王山松

(北京市大興區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站，北京 102600)

0 引言

隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，土地的復(fù)種指數(shù)越來越高，導(dǎo)致土壤產(chǎn)生連作障礙，土壤理化性能失衡和板結(jié)，因此一些土傳病蟲害頻發(fā)，尤以瓜菜根結(jié)線蟲病常見，病害嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)達(dá)60%以上，甚至絕收，嚴(yán)重制約了設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。設(shè)施溫室大棚土壤消毒是改善園內(nèi)作物生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要舉措。土壤消毒方法主要分為化學(xué)消毒和物理消毒兩大類?；瘜W(xué)消毒因具有簡單、快速和高效的特點(diǎn)，在現(xiàn)階段仍是主要消毒手段，多用棉隆、威百畝、硫酰氟等農(nóng)藥輔以高溫熏蒸技術(shù)，但存在農(nóng)藥殘留及影響生態(tài)環(huán)境安全問題，發(fā)展受到限制。物理消毒方法由于具有生態(tài)環(huán)保、無污染、無藥害殘留，不會(huì)產(chǎn)生有害生物抗藥性等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為設(shè)施園藝清潔高效生產(chǎn)優(yōu)先考慮的土壤消毒方法，具有較好的發(fā)展前景[1-5]。

物理消毒主要有蒸汽消毒、土壤熱水處理、太陽能消毒和微波消毒等方法。其中蒸汽消毒與其他物理消毒方式相比，具有發(fā)展早、技術(shù)基礎(chǔ)好、成本低、消毒均勻徹底，尤其是對深層土壤消毒效果好的特點(diǎn)，逐步取代其他物理消毒方式成為設(shè)施園藝土壤消毒的主流方式。當(dāng)長期使用同一種化學(xué)藥劑時(shí)，有害生物通常會(huì)產(chǎn)生抗藥性，而蒸汽消毒無此問題，在歐洲和美洲等地廣泛應(yīng)用，特別是在一些溫室和小范圍的苗床中使用更具優(yōu)勢，并得到了較快的發(fā)展。全球的試驗(yàn)表明，在濕熱的情況下，70 ℃、30 min將殺滅所有的植物病菌、昆蟲和雜草。蒸汽消毒法的優(yōu)點(diǎn)是通過高壓密集的蒸汽，殺死土壤中導(dǎo)致植物受害的真菌、細(xì)菌、昆蟲、線蟲及雜草[6-8]。此外，蒸汽消毒法還可使重土變?yōu)閳F(tuán)粒，提高土壤的排水性和通透性。蒸汽消毒具有高效、清潔、無毒、無殘留、處理后短期內(nèi)即可播種及能消毒無土基質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。本試驗(yàn)采用地表覆膜蒸汽消毒法(又稱湯姆斯法)，即在地表覆蓋覆膜，在覆膜四周加重固定，在開口處放入蒸汽管，當(dāng)通入蒸汽時(shí)，帆布呈氣球狀。該法優(yōu)點(diǎn)是使用方便，成本低廉，無需埋設(shè)地下管道。為了有效地消毒土壤，土溫必須在70 ℃以上并保持30 min，低于70 ℃不能完全殺死土壤中的病原菌。土壤濕度決定著蒸汽消毒的效果，在試驗(yàn)處理前幾天，要保持一定的濕度。

國內(nèi)現(xiàn)有的土壤消毒機(jī)具普遍特點(diǎn)是體積大、能耗大、不適合在中小型溫室大棚內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，本試驗(yàn)所選用的全自動(dòng)移動(dòng)式高溫蒸汽消毒機(jī)源自德國，其體積小、能耗小、操作靈活，消毒深度可達(dá)30 cm，溫度最高達(dá)到250 ℃，可解決多年淺層耕作所造成的病蟲害發(fā)生問題[9-10]。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為了更好地克服土壤連作障礙，篩選防治番茄根結(jié)線蟲病的安全、高效試驗(yàn)技術(shù)，北京市大興區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站于2019年11月，在北京市大興區(qū)北京四季陽坤農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司園區(qū)，進(jìn)行了高溫蒸汽消毒處理防治番茄根結(jié)線蟲的田間試驗(yàn)，評價(jià)是否可以有效地殺滅土壤中的根結(jié)線蟲。

1.2 試驗(yàn)條件

1.2.1 試驗(yàn)對象、作物和品種的選擇

試驗(yàn)對象：番茄根結(jié)線蟲病(Meloidogyneincognita)。作物品種：番茄，品種為硬粉80。

1.2.2 移動(dòng)式土壤高溫蒸汽消毒機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

移動(dòng)式土壤高溫蒸汽消毒機(jī)主要由平置式火管、煙道、水冷型煙氣轉(zhuǎn)換室、蒸汽室和汽包等組成。機(jī)器配備專門的操作系統(tǒng)，操作者只需要開啟機(jī)器，全部過程自動(dòng)完成。機(jī)器裝配有壓力調(diào)節(jié)器和安全閥，自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽壓力，保證操作安全，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行方式。機(jī)器還配置了可視性功能指示和可聽性警報(bào)信號。

