唐成林，王 覺，羅夫來，王 勇，聶春鵬，趙 致，王華磊，羅春麗

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

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半夏茬后土壤微生物數(shù)量變化及其化感作用初探

唐成林，王 覺，羅夫來*，王 勇，聶春鵬，趙 致，王華磊，羅春麗

(貴州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

為了探尋半夏茬后土壤微生物數(shù)量變化及茬后土壤對半夏植株生長的化感作用，用涂布平板法培養(yǎng)微生物研究土壤微生物數(shù)量，并用澆灌法處理盆栽半夏幼苗，研究土壤浸提液的化感作用。結(jié)果表明，種植半夏后，土壤中微生物數(shù)量大量增加，細菌、真菌和放線菌數(shù)量分別是種植前的1.26倍、43.28倍和4.09倍。茬后土壤浸提液總體上表現(xiàn)為對半夏植株的株高、葉片長和葉片寬有抑制作用，且具有濃度效應(yīng)，濃度越高作用效果越強，當土壤浸提液質(zhì)量濃度達到4×103g/L時，對半夏生長具有嚴重抑制作用，對株高抑制率最高達20.23%，對葉片長度抑制率最高達17.46%，對葉片寬度抑制率最高達12.58%。綜上，種植半夏會使土壤微生物數(shù)量大幅度增加，致病性微生物的增加可能是半夏連作障礙發(fā)生的重要原因之一；半夏茬后土壤浸提液對半夏幼苗生長的抑制作用可能是由土壤中化感物質(zhì)增加引起的。

半夏； 土壤浸提液； 微生物數(shù)量； 化感作用

半夏(Pinelliaternate)為天南星科植物，其干燥塊莖是大宗常用中藥，具有燥濕化痰、和胃止嘔之功，主治痰濕水飲、嘔吐、咳喘等癥[1]。半夏藥材主要來自人工栽培，但其栽培中存在嚴重的連作障礙，連作會導(dǎo)致半夏產(chǎn)量和質(zhì)量下降。目前，輪作換茬是農(nóng)業(yè)和藥材生產(chǎn)中克服連作障礙的主要措施。貴州作為半夏重要道地產(chǎn)區(qū)和主產(chǎn)區(qū)之一，由于山多地少，耕地面積有限，輪作年限受到極大限制，即使連作1～2 a，也會使半夏生長、藥材產(chǎn)量和質(zhì)量受到一定影響。因此，揭示半夏連作障礙產(chǎn)生的原因，特別是種植半夏后土壤微生態(tài)環(huán)境的變化及連作土壤對半夏植株生長的影響，對減緩或克服連作障礙的產(chǎn)生，提出針對性的措施具有重要意義[2-3]。鑒于此，以半夏茬后土壤為材料，研究土壤微生物數(shù)量變化及土壤浸提液對半夏幼苗生長的影響，為進一步研究土壤微生態(tài)變化和半夏連作障礙機制奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 土樣采集與土壤浸提液制備

7—8月半夏倒苗后，五點法取樣，除去2 cm表土后，取耕作層土樣，混合，風(fēng)干，過1 mm篩，稱取200 g于500 mL帶塞錐形瓶，加入去離子水振蕩1 h，超聲1 h后靜置24 h，2層定性濾紙過濾，取濾液經(jīng)多次離心凈化后定容至50 mL，得質(zhì)量濃度為4×103g/L的土壤浸提液母液，然后稀釋至不同質(zhì)量濃度，備用。同法以未種植半夏的土壤制備對照土壤浸提液。

1.2 土壤浸提液處理半夏幼苗

土壤浸提液設(shè)1×103、2×103、4×103g/L 3個質(zhì)量濃度，以清水處理為空白對照，每個處理4盆。用盆栽法培養(yǎng)半夏幼苗，齊苗后，每10 d澆灌1次土壤浸提液，并統(tǒng)計半夏幼苗生長情況，計算相應(yīng)指標的抑制率，共3次。抑制率=(對照值-處理值)/對照值×100%。

1.3 土壤微生物培養(yǎng)與計數(shù)

取10 g土樣，加入90 mL無菌水，制成稀釋10倍的土壤懸浮液，再依次稀釋成不同倍數(shù)，備用。分別用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基和高氏一號培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌、真菌和放線菌。

用涂布平板法培養(yǎng)微生物[4]，吸取土壤懸浮液100 μL，用涂布法接種，細菌和放線菌接種10-6倍土壤懸浮液，真菌接種10-3倍土壤懸浮液。25 ℃恒溫培養(yǎng)6 d，計數(shù)，重復(fù)3次。土壤微生物數(shù)量(cfu/g)=菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)/土壤質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 半夏茬后土壤微生物數(shù)量變化

從表1可以看出，與對照土壤相比，種植半夏以后，土壤各種微生物數(shù)量均大幅度增加。細菌數(shù)量由2.87 ×105cfu/g上升為3.63×105cfu/g，真菌數(shù)量由0.67×103cfu/g上升為2.90×104cfu/g，放線菌數(shù)量由3.67×103cfu/g上升為1.50×104cfu/g。其數(shù)量分別是種植前的1.26倍、43.28倍和4.09倍。因此，種植半夏會使微生物數(shù)量大幅度增加，這與半夏植株生長過程中向土壤中釋放大量根系分泌物、代謝物以及須根、根毛等器官或組織死亡后的腐解物有關(guān)。

表1 半夏茬后土壤微生物數(shù)量變化 cfu/g

2.2 不同質(zhì)量濃度土壤浸提液對半夏幼苗株高的影響

從表2可以看出，與對照相比，1×103g/L和2×103g/L處理對半夏株高影響不大。4×103g/L處理對半夏株高有嚴重抑制作用，第1次澆灌10 d后，抑制率高達20.23%，其株高為對照的79.77%；其后隨著半夏生長，抑制作用有所減弱，但第1次澆灌20 d后，抑制率仍然較高，為7.54%；澆灌30 d后，抑制作用才減弱，降到5%以下。

