劉慧春, 雷薛明, 許雯婷, 周江華, 張加強(qiáng), 史小華, 朱開(kāi)元*

(1.浙江省園林植物與花卉研究所, 浙江 杭州 311251; 2.武義雨田花卉專(zhuān)業(yè)合作社, 浙江 武義 321201)

百合是百合科百合屬的多年生球根花卉, 植物資源豐富, 栽培歷史悠久, 花型優(yōu)美、花色多樣,品種繁多, 栽培區(qū)域廣泛。其中用于切花的百合品種主要有3 大類(lèi): 亞洲百合雜種系、麝香百合雜種系和東方百合雜種系。香水百合木門(mén)是東方百合的一個(gè)雜交變種, 屬于東方百合雜種系中最具代表性的切花品種之一, 其銷(xiāo)售量在國(guó)內(nèi)和國(guó)際花卉市場(chǎng)上都名列前茅。然而, 隨著其栽培面積的不斷擴(kuò)大和規(guī)?；a(chǎn), 因連作障礙引起的病蟲(chóng)害、減產(chǎn)及品質(zhì)下降等一系列問(wèn)題也隨之產(chǎn)生, 并且已成為困擾其生產(chǎn)和出口的主要困難之一。因此, 亟待尋求一種有效的克服連作障礙的方法, 為香水百合的健康可持續(xù)發(fā)展奠定夯實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。

近年來(lái), 國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)設(shè)施蔬菜、西瓜、大豆、太子參等作物連作障礙的研究已有了初步的成果[1-4]。對(duì)于百合連作障礙的研究, 主要通過(guò)改變種植模式, 如: 與芹菜、甘藍(lán)、黃瓜、水稻等經(jīng)濟(jì)作物進(jìn)行輪作, 亦可通過(guò)百菌清、多菌靈和代森錳鋅等化學(xué)藥劑進(jìn)行土壤消毒等處理, 從而達(dá)到一定的緩解作用[5-7]。棉隆消毒法, 相對(duì)其他化學(xué)藥劑, 具有高效、低毒、無(wú)殘留等優(yōu)勢(shì), 是一種環(huán)保型光譜性綜合土壤熏蒸消毒劑[8]。已在草莓、蘋(píng)果等物種的連作土壤上有相關(guān)的報(bào)道[9-10], 證明該消毒方法能有效減輕土壤連作障礙。為此, 通過(guò)棉隆消毒和水旱輪作兩種方法, 在香水百合中進(jìn)行效果試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021 年6 月—2022 年7 月在浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境資源與土壤肥料研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。供試土壤采自浙江省金華市武義縣雨田花卉專(zhuān)業(yè)合作社百合鮮切花生產(chǎn)基地。

采用的土壤消毒劑為根麗美的98%棉隆微粒劑, 由浙江海正化工股份有限公司生產(chǎn)。

試驗(yàn)用百合為香水百合木門(mén)3 年生大小的種球, 于2021 年8 月初種植, 于2022 年3 月調(diào)查統(tǒng)計(jì)其生長(zhǎng)情況, 每個(gè)區(qū)塊隨機(jī)取樣10 株。

輪作的水稻種子由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所提供, 品種為雜交稻天優(yōu)華占。

1.2 試驗(yàn)處理

1.2.1 棉隆消毒處理

2021 年6 月底對(duì)香水百合木門(mén)采收后的土壤進(jìn)行翻耕, 對(duì)翻耕后的土壤進(jìn)行棉隆消毒處理, 將棉隆與土壤充分混勻, 旋耕、起壟, 旋耕深度25 ～30 cm, 壟寬1 m、高20 cm, 土表噴濕, 最后覆地膜封閉15 d。棉隆消毒濃度采用5 個(gè)梯度: 0、15、30、40、50 g·m-2, 每個(gè)處理1 個(gè)區(qū)塊, 每個(gè)區(qū)塊100 m2。2021 年7 月20 日, 對(duì)消毒處理后的土壤進(jìn)行隨機(jī)取樣, 取土表深度10 ～30 cm 范圍內(nèi)的土樣, 每個(gè)處理隨機(jī)選取3 個(gè)點(diǎn), 作為3 個(gè)重復(fù), 分別裝入密封袋, 4 ℃冰箱冷藏保存。

