王田濤,王琦,王惠珍,張恩和*
(1.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室,甘肅 蘭州730070;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,甘肅 蘭州730070;3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,甘肅 蘭州730070;4.甘肅中醫(yī)學(xué)院,甘肅 蘭州730000)
近些年,我國人工栽培藥材產(chǎn)量約占藥材供應(yīng)總量的40%,但60%人工栽培根類藥材連作障礙問題較為突出,人工栽培根類藥材如當(dāng)歸(Angelica sinensis)、人參(Panax ginseng)、三七(Panax notoginseng)、西洋參(Panax quinguefolium)、地黃(Rehmannia glutinosa)、丹參(Savia miltiorrhiza)、貝母(Bulbus Fritillaria)、桔梗(Platycodon grandiforus)等[1]。當(dāng)歸是傘形科(Umbelliferae)當(dāng)歸屬(Angelica)多年生草本植物,是常用大宗中藥材之一,有“十藥九歸”之稱[2]。甘肅省岷縣是我國當(dāng)歸主產(chǎn)區(qū),甘肅岷縣年當(dāng)歸栽培面積和產(chǎn)量均占全國90%以上[3]。當(dāng)歸是典型忌連作植物,地域性很強,當(dāng)歸產(chǎn)區(qū)早已出現(xiàn)連作障礙等問題。當(dāng)歸連作種植易造成根際環(huán)境惡劣、麻口病和根腐病等病害的發(fā)生與流行,如果麻口病發(fā)病率為50%左右,藥農(nóng)年經(jīng)濟損失將達到30%~58%,甚至達到60%以上[4]。施用化肥和噴施農(nóng)藥是農(nóng)民增加當(dāng)歸產(chǎn)量和減輕病蟲害發(fā)生的重要措施,但施用化肥和噴施農(nóng)藥導(dǎo)致當(dāng)歸質(zhì)量下降,優(yōu)等歸和特等歸的出成率明顯下降,當(dāng)歸藥用和經(jīng)濟價值降低,不僅給藥農(nóng)造成巨大經(jīng)濟損失,而且嚴重影響當(dāng)?shù)厮幉牡穆曌u[5]。
間套種植利用不同作物在空間分布和養(yǎng)分需求等方面進行優(yōu)勢互補,有效利用光照、水分、養(yǎng)分等來獲得作物增產(chǎn),在防控病蟲害、抑制雜草、改善作物品質(zhì)等方面比單作系統(tǒng)更加有效[6,7]。研究證明,輪作和間套作是克服作物連作障礙的有效和根本途徑[8,9]。用豆科牧草與禾本科作物輪作既可以增加牧草和作物的產(chǎn)量及經(jīng)濟效益,又可以改善土壤環(huán)境和緩解作物連作障礙[10]。用番茄(Solanum lycopersicum)、玉米(Zea mays)和小麥(Triticum aestivum)是棉田的較好前茬作物[11]。在連作花生(Arachis hypogaea)田上,花生/茅蒼術(shù)(Atractylodes lancea)和花生/京大戟(Euphorbia pekinensis)的花生產(chǎn)量比花生連作分別增加39%和35%[12]。甘肅省岷縣藥農(nóng)常用小麥、蠶豆(Vicia faba)、馬鈴薯(Solanum tuberosum)、油菜(Brassica campestris)等作物與當(dāng)歸倒茬輪作,從而減緩當(dāng)歸連作障礙。輪作雖能緩解當(dāng)歸連作障礙,但由于當(dāng)歸適生范圍較窄和耕地面積較小,輪作種植模式不能滿足國內(nèi)外對當(dāng)歸日益增長的需求[13],間作是減緩當(dāng)歸連作障礙重要技術(shù)之一。
本研究通過大田間作種植試驗,研究連作條件下不同間作模式對當(dāng)歸生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的影響,探討不同間作模式對當(dāng)歸連作障礙的生態(tài)修復(fù)效應(yīng),從而為緩解當(dāng)歸連作障礙和提高當(dāng)歸產(chǎn)量和質(zhì)量提供理論依據(jù)。
試驗于2011年4-10月在甘肅省岷縣寺溝鄉(xiāng)白土坡村(103°40′E,34°22′N)進行。該區(qū)地處青藏高原邊緣,屬高寒陰濕區(qū),平均海拔2 500m,年均降水量582mm,7-9月降水量約占全年降水量的54.9%,年潛在蒸發(fā)量1 158.1mm,年均氣溫5℃,7月份平均氣溫16℃,1月份平均氣溫-6.9℃,≥0℃的年積溫2 593.5℃。全年無霜期108d,年平均日照時數(shù)2 214.9h,年平均相對濕度68%。試驗地為河谷臺地,土壤為黑麻土,土壤含有機質(zhì)9.74%,土壤肥力均勻,地勢平坦,土層深度80~120cm。移栽當(dāng)歸時0~20和20~40cm土壤含水量分別為6.92%和11.76%。
