通过生物太阳能处理缓解芦笋生长衰退问题：一种可持续的替代化学土壤熏蒸的方法

《European Journal of Plant Pathology》：Mitigating asparagus decline through biosolarisation: a sustainable alternative to chemical soil fumigation

　　摘要
芦笋衰退综合症（ADS）是主要生产地区面临的主要限制因素，与由镰刀菌引起的根部和冠部腐烂（RCR）密切相关。我们在西班牙马德里的阿兰胡埃斯进行了一项多年田间试验，比较了种植前的土壤消毒策略：使用达佐met进行化学熏蒸、使用鸡粪或芸苔属植物衍生物颗粒进行生物太阳能处理，以及未经处理的对照组（采用随机完全区组设计，16个试验田，每个试验田4次重复）。我们量化了土壤中的镰刀菌菌量、植物生长情况、截获的光合有效辐射（PAR）、辐射利用效率（RUE）和芦笋产量。所有消毒处理都立即减少了土壤中的镰刀菌数量。达佐met的处理效果最为显著（总镰刀菌菌量降至1,031.9 ± 609.2 CFU g?1；F. oxysporum菌量减少了98.3%，降至47.2 ± 97.1 CFU g?1），而鸡粪和芸苔属植物衍生物的生物太阳能处理分别减少了53%和43%。在建立年份，达佐met处理组的芦笋冠层截获的累积PAR最高（72.2 ± 16.1 MJ m?2），到2020年，生物太阳能处理的累积PAR与达佐met处理组相当（1,300–1,315 MJ m?2）。到2020年，生物太阳能处理在芦笋冠层截获的累积PAR方面也与达佐met处理组相当（1,300–1,315 MJ m?2）。F. oxysporum菌量与最终植物干质量呈负相关（R2 = 0.684），并与冠层截获的累积PAR呈负相关（R2 = 0.831）。多年间，不同处理组之间的辐射利用效率没有显著差异，表明生物量的增加主要归因于更高的辐射截获率，而非辐射利用效率的差异。2019年的早期芦笋产量与前一年的干生物量相关（R2 = 0.67），并且在达佐met和鸡粪生物太阳能处理组中，芦笋的直径分布偏向较粗的类型（18–26毫米）。化学熏蒸仅提供了短暂的效果，因为到第三年镰刀菌数量又恢复到高水平，而生物太阳能处理则持续抑制了土壤中的病原体并保持了作物的活力。因此，生物太阳能处理（特别是使用鸡粪颗粒）成为一种实用且影响较小的替代化学熏蒸的方法，适用于长期管理芦笋衰退综合症。

引言
在主要的芦笋生产地区，芦笋衰退综合症（ADS）已成为主要的植物病害限制因素（Basallote-Ureba等，2011；Elmer，2001）。在西班牙，首次记录可追溯到20世纪80年代（Tello等，1985）。自那时起，ADS逐渐缩短了种植园的产量寿命，常常迫使种植者拔除受影响的田地并在其他地方重新建立种植园。然而，没有芦笋种植历史的土壤越来越稀缺，这加速了新建立田地中过早出现衰退症状的速度。ADS的病因复杂，涉及生物和非生物因素。在生物因素中，与镰刀菌属（Fusarium spp.）相关的根部和冠部腐烂（RCR）是最一致且记录最详尽的组成部分（Blok和Bollen，1996a；Elmer，2001；Schreuder等，1995）。在西班牙，F. oxysporum f. sp. asparagi、F. proliferatum和F. solani已被确定为主要致病菌（Corpas-Hervias等，2006），尽管其发生率因地区和种植材料的来源而异。最近的研究表明，与芦笋相关的镰刀菌菌群以微生物联合体的形式存在，在ADS中发挥不同的作用（Brizuela等，2020），尽管F. oxysporum的毒力在不同气候区大致相同（Brizuela等，2021）。镰刀菌在土壤中的长期存活和通过冠部传播主要限制了预防措施，如使用无病证的种植材料和在无病原体的土壤中种植（Blok和Bollen，1997，1996b）。现有的芦笋品种抗性有限，由于病原体的遗传多样性和致病性，培育抗性基因型仍然具有挑战性。历史上，西班牙的重新种植策略依赖于土壤熏蒸剂——1,3-二氯丙烯（单独使用或与氯吡硫磷混合），以及达佐met或甲基硫菌灵等替代品，在集约化园艺中这些产品的使用率非常高。达佐met作为化学控制处理剂，会释放甲基异硫氰酸酯和其他对真菌、线虫和杂草有毒的挥发物；然而，其效果在应用第一年后显著下降，因此在其用于多年生作物如芦笋时受到限制。此外，欧盟政策（指令2009/128/EC）以及对土壤生物多样性、地下水和残留物的担忧，增加了对低影响替代方案的需求。

