宋計(jì)平,姚甜甜,舒 銳,許念芳,岳林旭,李曉龍
(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所,山東濟(jì)南 250100)
山藥是薯蕷科(Dioscoreaceae)薯蕷屬(DioscoreaL.)薯蕷(Dioscorea oppositaThunb.)及其近緣種植物地下塊莖的總稱(chēng),為1 年生或多年生的單子葉纏繞性藤本植物[1-2],具有較高的藥用、食用及經(jīng)濟(jì)價(jià)值,但若在同一地塊連續(xù)種植,易造成明顯的連作障礙[3],尤其是山藥線蟲(chóng)病日益嚴(yán)重,危害極大,在魯西南、黃淮地區(qū)可導(dǎo)致山藥減產(chǎn)15%~40%,嚴(yán)重時(shí)達(dá)到60%~80%,降低經(jīng)濟(jì)效益,阻礙山藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[4]。
目前山藥研究主要集中在山藥成分藥理研究[5-10]、山藥栽培技術(shù)與生理[11-14]、山藥貯藏保存技術(shù)[15-20]等方面,而關(guān)于重茬山藥生長(zhǎng)及病害防控的研究較少。微生物菌肥是一種新型肥料,含有有益微生物菌群、活性酶、有機(jī)質(zhì)及多種微量元素,通過(guò)微生物生命活動(dòng)及相關(guān)代謝產(chǎn)物來(lái)改善植物生長(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)條件[21],微生物菌肥應(yīng)用于作物根區(qū)時(shí),能刺激植物吸收營(yíng)養(yǎng)、提高營(yíng)養(yǎng)效率[22],改善土壤養(yǎng)分狀況,增加產(chǎn)量,提高品質(zhì)。近年來(lái)棉隆消毒在生姜和山藥,特別是常年連茬種植蔬菜中應(yīng)用效果較好。山藥-大蔥伴生能夠利用根系分泌物改變土壤微環(huán)境,進(jìn)而降低土傳病害。為獲得解決山藥連作障礙的有效方式,本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比棉隆消毒、施用生物菌肥及山藥-大蔥伴生的處理方式探究其對(duì)山藥生長(zhǎng)、產(chǎn)量及塊莖感病面積的影響,以期為解決濰坊地區(qū)生產(chǎn)中因山藥連作障礙的經(jīng)濟(jì)損失問(wèn)題奠定理論基礎(chǔ)。
試驗(yàn)于2021 年4—10 月在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所高密試驗(yàn)站呼家莊試驗(yàn)基地進(jìn)行。該地位于東經(jīng)119°40′、北緯36°19′,海拔16 m,屬季風(fēng)性暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)氣候,年平均氣溫13.1 ℃,年平均降水量606.2 mm,年平均無(wú)霜期218 d[23]。試驗(yàn)區(qū)土壤為砂壤土,為山藥種植兩年的重茬地,基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。
表1 試驗(yàn)區(qū)土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of soil in test area
以‘大和長(zhǎng)芋’為試驗(yàn)材料,由蔬菜研究所高密試驗(yàn)站呼家莊試驗(yàn)基地提供,為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性,嚴(yán)格選取山藥種薯,采用2021 年留種山藥塊莖,每個(gè)大小一致、100 g 左右。
98%棉隆(微粒劑型),順毅股份有限公司;1 000 億cfu/g 地衣芽孢桿菌、1 000 億cfu/g 枯草芽孢桿菌、50 億cfu/g 膠質(zhì)芽孢桿菌、有效活菌數(shù)為5×1010EM濃縮菌,均由益昊生物有限公司提供。
