土壤熏蒸剂棉隆联合太阳能消毒防治草莓土传病害效果及经济效益分析

王晴 李林 朱文达 方文生 王秋霞 李园 曹坳程 颜冬冬

摘要

太陽能消毒技术在世界范围内广泛使用，由于其经常受到气候差异的影响导致效果不稳定，通常与其他措施结合以加强防治效果。种植前采用土壤熏蒸是土传病害的有效预防策略，本研究通过监测土壤温度、理化性质、土传病原菌、草莓植株长势、产量和分析经济效益，评价了不同浓度的土壤熏蒸剂棉隆和太阳能消毒联合处理对草莓土传病害的防治效果及经济效益分析。种植前棉隆熏蒸和太阳能消毒处理不仅能很好地控制土传病害，其对镰刀菌属、疫霉属的抑制率分别为64.41%～84.75%、51.59%～86.94%，而且显著提高了草莓的产量，增产率为79.9%～99.4%;联合处理的成本较单独太阳能消毒处理仅增加约3.29%～13.17%，但净收入增长率高达49.77%～66.28%。因此，在草莓土传病害管理中，土壤熏蒸与太阳能消毒处理相结合，可以降低作物感染土传病害的风险，保证作物稳定高产。

关键词

土壤熏蒸; 太阳能消毒; 棉隆; 防治效果; 经济效益

中图分类号：

S 471

文献标识码： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2022714

Efficacy and economics evaluation of soil fumigant dazomet combined with solarization on strawberry soilborne diseases

WANG Qing1， LI Lin2， ZHU Wenda2， FANG Wensheng1， WANG Qiuxia1， LI Yuan1，CAO Aocheng1， YAN Dongdong1*

（1. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China; 

2. Institute of Plant Protection， Soil and Fertilizer， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430060， China）

Abstract

Soil solarization technology is widely used worldwide， and because it is frequently impacted by climatic variances， it is frequently combined with other techniques to maximize control effect. Soil fumigation is an effective prevention and control strategy for soilborne diseases. In our research， combinations of soil fumigant dazomet at different concentrations and solarization treatments were evaluated by monitoring soil temperature， physical and chemical properties， soil pathogens population， strawberry growth， yield， and estimation of economic benefits. Dazomet fumigation and solarization not only reduced the population of soilborne pathogens， with the inhibition rates of 64.41%-84.75% and 51.59%-86.94% against Fusarium and Phytophthora， respectively， but also increased the yield of strawberry with the rate of 79.9%-99.4%. The cost of combined treatment only increased by about 3.29%-13.17%， but the rate of net revenue increase reached up to 49.77%-66.28%. Therefore， in the management of soilborne diseases， the combination of soil fumigation and solarization can reduce the risk of crops infected by soilborne diseases and ensure high and stable crop yields.

Key words

soil fumigation; solarization; dazomet; control effect; economic benefit

草莓Fragaria×ananassa Duch.是一種多年生常绿草本植物，是一种营养价值和经济价值极高的水果［1］，但是随着设施农业的发展，设施草莓的栽培面积逐年增加，导致草莓连作障碍发生越来越严重，引起黄萎病、枯萎病、根腐病、青枯病和线虫病等土传病害的滋生和蔓延［2］，使草莓的产量和品质大幅度下降，严重制约了草莓的生产和发展［3］。目前设施草莓土传病害的防治技术有选育优良品种、轮作、生物防治、使用棉隆、威百亩化学消毒以及应用太阳能或者热水物理消毒技术［4］。

太阳能消毒技术是指在高温季节，通过覆盖塑料薄膜提高土壤温度，借以杀死土壤中的有害生物［5］。在夏季保持太阳能消毒4～6周，对病虫草害均有较好的防治效果［67］。Otrec等［8］的研究表明，在温室中经过太阳能消毒后，植物寄生线虫Meloidogyne，Pratylenchus，Paratylenchus，Tylenchus，Tylenchorhynchus的数量在10 cm深度的土壤中减少了约89%～100%，在20 cm深度减少了98%～100%。Farrag等［9］的试验表明，太阳能消毒8周对减少黄瓜枯萎病和根腐病的病原物非常有效。而且还可以有效控制杂草，增加土壤养分利用率［10］。但是在实际农业生产中，太阳能消毒经常受到土壤特性和气候差异的影响导致效果不稳定，特别是10 cm以下的土壤温度很难达到50℃［11］，因此太阳能消毒通常与其他措施结合以加强防治效果［12］。

