原菌接种，每盆注入1 mL 5×106 CFU·mL-1 的孢子悬浮液。各处理均为30株幼苗，3次重复，随机区组设计。试验期间采用常规水肥管理和病虫害防治，不使用药剂防治枯萎病。

1.4 指标测定

1.4.1 抗病性指标 于接种后10 d开始调查统计西瓜枯萎病的发生情况，每3 d统计1次，共统计5次。参照Chu等[12]的方法，将西瓜枯萎病分为5个级别：0级，植株正常生长；1级，植株叶部萎蔫面积不超过总面积的1/4；2级，植株叶部萎蔫面积不超过总面积的1/2；3级，植株叶部萎蔫面积不超过总面积的3/4；4级，植株萎蔫死亡。参照宗兆锋等[13]的方法计算出枯萎病病情指数、防治效果，公式如下：

枯萎病病情指数=∑（病级×该病级相应的病株数）/（最高病级数×调查总株数）×100；              （1）

防治效果/%=（对照处理病情指数-不同处理病情指数）/对照处理病情指数×100。                  （2）

1.4.2 幼苗生长、生理指标 接种后20 d测定西瓜幼苗的生长指标和生理指标，各处理按随机取样法选取西瓜植株5株，各指标均重复测定3次，取平均值。用直尺测定幼苗的株高和根长；用游标卡尺测定地面以上1 cm处的直径即为茎粗。将植株洗净，用电子天平测定植株的鲜质量，然后于65 ℃烘干并测定干质量。于08：30－11：00，选取植株最大完全展开功能叶，测定光合作用指标。采用CIRAS-3便携式植物光合作用测定仪测定叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）。采用便携式叶绿素测定仪测定SPAD含量。用电子天平称取0.2 g西瓜植株新鲜的叶片，测定西瓜幼苗叶片抗氧化酶活性。参照关松萌[14]的方法，采用抑制NBT光还原比色法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性、采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性、采用紫外分光光度法测定氧化氢酶（CAT）活性、采用苯丙氨酸比色法测定苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性。参照杨晓婉等[15]的方法，采用高效液相色谱法测定叶片水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）和吲哚乙酸（IAA）含量。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel软件进行处理，采用SPSS20.0软件进行统计分析，处理间差异显著性的检验使用单因素方差分析法，处理间多重比较使用Duncan’s法。

2 结果与分析

2.1 不同用量海藻渣对西瓜枯萎病防治效果的影响

由表1可知，未施用海藻渣的对照组，病情指数高达80.40，而不同用量海藻渣的处理T1、T2、T3、T4、T5的病情指数分别为38.46、32.73、28.48、21.42、24.68，均显著低于CK，且对西瓜枯萎病的防治效果分别为52.16%、59.29%、64.58%、73.36%、69.30%，其中，以处理T4的病情指数最低，防治效果最高。表明施用海藻渣可以提高西瓜枯萎病的防治效果，且以施用4%海藻渣的防治效果最佳。