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芥菜籽粉喷蒸应用于果味草莓的效果评价

Hortscience.
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  • 1加州大学植物科学系 - 戴维斯,1636号东阿丽沙尔街,萨利纳斯,加州93905
  • 2加州州立大学数学和统计系,蒙特雷湾,海滨,加州93955
  • 3.加州大学植物科学系 - 戴维斯,1636号东阿丽沙尔街,萨利纳斯,加州93905

蒸汽消毒土壤有可能部分取代溴甲烷、氯苦素、1,3-二氯丙烯等熏蒸剂,因为它有效、使用更安全、对环境的负面影响更小。本研究比较了蒸汽和蒸汽+芥菜籽粉(MSM)与氯苦(chloropicrin)对土壤消毒、植物生长和草莓(草莓属×ananassa)结果场。MSM应用于3368千克·哈−1在蒸汽应用之前。将蒸汽注入到3米宽的反向分蘖中,达到30至40厘米。监测深度为10,20,25和35厘米的土壤温度。蒸汽和蒸汽+ MSM治疗减少了马冠种子和NutsEdge块茎的可行性,微克罗罗对密度黄萎病dahliae,繁殖体密度为茄子Ultimum.、杂草累积密度和生物量与未处理对照比较。蒸汽喷施对这些害虫的防治效果与氯苦同等。水蒸气处理和水蒸气+ MSM处理对草莓生长和果实产量的影响与氯苦苷处理相似,但均高于未处理对照。本研究表明,蒸汽、蒸汽+ MSM和氯苦同等有效地抑制杂草和土壤中病原菌。上述结果表明,蒸汽处理和蒸汽+ MSM处理可以作为常规草莓田和有机草莓田土壤除害的较好选择。

抽象的

蒸汽消毒土壤有可能部分取代溴甲烷、氯苦素、1,3-二氯丙烯等熏蒸剂,因为它有效、使用更安全、对环境的负面影响更小。本研究比较了蒸汽和蒸汽+芥菜籽粉(MSM)与氯苦(chloropicrin)对土壤消毒、植物生长和草莓(草莓属×ananassa)结果场。MSM应用于3368千克·哈−1在蒸汽应用之前。将蒸汽注入到3米宽的反向分蘖中,达到30至40厘米。监测深度为10,20,25和35厘米的土壤温度。蒸汽和蒸汽+ MSM治疗减少了马冠种子和NutsEdge块茎的可行性,微克罗罗对密度黄萎病dahliae,繁殖体密度为茄子Ultimum.、杂草累积密度和生物量与未处理对照比较。蒸汽喷施对这些害虫的防治效果与氯苦同等。水蒸气处理和水蒸气+ MSM处理对草莓生长和果实产量的影响与氯苦苷处理相似,但均高于未处理对照。本研究表明,蒸汽、蒸汽+ MSM和氯苦同等有效地抑制杂草和土壤中病原菌。上述结果表明,蒸汽处理和蒸汽+ MSM处理可以作为常规草莓田和有机草莓田土壤除害的较好选择。

甲基溴(MB)已广泛使用数十年,作为传统草莓田的土壤熏蒸剂(Fennimore和Goodhue,2016)。但MB已与大气臭氧层的消耗有关,其使用主要被淘汰(Sen等人,2010)。单独氯菊酯和与1,3-二氯丙烯(1,3-D)组合用作MB的初级替代品(Moldenke和耶稣,1996;南等人,1997年)。然而,加利福尼亚州的熏蒸剂使用法规需要附近的敏感网站附近的缓冲区,如医院和学校,这使得农业围栏的熏蒸(Goodhue等,2016年)。博韦(2012)刘易斯(2012)报道氯苦在较低浓度时引起短暂的粘膜和眼睛刺激,并尽一切努力减少旁观者对熏蒸剂的暴露。因此,在不能熏蒸的地区,如敏感场所或有机田地,使用熏蒸剂的替代品是很有兴趣的。

