间作和轮作对设施连作茄子生长及黄萎病发病率的影响

缪其松 王东升 魏猷刚 黄少华 张燕燕

摘    要：为了提高黄萎病高发区设施连作茄子的产量和品质，降低黄萎病发病率和病情指数，在连作茄子10年以上的连栋玻璃温室内，开展了3年连续试验，研究蕹菜、大蒜与茄子间作及轮作对茄子产量、品质、黄萎病发病率及病情指数等的影响。结果表明，与蕹菜、大蒜间作和轮作2～3年，茄子产量、品质均显著高于对照;大蒜轮作3年茄子黄萎病发病率最低（16.9%），显著低于对照（46.4%）。综上所述，在设施连作茄子黄萎病高发地区，可使用蕹菜、大蒜与茄子进行持续间作或轮作来降低茄子黄萎病发病率和病情指数，提高茄子产量和品质，使用大蒜轮作的效果最好。

关键词：茄子;间作;轮作;产量;品质;黄萎病

中图分类号：S641.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2021）12-033-08

Abstract：In order to improve the yield and quality of continuous cropped eggplant and reduce the incidence and disease index of verticillium wilt in greenhouse， the effects of different cropping patterns （intercropping and rotation with spinach， garlic and eggplant）on the yield， quality， incidence of verticillium wilt and disease index of continuous cropped eggplant were studied. The experiment was repeated for three years in multi span glass greenhouse with continuous cropping of eggplant for more than 10 years. The results showed that： In the second and third year， the growth， yield， and quality of eggplants with different planting patterns were significantly better than the control， and the incidence of verticillium wilt of eggplant in three years of garlic rotation was the lowest （16.9%）， significantly lower than the control （46.4%）. Therefore， in the greenhouse where the incidence of verticillium wilt is more serious， the intercropping and rotation treatments with spinach and garlic for several years will significantly reduce the incidence of verticillium wilt and improve the yield and quality of eggplant.

Key words：Eggplant; Intercropping; Rotation; Yield; Quality; Verticillium wilt

設施土壤常因棚室内高温、高湿、高蒸发、无雨水淋溶等特点，容易出现土壤板结、养分失衡、土壤微生物区系失调、作物自毒物质积累等现象，造成土壤盐渍化、土传病虫害等连作障碍问题[1-3]。土壤障碍因子能抑制作物生长，致使作物发育不良、产量和品质降低，设施土壤连作障碍严重时，作物则完全不能生长[4-5]。中国是世界最大茄子生产国，2020年我国茄子种植面积达7.79×105 hm2，总产量达到3 694.3万t[6]。随着国内茄子生产逐渐基地化和专业化，重复种植显著降低了土壤某些养分含量和土壤相关酶活性，打破了土壤微生物平衡，增加了土壤病虫害发生概率，降低了茄子产量和品质[7-9]。

黄萎病是危害茄子最严重的土传病害之一，随种植年限增加，发病逐年加重 [10]。间作和轮作被广泛用于防控土壤连作障碍，间作一方面可以促进栽培作物生长，减少土壤无效蒸腾，增强作物对土壤水分的利用;另一方面也可以丰富作物根际微生物区系，减轻病虫害发生[11]。大蒜作为一种重要蔬菜，大蒜与其他作物的间套作研究较多，番茄套作大蒜可以促进番茄生长，对番茄土传病害有一定防控效果[12]。油菜与大蒜间作可以显著增加油菜和大蒜产量，且对油菜菌核病有一定防控效果[13]。大蒜分泌物有杀菌驱虫作用，间作大蒜对草莓白粉病和炭疽病防效达到95%，对蚜虫、红蜘蛛的防效达到91% [14]。单独种植大蒜也能显著降低土壤盐分积累，增加土壤微生物数量，抑制镰刀菌增殖[15]。大蒜与瓜类轮作可明显减轻瓜类枯萎病发生，抑制病原菌菌丝生长，使土壤中病原菌孢子存活量大大降低[16]。草莓与蕹菜水生栽培试验表明，设施草莓与蕹菜水旱轮作是一种高效栽培模式，可以提高土地利用率[17]。蕹菜与黄瓜轮作可以减轻黄瓜枯萎病、根腐病、根结线虫病的发生，促进下茬黄瓜生长，提高产量和品质[18]。蕹菜与玉米间作，能促进玉米根系表层分布，降低土壤剖面及作物体内硝酸盐累积[19]。