轮作作为一种可行的控制策略，在多年生芦笋中效果有限。尽管F. oxysporum f. sp. asparagi的症状宿主范围仅限于芦笋和大蒜，但该病原体也可以感染其他物种的根部，如豆类、谷物、洋葱、向日葵、马铃薯、甜菜和胡萝卜。两种种植前的低影响策略已被证明是可持续土壤消毒的有希望的技术。生物太阳能处理结合了有机改良剂和土壤太阳能化，增强了挥发物的释放并抑制了土壤中的病原体（Borrego-Benjumea等，2010，2014；Domínguez等，2014），同时利用了农业工业副产品。使用芸苔科植物的生物熏蒸利用黑芥子酶催化的硫代葡萄糖苷（GSLs）水解生成具有广泛杀菌活性的异硫氰酸酯（ITCs）和相关挥发物（Kirkegaard等，1993；Tsror等，2007；Hanschen和Winkelmann，2020）。在约3,500种芸苔科植物中描述了200多种GSLs（Dutta等，2019），如Brassica juncea、Sinapis alba、B. napus和Raphanus sativus var. oleifera等作物因其生物量和GSL产量而受到青睐。在芦笋中，使用B. carinata颗粒或鸡粪结合太阳能化可以减少土壤中的镰刀菌数量，增加生物量并提高产量（De la Lastra等，2021；López-Moreno等，2021）。生物控制剂如Trichoderma spp.提供了额外的选择，尽管其效果取决于气候、菌量压力和病原体的毒力（Reid和Hausbeck，2002）。综合这些发现，使用芸苔科植物进行生物太阳能处理和生物控制剂被认为是符合欧盟可持续性和减少农药使用目标的有效策略。

材料与方法
田间生物太阳能处理试验在西班牙马德里阿兰胡埃斯的“Casa Concha”实验农场（INIA）进行，该地点有七年的连续芦笋种植历史，非常适合本研究目的。我们设置了16个试验田（每个试验田48平方米），采用随机完全区组设计（每个试验田4次重复）。处理措施包括：（1）未经处理的对照组；（2）使用达佐met进行土壤消毒（400–600 kg ha?1）；（3）使用鸡粪颗粒进行生物太阳能处理（5,000 kg ha?1）；（4）使用芸苔属植物衍生物颗粒进行生物太阳能处理（5,000 kg ha?1）。土壤消毒处理在移栽前进行一次。在随后的几年中未再施用其他土壤消毒处理，期间监测了作物表现和土壤菌量动态。达佐met（tetrahydro-3,5-dimethyl-1,3,5-thiadiazine-2-thione；Basamid? Granular 98%，Certis Europe BV）由认证技术人员以60 g m?2的剂量施用（600 kg ha?1）。在施用前7天，对土壤进行灌溉以达到田间持水量（0–30厘米）。为了获得最佳效果，我们要求土壤温度>7°C和土壤湿度>50%的田间持水量；避免积水和水位过浅。产品通过旋耕机混入土壤，并用聚乙烯覆盖土壤21天。移除覆盖物后，对土壤进行耕作并取样（对照组与达佐met处理组），进行生菜种子发芽生物测定，结果显示无植物毒性（100%发芽）。对于生物太阳能处理，每平方米施用0.5公斤鸡粪或芸苔属植物颗粒，并通过旋耕机混入土壤。第二天，通过喷灌使土壤达到田间持水量；三天后，用塑料薄膜覆盖试验田11天。