選擇連續(xù)2年種植當(dāng)歸的大田作為試驗地。試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計,試驗設(shè)當(dāng)歸/小麥、當(dāng)歸/大蒜(Allium sativum)、當(dāng)歸/燕麥(Avena sativa)、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作共6個處理,3次重復(fù),小區(qū)面積為18m2(3m×6m),小區(qū)間保護行寬0.5m。平地上起壟,壟寬80cm,溝寬20cm,每小區(qū)3壟和2溝,采用黑色普通地膜覆壟[14]。當(dāng)歸單作種植方式為:壟作為種植區(qū),溝作為排水區(qū),每壟種植4行當(dāng)歸,行距20cm,株距25cm,每壟種植96穴,每穴2株;當(dāng)歸/油菜種植方式為:每壟種植3行當(dāng)歸,行距20cm,株距25cm,每壟種植72穴,每穴2株,每2行當(dāng)歸間種植1行油菜,油菜株距16cm;當(dāng)歸/蠶豆種植方式為:每壟種植2行當(dāng)歸,行距20cm,株距25cm,每壟種植48穴,每穴2株,每2行當(dāng)歸間種植1行蠶豆,蠶豆株距20cm;當(dāng)歸/大蒜種植方式與當(dāng)歸/油菜種植方式類似,大蒜株距25cm;當(dāng)歸/小麥種植方式與當(dāng)歸/蠶豆種植方式相似,小麥株距20cm;當(dāng)歸/燕麥種植方式與當(dāng)歸/小麥種植方式類似,燕麥株距20cm。
當(dāng)歸、油菜、大蒜、小麥、燕麥和蠶豆品種分別為岷歸1號、隴油10號、紫皮大蒜、定西38號、定莜8號和臨蠶5號,當(dāng)歸種苗由岷縣中藥材生產(chǎn)技術(shù)指導(dǎo)站提供,其他作物種子購自岷縣種子站。根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施基肥經(jīng)驗,各處理一次性施相同基肥,有機肥、純氮(碳銨,氮含量為16.8%)、純P(過磷酸鈣,含P2O5為46%)和純K(硫酸鉀,含K2O為50%)施用量分別為45 000,220,41和39kg/hm2,基肥于栽植前翻入土壤,在當(dāng)歸和其他作物生育期不再追肥。選擇當(dāng)歸苗重1g、蘆頭莖粗0.5cm左右,且生長健壯和莖芽完好的種苗作為移栽苗,于2011年4月4日移栽,移栽后覆土。于2011年4月5日播種其他作物,播種后覆土。于2011年7月7日統(tǒng)計當(dāng)歸抽薹率,當(dāng)歸抽薹率統(tǒng)計后,用剪刀齊地剪除地上部。當(dāng)歸、油菜、大蒜、小麥、燕麥和蠶豆的收獲時間分別為10月24日、7月7日、8月30日、8月15日、8月20日和8月20日。當(dāng)歸和其他作物生育期采用手工除草。
統(tǒng)計當(dāng)歸出苗率和抽薹率日期為2011年7月7日。當(dāng)歸苗期(7月7日)、根膨大期(9月10日)、收獲期(10月24日)取當(dāng)歸樣10株,分別測定株高、地上鮮干重、地下鮮干重、根長和根莖粗。為了不影響當(dāng)歸收獲期產(chǎn)量和種植密度,每小區(qū)選擇距壟頭0.5m地方集中采樣,當(dāng)歸收獲期測定產(chǎn)量時除去該采樣面積。當(dāng)歸收獲期統(tǒng)計麻口病,測定當(dāng)歸主根長和當(dāng)歸鮮重,然后當(dāng)歸室內(nèi)風(fēng)干,測定當(dāng)歸干重,并按衛(wèi)生部頒《七十六種藥材商品規(guī)格標準》對當(dāng)歸進行等級分類。
采用SPSS 13.0與Excel 2010軟件進行方差分析和顯著性檢驗;方差分析多重比較用Duncan法(P<0.05)。
間作處理的當(dāng)歸出苗率均高于當(dāng)歸單作,處理當(dāng)歸出苗率次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸單作,但處理間出苗率差異不顯著(表1)。當(dāng)歸/油菜的當(dāng)歸抽薹率顯著高于當(dāng)歸/燕麥、當(dāng)歸/大蒜和當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸單作的當(dāng)歸抽薹率與當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/燕麥、當(dāng)歸/大蒜和當(dāng)歸/小麥間相差不顯著,各處理當(dāng)歸抽薹率次序是當(dāng)歸/小麥<當(dāng)歸/大蒜<當(dāng)歸/燕麥<當(dāng)歸單作<當(dāng)歸/蠶豆<當(dāng)歸/油菜。從提高當(dāng)歸出苗率和降低抽薹率方面考察,當(dāng)歸/大蒜、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/燕麥處理較好。