相比其他土壤连作障碍防控措施，间作和轮作仍然是简单高效的防控措施之一，笔者在设施连作茄子黄萎病高发区，连续3年开展蕹菜、大蒜与茄子间作、轮作试验，研究这两种常见蔬菜及其种植模式对改善茄子产量和品质，以及降低黄萎病发病率的效果。

1 材料与方法

1.1 材料

试验茄子品种为宁茄4号，由南京市蔬菜科学研究所张燕燕研究员繁育;蕹菜和大蒜种均购买自市场。

1.2 试验地概况

试验地位于南京市江宁区横溪街道蔬菜科技园，该区属北亚热带湿润气候区，多年平均降雨时间117 d，多年平均降雨量1 106.5 mm，相对湿度76%，年平均气温15.4 ℃，无霜期237 d，每年6 月下旬到7 月上旬为梅雨季节。试验在连续种植茄子10 a以上的连栋玻璃温室内进行，该温室近3年每茬茄子黄萎病发病率都在35%以上。该地区土壤质地为黄棕壤，试验大棚土壤耕作层平均养分如表1所示。

1.3 试验设计

试验将正常设施连作茄子设置为CK，分别设置茄子与蕹菜、大蒜间作轮作等4个处理（表2）。茄子育苗分别在2016年、2017年、2018年的12月下旬开始，在玻璃温室内使用育苗盘播种，待茄子幼苗长至5 cm左右时移入70穴盘内。使用加温设备，保持白天温度15～20 ℃，夜间10～15 ℃，分别在2017年、2018年、2019年的3 月上旬移栽到温室内。间作处理的大蒜和蕹菜育苗与茄子同一时间在温室内进行，并与茄子一同定植。轮作处理的蕹菜分别在2016年、2017年、2018年的7月下旬育苗，8月中旬定植。大蒜在2016年、2017年、2018年的10月下旬播种入试验地块。

试验用玻璃温室南北长80 m，东西长60 m，高5 m，地块从南北向中间位置开了一条东西向4 m宽路，地块被均匀整成35 m×2 m小块共20个，小块之间有0.5 m分隔。试验完全随机设计，随机选取4个小块作为每个处理的4次重复试验地块，每个处理的3年试验地块固定。除轮作时大蒜与蕹菜种植不铺地膜只铺设2条滴灌带用于灌溉外，其他处理均铺设黑色地膜，膜下各铺设2 条滴灌带。每个地块移栽茄子280 株，每个处理的4个重复地块共移栽茄子1120株，株行距为50 cm×50 cm。

间作处理：蕹菜和大蒜定植在两行茄子中间，蕹菜株行距为50 cm×50 cm，大蒜株行距为50 cm×20 cm，当该季茄子全部收完之后，将茄子秸秆清除，蕹菜地上部分收获后全部翻入土壤。轮作处理：蕹菜定植时株行距为50 cm×50 cm;大蒜播种株行距为50 cm×20 cm，至次年3月，茄子移栽前，结合整地将蕹菜地上部分收获后全部旋耕进土壤中，其间蕹菜和大蒜常规管理和适时采收。

茄子与大蒜、蕹菜间作及轮作处理茄子单作时，各处理灌水方式一致，从茄子移栽后进行第1次灌溉，并测定土壤含水率，当4个重复地块茄子根际土壤含水率下限达到土壤饱和含水率的70%时停止灌溉。后定期灌溉，9月至第二年4月每5 d灌溉1次，5—8月每3 d灌溉1次。轮作时大蒜每7 d灌溉1次，蕹菜8—10月每3 d灌溉1次，11月至第二年3月每5 d灌溉1次。茄子与大蒜、蕹菜间作及轮作处理茄子单作时，每个处理施肥量采用当地常规施肥量，为每公顷750 kg复合肥（15：15：15）分3次，分别为1次基肥和2次追肥，轮作处理的蕹菜与大蒜种植时不施肥。

1.4 测定项目和方法

1.4.1    茄子生长指标测定    使用卷尺、游标卡尺测定茄子株高、茎粗、开展度，每个试验地块随机选取10株测定。

1.4.2    产量统计    茄子果实生长至茄眼不明显时为果实成熟期，在果实成熟时，分批采收，使用电子秤測量并记录每个处理每批次产量，果实全部采完时，每批次产量相加为总产量，蕹菜和大蒜在生长成熟后，分批采收，统计产量，最后每批次产量相加为总产量。