2017年7月14日使用同一农场的育苗苗进行移栽。2017年10月初，施用复合肥料，提供每公顷50公斤氮、83.3公斤五氧化二磷、166.7公斤氧化钾、20.8公斤氧化钙、16.7公斤氧化镁、133.3公斤硫酸盐以及微量营养素（硼、铜、锌）。在第二和第三年，我们结合了有机和无机肥料。2019年1月，撒施了蚯蚓腐殖质（每公顷1,075公斤）。土壤特性（新鲜基态）：pH 7.2；含水量30%；有机质35%；腐殖酸7.5%；碳氮比10.2；总氮2.1%；五氧化二磷1.5%；氧化钾1.3%。2019年5月，添加了50公斤15-15-15复合肥料（约每公顷400公斤）。总的来说，植物额外获得了每公顷186公斤氮、150公斤五氧化二磷和138公斤氧化钾。灌溉采用滴灌方式（压力补偿式滴头，名义流量2升/小时；每行一条滴管，间距1.5米；滴头间距0.3米；流量约4.44毫米/小时）。每周进行两到三次灌溉（每次2.5小时），以满足作物需求。

植物生长、PAR截获量和生物量生产
每年在生长周期中进行八次评估。在每个试验田中，监测四株植物的高度和冠层宽度（沿两个垂直轴测量）。在周期结束时，记录茎和根的新鲜/干生物量以及最终高度和冠层宽度；由此计算总干生物量、干物质比例和根茎分配。使用线性光度计（LI-191R，LI-COR）在整个周期内量化截获的光合有效辐射（PAR）。然后利用每个周期的累积PAR计算辐射利用效率（RUE），即每兆焦耳截获PAR对应的干物质克数（g DM MJ?1）。

土壤和冠部的镰刀菌微生物群；芦笋产量
在处理前后以及第一个生长周期结束时和随后两年周期结束时，从每个试验田的中心采集土壤样本。采样深度为10–30厘米。土壤在空气中风干两周后称重。通过选择性培养基平板计数镰刀菌数量（Komada，1975；根据Tello等，1991稍作修改）。简要来说，将0.02克筛分后的土壤接种到改良培养基上（10克半乳糖、10克琼脂、1.25克五氯硝基苯（PCNB）和0.5克硫酸链霉素每升）；在25°C下连续光照10天后获得菌落计数（CFU g?1）。代表性菌落通过马铃薯葡萄糖琼脂进行纯化和鉴定。形态鉴定遵循Nelson等（1983）和Leslie和Summerell（2006）的方法。代表性分离株的分子鉴定采用ef1/ef2引物进行EF-1α测序。

对于冠部采样，在第一次收获时从每个试验田随机选择两个冠部。记录新鲜重量，然后在50°C下干燥（约4天）直至重量稳定（两天后再次称重）。2019年的芦笋收获从2月持续到4月，从约15厘米长的芦笋开始，之后定期进行。从每个试验田的两行中央采集芦笋，按处理方式分装，称重后于50°C下干燥。在最后两次收获中，根据直径对芦笋进行分级：18–26毫米（一级）、10–17毫米（二级）、<10毫米（三级）。非商业级别的芦笋单独记录为四级。