在非熏蒸方法中,土壤厌氧除害(ASD)是目前最有希望的一种(Shennan等人,2018年)但ASD需要使用塑料薄膜,该薄膜产生固体废物和高氮碳源,如米糠,可以污染地下水(Messiha等,2007年)。相比之下,土壤与蒸汽的消毒对环境影响较小,对涂抹器和旁观者更安全,而不是化学熏蒸剂,这构成了暴露风险(Fennimore和Goodhue,2016;Kim等人,2020年)。此外,Fennimore等。(2014)报告蒸汽是一种可靠的非致非灭菌方法,用于控制病原体和杂草,以与草莓果生产领域的MB类似的疗效。

蒸汽与MSM的协同应用可能是一种提高性能的方法,使应用程序比单独使用蒸汽更快、更有效。MSM可以减少植物病原体等的感染Rhizoctonia solani.(马佐拉等人,2007年),粘保梨花(Weerakoon等,2012年), 和Cylindrocarpon.丝核菌spp。(Mazzola和Brown,2010),并可能控制杂草多花黑麦草斯蒂拉亚媒体(Boydston和Anderson, 2008年;Handiseni等人,2011年)。Borek和Morra(2005)布朗等人。(1991)发现MSM含有氨基氰酸酯,异硫氰酸酯,异氰酸酯,腈和湿润土壤中的其他化合物进行酶促水解的硫代糖苷。在水解化合物中,径向生长抑制长蠕孢属以上黄萎病dahliae异硫氰酸烯丙酯(AITC)是一种挥发性异硫氰酸酯(奥利维尔等,1999;彼得森等人,2001年)。根据戴和林(2014)其中,MSM中AITC的释放量高达13 mg·g−1。AITC作为MSM的天然产品或以Dominus(99.8%AITC; Isagro USA Inc.,Morrisville,NC)中的天然产品Kim等人,2019年,2020.)。以前的作品表明,碳粉盒纳入土壤可以提高阳光化的功效(Stapleton等人。,2000)。我们的假设是蒸汽加MSM与单独治疗相比,可以提高害虫控制效果。

蒸汽杀死杂草种子和高温的病原体。以前的研究表明,对于大多数蔬菜,蒸汽施用必须将土壤温度升至60℃,以便大多数蔬菜控制杂草和60°C,以控制杂草和病原体35厘米的深度为35厘米以控制杂草和病原体(面包师,1962年;fenenimore等,2014)。蒸汽对土壤害虫的功效通常通过杂草密度和生物量、病原繁殖能力、患病植物数量、植物大小和果实产量(fenenimore等,2014;Kim等人,2020年;Samtani等人,2012年)。

本项目目的是评价蒸汽和蒸汽+ MSM在土壤消毒、促进植物生长和果实生产方面的效果。

材料和方法

蒸汽应用。

在Salinas,CA附近的农业农业研究服务研究场所,在沙滩土壤中建立了现场试验。治疗包括1)非处理控制,2)MSM(农场燃料,Watsonville,CA)仅3368千克·哈−1,3)单独蒸汽,4)蒸汽+ MSM 3368 kg·HA−1和5)氯化菊酯(TRICK,HOLLISTER,CA)。使用肥料涂布器蒸汽涂料前施加MSM。HOBO数据记录器(U12户外;发病电脑公司,Pocasset,MA)用于监测在非处理控制,蒸汽和蒸汽+ MSM处理中10,20,25和35厘米的深度的土壤温度。治疗被复制四次并以随机的完整块设计排列。2018年9月14日和2019年9月6日应用蒸汽。现场蒸汽涂抹器(南草坪苗圃,STN,Elberta,Al)配备了300-HP柴油加油的砍刀布鲁克斯蒸汽发生器,安装在拖车上由拖拉机(图。1)。将蒸汽注入一个3宽的反向分蘖(西北部分蘖,yakima,Wa),该蒸馏为30至40厘米的深度将蒸汽放入土壤中。在蒸汽施用之后,用塑料薄膜形状和覆盖床,并在2018年10月18日通过滴灌系统施用氯菊酯,以28.2g·m−2到2019年10月17日,价格为24.2 g·m−2。草莓植物(草莓属×ananassa简历。Cabrillo)于2018年11月7日移植。2019年11月15日。含有氮,磷酸盐,钾肥和微量营养素的肥料通过滴灌系统从3月至2019年8月至8月的12次施用。移植后的昆虫和植物病理学管理由抽吸装置进行(虫虫);防尘和手工杂草;去除成熟和腐烂的水果,感染和死亡植物,以及植物碎片;和适当的灌溉,以防止水胁迫。

