尹 恩，吳麗麗，陳毛華，李 琳

(1.阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生化工程系，安徽 阜陽(yáng) 236031；2.阜陽(yáng)市紅旗中學(xué)，安徽 阜陽(yáng) 236031)

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不同比例蚯蚓糞對(duì)生姜連作障礙的影響

尹 恩1，吳麗麗2，陳毛華1，李 琳1

(1.阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 生化工程系，安徽 阜陽(yáng) 236031；2.阜陽(yáng)市紅旗中學(xué)，安徽 阜陽(yáng) 236031)

通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究了不同比例蚯蚓糞對(duì)生姜連作土壤、生姜生長(zhǎng)指標(biāo)、姜瘟病發(fā)病率、病情指數(shù)和連作土壤微生物的影響。結(jié)果表明：(1)各處理盆栽土壤容重均顯著低于對(duì)照，各處理盆栽土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮和速效養(yǎng)分含量均高于對(duì)照；(2)當(dāng)蚯蚓糞投入比例為50%時(shí)(T3處理)，姜瘟病發(fā)病率最低，病情指數(shù)最小，生姜生長(zhǎng)指標(biāo)最好，產(chǎn)量最高，其產(chǎn)量比對(duì)照增幅85.31%，達(dá)顯著差異水平。

蚯蚓糞；生姜；連作障礙；微生物總數(shù)

姜瘟病是一種重要的連作病害，在熱帶和亞熱帶地區(qū)普遍發(fā)生，是由青枯勞爾氏菌(Ralstonia solanacarum)引起的。青枯病首發(fā)于印度尼西亞煙草[1]，1896年Smith將其病原菌命名為青枯假單孢桿菌(Pseudomonas solanacearum)，中國(guó)姜瘟病的病原菌是由青枯假單孢桿菌(Pseudomonas solanacearum Smith)引起的[2]。該病的病原菌存活時(shí)間長(zhǎng)、寄主廣泛，可侵染44個(gè)科300多種植物，主要侵害姜根部、地下莖和地上莖，發(fā)病時(shí)根莖葉均有表現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)全株枯死。研究表明，土壤和姜種都未感染病菌一般不會(huì)發(fā)生姜瘟病，土壤帶菌發(fā)病率為60%，土壤、姜種都帶菌發(fā)病率為90%[3]。中國(guó)主要生姜栽培區(qū)常年由于姜瘟病的危害而損失20%～30%，重病田損失高達(dá)70%以上[4]。

蚯蚓糞是通過(guò)蚯蚓對(duì)有機(jī)廢棄物進(jìn)行生物降解的產(chǎn)物，具有良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、孔性、透氣性和較高的持水能力[5]。蚯蚓糞含有豐富的有益微生物[6]、多種植物營(yíng)養(yǎng)元素[7]和植物激素[8]，作為有機(jī)肥施用，可以平衡土壤養(yǎng)分，緩沖土壤酸堿鹽，用于改良土壤[9]，提高土壤中微生物活性，增強(qiáng)病土中與病原菌進(jìn)行能源競(jìng)爭(zhēng)的微生物的競(jìng)爭(zhēng)能力[10],促進(jìn)植物生長(zhǎng)[11],減輕大棚黃瓜、西瓜等作物的連作障礙[12]。

目前有關(guān)使用蚯蚓糞緩解土壤連作障礙的研究，主要集中在西瓜、番茄等瓜果作物上，且不夠深入和系統(tǒng)。有關(guān)生姜連作障礙方面的研究主要集中在化學(xué)藥物防治、土壤消毒、輪作、更換表土等方面，這些方法要么費(fèi)時(shí)費(fèi)工，要么不環(huán)保、欠生態(tài)。以有機(jī)的方式解決生姜連作障礙是時(shí)代的要求，利用新型生物有機(jī)肥解決連作障礙，是未來(lái)新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。

本試驗(yàn)以生姜為研究對(duì)象，以蚯蚓糞為切入點(diǎn)，從蚯蚓糞對(duì)生姜長(zhǎng)勢(shì)、土壤理化性狀等方面入手，探究不同比例的蚯蚓糞復(fù)合基質(zhì)，對(duì)生姜連作障礙緩解作用及影響機(jī)制，以期為克服生姜連作障礙提出新思路，為實(shí)現(xiàn)生姜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)、蚯蚓糞資源化利用和新型生物有機(jī)肥的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

土壤取自安徽省阜陽(yáng)市潁州區(qū)新村鎮(zhèn)，前茬作物為生姜，2015年4月25日取土。其理化性質(zhì)如下:pH5.48，有機(jī)質(zhì)含量為48.2g/kg，全氮(N)為2.3g/kg，速效磷(P2O5)為144.2mg/kg，速效鉀(K2O)為183.5mg/kg。