统计分析
所有统计分析使用STATGRAPHICS Centurion XVIII（StatPoint Inc.，美国赫恩登）进行。对于在土壤消毒后立即测量的变量，包括总镰刀菌菌量、F. oxysporum菌量和第一个生长周期内的累积PAR，通过单因素方差分析（ANOVA）评估处理效果，以处理为固定因素。当检测到显著效果时，使用Fisher的最小显著差异（LSD）检验在p ≤ 0.05的水平上区分均值。对于在连续生长周期中监测的变量，包括土壤菌量密度、PAR截获比例（FPI）、累积PAR、干生物量和产量相关性状，数据通过包含处理、年份及其交互作用的因子方差分析（factorial ANOVA）进行分析。当交互作用显著时，使用Fisher的LSD检验在p≤0.05的水平上比较了每年的处理均值。辐射利用效率（RUE）通过考虑处理、年份以及处理×年份交互作用的因子方差分析（ANOVA）进行评估。通过简单线性回归分析了土壤接种体密度与植物生长变量之间的关系，并报告了决定系数（R2）。对于总Fusarium和F. oxysporum接种体的时间图表，绘制了每个采样时间的处理均值和标准差，显著性字母表示每种处理内随时间的均值分离情况。由于在所有处理中接种体密度已经恢复，最终图表中没有保留多项式趋势线，因为它们提供的生物学信息有限。消毒后Fusarium复合体的物种组成进行了描述性展示。在最后两个收获日期，对每个重复实验和处理的新鲜产量值进行了汇总，并以面积为基础进行表达（kg ha?1），考虑到收获面积为21平方米（两行，每行7米长，间距1.5米）。使用单因素方差分析（ONE-WAY ANOVA）分别分析了处理对累积新鲜笋产量和总产量的影响，其中处理作为固定因素。由于在任何笋等级或总累积新鲜产量上均未检测到显著的处理效应，因此图6仅以描述性摘要的形式呈现处理均值和标准差。

当交互作用显著时，使用Fisher的LSD检验在p≤0.05的水平上比较了每年的处理均值。辐射利用效率（RUE）通过考虑处理、年份以及处理×年份交互作用的因子方差分析（ANOVA）进行评估。土壤接种体密度与植物生长变量之间的关系通过简单线性回归进行分析，并报告了决定系数（R2）。对于总Fusarium和F. oxysporum接种体的时间图表，绘制了每个采样时间的处理均值和标准差，显著性字母表示每种处理内随时间的均值分离情况。由于在所有处理中接种体密度已经恢复，最终图表中没有保留多项式趋势线，因为它们提供的生物学信息有限。消毒后Fusarium复合体的物种组成进行了描述性展示。在最后两个收获日期，对每个重复实验和处理的新鲜产量值进行了汇总，并以面积为基础进行表达（kg ha?1），考虑到收获面积为21平方米（两行，每行7米长，间距1.5米）。使用单因素方差分析（ONE-WAY ANOVA）分别分析了处理对累积新鲜笋产量和总产量的影响，其中处理作为固定因素。由于在任何笋等级或总累积新鲜产量上均未检测到显著的处理效应，因此图6仅以描述性摘要的形式呈现处理均值和标准差。

关于土壤生物太阳能化对芦笋重新种植的影响，通过量化土壤中Fusarium spp.和F. oxysporum的接种体密度来评估。此外，还分析了土壤接种体密度与植物生长参数（包括光合有效辐射（PAR）截获量和总生物量生产）之间的关系。总体而言，所有土壤消毒处理都最初减少了土壤中的Fusarium种群数量。未经处理的对照组显示出的Fusarium菌落数量最多。F. oxysporum接种体与最终植物干重（R2=0.684）和第一个生长周期内截获的PAR（R2=0.831）呈负相关，表明这两个指标是随时间推移由疾病引起的生长损失的敏感指标。在土壤消毒之前，土壤中的Fusarium接种体负荷较高，平均预处理值超过6,500 CFU g?1。处理应用后，不同处理后的土壤消毒处理在总Fusarium接种体密度方面存在显著差异（单因素方差分析，p=0.00033）。Dazomet处理的平均总Fusarium计数最低（1031.9 ± 609.2 CFU g?1），其次是鸡粪颗粒（2331.1 ± 433.7 CFU g?1）和Brassica颗粒（2857.3 ± 1967.7 CFU g?1），而未经处理的对照组显示出的处理后值最高（4741.5 ± 2194.5 CFU g?1）。Fisher的LSD检验表明Dazomet与未经处理的对照组和Brassica颗粒有显著差异，而鸡粪颗粒的值介于两者之间，与Brassica颗粒或Dazomet没有显著差异。对于F. oxysporum，处理效应也具有显著性（单因素方差分析，p=0.00089）。Dazomet将F. oxysporum接种体减少到44.4 ± 97.1 CFU g?1，显著低于未经处理的对照组和Brassica颗粒，后者之间没有显著差异。芦笋冠层在建立周期内截获的累积PAR也在不同处理间存在显著差异（图1）。Dazomet在建立周期内达到了72.2 ± 16.1 MJ m?2，比生物太阳能化处理多出约18–20 MJ m?2，比对照组多出约40–42 MJ m?2。