图1所示。
图1所示。

在该测试中使用的移动涂抹器(Southith TIRF托儿所,STN,ELBERTA,AL)。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / HORTSCI15669-20

植物生长测量和水果产量。

每株植物的活力从0(死亡)到10(旺盛)进行评分(n = 50)。植物直径在二维上测量(n = 10)。从1 ~ 4月进行了3次植株活力和直径测定。2019年4月至8月,在1.2 m × 6 m(宽×长)样本区共收获31次草莓果实,2020年4月至9月共收获36次草莓果实。水果新鲜重量由商业收获人员每周测量一次或两次。适销水果具有以下特点:10克以上;无机械、昆虫或疾病损害;最少80%的红色表面;和花萼。

生物测定。

黄萎病dahliae25克感染土壤和100根普通马齿苋(portulaca oleraceae.种子和25枚黄胡桃属植物(香esculentusL.)块茎含有尼龙网袋。在蒸汽涂抹器通过后,袋子埋入了15毫米深的袋子旁边安装了袋子旁边。在2周和3天后分别收集样品和数据记录器。在样品检索之后,V. Dahliae.样品是风干的,手压,通过在NP-10半选择性培养基上通过干镀法评估每克土壤的微克罗粒的数量。Kabir等人。(2004)茄子Ultimum.在半选择性培养基上使用湿镀方法在预介质(Klose等,2007年)。分别在处理前和处理后3 d采集土壤样品。用上述方法对马齿苋种子样品进行了活力测定科特雷尔(1947)。用0.1% (v/v)的2,3,5-三苯基四唑氯(Sigma, St Louis, MO)溶液对回收的容器和探针中的种子进行染色。将马马草种子样品置于培养皿中发芽纸上,切成两半,染色,24°C暗置24 h。显微镜下根据染色强度评价单个种子的活力。染色少或无染色的种子为死亡种子,染色强度明显的种子为活种子。在1 ~ 4月间,逐月测定田间杂草密度和生物量。

统计分析。

比较对拉链种子的活力,NutsEdge Tubers的治疗效果,V. Dahliae.,p .最后本研究采用非参数Kruskal-Wallis检验来避免方差正态性及齐性假设。为了两两比较,实现了两两Wilcoxon秩和检验(霍尔兰德和沃尔夫,1973年)。尊重多个比较中的固定意义水平(α= 0.05),P使用所建议的校正方法对数值进行调整Benjamini和Hochberg(1995)。对杂草累积密度和生物量进行了类似的分析。为了比较植物活力和植物冠层,采用Duncan 's多量程检验进行平均分离,其估计均值以图形表示。这些分析使用SPSS 20.0 for Windows (SPSS Inc.,芝加哥,IL)和R版本4.0.2 (r核心团队,2019年)。

使用混合效应模型的治疗中比较了市场果实产量。混合效应模型认为由于治疗效果而导致相同的实验单元和固定效应观察相同的实验单元。在模型下,将每种治疗的预期累积产量与治疗中的预期累积产量进行比较。对于图形示范,自收获季开始以来的时间(2019年4月15日为第一个赛季和第二季的4月27日)以来,筹集了累计总量和销售果收益率。这些分析由R版本4.0.2进行(r核心团队,2019年)。