移動(dòng)式土壤高溫蒸汽消毒機(jī)由普通自來水(建議凈化水)通過配置防污裝備的單向磁閥自動(dòng)持續(xù)提供水源，由預(yù)熱器提供熱源使水溫迅速上升，形成水蒸汽并經(jīng)過熱器形成高溫干蒸汽，通過蒸汽管道輸送出去，待處理地塊用耐高溫的塑料薄膜覆蓋，四周重物壓實(shí)密閉。

1.2.3 作物栽培及環(huán)境條件

試驗(yàn)設(shè)在北京市大興區(qū)北京四季陽坤農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司園區(qū)，根結(jié)線蟲病發(fā)生嚴(yán)重地塊(圖1)，土質(zhì)為輕壤土，肥力中等。

圖1 試驗(yàn)地塊根結(jié)線蟲嚴(yán)重Fig.1 Serious root knot nematodes in test plots

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和安排

本次試驗(yàn)共設(shè)兩個(gè)處理，每個(gè)處理5次重復(fù)，小區(qū)面積約100 m2，試驗(yàn)按照各處理序號依次進(jìn)行，試驗(yàn)小區(qū)排列如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)小區(qū)排列示意Fig.2 Arrangement of test plot

1.4 試驗(yàn)方案

1.4.1 試驗(yàn)各處理劃分

本次試驗(yàn)分為高溫蒸汽消毒處理和常規(guī)處理，用2個(gè)大棚，占地面積相等。

1.4.2 各處理試驗(yàn)步驟

(1)常規(guī)處理。

①整地前，棚內(nèi)“S”取樣，取5個(gè)樣點(diǎn)先取土樣，檢測土壤根結(jié)線蟲數(shù)量。②整地作業(yè)。③處理后2 d定植前棚內(nèi)“S”形5點(diǎn)隨機(jī)取樣，檢測土壤根結(jié)線蟲的數(shù)量。

(2)高溫蒸汽消毒處理。

①棚內(nèi)“S”形5點(diǎn)隨機(jī)取樣，檢測土壤根結(jié)線蟲數(shù)量。②整地作業(yè)后，使用移動(dòng)式土壤高溫蒸汽消毒機(jī)，進(jìn)行約100 ℃高溫蒸汽消毒處理2 h(圖3)。③處理后2 d定植前棚內(nèi)“S”形5點(diǎn)隨機(jī)取樣，檢測根結(jié)線蟲數(shù)量。

圖3 移動(dòng)式土壤高溫蒸汽消毒機(jī)田間試驗(yàn)Fig.3 Field experiment of mobile soil high temperature steam disinfector

1.5 調(diào)查、記錄和測量方法

在土壤處理前，土壤處理后2 d各調(diào)查1次，計(jì)算不同處理對土壤中根結(jié)線蟲的防治效果。依據(jù)GB/T 17980.142—2004《農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則(二)》的要求調(diào)查線蟲的防治效果。

計(jì)算公式如下

(1)

(2)

2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用土壤連作障礙高溫蒸汽處理技術(shù)，可顯著降低根結(jié)線蟲數(shù)量，如表1所示。

表1 不同處理對番茄根結(jié)線蟲的防治效果

高溫蒸汽處理后2 d調(diào)查結(jié)果顯示，高溫蒸汽處理區(qū)根結(jié)線蟲的線蟲減退率為92.9%，正常翻耕處理區(qū)線蟲減退率為2.8%，高溫蒸汽處理區(qū)線蟲減退率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未處理的正常翻耕處理區(qū)，存在顯著性差異。

統(tǒng)計(jì)防治效果表明，這種移動(dòng)式土壤高溫蒸汽消毒處理對番茄根結(jié)線蟲的防治效果高達(dá)92.7%。因此，使用高溫蒸汽處理技術(shù)2 h，可以顯著地降低土壤中番茄根結(jié)線蟲的基數(shù)，進(jìn)而有效控制番茄根結(jié)線蟲的危害，克服根結(jié)線蟲引起的土壤連作障礙。該土壤消毒機(jī)體積小、能耗小、操作靈活，適于在溫室等高產(chǎn)值的蔬菜種植區(qū)推廣應(yīng)用。

3 結(jié)束語

使用高溫蒸汽處理技術(shù)2 h，可以顯著降低番茄根結(jié)線蟲數(shù)量、有效控制番茄根結(jié)線蟲的危害。高溫蒸汽處理后2 d調(diào)查，高溫蒸汽處理區(qū)根結(jié)線蟲的線蟲減退率為92.9%，對番茄根結(jié)線蟲的防治效果達(dá)92.7%。田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，該技術(shù)具有極大的可行性，有效實(shí)現(xiàn)了防治根結(jié)線蟲的目的[11-13]。

2020年5月1日起施行的《農(nóng)作物病蟲害防治條例》明確提出堅(jiān)持綠色防控原則，鼓勵(lì)和支持使用生物防治、物理防治相關(guān)的綠色防控新產(chǎn)品、新技術(shù)，從而改變目前專業(yè)化防治組織普遍采用化學(xué)農(nóng)藥防治的局面。土壤高溫蒸汽消毒技術(shù)安全性高，處理過的土壤無污染，無藥害殘留，屬于物理方法防治范疇，有利于設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有較高的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景。