間作模式在當(dāng)歸不同生育時期對當(dāng)歸株高生長具有促進或抑制作用(表2)。在當(dāng)歸苗期,當(dāng)歸/大蒜和當(dāng)歸/蠶豆的當(dāng)歸株高顯著高于當(dāng)歸單作和當(dāng)歸/油菜,當(dāng)歸/大蒜與當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸單作與當(dāng)歸/油菜、當(dāng)歸/小麥與當(dāng)歸/燕麥處理間差異不顯著。各處理當(dāng)歸株高次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/燕麥>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/油菜;在根膨大期,當(dāng)歸單作、當(dāng)歸/大蒜和當(dāng)歸/蠶豆的當(dāng)歸株高顯著高于當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/小麥的當(dāng)歸株高顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸單作、當(dāng)歸/大蒜與當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/小麥處理間差異不顯著。各處理當(dāng)歸株高次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥。在當(dāng)歸苗期和根膨大期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸株高比當(dāng)歸單作分別提高14.90%和2.71%,說明當(dāng)歸/大蒜可以促進當(dāng)歸植株高度生長,株高越高,莖葉量越大,植株的莖和葉有利于光合,從而增加植株地下生物量。當(dāng)歸和高稈作物(如小麥和燕麥)間作對當(dāng)歸生長具有明顯抑制作用,高稈作物遮光明顯阻礙當(dāng)歸光合作用。
表1 間作模式對當(dāng)歸出苗和抽薹的影響Table 1 Effect of intercropping patterns on emergence rate and bolting percentage of A.sinensis %
表2 間作模式對不同生育時期當(dāng)歸株高的影響Table 2 Effect of intercropping patterns on plant height of A.sinensis at different growth stages cm
根莖粗是對藥材質(zhì)量分級和衡量藥材質(zhì)量的重要指標[15]。在當(dāng)歸苗期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸單作(表3),當(dāng)歸單作的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/油菜,當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/油菜的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/燕麥,各處理當(dāng)歸根莖粗次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/燕麥;在當(dāng)歸根膨大期,當(dāng)歸/大蒜和當(dāng)歸單作的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/油菜,當(dāng)歸/油菜的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/蠶豆,當(dāng)歸/蠶豆的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/大蒜與當(dāng)歸單作、當(dāng)歸/小麥與當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/蠶豆的相差不顯著,各處理當(dāng)歸根莖粗次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/燕麥;在當(dāng)歸收獲期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/小麥、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作,當(dāng)歸/小麥、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作的當(dāng)歸根莖粗顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/小麥與當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作的相差不顯著,各處理當(dāng)歸根莖粗次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/燕麥。
在苗期、根膨大期和收獲期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸根莖粗高于當(dāng)歸單作處理,其他間作的當(dāng)歸根莖粗低于當(dāng)歸單作,當(dāng)歸/大蒜的根莖粗比當(dāng)歸單作處理分別提高12.26%,4.80%和24.38%,說明當(dāng)歸/大蒜處理可以有效提高當(dāng)歸的根莖粗,進而提高當(dāng)歸等級,提高當(dāng)歸經(jīng)濟產(chǎn)量和效益。
表3 間作模式對當(dāng)歸根莖粗的影響Table 3 Effect of intercropping patterns on root stem diameter of A.sinensis cm