结果

土壤温度。

在2018-19试验中的蒸汽处理中的第一个小时内60℃的时间分别在10,20和25cm深度的58.5,58.5和59.5分钟内(表格1)。在2019 - 20-20试验中的蒸汽单独治疗中的第一小时内60°C的时间分别为59.5,59.5和60.0分钟,分别为10,20和25cm深度。在蒸汽+ MSM处理中10-和20cm深度的60℃以上的时间几乎与蒸汽单独的处理中的除,除了在60℃以上的25cm深度为30.5分钟(表格1)。

表1。

蒸汽应用后的第一小时的土壤温度持续时间。

表1。

害虫控制。

蒸汽,蒸汽+ MSM和Chloropicrin降低了牛皮种子,NutsEdge块茎的可行性,以及V. Dahliae.(表2.)与单独的非生成控制和MSM相比。显示了类似的模式p .最后水平(表3);然而,蒸汽,蒸汽+ MSM和氯化霉素没有不同,因为p .最后在2019-20次试验中,单独的对照控制和MSM水平低。蒸汽处理的害虫控制效果类似于氯化林。

表2。

马冠种子和NutsEdge块茎的可行性和微克罗罗对密度黄萎病dahliae

表2。
表3。

繁殖密度茄子Ultimum.治疗后一周和一周。

表3。

杂草礼物是加州伯克洛弗(Medicago polymorpha)和常见的磨合我们狗舌草寻常的)在2018-19年的试验和燃烧的荨麻(荨麻疹、繁缕斯蒂拉亚媒体),亨比(薄层Amplexicule.)、小猪倌(李哌迪尤姆)和多年生黑麦草(多年生黑麦草)在2019-20审判中。2018-19试验中的多重比较表明,α= 0.05的治疗之间没有显着差异。2019 - 20-20试验中的多种比较表明,与单独的非生成的对照和MSM相比,单独蒸汽蒸汽+ MSM和氯菊酯的影响较低的杂草密度和鲜重(表4.)。

表4。

累积季节长期杂草密度和生物量。

表4。

植物生长。

活力估产和株径测定结果表明,2018-19试验中,steam + MSM处理的草莓植株比其他处理的植株更大、更旺盛。在2019-20试验中,蒸汽单独处理、蒸汽+ MSM和氯苦素处理的草莓植株均大于未处理对照和MSM单独处理(图。23.)。所有治疗的草莓植物在2018-19次审判的3月和4月之间迅速增长,2019-20次审判的二月和三月(图3.)。蒸汽和蒸汽+ MSM治疗中的植物直径在2019-20试验中,特别是增长速度比非处理的控制和MSM治疗更快。蒸汽,蒸汽+ MSM和氯化林治疗中的植物大于两个季节中的非残留的对照和MSM。

图2所示。
图2所示。

2019年(左)和2020年(右)草莓植株活力预测。这些数据是四次复制的结果。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / HORTSCI15669-20

图3所示。
图3所示。

2019年(左)快速增长期间的草莓植物直径(左)和2020(右)。这些数据是四次复制的结果。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / HORTSCI15669-20

水果产量。

蒸汽,蒸汽+ MSM和氯化林治疗中的可营销水果产量高于非生成对照(表5.)。该表提供了混合效应模型估计的每个处理相对于未处理对照的累积果实产量随时间的速率(克/株)(即“+”表示累积产量相对于未处理对照的速度更快)。在2018-19赛季,单独使用MSM的市场产量与单独使用steam一样有效,但在2019-20赛季,单独使用MSM的效果不如单独使用steam。此外,在两个季节,水蒸气+ MSM处理的产量与氯苦素处理的产量相似(表5.,图4.)。蒸汽单独,蒸汽+ MSM和2019-20季节中的蒸汽+ MSM和Chloropicrin的估计速率相似。