對(duì)棉隆消毒后的土壤, 將土壤敞開(kāi)10 d 后再開(kāi)始種植香水百合木門(mén)種球, 種植后進(jìn)行常規(guī)的田間管理, 觀(guān)察其生長(zhǎng)情況。每個(gè)處理隨機(jī)選取10個(gè)單株, 進(jìn)行性狀調(diào)查。

1.2.2 水旱輪作處理

2021 年6 月底對(duì)香水百合木門(mén)采收后的土壤進(jìn)行翻耕、灌水、施肥等處理, 然后輪作一季晚稻。以連作的土壤作為對(duì)照, 晚稻收割后, 對(duì)土壤進(jìn)行隨機(jī)取樣, 取土表深度10 ～30 cm 范圍內(nèi)的土樣, 每個(gè)處理隨機(jī)選取3 個(gè)點(diǎn), 作為3 個(gè)重復(fù), 分別裝入密封袋, 4 ℃冰箱冷藏保存。

2021 年10 月底水稻收割后, 對(duì)土壤進(jìn)行挖溝、翻耕、起壟、施基肥, 然后種植香水百合木門(mén)的種球, 種植后常規(guī)田間管理, 觀(guān)察其生長(zhǎng)情況。每個(gè)處理隨機(jī)選取10 個(gè)單株, 進(jìn)行性狀調(diào)查。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 土壤真菌數(shù)量的測(cè)定

土壤中真菌數(shù)量的測(cè)定方法, 具體參考魏巍等[11]關(guān)于土壤鐮孢菌定量分析的方法。

1.3.2 土壤細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定

土壤中細(xì)菌數(shù)量的測(cè)定方法, 具體參考沈萍等[12]的方法。

1.3.3 百合生長(zhǎng)指標(biāo)的調(diào)查

在香水百合木門(mén)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期和花期, 分別調(diào)查其生長(zhǎng)指標(biāo), 調(diào)查指標(biāo)有出苗率、株高、開(kāi)花率、花莖長(zhǎng)度和莖干粗等。

1.4 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)WPS 2007 進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和作圖, 并采用SPSS19.0 進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉隆消毒對(duì)連作土壤微生物 (真菌、細(xì)菌)數(shù)量的影響

對(duì)采集的土樣中微生物真菌 (鏈孢菌) 和細(xì)菌分別進(jìn)行了檢測(cè)。從表1 看出, 與未進(jìn)行棉隆消毒的對(duì)照相比, 棉隆消毒能夠有效降低連作土壤中的真菌和細(xì)菌數(shù)量。各處理的真菌數(shù)量與對(duì)照相比分別降低了12.5%、40.63%、68.75%和71.88%, 細(xì)菌數(shù)量與對(duì)照相比分別降低了8%、32%、56%和62.67%。由此發(fā)現(xiàn), 隨著棉隆劑量的增加, 百合栽培基質(zhì)中的真菌和細(xì)菌數(shù)量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì), 劑量越大, 降低的幅度也越明顯, 其中真菌數(shù)量的降低幅度高于細(xì)菌數(shù)量的降低幅度。

表1 棉隆消毒處理土壤檢測(cè)結(jié)果

2.2 水旱輪作對(duì)連作土壤微生物 (真菌、細(xì)菌)數(shù)量的影響

對(duì)采集的土樣中微生物真菌 (鏈孢菌) 和細(xì)菌分別進(jìn)行了檢測(cè)。從表2 土樣檢測(cè)結(jié)果可以看出, 與對(duì)照相比, 水旱輪作能有效降低連作土壤中的真菌和細(xì)菌數(shù)量, 真菌和細(xì)菌數(shù)量與對(duì)照相比分別降低了50%和36%。