在當(dāng)歸苗期,當(dāng)歸/大蒜的地上部干物質(zhì)顯著高于當(dāng)歸單作(表4),當(dāng)歸單作的地上部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/蠶豆,當(dāng)歸/蠶豆的地上部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/小麥的地上部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/小麥與當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/燕麥與當(dāng)歸/油菜之間相差不顯著,各處理的地上部干物質(zhì)重次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/燕麥;在當(dāng)歸根膨大期,當(dāng)歸/大蒜的地上部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作,當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作的地上部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/蠶豆和當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸/蠶豆和當(dāng)歸/小麥的地上部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸單作與當(dāng)歸/油菜、當(dāng)歸/蠶豆與當(dāng)歸/小麥相差不顯著,各處理地上部干物質(zhì)次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥。在當(dāng)歸生長苗期,當(dāng)歸/大蒜的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸單作,當(dāng)歸單作的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/油菜,當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/油菜的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/蠶豆與當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/油菜相差不顯著,各處理地下部干物質(zhì)次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/燕麥。在當(dāng)歸根膨大期,當(dāng)歸/大蒜的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸單作,當(dāng)歸單作的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/蠶豆,當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/蠶豆的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸/小麥的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/蠶豆之間相差不顯著,各處理地下部干物質(zhì)重次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥。在當(dāng)歸收獲期,當(dāng)歸/大蒜的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/蠶豆,當(dāng)歸/蠶豆的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸單作和當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸單作的地下部干物質(zhì)重顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/蠶豆和當(dāng)歸單作、當(dāng)歸/小麥與當(dāng)歸單作相差不顯著,各處理地下部干物質(zhì)重次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥。
在當(dāng)歸苗期和根膨大期,當(dāng)歸/大蒜的地上部干物質(zhì)重比當(dāng)歸單作處理分別提高31.51%和21.28%。在當(dāng)歸苗期、根膨大期和收獲期,當(dāng)歸/大蒜的地下部干物質(zhì)重比當(dāng)歸單作處理分別提高25.00%,36.65%和54.75%。在當(dāng)歸各生育時期,當(dāng)歸/燕麥和當(dāng)歸/小麥的地上部干物質(zhì)重和地下部干物質(zhì)重最小,說明燕麥和小麥與當(dāng)歸間作對當(dāng)歸生長具有抑制作用。燕麥和小麥屬于高稈和禾本科作物,高莖稈遮陰降低當(dāng)歸光合作用,同時禾本科作物對土壤肥料吸收較多,不利于當(dāng)歸的地上部干物質(zhì)和地下部干物質(zhì)積累。