棉隆是一种广谱性的土壤熏蒸剂，施用于潮湿土壤中时，会产生异硫氰酸甲酯气体，迅速扩散至土壤团粒间，对土壤中病原真菌、线虫和杂草都有很好的杀灭效果［13］。大量的研究已经证实了土壤熏蒸剂棉隆对土传病害具有优异的防控效果。Locascio等的研究结果表明，棉隆对番茄土传病原真菌和线虫的发生有一定的控制效果，同时也能提高番茄的产量［14］。Madhuchanda等在对茄子采用棉隆进行田间熏蒸处理后发现药剂对根结线虫和杂草的杀灭效果要优于对土传病原真菌的效果［15］。De Cal等在草莓上采用棉隆熏蒸处理后也能减少土传病原真菌的数量［16］。杨晓楠等通过室内生物测定研究发现，棉隆对根结线虫的活性优于氯化苦［17］。Mao等的室内生物活性的测定结果表明，棉隆对杂草表现出较高的杀灭活性，对根结线虫和病原真菌也表现一定的抑制作用［18］。也有报道指出棉隆能有效控制树木褐根病的发生［19］。土壤熏蒸剂棉隆在番茄、黄瓜、草莓、生姜等作物上已经有了广泛的应用。本研究针对草莓栽培茬口特点，使用土壤熏蒸剂棉隆联合太阳能消毒，降低药剂用量并结合夏季高温来达到对土传病害的防控。通过对经济效益的分析，筛选出最优的治理策略。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在湖北省农业科学院草莓试验大棚进行，土壤有机质含量24.2 g/kg，pH 6.72，有效磷248.4 mg/kg，速效钾257.3 mg/kg，铵态氮12.0 mg/kg，硝态氮10.6 mg/kg。

1.2 试验材料

供试草莓品种为‘晶瑶’，湖北省农业科学院经济作物研究所提供;供试药剂为98%棉隆颗粒剂，南通施壮化工有限公司提供;聚乙烯塑料膜，山东寿光龙兴农膜有限公司。

1.3 试验方法

本试验研究中采用太阳能消毒和土壤熏蒸剂处理相结合的方法，以达到对土传病害更好的控制效果。试验设5个处理，试验处理及操作设计见表1，每处理重复3次。为防止大水漫灌造成处理间土传病害的交叉感染，温室内均安装滴灌系统。

种植前土壤处理时间为2021年7月3日，

采用混土的施药方式，先进行旋耕整地，浇水保持土壤湿度后，撒施棉隆，旋耕机再次旋耕均匀后覆膜熏蒸；单独太阳能处理7月3日同时覆盖塑料膜。所有处理于2021年8月20日揭膜，草莓于9月3日定植，草莓种植密度约6 000株/667m2。

1.4 试验监测

采用XR440土壤记录仪监测熏蒸期间塑料膜外、塑料膜内土表、土壤5 cm和土壤15 cm深度

温度动态变化。熏蒸揭膜后起垄时，采用5点取样法，收集表层5～20 cm处的土壤样品，过2 mm筛去除石块和杂质，混合均匀后进行土壤理化分析和病原菌分析。参照《土壤农化分析》［20］进行土壤理化性质分析，土壤铵态氮和硝态氮的含量用KCl流动分析仪检测，有效磷的含量用NaHCO3流动分析仪检测，速效钾的含量用CH3COONH4火焰分光光度计检测，有机质采用氧化还原法经高温消煮后进行滴定，pH和电导率分别用pH计和电导率仪进行测定，土水比为1∶2.5。用镰刀菌属Fusarium 和疫霉属Phytophthora指示土壤消毒的效果。镰刀菌分析采用Komada法［21］，疫霉分析采用Masago法［22］。病原菌抑制率计算如式（1）：

病原菌抑制率=1-PTPCK ×100%

（1）

PCK 为对照处理病原菌数量，PT 为药剂处理病原菌数量。

1.5 植株生长与产量评估

在栽培季节评估草莓的营养生长状况。于草莓生长期，每小区调查除去保护行以外中间2行20株草莓的茎粗、株高和果枝数。草莓成熟后，每次收获时，实测除保护行外小区内所有草莓的商品果和非商品果产量，同时每小区标记20株草莓，跟踪记载单株产量及鲜果重。于草莓拉秧时，调查每小区死苗情况，计算死苗率。

1.6 经济效益分析

从总成本、草莓产量、草莓价格、总收入和净收益等方面比较了所有处理的成本效益。其中，总成本包括土壤熏蒸、太阳能消毒处理、草莓种苗、蜜蜂、其他农药和化肥、棚膜和熏蒸膜以及劳动力成本。净收入是总收入与总成本之间的差额。当时市场成本价格如下：棉隆单价为50元/kg，熏蒸膜成本为0.45元/m2（30 g/m2，15元/kg），草莓种苗成本为6.3元/m2（9株/m2，0.7元/株），蜜蜂0.57元/m2（1箱/667m2，380元/箱），其他农药和化肥成本为1.55元/m2（1 034元/667m2），棚膜成本2.70元/m2（1 800元/667m2），人工成本为3.62元/m2（翻地、起垄、定植2 415元/667m2）。