生姜品種為“小黃姜”，屬于阜陽(yáng)市地方品種，2015年4月30日播種，10月12日烤種。

肥料為“20-10-30+te-你能”復(fù)合肥，上海芳甸生物科技有限公司生產(chǎn)。每盆施肥10g，基肥5g/盆，8月5日追肥，用量5g/盆。

蚯蚓品種為“太平二號(hào)愛(ài)赤”，牛糞喂養(yǎng)1個(gè)月后，篩取蚯蚓糞，產(chǎn)地為臨泉縣楊橋鎮(zhèn)范集地龍專(zhuān)業(yè)合作社。蚯蚓糞理化性質(zhì)如下:pH5.72，有機(jī)質(zhì)含量為191.4g/kg，全氮(N)為29.85g/kg，速效磷(P2O5)為3656.72mg/kg，速效鉀(K2O)為2384.8mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)測(cè)定方法

試驗(yàn)分兩處進(jìn)行，一處于2015年4月30日至10月12日在阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院日光溫室實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行;另一處于2015年5月3日至10月18日在阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行,兩處試驗(yàn)試驗(yàn)方案相同,處理數(shù)相同。依照本地通用育苗方式，將重茬土和蚯蚓糞按照不同體積比均勻混合后作為基質(zhì)用于生姜盆栽試驗(yàn)。如表1所示，試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，5次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共30個(gè)盆栽試驗(yàn)。測(cè)定項(xiàng)目為土壤容重及養(yǎng)分狀況、生姜產(chǎn)量和生姜生理指標(biāo)、病情指數(shù)。

表1 實(shí)驗(yàn)方案

1.2.1 生姜生理指標(biāo)測(cè)定 播種后60d、120d進(jìn)行生姜生理指標(biāo)測(cè)定。莖粗測(cè)定使用游標(biāo)卡尺，于莖基部離土2mm處測(cè)量；株高測(cè)定使用鋼卷尺，量取莖基部離土2mm至頂端垂直距離。

1.2.2 生姜病情指數(shù)測(cè)定 發(fā)病嚴(yán)重度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí),全株無(wú)病害；1級(jí),莖基部稍有變色，或1/4以下葉片輕度褪色或凋萎；3級(jí)，莖基部明顯變色，或1/4-1/2葉片輕度凋萎；5級(jí)，莖基褐變繞全莖1/2，或2/3以上葉片輕度凋萎；7級(jí)，全株凋萎或枯死。病情指數(shù)(%)=(∑n*s/N*S)*100(n:病情級(jí)值；S：該病情級(jí)株數(shù)；N：病情最高級(jí)值；S：總株數(shù))。

1.2.3 土壤理化性質(zhì)分析 土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定。土壤有效磷、速效鉀分別采用NaHCO3浸提鉬銻抗比色法、NH4OAc浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和顯著性水平檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同比例蚯蚓糞對(duì)土壤理化性狀的影響

土壤容重是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，它影響著植物根系穿透阻力、土壤含水量、透氣性和水肥利用等，對(duì)生姜的生長(zhǎng)有著重要影響。不同蚯蚓糞施用量對(duì)盆土容重的影響如圖1所示。與對(duì)照(CK)不加蚯蚓糞相較，加入不同比例的蚯蚓糞均不同程度降低了土壤容重，隨著蚯蚓糞比例的增加，降幅從9.02%(T5)增至29.32%(T1)。與對(duì)照相比，(T1-T5)均已達(dá)到顯著差異水平，但T1和T2之間、T3和T4間差異不顯著。

圖1 不同比例蚯蚓糞對(duì)土壤容重的影響 圖2 不同比例蚯蚓糞對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是表征土壤質(zhì)量和肥力的重要指標(biāo)，土壤有機(jī)質(zhì)含量與養(yǎng)分供給、土壤物理性質(zhì)的改善有重要關(guān)系，而且一般認(rèn)為其含量與土壤質(zhì)量有正相關(guān)關(guān)系[13]。如圖2所示。與對(duì)照(CK)不加蚯蚓糞相較，加入不同比例的蚯蚓糞均不同程度增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量。隨著蚯蚓糞比例的增加，增幅從42.18%(T5)增至210.62%(T1)。與對(duì)照相比，(T1、T2、T3)均已達(dá)到顯著差異水平，但CK、T4、T5間差異不顯著。