图1展示了不同土壤消毒处理对Fusarium spp.和F. oxysporum接种体密度（彩色条形）以及芦笋作物在第一个生长周期内截获的光合有效辐射（PAR）量的影响。条形代表平均值，误差条表示标准差。不同的字母根据Fisher的LSD检验表示处理后的处理之间存在显著差异（p≤0.05）。预处理接种体密度作为描述性参考，以指示土壤消毒前的初始病原体负荷。

图2提供了不同土壤消毒处理后Fusarium复合体相对组成的描述性概览。在未经处理的对照组、鸡粪颗粒处理和Brassica颗粒处理中，F. oxysporum仍然是优势物种，分别占回收分离株的约49%、62%和42%。相比之下，在应用Dazomet后，F. oxysporum的相对比例显著下降至约10%，而F. solani、F. equiseti和F. proliferatum的相对比例增加。

结果表明，土壤消毒减少了Fusarium菌落数量，并提高了芦笋植物在第一年的光截获能力。然而，为了评估整个作物周期的长期效果，实验延长了三年半进行监测。正如多年生系统所预期的那样，Fusarium种群在随后几年逐渐增加（图3、图4），特别是F. oxysporum。所有土壤消毒处理最初都减少了土壤中的总Fusarium接种体数量，其中Dazomet的处理效果最为显著。然而，这种减少并未持续下去。从第三次评估开始，所有处理中的接种体密度显著增加，到最终评估时，所有处理的接种体水平都远高于初始处理前的水平。处理后三年，接种体水平上升到了原始负荷的约386%。最快的回升发生在第二年，与笋收获开始的时间相吻合。

图3显示了不同土壤消毒处理下土壤中总Fusarium接种体密度的时间演变。点代表处理均值，误差条表示标准差。不同的字母根据Fisher的LSD检验表示每个处理内采样时间之间的显著差异（p≤0.05）。虚线水平线作为描述性参考，表示处理前的对照水平。

图4显示了不同土壤消毒处理后从土壤中回收的Fusarium复合体的描述性组成。条形代表每个处理中分配给每种Fusarium物种的平均相对比例。

结果表明，土壤消毒减少了Fusarium菌落数量，并提高了芦笋植物在第一年的光截获能力。然而，为了评估整个作物周期的长期效果，实验延长了三年半进行监测。正如多年生系统所预期的那样，Fusarium种群在随后几年逐渐增加（图3、图4），特别是F. oxysporum。所有土壤消毒处理最初都减少了土壤中的总Fusarium接种体数量，其中Dazomet的处理效果最为显著。然而，这种减少并未持续下去。从第三次评估开始，所有处理中的接种体密度显著增加，到最终评估时，所有处理的接种体水平都远高于初始处理前的水平。处理后三年，接种体水平上升到了原始负荷的约386%。最快的回升发生在第二年，与笋收获开始的时间相吻合。

图4显示了不同土壤消毒处理下土壤中Fusarium oxysporum接种体密度的时间演变。点代表处理均值，误差条表示标准差。不同的字母根据Fisher的LSD检验表示每个处理内采样时间之间的显著差异（p≤0.05）。虚线水平线作为描述性参考，表示处理前的对照水平。

尽管在初期阶段观察到处理特异性差异，特别是在Dazomet处理下，但长期趋势表现为所有处理中病原体种群的整体回升。对于F. oxysporum，处理间的初始差异随着时间的推移变得不那么明显，因为所有处理中的接种体密度显著增加，样本间的变异性也显著增加。在最终评估时，所有处理中的疾病严重程度仍然很高。平均疾病严重程度得分从Dazomet处理组的2.75到Brassica颗粒处理组的3.50不等，表明大多数植物根据使用的疾病等级出现了维管系统变色或坏死。这些观察结果与实验最后阶段检测到的土壤接种体显著回升一致。因此，土壤消毒的初始抑制效果并未随着时间的推移而维持。