1.4.3    果实品质指标测定    采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C含量;采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量;采用凯氏定氮法测定粗蛋白含量。

1.4.4    土壤酶活性测定    采用靛酚蓝比色法测定土壤脲酶活性，采用磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶活性，采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性。

1.4.5    土壤根际微生物数量测定    将种植前后采集的茄子根际土壤，装入无菌塑料袋，稍风干，过2 mm筛后保存在4 ℃冰箱中备用，使用土壤稀释平板培养法测定。真菌测定使用孟加拉红培养基，细菌测定采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，放线菌测定采用甘油天门冬酰胺培养基。

1.4.6    茄子黄萎病病情调查    病情指数=∑（各级病株数×该病级值）/（调查总株数×最高级值）×100。

病级分级标准如下：

0级：无症状;

1级：20%以下叶片有轻微病斑;

2级：20%～50%叶片有明显病斑;

3级：50%～65%叶片黄化;

4级：65%以上叶片黄化萎蔫;

5级：65%以上叶片黄化萎蔫并掉落。

发病率/%=发病株数/总株数，统计移栽后120 d的最终发病率。

1.5 数据统计

数据采用Excel 2016和SPSS 17统计软件进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 间作和轮作对设施连作茄子生长的影响

2.1.1    间作和轮作对设施连作茄子株高的影响    由图1可以看出，在2017年茄子移栽30～90 d时，各处理间茄子株高无显著差异，在茄子移栽后120 d时，4个处理茄子株高均显著高于CK。在2018年茄子移栽后30 d，各处理之间株高无显著性差异，但在60～90 d时4个处理茄子株高均显著高于CK，但4个处理之间无显著性差异;在茄子移栽后120 d时，茄子株高显现为T4>T3>T2>T1>CK，4个处理均显著高于CK，且4个处理间均存在显著差异。在2019年移栽后60 d开始茄子株高表现出4个处理均显著高于对照，在120 d时，茄子株高表现为T4>T2>T3>T1>CK，但T2与T3处理间无显著差异。

2.1.2    间作和轮作对设施连作茄子茎粗的影响    由图2可以看出，在2017年试验中，4个处理茄子茎粗在整个生育期均与CK无显著性差异。在2018年试验90 d时，4个处理茄子茎粗均显著高于CK，其中T1与T3处理间、T2与T4处理间均无显著性差异。在2019年茄子移栽后60～120 d时，4个处理茄子茎粗值均显著高于CK。由此可知，在2017年间作和轮作处理对茄子茎粗无显著影响，在2018年试验茄子移栽后90 d开始轮作和间作茄子茎粗均显著高于对照，在2019年60 d开始轮作和间作茄子茎粗均显著高于对照。

2.1.3    间作和轮作对设施连作茄子开展度的影响    由图3可以看出，在2017年茄子移栽后30～90 d期间，各处理茄子开展度没有显著性差异。在2018年试验90 d时，茄子开展度表现为T4>T2>T3>T1>CK，各处理均显著高于CK。在第2019年茄子移栽后60 d时，4个处理开展度均显著高于对照，在120 d时，4个处理与对照间差距进一步加大。由此可以看出，在2017年茄子移栽120 d開始表现出4个处理茄子开展度显著高于CK，在2018年试验90 d时开始表现出4个处理茄子开展度显著高于CK，在2019年试验60 d时表现出4个处理茄子开展度显著高于CK，且与大蒜轮作处理（T4）的茄子开展度最大，蕹菜轮作（T2）次之，最后是大蒜间作（T3）和蕹菜间作（T1）处理。

2.2 间作和轮作对茄子果实品质的影响

由图4可以看出，3年中4个处理茄子果实维生素C、可溶性糖含量均显著高于CK;2017年试验中4个处理粗蛋白含量与对照无显著差异，在2018年和2019年试验中，4个处理粗蛋白含量均显著高于CK。其中，3年中蕹菜轮作处理茄子维生素C含量、可溶性糖含量均显著高于蕹菜间作处理，2017年、2018年蕹菜间作与蕹菜轮作处理粗蛋白含量无显著性差异，仅2019年蕹菜轮作粗蛋白含量显著高于蕹菜间作处理。2017年、2019年大蒜间作和轮作处理维生素C、可溶性糖含量均显著高于蕹菜间作和轮作处理。由此表明，间作和轮作显著提高了茄子果实维生素C含量及可溶性糖含量。