作物能吸收利用的養(yǎng)分一般為土壤速效養(yǎng)分，速效養(yǎng)分含量決定著土壤肥力水平，進(jìn)而影響作物生長(zhǎng)。如圖3所示，施入蚯蚓糞，可提高盆栽土壤速效養(yǎng)分含量。與對(duì)照(CK)不加蚯蚓糞相較，加入不同比例的蚯蚓糞均不同程度提高了土壤速效養(yǎng)分含量。隨著蚯蚓糞比例的增加，盆栽土壤速效磷含量大幅度提高，增幅7.14%～164.29%；速效鉀含量增幅為27.78%～116.67%；全氮增幅為-12.24%～55.10%。

圖1 不同比例蚯蚓糞對(duì)土壤養(yǎng)分狀況的影響

2.2 添加不同比例蚯蚓糞對(duì)生姜生長(zhǎng)的影響

株高、莖粗、分枝數(shù)和平均葉片數(shù)反映了不同時(shí)期生姜生長(zhǎng)狀況，本試驗(yàn)于播種后60d、120d分別測(cè)定了每株生姜的以上指標(biāo)，如表2所示。與對(duì)照未加入蚯蚓

糞相比，加入蚯蚓糞增加了生姜的莖粗，前期(60d)增幅11.49%～38.51%，后期(120d)增幅54.56%～85.51%。前期和后期最高增幅分別為38.51%(T3)和86.51%(T3)，均已達(dá)到顯著差異水平；與對(duì)照未加入蚯蚓糞相比，除前期T1處理外，加入蚯蚓糞增加了生姜的株高。前期和后期最高增幅分別為24.47%(T5)和123.67%(T3)，前期差異不顯著，后期達(dá)顯著差異水平。因后期CK發(fā)病率較高且發(fā)病嚴(yán)重，有部分生姜地上部分枯死，故相關(guān)指標(biāo)測(cè)定時(shí)，以鮮枝為準(zhǔn)，所以會(huì)出現(xiàn)莖粗和株高比前期減少的情況；與對(duì)照未加入蚯蚓糞相比，加入蚯蚓糞增加了生姜的分枝數(shù)，前期和后期最高增幅分別為71.67%(T3)和31.33%(T3、T5)，分析結(jié)果未達(dá)到顯著差異水平。與對(duì)照相比，加入蚯蚓糞增加了生姜的每盆葉片數(shù)，前期和后期最高增幅分別為46.52%(T3)和164.12%(T3)，已達(dá)顯著差異水平，其他處理有一定增幅，但差異不顯著。

表2 不同比例蚯蚓糞對(duì)生姜生長(zhǎng)的影響

注:表中數(shù)據(jù)均表示均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)，字母(a、b)表示同列間數(shù)值在5%水平差異顯著。

在重茬土上加入不同比例蚯蚓糞后，姜瘟病的病情指數(shù)和發(fā)病率如表3所示，姜瘟病的發(fā)病率和病情指數(shù)與蚯蚓糞的加入量有直接關(guān)系。與CK相比，加入蚯蚓糞的各處理姜瘟病病情指數(shù)均顯著降低，T3處理病情指數(shù)最低，與其他各組(T4除外)呈顯著差異水平，但隨著蚯蚓糞比例的增加，病害又逐漸加重。從發(fā)病率來(lái)看，未加入蚯蚓糞的重茬土，姜瘟病發(fā)病率為33.52%，加入蚯蚓糞后，發(fā)病率下降，T3處理發(fā)病率最低，為14.48%，隨著蚯蚓糞比例增加，發(fā)病率又逐步升高。這說(shuō)明50%蚯蚓糞比例，對(duì)姜瘟病的防治效果最好。

蚯蚓糞對(duì)土壤和作物生長(zhǎng)影響的最終結(jié)果體現(xiàn)在產(chǎn)量上。從表3可以看出，加入蚯蚓糞的各處理生姜產(chǎn)量均高于對(duì)照，增幅為30.01%～85.31%，其中T3處理增幅最高，為85.31%，且達(dá)顯著差異水平。

表3 不同比例蚯蚓糞對(duì)生姜產(chǎn)量、病情指數(shù)和發(fā)病率的影響

3 結(jié)果與討論

3.1 添加不同比例蚯蚓糞對(duì)盆栽土壤的影響

生姜以地下膨大的根莖為產(chǎn)品器官，生產(chǎn)上以土層深厚、土質(zhì)疏松、通透性良好的土壤為好，研究表明土壤容重較小的土壤，更有利于生姜植株的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高[14]。連作會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，容重增加，在連作土壤中加入蚯蚓糞，可有效調(diào)節(jié)生姜連作土壤的容重，改善土壤通氣狀況。試驗(yàn)結(jié)果表明，連作土壤加入蚯蚓糞，降低了連作土壤的容重，這與前人的研究結(jié)果一致[15]。加入蚯蚓糞以后，土壤容重持續(xù)降低，T1處理，即蚯蚓糞比例為70%處理的降幅最大，為29.32%。這是因?yàn)榫哂辛己玫膱F(tuán)粒結(jié)構(gòu)、孔性、透氣性和較高的持水能力，是生姜重茬土改良的優(yōu)良材料。