表2 不同質(zhì)量濃度土壤浸提液對半夏幼苗株高的影響

2.3 不同質(zhì)量濃度土壤浸提液對半夏幼苗葉片長度的影響

從表3可以看出，與對照相比，1×103g/L處理對半夏幼苗葉片長度影響不大。2×103g/L處理前期對半夏幼苗葉片長呈抑制作用，但抑制作用較弱，抑制率在3%以下，后期呈促進作用。4×103g/L處理對半夏幼苗葉片長度有嚴重抑制作用。第1次澆灌10 d后，抑制率高達17.46%，葉片長度只有對照的82.54%，其后隨著半夏生長，抑制作用逐漸減弱，30 d后抑制率降到2.04%。

表3 不同質(zhì)量濃度土壤浸提液對半夏幼苗葉片長度的影響

2.4 不同質(zhì)量濃度土壤浸提液對半夏幼苗葉片寬度的影響

從表4可以看出，與對照相比，1×103g/L處理初期對半夏幼苗葉片寬度呈促進作用，中期呈抑制作用，后期基本沒有影響。2×103g/L處理對半夏幼苗葉片寬度有嚴重抑制作用，隨著生長期的延長，抑制率逐漸下降。4×103g/L處理初期對半夏幼苗葉片寬度呈明顯抑制作用，中期基本沒有影響，后期呈促進作用。

表4 不同質(zhì)量濃度土壤浸提液對半夏幼苗葉片寬度的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 種植半夏對土壤微生物數(shù)量的影響

病害嚴重是半夏連作障礙的重要表現(xiàn)之一，半夏病害既有細菌性病害，如危害半夏葉片、葉柄和塊莖的細菌性軟腐病，也有真菌性腐爛病，如塊莖腐爛病、莖腐病，葉片灰霉病和褐斑病等[5]。種植半夏后，微生物數(shù)量大量增加，其中必然有很多是致病性的，這些致病性微生物的增加是否為半夏連作障礙發(fā)生的重要原因之一，還有待于進一步研究。

3.2 茬后土壤浸提液對半夏幼苗生長的影響

本研究表明，半夏茬后土壤浸提液對半夏幼苗生長有重要影響，總體上表現(xiàn)為對半夏植株的株高、葉片長和葉片寬有抑制作用，且具有濃度效應(yīng)，濃度越高作用效果越強，當土壤浸提液質(zhì)量濃度達到 4×103g/L時，對半夏生長具有嚴重抑制作用，對株高抑制率最高達20.23%，對葉片長度抑制率最高達17.46%，對葉片寬度抑制率最高達12.58%。關(guān)于地黃、三七、人參等植物的研究表明，茬后土壤中化感物質(zhì)積累是連作障礙發(fā)生的重要原因之一[6-10]。半夏茬后土壤浸提液對半夏幼苗生長的抑制作用可能也是因為其茬后土壤中化感物質(zhì)增加引起的，課題組正在做進一步研究。

[1] 郭巧生,程俐陶,劉作易.叢枝菌根真菌對半夏產(chǎn)量及化學(xué)成分的影響[J].中國中藥雜志,2010,35(3):333-338.

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Research on Microbe Quantity Change and Allelopathy ofPinelliaternatePost-harvest Soil

TANG Chenglin,WANG Jue,LUO Fulai*,WANG Yong,NIE Chunpeng,ZHAO Zhi,WANG Hualei,LUO Chunli

(Agricultural College,Guizhou University,Guiyang 550025,China)

In order to explore the change of microbe quantity and the allelopathy ofPinelliaternatepost-harvest soil,spread-plate method was used to culture micobe and research microbial quantity,irrigation method was applied to treatPinelliaternatepot seedlings and study the allelopathy of soil extracts.After cultivatingPinelliaternate,the microbe quantity increased sharply in soil,the quantity of bacteria,fungi and actinomycetes were 1.26,43.28 and 4.09 times compared to the values before growing the plant,repectively.The growth ofPinelliaternatewas influenced by soil extract after cultivation.It could inhibit the plant height,leaves length and width.Moreover,the influence become severer with the concentration increasing.When the concentration of the soil extract rose to 4×103g/L,it inhibited the growth ofPinelliaternateseverely,the highest inhibition rate of plant height was 20.23%,the highest inhibition rate of leaves length was 17.46%,and the highest inhibition rate of leaves width was 12.58%.CultivatingPinelliaternatewill lead to substantial increase of soil microbe quantity,and pathogenic microbe increasing may be one of the primary causes ofPinelliaternatecontinuous cropping obstacles.Soil extract afterPinelliaternatecultivation inhibits the growth ofPinelliaternateseedlings,which may caused by allelochemicals accumulating.

Pinelliaternate; soil extract; microbe quantity; allelopathy

2016-05-22

國家自然科學(xué)基金項目(81460577)；貴州大學(xué)“SRT計劃”項目(貴大SRT字2013062號);貴州省科技廳創(chuàng)新人才團隊建設(shè)項目(黔科合人才團隊20104006)

唐成林(1991-)，男，貴州甕安人，在讀碩士研究生，研究方向：藥用植物栽培。 E-mail:cl_tang520@163.com

*通訊作者：羅夫來(1972-)，男，貴州貴陽人，副教授，博士，主要從事藥用植物資源評價與利用、藥用植物栽培與質(zhì)量調(diào)控研究。E-mail:luo512658@163.com

時間：2016-11-25 14∶24∶33

S567.23+9

A

1004-3268(2016)12-0135-03

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1092.S.20161125.1424.008.html