表2 水旱輪作處理土壤檢測(cè)結(jié)果

2.3 棉隆消毒對(duì)百合生長(zhǎng)的影響

從圖1 香水百合木門(mén)種球后期生長(zhǎng)結(jié)果可以看出, 未采用棉隆消毒的地塊, 百合植株葉片特別是老葉, 容易發(fā)黃落葉, 高度參差不齊, 表現(xiàn)出明顯的生長(zhǎng)不良; 采用棉隆消毒的地塊, 百合生長(zhǎng)情況明顯比未消毒地塊的植株生長(zhǎng)好, 植株未出現(xiàn)黃葉、落葉現(xiàn)象。不同的棉隆使用劑量, 對(duì)百合植株的生長(zhǎng)影響也不同, 其中棉隆濃度在30 ～50 g·m-2時(shí), 能顯著促進(jìn)植株徑向生長(zhǎng), 棉隆濃度40 g·m-2還能明顯增加莖干粗度; 所有經(jīng)棉隆消毒過(guò)的地塊, 對(duì)于百合開(kāi)花率均有顯著提高, 其中棉隆濃度30 ～40 g·m-2時(shí), 開(kāi)花率比對(duì)照提高了49 ～54 百分點(diǎn); 棉隆濃度在15 ～40 g·m-2時(shí), 花莖長(zhǎng)度也得到明顯提高 (表3)。

圖1 棉隆消毒對(duì)比試驗(yàn)

2.4 水旱輪作對(duì)百合生長(zhǎng)的影響

從圖2 香水百合木門(mén)種球后期生長(zhǎng)結(jié)果可以看出, 連作的地塊, 出苗率非常低, 即使出苗,長(zhǎng)勢(shì)也非常不理想, 葉子發(fā)黃易脫落, 高度參差不齊, 花苞數(shù)非常稀少; 采用水旱輪作的地塊上, 百合生長(zhǎng)情況明顯比連作基質(zhì)上的植株生長(zhǎng)好, 出苗率高、植株未出現(xiàn)黃葉、落葉現(xiàn)象。從表4 可以看出, 與對(duì)照相比, 水旱輪作后, 香水百合木門(mén)植株的生長(zhǎng)均得到顯著改善。其中出苗率、株高、開(kāi)花率和花莖長(zhǎng)度等生長(zhǎng)指標(biāo)較對(duì)照明顯提高。出苗率提高了57 百分點(diǎn), 開(kāi)花率提高了72 百分點(diǎn)。

圖2 連作 (左) 與水旱輪作 (右) 對(duì)比試驗(yàn)

表4 水旱輪作對(duì)香水百合木門(mén)植株生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.5 棉隆消毒與水旱輪作效果及成本對(duì)比分析

為了進(jìn)一步明確棉隆消毒和水旱輪作兩種方法的有益效果, 本研究對(duì)兩種方法進(jìn)行了橫向比較(表5)。以棉隆濃度40 g·m-2為例, 分別對(duì)香水百合木門(mén)土壤中真菌、細(xì)菌減少率, 以及對(duì)香水百合木門(mén)植株開(kāi)花提高率的影響進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn), 棉隆消毒法對(duì)土壤中真菌和細(xì)菌的降低率分別是68.75%和56%, 水旱輪作法分別是50.00%和36%; 棉隆消毒法和水旱輪作法對(duì)植株開(kāi)花的提高率分別為54%和47%。從投入成本和新增效益來(lái)看, 棉隆消毒法每667 m2約需增加成本投入1 800元, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水旱輪作法每667 m2180 元的投入成本; 前者新增效益達(dá)到每667 m22.5 萬(wàn)元, 水旱輪作法新增效益約為每667 m24 500 元。