麻口病嚴重影響當(dāng)歸產(chǎn)量和質(zhì)量,當(dāng)歸麻口病防治對當(dāng)歸生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸/蠶豆的當(dāng)歸麻口病發(fā)病率顯著低于當(dāng)歸/大蒜,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸麻口病發(fā)病率顯著低于當(dāng)歸單作和當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸/小麥與當(dāng)歸/燕麥和當(dāng)歸單作、當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/蠶豆差異不顯著(表5)。各間作模式均可降低當(dāng)歸麻口病發(fā)病率,當(dāng)歸/油菜、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/大蒜、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸/燕麥的當(dāng)歸麻口病發(fā)病率分別比當(dāng)歸單作降低46.05%,43.31%,25.24%,2.34%和12.82%,各處理當(dāng)歸麻口病發(fā)病率次序是當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥>當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/油菜,其中當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/蠶豆對防治當(dāng)歸麻口病效果最好。
當(dāng)歸主根長反映當(dāng)歸藥學(xué)外部特征,是當(dāng)歸等級和品質(zhì)評價指標之一。當(dāng)歸/油菜、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/大蒜、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸單作的當(dāng)歸主根長顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/大蒜、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸單作之間相差不顯著,當(dāng)歸/油菜、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/大蒜、當(dāng)歸/小麥和當(dāng)歸單作的當(dāng)歸主根長比當(dāng)歸/燕麥分別提高19.19%,17.88%,20.45%,22.09%和24.93%。
通常采用物理和化學(xué)方法建立當(dāng)歸標準。甘肅省岷縣當(dāng)歸標準根據(jù)大小、形狀、顏色、香味及雜質(zhì)等進行分級。根據(jù)衛(wèi)生部頒《七十六種藥材商品規(guī)格標準》對當(dāng)歸進行分級,分級結(jié)果見表5。當(dāng)歸/大蒜的一等歸出成率顯著高于當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作,當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作的一等歸出成率顯著高于當(dāng)歸/小麥,當(dāng)歸/小麥的一等歸出成率顯著高于當(dāng)歸/燕麥,當(dāng)歸/蠶豆與當(dāng)歸/油菜和當(dāng)歸單作相差不顯著,各處理一等歸出成率次序是當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/燕麥。不同處理間二等歸出成率均差異顯著,各處理二等歸出成率次序是當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/大蒜>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸/燕麥。各處理三等歸出成率和四等歸出成率次序是當(dāng)歸/燕麥>當(dāng)歸/油菜>當(dāng)歸單作>當(dāng)歸/小麥>當(dāng)歸/蠶豆>當(dāng)歸/大蒜。當(dāng)歸/大蒜的一等歸出成率和二等歸出成率比當(dāng)歸單作分別提高118.62%和27.81%,三等歸出成率比當(dāng)歸單作下降630.95%,四等歸出成率比當(dāng)歸單作下降4.84個百分點。
表4 間作模式對當(dāng)歸地上和地下部分干物質(zhì)重的影響Table 4 Effect of intercropping patterns on dry matter of root and shoot of A.sinensis g
表5 間作模式對當(dāng)歸產(chǎn)量和麻口病發(fā)病率的影響Table 5 Effect of intercropping patterns on A.sinensis yield and Ditylenchus destructor incidence