試驗(yàn)設(shè)置7 個(gè)處理,T1:以每1 m 山藥種植溝棉隆藥劑用量45 g 的標(biāo)準(zhǔn)將其均勻撒施溝內(nèi),適量澆水后覆蓋地膜消毒7 d;T2:以每1 m 山藥種植溝用1 000 億cfu/g地衣芽孢桿菌15 g,一次性施入山藥種植溝內(nèi);T3:以每1 m 山藥種植溝用1 000 億cfu/g 枯草芽孢桿菌量15 g,一次性施入山藥種植溝內(nèi);T4:以每1 m 山藥種植溝用1 000 億cfu/g 膠質(zhì)芽孢桿菌0.25 g,一次性施入山藥種植溝內(nèi);T5:以每1 m 山藥種植溝用有效活菌數(shù)為5×1010EM濃縮菌1.25 g,一次性施入山藥種植溝內(nèi);T6:每1 m 種植20 棵大蔥與山藥伴生種植;T7:對(duì)照,不進(jìn)行任何處理。
每個(gè)處理3 次重復(fù),共21 個(gè)小區(qū),小區(qū)面積2.4 m2,每個(gè)小區(qū)間隔1 m 緩沖區(qū)。山藥采用起壟雙溝種植方式,種植密度為4 100 株/667 m2,株距為20 cm,行距為80 cm。除處理方式不同外,其他栽培管理保持一致。
1.4.1 山藥塊莖形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量
山藥收獲時(shí),每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取20 株有代表性的塊莖,除去塊莖上的土。采用直尺測(cè)量山藥塊莖長(zhǎng),塊莖長(zhǎng)是指山藥蘆頭頂端至山藥塊莖末端的長(zhǎng)度。采用游標(biāo)卡尺測(cè)量塊莖粗,塊莖粗是山藥塊莖中間部位的直徑。用電子天平稱(chēng)量每株的塊莖鮮質(zhì)量,求得平均值,與種植密度相乘得到每667 m2產(chǎn)量。
1.4.2 山藥塊莖感病程度
待山藥收獲時(shí),每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取20 株有代表性的塊莖,統(tǒng)計(jì)各小區(qū)地下塊莖病害感染情況。經(jīng)鑒定,危害山藥的病害主要為線蟲(chóng)病,線蟲(chóng)種類(lèi)主要有南方線蟲(chóng)和根結(jié)線蟲(chóng)。本試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)病害感染程度,計(jì)算公式見(jiàn)式(1),結(jié)果取平均值。
式中,S1為單薯危害塊莖部位面積,m2;S2為單薯塊莖總面積,m2。
采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù);Duncan’s 新復(fù)極差法分析顯著性;采用Microsoft Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
由圖1 可知,T3 處理的山藥塊莖長(zhǎng)最長(zhǎng),T5 處理次之,分別較對(duì)照增加39.00%和23.05%,差異均達(dá)顯著性水平,且T3、T5 之間差異顯著,前者較后者高出12.96%。T3 山藥塊莖長(zhǎng)顯著高于其他處理;T1、T2、T4、T6 處理塊莖長(zhǎng)與CK 差異不顯著??梢?jiàn)枯草芽孢桿菌和EM菌對(duì)重茬山藥塊莖長(zhǎng)的增長(zhǎng)均具有促進(jìn)作用,其中,枯草芽孢桿菌效果最好。
從圖2 可以看出,除T1 和T2 外,其他處理方式對(duì)重茬山藥塊莖粗影響不大。T1 和T2 處理的山藥塊莖粗較CK 分別增加19.19%和17.07%,差異顯著,T1 和T2間差異不顯著;T1 和T2 處理與其他處理之間差異不顯著。說(shuō)明棉隆和地衣芽孢桿菌對(duì)重茬山藥塊莖粗的增粗均有明顯促進(jìn)作用。
由圖3(見(jiàn)下頁(yè))可知,T2、T3、T5 處理的山藥塊莖鮮質(zhì)量較對(duì)照分別顯著高43.59%、85.22%、61.23%,差異顯著。T3 處理的山藥塊莖鮮質(zhì)量最大,為0.79 kg,與T5 處理差異不顯著,較其他處理差異顯著,綜上,地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和EM菌均可促進(jìn)山藥塊莖鮮質(zhì)量的增加,其中,枯草芽孢桿菌效果最好。