总收入=草莓产量×单价;

净收益=总收入-总成本。

1.7 统计分析

使用SPSS 22.0软件进行统计分析，采用方差分析和邓肯氏新复极差法在5%显著水平分别比较各处理在土壤理化性质、病原菌、茎粗、株高、果枝数、死苗率和草莓产量间的差异显著性，百分数结果在进行多重比较前先进行反正弦平方根转化。

2 结果与分析

2.1 土壤熏蒸处理期间土壤温度变化情况

用温度记录仪记录了熏蒸期间棉隆20 g/m2+太阳能（DZ20+SS）、太阳能（SSPE）、太阳能+旧PE（SS）处理的膜内、外以及5 cm和15 cm土壤深度温度变化情况，7月25日至7月31日期间的温度随时间的变化如图1～3。多数病原菌和有害生物在温度高于32℃时不能生长，且大多集中在土壤10 cm深度。在太阳能消毒联合20 g/m2棉隆熏蒸处理后，土壤5 cm深度最高温度为48.1℃，15 cm深度最高温度为42.2℃，平均温度分别为37.1℃、35.7℃。对于仅太阳能消毒来说，5 cm和15 cm土壤深度的最高温度分别为48.6℃、41.9℃，平均温度分别为37.1℃、35.6℃。覆盖旧PE膜的5 cm和15 cm土壤深度的最高温度分别为51.3℃、42.5℃，平均温度分别为38.7℃、36.7℃。

2.2 不同土壤处理对土壤理化性质的影响

棉隆熏蒸联合太阳能消毒处理后地块的土壤铵态氮和有效磷含量与SS处理后的土壤没有显著性差异，而SSPE地块土壤铵态氮和有效磷含量较SS处理后的含量显著减少，铵态氮和有效磷含量仅16.4、107.6 mg/kg（表2）; SSPE处理后土壤中的硝态氮含量与SS处理后的土壤没有显著性差异，而DZ40+SS和DZ20+SS处理后的硝态氮含量显著增加，分别为84.0、86.4 mg/kg，DZ10+SS的硝态氮含量反而显著降低;关于速效钾，除DZ10+SS外，其他处理均显著高于SS处理，含量为320.8～382.5 mg/kg;土壤有机质含量在土壤肥力中起着至关重要的作用，但是只有DZ10+SS处理后的有机质含量显著高于SS处理，含量为27.9 g/kg，其他处理与之相比均没有显著性差异;不同处理后的土壤pH表现出不同的变化，SSPE和DZ10+SS处理后的土壤pH显著增加SS处理（6.7），DZ40+SS的pH顯著SS处理，而DZ20+SS与之没有显著性差异;棉隆熏蒸联合太阳能消毒处理后的电导率显著高于SS处理后，电导率为282.7～436.7 μs/cm。

2.3 不同土壤处理对土壤病原菌的影响

表3显示了熏蒸揭膜后起垄时，不同处理的镰刀菌属和疫霉属的数量。不同浓度DZ+SS处理镰刀菌属、疫霉属的菌落数显著少于SS处理，而且联合处理的抑制率高于SSPE处理，对镰刀菌属、疫霉属的抑制率分别为64.41%～84.75%、51.59%～86.94%，表明土壤熏蒸联合太阳能消毒对镰刀菌和疫霉的防治效果优于单独太阳能消毒处理。

2.4 不同土壤处理对草莓长势的影响

DZ40+SS、DZ10+SS处理的草莓植株茎粗显著高于SSPE处理，分别为16.64、16.98 mm（表4），而与SS相比，棉隆熏蒸联合太阳能消毒处理或者单独太阳能处理的草莓植株的茎粗、株高和死苗率与对照无显著性差异。DZ10+SS的草莓植株果枝数显著高于SSPE和SS处理，其平均果枝数为4.95个。

2.5 不同土壤处理对草莓产量的影响

不同浓度DZ+SS处理的草莓产量显著高于SSPE处理，SSPE处理的产量为2.02 kg/m2（表5），联合处理的产量为2.79～3.09 kg/m2。在使用不同浓度DZ+SS处理的地块中，与SS处理相比，产量提高了79.9%～99.4%。按草莓的平均单价为30元/kg计算，SSPE的产值为60.6元/m2，较SS处理相比增加了14.1元/m2，联合处理的产值为83.7～92.7元/m2，其中DZ40+SS处理产值最高，相较于SS处理增加了46.2元/m2。

2.6 经济效益分析

在所有处理中，DZ40+SS处理地块的净收益最高，达到75.51元/m2（表6），SSPE处理的净收入为45.41元/m2。与SS处理相比，联合处理的净收入增加了114.14%～137.75%。