連作障礙是植物、土壤、微生物3個系統(tǒng)內(nèi)諸多因素相互綜合作用的結(jié)果,其原因錯綜復(fù)雜[15]。不同的藥用植物的品種,藥用部位和栽培條件產(chǎn)生連作障礙原因不同[16]。瀧島[17]將引起連作障礙原因歸結(jié)總結(jié)為土壤養(yǎng)分虧缺、土壤反應(yīng)異常、土壤理化性狀惡化、植物的有害物質(zhì)和土壤微生物變化。一般來說,持續(xù)單作會引起土壤細菌數(shù)量和多樣性減少,導(dǎo)致霉菌數(shù)量的增加和真菌種類的減少[18-22],尤其當(dāng)歸連作效果更加明顯。多樣性種植(輪作、間作、休閑等)是治理作物連作障礙行之有效的方法,但多數(shù)研究停留在作物與作物之間和林果樹與作物之間,采用作物與藥用植物進行間套作解決藥用植物連作障礙報道較少。合理間套作是恢復(fù)土壤肥力和減少病蟲害的重要措施之一[23]。品種間套作和混栽對土傳病害具有防治效果[24,25]。大蒜與油菜間作減輕大蒜白腐病發(fā)生[26]。金盞花(Cymbopogon citrat)與番茄間作抑制番茄早疫病病原菌孢子萌發(fā),從而減輕番茄早疫病危害[27];謝慧等[20]通過盆栽試驗表明,茅蒼術(shù)、京大戟、黃姜(Dioscorea zingiberensis)、半夏(Pinellia tuber)和闊葉麥冬(Radix Liriopis Platyphyllae)5種藥用植物與花生套種可以有效調(diào)節(jié)土壤微生物定向發(fā)展,對改善連作土壤營養(yǎng)狀況均有一定的促進作用。戴傳超等[28]通過盆栽試驗表明,茅蒼術(shù)和京大戟與花生間作均可以調(diào)節(jié)連作土壤微生物區(qū)系,促進花生生長和提高花生產(chǎn)量。大量研究表明大蒜有較好抑菌防病效果[29,30],大蒜/油菜增大油菜行距,改善田間通風(fēng)透光條件,油菜植株發(fā)育良好,促使油菜增產(chǎn),且對油菜霜霉病和菌核病均具有明顯的防治效果[31]。大蒜/西瓜(Citrullus lanatus)促進西瓜生長,株高、葉片數(shù)、干物重和葉綠素含量,同時顯著提高西瓜總根長、根體積、根干重、根冠比和根系活性[32]。張新慧[4]通過盆栽試驗表明,當(dāng)歸/大蒜對當(dāng)歸出苗和出苗率沒有明顯影響,但當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸產(chǎn)量比連茬單作增加52.77%,而麻口病發(fā)病率降低25.01%。本研究通過大田試驗表明,各間作模式對當(dāng)歸出苗和抽薹率有一定的影響,但影響不顯著;當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸產(chǎn)量比當(dāng)歸單作增加33.47%,麻口病發(fā)病率降低25.24%。當(dāng)歸/燕麥對當(dāng)歸株高、根莖粗、主根長、產(chǎn)量、一二等歸出成率、地上及地下干物質(zhì)累積均具有較大抑制作用。燕麥屬于高稈和禾本科作物,高莖稈遮陰降低當(dāng)歸光合作用,同時禾本科作物對土壤肥料吸收較多,不利于當(dāng)歸的地上部干物質(zhì)和地下部干物質(zhì)積累,使當(dāng)歸/燕麥的當(dāng)歸生長特性和干物質(zhì)積累明顯低于當(dāng)歸單作。
本研究的目的在于尋找到最適合當(dāng)歸間作的作物。在各生育期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸株高明顯高于當(dāng)歸單作。在當(dāng)歸苗期和根膨大期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸地上部干物質(zhì)重比單作當(dāng)歸分別高31.51%和21.28%;在當(dāng)歸苗期、根膨大期和收獲期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸地下部干物質(zhì)重比單作當(dāng)歸分別高25.00%,36.65%和54.75%。在苗期、根膨大期和收獲期,當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸根莖粗分別比單作當(dāng)歸提高12.26%,4.80%和24.38%。當(dāng)歸/大蒜的一等歸出成率和二等歸出成率比當(dāng)歸單作分別提高118.62%和27.82%。當(dāng)歸/大蒜的當(dāng)歸產(chǎn)量(1 946.53 kg/hm2)比當(dāng)歸/油菜、當(dāng)歸/蠶豆、當(dāng)歸/小麥、當(dāng)歸/燕麥和當(dāng)歸單作分別提高67.29%,143.31%,207.57%,683.06%和34.71%。各間作模式均可以降低當(dāng)歸麻口病發(fā)病率,其中當(dāng)歸/油菜與當(dāng)歸/蠶豆對防治當(dāng)歸麻口病效果最好。綜合考慮,當(dāng)歸/大蒜可以有效促進當(dāng)歸生長,提高當(dāng)歸產(chǎn)量和當(dāng)歸等級,有效減緩當(dāng)歸連作障礙問題,是克服當(dāng)歸連作障礙的新型間作模式。
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