表5 棉隆消毒法與水旱輪作法效果及成本對(duì)比分析

3 討論

前人研究表明, 棉隆為廣譜性的土壤殺菌劑,對(duì)土壤中微生物的數(shù)量特別是真菌的數(shù)量, 具有明顯的抑制作用, 這對(duì)于緩解土壤的連作障礙具有非常重要的作用[13]。本試驗(yàn)中, 棉隆消毒后明顯減少了香水百合木門(mén)連作土壤中真菌和細(xì)菌的數(shù)量,且真菌數(shù)量減少率要高于細(xì)菌數(shù)量減少率, 從一定程度上提高了細(xì)菌/真菌的比值, 改變了土壤中微生物的結(jié)構(gòu), 這也許是緩解土壤連作障礙的主要原因[9]。結(jié)合香水百合木門(mén)種球后期的生長(zhǎng), 發(fā)現(xiàn)采用棉隆消毒的百合生長(zhǎng)情況明顯優(yōu)于連作的生長(zhǎng)情況。不同的使用劑量, 百合的生長(zhǎng)狀態(tài)也不同,太低 (15 g·m-2) 或太高 (50 g·m-2) 都不利于百合植株的生長(zhǎng), 適當(dāng)劑量30 ～40 g·m-2的棉隆消毒, 百合生長(zhǎng)良好, 其中以40 g·m-2為最佳劑量。

水旱輪作法對(duì)于改良土壤具有較好的效果, 前人也常采用這種方法用于緩解作物的連作障礙[14-16]。本試驗(yàn)中, 采用水旱輪作法緩解香水百合木門(mén)的土壤連作障礙, 產(chǎn)生了顯著的效果。對(duì)于改良土壤微生物結(jié)構(gòu), 促進(jìn)百合種球和植株的生長(zhǎng)均具有促進(jìn)作用。

從本試驗(yàn)結(jié)果可以得出, 棉隆消毒法和水旱輪作法兩種方法均可用于緩解香水百合木門(mén)的土壤連作障礙。從投入成本來(lái)分析, 棉隆消毒法主要增加的成本投入有棉隆消毒劑、地膜和翻地人工等費(fèi)用, 每667 m2需增加的成本投入是水旱輪作法的10 倍左右; 但從間隔的周期來(lái)看, 棉隆消毒法處理周期短, 約1 個(gè)月后即可開(kāi)始種植第二季百合,而水旱輪作法處理周期長(zhǎng), 約需間隔半年時(shí)間才能種植第二季百合; 最后從產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看, 棉隆消毒法新增效益是水旱輪作法的5 倍以上。綜合投入成本和產(chǎn)生的效益兩方面來(lái)看, 棉隆消毒法更具有優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然, 在現(xiàn)今土地非糧化、非農(nóng)化的政策下, 對(duì)于糧食功能區(qū)的土壤, 水旱輪作法具有更大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

通過(guò)本試驗(yàn)的研究, 發(fā)現(xiàn)通過(guò)棉隆消毒和水旱輪作兩種方法的合理使用, 可以有效改善香水百合木門(mén)栽培基質(zhì)中微生物結(jié)構(gòu), 從而緩解百合連作當(dāng)中出現(xiàn)的品質(zhì)退化、生長(zhǎng)不良等現(xiàn)象, 克服土壤的連作障礙。采用與水稻進(jìn)行水旱輪作, 一方面化解了土地非糧化、非農(nóng)化整治產(chǎn)生的尷尬; 另一方面兩種物種生物期的無(wú)縫銜接, 大大提高了土地利用率; 同時(shí), 水稻田輪作有效改良了百合的栽培基質(zhì), 減少了土壤消毒劑的使用, 從而緩解了百合連作障礙。因此, 以上兩種方法的實(shí)施, 既兼顧了土壤的有效利用率和生態(tài)環(huán)保, 也最大化地降低栽培介質(zhì)的處理成本, 提高了香水百合木門(mén)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出, 有望在百合的生產(chǎn)當(dāng)中推廣應(yīng)用。