2.3 间作和轮作对设施连作茄子产量的影响

由表3可以看出，在2017年试验中，4个处理间茄子产量无显著差异，且均显著高于CK，轮作处理蕹菜和大蒜产量均显著高于间作处理大蒜和蕹菜产量。在2018年试验中，CK茄子产量显著低于其他处理，且比2017年下降，产量最高的是T2处理，T4处理次之。2019年茄子产量表现为：T4>T3>T2>T1>CK，4个处理茄子产量均显著高于对照，而T1与T2处理间、T3与T4处理间产量没有显著性差异。由此可知，轮作和间作处理茄子质量均显著提高，且轮作处理的副产物大蒜和蕹菜产量都显著高于间作处理。可能是因为在茄子生长中后期，茄子植株遮住了间作的大蒜和蕹菜部分阳光，使其生长受到一定抑制，致使产量显著下降。

2.4 间作和轮作对茄子根际土壤酶活性的影响

由表4可知，3年中间作和轮作处理茄子根际脲酶、蔗糖酶活性均显著高于CK;2017年、2018年间作和轮作处理茄子磷酸酶活性均显著高于CK，2019年蕹菜间作和轮作处理磷酸酶活性均与CK无显著差异，而大蒜轮作和间作处理磷酸酶均显著高于CK。其中，大蒜轮作和间作处理土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于蕹菜间作和轮作处理。3年中T3、T4处理间磷酸酶活性均显著高于T2、T1处理，除2018年T3、T4处理间差异显著外，其他2年间作和轮作处理间磷酸酶活性差异均不显著。3年中蔗糖酶活性最高的均为T4处理，T3处理次之，且T3、T4处理间蔗糖酶活性无显著差异，T2和T1处理间无显著差异。在2018年试验中，T3和T4处理磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性相比2017年酶活性进一步提高。2019年试验结果与2018年一致。由此可以看出，随着连作年限的增加，茄子根际土壤脲酶、蔗糖酶活性逐渐降低，使用蕹菜与大蒜间作和轮作处理，均能显著增加土壤脲酶、蔗糖酶活性，但大蒜效果好于蕹菜。

2.5 间作和轮作对设施连作茄子根际土壤微生物数量的影响

由表5可以看出，在3年试验中，CK处理茄子根际土壤真菌数量显著高于其他处理;4个处理细菌数量均高于CK，仅2018、2019年4个处理与CK有显著差异，2017年中4个处理细菌数量均高于CK，仅T2处理与CK差异显著;4个处理土壤放线菌数量均显著高于CK。在2018年试验中，4个处理间土壤细菌数量有显著性差异;真菌数量表现为T4<T3<T2<T1<CK。与2017年相比，2018年T3和T4处理真菌数量降低。在2019年试验中，T4和T3处理放线菌数量较高，真菌数量较低。由此可见，种植年限对土壤微生物结构有一定影响，连作造成CK土壤细菌数量降低，真菌数量增加。而间作和轮作可以显著降低土壤中真菌数量，提高细菌和放线菌数量，维持茄子根际土壤微生物平衡。

2.6 间作和轮作对设施连作茄子黄萎病病情指数和发病率的影响

由图5可以看出，在2017年试验中，CK、T3和T4处理茄子黄萎病病情指数均显著高于T1和T2处理，且CK与T3、T4处理均无显著差异;CK茄子黄萎病发病率显著高于其他处理。2018、2019年茄子黄萎病病情指数和发病率均表现为：CK>T1>T2>T3>T4，且4个处理之间以及4个处理与CK间均存在显著差异。3年试验表明，CK茄子黄萎病发病率和病情指数逐年上升，其他处理逐年降低。在2019年试验中，CK茄子黄萎病发病率最高，为46.4%，T1、T2、T3、T4处理分别为25.7%、24.3%、19.7%、16.9%。结果表明，3年间作和轮作处理显著降低了茄子黄萎病病情指数和发病率，轮作处理病情指数和发病率低于间作，使用大蒜效果好于蕹菜。

3 讨论与结论

为了防控土壤连作障碍，科研人员一直在不断研究有效防控土壤连作障碍方法。使用物理、化学、抗性育种、水肥管理、土壤处理等方法，都有一定效果，但都存在一定弊端，且不同区域，不同土壤和气候环境，都很难有通用的防控方法[20-22]。茄子在出现黄萎病症状后，大部分在果实成熟前已经枯死，病株不及时清除，也容易传染其他植株[23]。针对间作和轮作的种植模式，尽管人们已经开展了大量研究，但多数不能用重复试验来证明有效性和可重复性。另外，间套作品种选择也有复杂性，有的作物不适合用于间套作。前期，笔者已经开展了叶菜类、葱蒜类、根茎类蔬菜与设施连作茄子间套作试验，在前期试验数据基础上选择了效果较好的蕹菜和大蒜用于本项试验。