表5。

估计的斜坡图3.P在混合效果模型下计算的值(“+”是相对于非生成控制的方式)。

表5。
图4所示。
图4所示。

2019年(左)和2020年(右)的累计适销水果产量。这些数据是四次复制的结果。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / HORTSCI15669-20

讨论

与蒸汽的土壤消毒较少关于暴露于熏蒸剂的担忧(fenenimore等,2014;Kim等人,2019年,2020.;Samtani等人,2012年)。van Loenen等人(2003)MELANDER和JØRGensen(2005)证明蒸汽施加到土壤升温至60℃的3分钟,减少V. Dahliae.p .最后在实验室中的杂草出现。注入和混合的蒸汽与土壤达到70°C,在加州草莓田(fenenimore等,2014;Samtani等人,2012年)。大多数杂草生长在土壤的浅层。Benvenuti等人(2001)发现杂草不会从超过12厘米深的地方冒出Pullman等人。(1981)发现最可行的宣传V. Dahliae.腐霉属SPP。在15至30厘米的土壤深度下较少的宣传中的上层土壤。成功的现场蒸汽应用需要了解两个重要因素:1)蒸汽不会远离土壤中的注射点,蒸汽仅在哪里放置,因此,放置蒸汽非常重要;2)蒸汽施加后的土壤温度取决于土壤湿度,空气温度和土壤压实(Kim等人,2020年)。在120°C的温度下,将蒸汽注入土壤,耕作深度为40 cm。施用蒸汽后,土壤温度保持在60°C以上约1小时,并渗透至25厘米深(表格1)。因此,本研究观察到的土壤温度足以降低植物病原和杂草种子活力,并保护作物生根区(fenenimore等,2014;Samtani等人,2011年)。

单独蒸汽和蒸汽+ MSM的应用降低了马冠种子,NutsEdge Tubers的可行性和V. Dahliae.,p .最后水平和累积杂草密度和生物量与氯丙肽相当(表2- - - - - -4)。但MSM对土壤病原菌的控制效果不如单独使用蒸汽和蒸汽+ MSM。安格斯等人。(1994)报道了含硫代葡萄糖苷的植物根茎组织防治害虫的研究芸苔属植物物种来源于异硫氰酸酯(ITCs)。其中,硫代葡萄糖苷生物活性水解产物AITC对减少土壤害虫(Bangarwa等人,2011年;布朗和莫拉,1997年)。AITC的挥发性有助于其在土壤中的均匀分布。此外,Kim等人(2020)发现Steam + Aitc对害虫具有互补影响,因为蒸汽应用增加了AITC的迁移率。因此,为了提高MSM的杀虫活性,有必要找到增加葡萄糖素水解的方法(奥利维尔等,1999)。另一方面,添加MSM改善的生长(图。23.)及果实产量(表5.,图3.)草莓植物。这种增长可能是由于MSM中包含的4.5%氮气(www.farmfuelinc.com/products/)。Fennimore等。(2014)结果表明,蒸汽+ MSM处理土壤中铵态氮和硝态氮含量均高于未处理和单独蒸汽处理。戴和林(2014)发现MSM含有33.6%的蛋白质,16.6%脂质和5.5%碳水化合物。氮气可以被植物吸收以铵和硝酸盐以促进生长和发育。虽然MSM由于营养成分而增加了草莓的植物生长和果实产量,但我们的数据可能表明单独的MSM可能是一个问题(表2- - - - - -4)。

Fennimore等。(2014)Samtani等人。(2011)发现用蒸汽处理的土壤中的草莓果实产量高于非生成对照。我们的研究结果还表明,在先前用蒸汽处理的土壤上生长的植物产生的产率与氯化碱相似,大于非生成对照(表5.,图4.)。此外,草莓植株的活力也很重要,因为它与果实产量有关(fenenimore等,2014;Singh等人。,2008年)。Salamé-Donoso等(2010)报道,草莓植物的直径与果实生产呈正相关,无论品种和生产系统如何。结果表明,蒸汽和蒸汽+ MSM治疗中的草莓植物产生了类似的果实,因为在先前用氯菊酯治疗的土壤种植的植物。