在最终评估时，所有处理和所有分析的冠部组织（次生根、储藏根和冠部组织）中仍然检测到真菌定殖（补充表S1）。F. oxysporum是从植物组织中回收的主要Fusarium物种，其发生率在所有处理中都很高。冠部组织和次生根通常显示出最高的回收频率，根据处理和器官的不同，F. oxysporum在75–100%的样本中被检测到。总Fusarium的回收率也很高，在几个冠部和次生根样本中达到了100%。没有一种处理在实验结束时完全防止了内部定殖。这些观察结果与实验最后阶段检测到的土壤接种体显著回升一致。

关于芦笋植物的影响（生长参数：生物量、截获的PAR比例（FPI）和辐射利用效率（RUE）：2017年初，作物冠层截获的PAR比例（FPI）在不同处理间较低（≤0.035），所有处理中的FPI增加幅度很小。从9月下旬开始，处理间的FPI差异开始显现，并随着时间的推移变得更加明显。在11月27日进行的第一个生长周期的最终测量中，四种处理明显分为三类：第一类是Dazomet处理，显示出最高的FPI值；第二类是两种生物太阳能化处理（使用Brassica和鸡粪颗粒），显示出中等值；第三类是未经处理的对照组，显示出最低的FPI。2018年，早期差异再次出现（Dazomet下的FPI约为0.16，而对照组约为0.50），到6月中旬，Dazomet明显优于其他处理。这一趋势在整个周期中持续存在，所有处理的FPI随着季节的进展而平行增加，直到10月中旬，每种处理都达到了其最大FPI值：Dazomet处理下的FPI为0.62，而生物太阳能化处理和对照组分别为0.50–0.55；所有处理都随着衰老而下降。从2019年4月下旬到5月中旬，所有处理的FPI都显著增加，反映了这一时期植物的显著营养生长，无论是高度还是冠层宽度。此时（5月中旬），比较分析再次显示Dazomet处理下的PAR截获量显著高于其他处理。

一个月后（2019年6月中旬），除了使用鸡粪颗粒的处理外，所有处理的FPI都相对于之前的采样有所下降，而鸡粪颗粒处理的FPI值保持稳定，与化学处理相当。从那时起，所有处理的FPI逐渐增加。如前所述，最后一次笋收获发生在2020年3月19日，因此将此日期视为2020年PAR截获测量的起点（FPI=0）。到5月下旬，Dazomet和Brassica颗粒处理的FPI值分别达到了约0.65，而对照组和鸡粪生物太阳能化处理的FPI值约为0.60。从2020年5月下旬到7月下旬，所有消毒处理下的FPI继续上升，稳定在约0.70附近，而未经处理的对照组FPI几乎保持不变，约为0.60。

表1总结了整个实验年份记录的累积PAR截获量。2018年，Dazomet处理下的作物截获了总共765 MJ m?2的PAR，比使用鸡粪和Brassica颗粒的生物太阳能化处理多出140–180 MJ m?2，比未经处理的对照组多出230–240 MJ m?2。在接下来的季节（2019年），Dazomet处理下的累积截获PAR达到了1059 MJ m?2，虽然略高于生物太阳能化处理，但与对照组相比没有显著差异。表1显示了根据处理和年份计算的芦笋冠层累积截获的PAR（平均值±标准差）。