蚯蚓糞加入連作土壤后，提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量,相較前人研究結(jié)果趨勢(shì)相同[16]，但增幅偏高。這是因?yàn)楸驹囼?yàn)為盆栽試驗(yàn)，土壤總量較小，有機(jī)質(zhì)分解率低，同時(shí)蚯蚓糞投入比例很大，造成局部養(yǎng)分積累。

此外蚯蚓糞加入連作土壤后，還不同程度地提高了連作土壤的速效養(yǎng)分含量,這是因?yàn)轵球炯S含有豐富的腐殖質(zhì)、氮、磷、鉀和多種微量元素[17]。

3.2 添加不同比例蚯蚓糞對(duì)生姜生長(zhǎng)的影響

與對(duì)照相比，連作土壤加入蚯蚓糞，顯著提高了生姜的株高、莖粗、葉片數(shù)和分枝等生長(zhǎng)指標(biāo)，這說(shuō)明加入蚯蚓糞有利于促進(jìn)生姜生長(zhǎng)，這與柏彥超[18]等在西瓜連作方面的研究結(jié)果一致。Krishnamoorthy[19]、Grappelli[20]和Tomati[21]，報(bào)導(dǎo)蚯蚓糞中含有生物活性物質(zhì)和生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，這些物質(zhì)可以刺激生姜根系活力，促進(jìn)生姜生長(zhǎng)發(fā)育。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，蚯蚓糞比例為50%(T3處理)，為最佳施用量，最大程度促進(jìn)生姜生物量的積累和提高產(chǎn)量的同時(shí)，控病效果最佳。這主要與蚓糞中的微生物性質(zhì)有關(guān)，蚯蚓糞能顯著提高土壤中的微生物量和微生物活性，從而顯著增強(qiáng)病土中與病原菌進(jìn)行能源競(jìng)爭(zhēng)的微生物的競(jìng)爭(zhēng)能力[22]。

隨著蚯蚓糞比例進(jìn)一步增加(大于50%)，T4和T5處理的生姜生物量指標(biāo)、病情指數(shù)和產(chǎn)量的增幅均有所減少，表明過(guò)量投入蚯蚓糞會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，這是因?yàn)轵球炯S中高濃度鹽分離子對(duì)生姜產(chǎn)生了一定毒害。

綜合土壤理化性質(zhì)、生姜生長(zhǎng)指標(biāo)、病情指數(shù)、發(fā)病率等指標(biāo)來(lái)看，蚯蚓糞的投入量以50%比例為最好，過(guò)量投入蚯蚓糞會(huì)影響到生姜生長(zhǎng)、土壤微生物總量和姜瘟病的發(fā)病率及病情指數(shù)。

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(編輯：嚴(yán)佩峰)

The Influence of Wormcast with Different Proportion
on Gingers’ Continuous Cropping Obstacles

YIN En1, WU Li-li2,CHEN Mao-hua1, LI Lin1

(1. Department of Biochemical Engineering, Fuyang Institute of Technology，F(xiàn)uyang 236031,China；2. Fuyang Hongqi Middle School ,Fuyang 236031,China)

The pot experiment has been conducted to study the effect of wormcast with different proportion on the continuous cropping soil, ginger growth index, ginger disease incidence and disease index, and continuous cropping soil microorganisms. Results show that: (1) The potting soil bulk density processed are significantly lower than the controlled, besides, the potting soil organic matter processed, total nitrogen and phosphorus nutrient content are higher than the controlled; (2) When the proportion of wormcast investment is 50% (T3 processed), the disease incidence is minimum, the disease index is minimum, ginger growth index is best, the yield is highest, and the output has been increased by 85.31%, which reaches to the statistically significant level.

wormcast; ginger; continuous cropping obstacles; total number of microorganisms

2016-12-21

安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目(KJ2016A565)；阜陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級(jí)項(xiàng)目(2014KYXM11);安徽省自然科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目(KJ2015A407).

尹 恩(1984—)，男，安徽阜陽(yáng)人，碩士，講師，主要從事植物營(yíng)養(yǎng)生理研究.

S632.5

A

2095-8978(2017)02-0099-04