前人研究证实，大蒜和辣椒轮作，可以显著提高辣椒根际土壤过氧化氢酶、脲酶活性，增加根际土壤细菌、放线菌数量，减少真菌数量[24]。黄瓜轮作可以显著减少土壤盐分积累，增加土壤微生物数量，抑制镰刀菌增殖[25]。大蒜分泌物对黄瓜枯萎病和西瓜枯萎病菌丝生长及孢子萌发有显著抑制效果[26]。笔者研究结果表明，在茄子黄萎病高发区，大蒜间作和轮作1年前期，对茄子株高、莖粗及开展度均没有显著影响，在间作和轮作2年后期才开始有显著影响，在间作和轮作3年60 d开始，显著促进了茄子生长。但间作和轮作1～3年，都显著增加了茄子果实维生素C、可溶性糖含量，在间作和轮作2年开始，粗蛋白含量显著高于对照。本研究结果表明，使用大蒜间作和轮作2年、3年，都显著增加了茄子根际土壤细菌和放线菌数量，显著降低了真菌数量;显著增加了根际土壤脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性，这与前人研究结果一致。本研究也表明，使用大蒜的轮作模式比间作效果更好。

蕹菜常用于水旱轮作，可改善土壤连作障碍。有研究证实，蕹菜与草莓轮作可增加草莓产量，提高大果率，降低病害[27]。水旱轮作可以改善连作土壤理化性质，如土壤结构、矿物质元素、有机质、次生盐渍化、酸化、酶活性、微生物群落及化感自毒物质，抑制病虫害和杂草生长[28]。本研究中蕹菜在8—10月期间每3 d灌溉1次，结果表明，使用蕹菜间作和轮作处理与对照相比，2017年试验对茄子茎粗无显著影响，后期对株高和开展度有显著影响，2018年试验后期开始显著促进了茄子的生长。蕹菜间作和轮作1～3年，都显著增加了茄子果实维生素C及可溶性糖含量，在间作和轮作2年时，粗蛋白含量均显著高于对照。有研究证实，在蕹菜半淹水条件下，与辣椒轮作，能够提高辣椒土壤根际蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性[29] 。本研究蕹菜轮作结果与此类似，提高了茄子根际蔗糖酶、脲酶及磷酸酶活性。另外本研究结果显示，使用蕹菜间作和轮作1～3年，增加了茄子根际土壤细菌数量，显著增加了放线菌数量，显著降低了真菌数量。

在本研究中，对照茄子产量逐年降低，使用蕹菜和大蒜间作和轮作1年，茄子产量都显著高于对照，但蕹菜和大蒜处理间没有显著性差异。在间作和轮作处理3年时蕹菜间作和轮作茄子产量无显著差异，大蒜间作和轮作茄子产量最高，且逐年显著增加。在2019年试验中，间作及轮作处理茄子产量没有显著性差异。间作和轮作茄子产量的逐年增加，可能是因为茄子黄萎病发病率及病情指数的逐年降低。前人研究证实，轮作能有效防控土壤连作障碍，但多数试验周期较短，往往只有1茬或1年时间[30]。现有研究对茄子种植模式研究较少，少量文献表明，轮作可以降低茄子黄萎病发病率和病情指数。本研究表明，使用大蒜间作和轮作1年时，黄萎病病情指数没有显著性变化，使用蕹菜间作和轮作1年时，黄萎病病情指数显著性降低;使用蕹菜和大蒜间作和轮作1年时发病率均有显著性降低，但降低幅度有限。在间作和轮作2年时，与对照相比，各处理茄子黄萎病发病率和病情指数都显著降低，而对照的茄子病情指数、发病率都在上升。在间作和轮作3年时，大蒜轮作处理茄子发病率最低，约为对照的30%。

综上所述，在设施连作茄子黄萎病高发区，蕹菜与大蒜都可以用来与茄子间作和轮作，在间作和轮作2年基础上，能有效促进茄子生长，提高茄子土壤根际酶活性，改善土壤微生物环境，提高茄子果实品质和产量，降低黄萎病发病率和病情指数，其中，使用大蒜轮作效果最好。

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