由圖4 可知,T2、T3、T5 處理的山藥產(chǎn)量較對(duì)照分別顯著高43.59%、85.22%、61.23%,差異顯著。T3 處理的山藥產(chǎn)量最大,為3 241.73 kg/667 m2,與T5 處理差異不顯著,較其他處理差異顯著。綜上,地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和EM菌均可提高山藥產(chǎn)量,其中,枯草芽孢桿菌效果最好。
由圖5 可知,T3、T4、T5 處理的山藥塊莖感病程度分別低于對(duì)照97.07%、90.25%、97.16%,極顯著低于其他處理,T3、T4、T5 處理間差異不顯著。T1、T2、T6 處理山藥塊莖感病程度均極顯著低于CK,分別降低40.78%、67.27%、36.23%,差異極顯著,T1 與T6 處理間差異不顯著,均顯著高于T2 處理。綜上,不同處理方式均可顯著降低山藥塊莖病害感染程度,其中,枯草芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌和EM 菌效果最好,塊莖感病程度分別為0.52%、1.72%和0.50%。
山藥是重茬敏感作物,重茬可導(dǎo)致山藥長(zhǎng)勢(shì)弱、抗性低、易早衰、塊莖不膨大、產(chǎn)量品質(zhì)下降[24]。微生物菌肥通過(guò)微生物生命活動(dòng)及相關(guān)代謝產(chǎn)物來(lái)改善植物生長(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)條件[5],可抑制植物病原菌,增強(qiáng)植物抗病能力,降低農(nóng)藥使用量,具有增產(chǎn)增收并改善品質(zhì)的作用[25]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比棉隆消毒、微生物菌肥以及山藥-大蔥伴生的處理方式,得出以下試驗(yàn)結(jié)論:(1)棉隆處理與對(duì)照相比,山藥塊莖粗顯著增粗、病害程度也顯著較低,增加19.19%和降低40.78%,但對(duì)山藥產(chǎn)量影響不大,這是由于棉隆是一種低毒的廣譜土壤熏蒸劑,在土壤中分解成有毒的異硫氰酸甲酯、甲醛和硫化氫等,從而達(dá)到殺滅土壤中細(xì)菌、真菌、線蟲(chóng)及雜草種子等的效果[26],對(duì)山藥的生長(zhǎng)及產(chǎn)量的增加并不會(huì)產(chǎn)生明顯效果;(2)微生物菌肥對(duì)山藥的產(chǎn)量及病害防控具有較好效果。地衣芽孢桿菌與對(duì)照相比,山藥塊莖粗顯著增粗、鮮質(zhì)量顯著增加、產(chǎn)量顯著增加,分別提高17.97%、43.59%、43.59%,病害程度也顯著降低,降低67.27%;枯草芽孢桿菌與對(duì)照及其他處理相比,山藥塊莖長(zhǎng)顯著增長(zhǎng)且為最長(zhǎng),塊莖鮮質(zhì)量顯著增加且為最大,塊莖產(chǎn)量顯著增加且為最大,分別較對(duì)照高出39.00%、85.22%、85.22%,病害程度也顯著降低,降低97.07%;膠質(zhì)芽孢桿菌與對(duì)照相比,山藥病害程度也顯著降低,為1.72%;EM菌與對(duì)照相比,山藥塊莖長(zhǎng)顯著增長(zhǎng)、塊莖鮮質(zhì)量顯著增加、山藥產(chǎn)量顯著增加、病害程度也顯著降低且為最低,分別為65.72 cm、0.69 kg、2 822.17 kg/667 m2、0.5%。微生物菌肥對(duì)重茬山藥各項(xiàng)指標(biāo)有不同程度的效果,這與呂亞慈[25]在麻山藥上的研究結(jié)果相一致;(3)山藥-大蔥伴生與對(duì)照相比,山藥病害程度也顯著降低,為11.23%,對(duì)山藥其他指標(biāo)影響效果不大。
綜上所述,地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和EM菌均對(duì)山藥連作障礙具有緩解效果,且對(duì)山藥生長(zhǎng)有不同程度的促進(jìn)作用,其中,枯草芽孢桿菌效果最好,這是因?yàn)榭莶菅挎邨U菌具有顯著的抗菌活性和抗逆性[27],能夠殺死土壤連作過(guò)程中產(chǎn)生的病原菌,增強(qiáng)作物的抗病能力。下一步可針對(duì)不同品種山藥做枯草芽孢桿菌施用等濃度梯度研究,確定在山藥上的最佳施用濃度,為解決山藥連作造成的病蟲(chóng)害問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。