结论

这些发现表明:(1)蒸汽处理对草莓病虫害的抑制效果与氯苦相似;(2)蒸汽处理对草莓病虫害的抑制效果较好,不能提高草莓的生长性能;(3)蒸汽处理对草莓植株活力和产量的影响与氯苦处理相似;虽然本研究没有直接评价MSM的肥料效益。然而,尽管近十年来,土壤蒸煮技术在露天应用方面取得了良好的数据,但35厘米深土壤蒸煮的商用技术还没有开发出来。市场上有小型或浅蒸机。目前的挑战是找到一种经济的蒸汽应用方法,既能及时处理大面积的蒸汽,又能节约成本。需要作出合作努力,将寻求开发用于常规和有机领域的土壤蒸煮技术的有关各方聚集在一起(例如,美国农业土壤蒸煮协会,www.soilsteamingassociation.org/)。

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贡献者笔记

我们感谢John Rachuy, Bertha A. Scholler, Denise Soto和Agustin B. Rodriguez对这项研究的帮助。

这项工作得到了美国粮食和农业研究所USDA-Nifa甲基溴转换计划2015-07297和2017-04265的支持。

S.A.F.是相应的作者。电子邮件:safennimore@ucdavis.edu.

  • The mobile applicator (Southern Turf Nurseries, STN, Elberta, AL) used in this test.<\/p><\/caption>","header":"Fig. 1.","imageUris":["/view/journals/hortsci/aop/article-10.21273-HORTSCI15669-20/full-HORTSCI15669-20fig1.jpg"],"id":"F1_0"}],"id":"F1"}" aria-selected="false" role="option" data-menu-item="list-id-a5797e92-0feb-41e8-80c6-28830224cb4a" class="ListItem ListItem--disableGutters ListItem--divider">

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    在该测试中使用的移动涂抹器(Southith TIRF托儿所,STN,ELBERTA,AL)。

  • Vigor estimates of strawberry plants in 2019 (left) and 2020 (right). The data are means of four replications.<\/p><\/caption>","header":"Fig. 2.","imageUris":["/view/journals/hortsci/aop/article-10.21273-HORTSCI15669-20/full-HORTSCI15669-20fig2.jpg"],"id":"F2_0"}],"id":"F2"}" aria-selected="false" role="option" data-menu-item="list-id-a5797e92-0feb-41e8-80c6-28830224cb4a" class="ListItem ListItem--disableGutters ListItem--divider">

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    2019年(左)和2020年(右)草莓植株活力预测。这些数据是四次复制的结果。

  • Strawberry plant diameter during periods of rapid growth in 2019 (left) and 2020 (right). The data are means of four replications.<\/p><\/caption>","header":"Fig. 3.","imageUris":["/view/journals/hortsci/aop/article-10.21273-HORTSCI15669-20/full-HORTSCI15669-20fig3.jpg"],"id":"F3_0"}],"id":"F3"}" aria-selected="false" role="option" data-menu-item="list-id-a5797e92-0feb-41e8-80c6-28830224cb4a" class="ListItem ListItem--disableGutters ListItem--divider">

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    2019年(左)快速增长期间的草莓植物直径(左)和2020(右)。这些数据是四次复制的结果。

  • The cumulative marketable fruit yield in 2019 (left) and 2020 (right). The data are means of four replications.<\/p><\/caption>","header":"Fig. 4.","imageUris":["/view/journals/hortsci/aop/article-10.21273-HORTSCI15669-20/full-HORTSCI15669-20fig4.jpg"],"id":"F4_0"}],"id":"F4"}" aria-selected="false" role="option" data-menu-item="list-id-a5797e92-0feb-41e8-80c6-28830224cb4a" class="ListItem ListItem--disableGutters ListItem--divider">

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    2019年(左)和2020年(右)的累计适销水果产量。这些数据是四次复制的结果。

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