2020年，不同处理间的累积PAR截获量不再有显著差异（表1）。尽管如此，使用鸡粪和Brassica颗粒的生物太阳能化处理的值与Dazomet相当，范围为1300至1315 MJ m?2，比未经处理的对照组高出约100 MJ m?2。基于每个生产周期结束时叶柄高度和冠层宽度的测量以及产生的干生物量的分析表明，第一年（2017年）观察到的差异在随后两年变得更加明显。与未经处理的对照组相比，Dazomet消毒处理在2018年显示出最大的植物发育（pheight=0.02；pwidth=0.03）。然而，到实验期结束时（2020年），这些差异消失了（p=0.670），数值趋于趋同，与对照组相比没有统计学上的显著变化。换句话说，最初对作物生长和发育的显著影响随着时间的推移逐渐减弱。干生物量生产的分析结果与植物高度和冠层宽度的分析结果一致，2017年和2018年都显示出处理间的显著差异（p=0.010和p=0.04），其中Dazomet在两年中产生了最高的累积干生物量。到2020年，生物量值趋于平稳，Dazomet处理的干生物量略低于使用鸡粪颗粒的生物太阳能化处理，尽管差异没有统计学意义。在跨年份和处理的累积干生物量分析中，最相关的发现是Dazomet的初始优势在2017年和2018年显著，但随着时间的推移逐渐减弱。到2020年底，生物太阳能化处理（使用鸡粪颗粒）甚至超过了其他所有处理方法，其总生物量产量最高，略高于26,400公斤干物质/公顷，超过了其他所有处理方法。在第三年（2019年），达佐MET（dazomet）和芸苔属颗粒（Brassica pellet）处理方法的干生物量产量最高，介于10,600至12,900公斤干物质/公顷之间；而在未经处理的对照地块中，该周期的总生物量产量约为8,400公斤干物质/公顷。然而，这些差异在统计学上并不显著（p<0.05）。表2总结了每个生长周期结束时的累计干生物量。表2显示了在不同处理方法下，芦笋植物（包括茎和根系）每个生长周期结束时的累计干生物量变化情况。

通过整合之前关于光合有效辐射（PAR）截获和生物量产量的结果，可以推断出不同土壤消毒处理方法的辐射利用效率（RUE）相似。因此，最终生物量的差异主要归因于辐射截获的变化，而不是辐射利用效率的差异。

芦笋的收获从2019年2月27日开始，每周进行一次，共进行了六次连续收获，最后一次收获发生在2019年4月4日。表4显示了这些日期之间累计鲜重和干重的变化情况。在所有处理方法中，鲜重和干重的累计产量在整个收获期间逐渐增加，在最后一次收获时达到最高值。从描述上看，达佐MET和鸡粪颗粒消毒处理方法在整个收获期间获得了最高的鲜重产量和最大的生长率。相比之下，芸苔属颗粒处理的这些参数值较低，但仍高于未经处理的对照组。

还分析了上一个生长周期（2018年）结束时植物中积累的生物量与2019年收获的芦笋生物量之间的潜在关系。2019年的鲜重产量与2018年周期结束时积累的总干生物量呈正相关。使用总干生物量、地上生物量或根生物量作为变量时，决定系数（R2）相似。其中，2018年周期结束时的干生物量与2019年第一次芦笋收获的鲜生物量之间的R2值最高（R2=0.67）。这种关系的强度在后续收获中逐渐减弱，表明上一个生长周期积累的生物量储备在下一个收获期开始时最为明显，随后逐渐减弱。这些结果表明，储存的生物量与早期芦笋产量的关联更为紧密，而后期收获则受到更多其他因素的影响。

在最后两次收获中，根据直径对芦笋进行了分类，并记录了每个尺寸类别的鲜重和干重。1级包括直径在18至26毫米之间的芦笋，2级包括直径在10至17毫米之间的芦笋，3级包括直径小于10毫米的芦笋。非商业用途的芦笋被单独记录为4级。从描述上看，达佐MET和鸡粪颗粒处理方法在1级中的鲜重产量较高，而芸苔属颗粒处理方法的值介于两者之间。对于2级，虽然其市场价值占所有处理方法中的最大比例，但分析结果显示各处理方法之间没有显著差异。同样，非商业用途的芦笋（4级）和总鲜重产量也没有显著差异。