3 结论与讨论

3.1 太阳能消毒技术对草莓的影响

太阳能消毒技术已在世界范围内广泛使用［2324］，传统的土壤处理方式是直接覆盖塑料膜借助太阳能高温闷棚进行土壤处理，由于处理季节一般在7月-9月，正值高温时节通常能取得一定的效果。张利英等［25］的研究表明太阳能土壤消毒，对草莓黄萎病、枯萎病、根腐病以及虫害和草害等具有显著的防治效果，同时可使草莓植株的生长势增强，提高草莓的质量和产量，增产达30％左右。我们的试验也证明，单独使用太阳能消毒技术与对照相比可提高30.2%的产量，净收益与对照相比提高了13.65元/m2。另外可提高膜内外的昼夜温差，土壤中速效钾的含量和pH也有显著提高。虽然对土传病原菌镰刀菌和疫霉有一定的抑制作用，但未达到显著水平，同样有研究表明太阳能消毒技术虽然对腐霉Pythium和立枯丝核菌Rhizoctonia solani能起到良好的控制作用，但是镰刀菌对此不敏感［26］。因此，太阳能消毒技术的效果在不同的病原菌上有一定的差异。

3.2 土壤熏蒸结合太阳能消毒对草莓的影响

作为一种依赖气候的方法，太阳能消毒的有效性在不同情况下有所不同［11］，因此太阳能消毒通常与其他措施结合以加强防治效果［12］，太阳能消毒技术与土壤熏蒸剂［27］或者生物制剂［2829］结合使用都取得了较好的效果。氰铵化钙对土传病害、根结线虫以及杂草均具有一定效果［3031］，特别是与太阳能消毒联合使用时，效果显著提高［32］。种植前土壤熏蒸是土传病害的有效预防策略，可以显著减少土壤中病原菌数量。本研究通过采用不同浓度的棉隆熏蒸与太阳能消毒技术结合使用，不仅显著提高了对镰刀菌和疫霉的抑制效果，还改善了土壤的理化性质。在土耳其，将太阳能消毒技术与400 kg/hm2棉隆组合使用在温室种植的辣椒、草莓上，其对镰刀菌、根腐病和根结线虫均有良好的防治效果［33］。棉隆施用于潮湿土壤中时，会产生挥发性气体异硫氰酸甲酯（MITC），MITC通过羰基化反应与氨基、羟基、硫醇等亲和位点结合，破坏酶结构达到杀虫杀菌的效果［34］，但是挥发气体的浓度与温度直接相关。利用太阳能消毒抑制土传病害的原理是多数植物病原菌和有害生物只有在适宜的环境下才能生长，它们在温度高于32℃时不能生长，且大多集中在土壤10 cm深度［35］。在结合太阳能消毒处理后，膜外温度最高可达59.8℃，土壤温度达40℃以上，这样的温度有利于药剂的分解，使其充分发挥药效，在夏季采用太阳能消毒或者联合土壤熏蒸后，土壤的平均温度均超过32℃，可实现对植物病虫害的有效防治。虽然处理后的草莓植株的茎粗、株高与对照均没有明显差异，但是其果枝数显著增加，这可能与处理引起的土壤理化性质变化有关，联合处理后，土壤中的铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾的含量较SSPE处理均有显著性提高，表明联合处理后改变了土壤的养分含量。而且电导率较SS处理也有显著提高，土壤电导率与土壤中水溶性盐的含量有关，说明联合处理可以增加土壤的含盐量。因此，在大棚内进行熏蒸处理时，结合太阳能消毒可有效增强植物对病原物的抗性，提高对土传病原菌的防治效果。

3.3 组合技术的产量提升和经济分析

土壤熏蒸被证明是确保作物产量稳定的关键技术。本试验中，仅太阳能消毒处理的草莓产量增加30.2%，而土壤熏蒸与太阳能消毒技术联合使用后，产量提高79.9%～99.4%，另外，与单独太阳能消毒处理相比，联合处理的成本仅增长约3.29%～13.17%，但净收入增幅高达49.77%～66.28%。因此，土壤熏蒸与太阳能消毒技术组合使用是一种非常划算的土传病害防治技术，不仅可以減少土传病害对作物的侵染，还可以改善土壤质量，提升作物生产力。在土传病害管理中，基于预防策略，于7月-8月天气最热、光照最好的时间，彻底清除作物残留物，保持土壤湿度按20～40 g/m2将棉隆均匀撒施于土壤表面，旋耕均匀后用新熏蒸膜将土壤表面完全封闭20 d以上，揭开膜敞气7 d以上之后播种或定植草莓苗，可有效地防控设施草莓土传病害，提高草莓产量。

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（责任编辑：田 喆）