我们的多年田间数据清楚地表明了化学和有机消毒方法如何影响多年生芦笋的镰刀菌（Fusarium）动态、冠层发育和产量。结果表明，尽管所有消毒方法最初都降低了镰刀菌的接种水平，但这些效果的幅度和持久性在化学和生物方法之间存在显著差异。达佐MET应用后镰刀菌种群和F. oxysporum数量的显著减少证实了其强大的杀菌能力。该化学物质的效力与其释放的甲基异硫氰酸酯及其分解产物有关，这些物质暂时使表层土壤灭菌，并使多种土壤传播的病原体、线虫和杂草繁殖体失活。在本研究中，这表现为植物生长状况的改善、更高的生物量产量以及前两年内光合有效辐射（PAR）的更好截获。这些结果与先前的研究一致，即基于达佐MET的熏蒸可以短期内减少病原体负荷并提高黄瓜和番茄等园艺作物的产量。然而，达佐MET效果的短暂性也很明显。从第三年开始，镰刀菌种群逐渐回升，到实验的最后阶段，所有处理方法的接种水平都远高于处理前的初始水平。这表明达佐MET的初始抑制效果在多年生作物田间条件下未能长期维持。结果指出，纯化学干预措施无法长期抑制土壤中的病原体。

生物太阳能化处理——特别是使用鸡粪颗粒——也仅显示出部分和暂时的抑制效果。尽管镰刀菌种群的即时减少程度不如达佐MET显著，但在最初的评估期间，生物太阳能化处理方法保持了中等的接种水平，但这种效果随时间逐渐减弱。这些结果与Borrego-Benjumea等人（2010, 2014年）的早期报告一致，他们观察到在太阳能加热条件下加入有机改良剂可以减少F. oxysporum asparagi的发病率并促进植物生长。类似的研究也表明，生物太阳能化能够在处理后的早期阶段抑制土壤传播的疾病。

最后评估时，从次生根、贮藏根和冠部组织中重新检测到F. oxysporum的恢复，进一步支持了土壤消毒的初始抑制效果未能长期维持的观点。所有处理方法中都检测到了内部定植，表明病原体不仅在土壤中重新建立，也在植物组织中重新建立。这种模式与土壤中观察到的高最终接种密度以及最后一次评估时记录的疾病严重程度得分相符。一个关键的农学见解是季节末干生物量（根/冠部储备）与次年春季初始芦笋产量之间的关联（R2=0.67），这种关系随着收获季节的进展而减弱，反映了天气、水分和养分动态的影响日益增强。这表明上一个生长周期积累的生物量储备对早期芦笋产量最为重要，而后期收获逐渐受到其他因素的影响。这一观察结果强化了这样一个观点：芦笋产量下降是一个多因素现象，不能仅仅归因于病原体压力，而是生物和非生物限制因素之间的相互作用。

多项指标在实验期结束时的趋同表明，在多年生系统中，初始处理效果可能会随时间逐渐减弱。然而，使用鸡粪颗粒的生物太阳能化处理在总生物量和PAR截获方面仍存在显著差异，这表明有机改良剂可以产生超出病原体控制的累积效益，包括可能的土壤结构改善、农艺性能提升和更好的养分循环——这些都是可持续生产系统的关键组成部分。从经济角度来看，结合病原体减少和增强植物活力的处理方法使芦笋的等级分布更倾向于较粗的芦笋，从而提高了市场价值。然而，这些效益应主要被视为中期的农艺优势，而不是持久病原体控制的证据。总体而言，化学熏蒸对于快速减少病原体有效，但在多年生作物中缺乏持久性，并存在监管和环境方面的权衡。生物太阳能化提供了一种影响较小的替代方案，可以在处理后的最初几年内改善作物表现，但在本研究的条件下，这两种方法都无法长期抑制土壤和植物组织中的镰刀菌种群。

总之，化学熏蒸对于快速减少病原体有效，但在多年生作物中缺乏持久性，并存在监管和环境方面的权衡。生物太阳能化提供了一种影响较小的替代方案，可以在处理后的最初几年内改善作物表现，特别是在使用鸡粪颗粒的情况下。然而，在本研究的条件下，这两种方法都无法长期抑制土壤和植物组织中的镰刀菌种群。这些结果支持了在种植前进行土壤消毒以改善作物建立和短期至中期表现的做法，同时也强调了需要额外的策略来实现芦笋种植系统的持久疾病管理。