尹 恩 ，王明躍 ，武 際 ，宋朝偉 ，李 琳，張娜娜

（1.阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程系，安徽阜陽236031；2.安徽省農(nóng)科院土壤肥料研究所，安徽合肥230031）

蚯蚓糞+AMF對連作生姜的影響

尹 恩1，王明躍1，武 際2，宋朝偉1，李 琳1，張娜娜1

（1.阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程系，安徽阜陽236031；2.安徽省農(nóng)科院土壤肥料研究所，安徽合肥230031）

為探索蚯蚓糞+AMF對生姜連作障礙的緩解作用，以連作生姜為研究對象，研究了不同比例蚯蚓糞+AMF對連作生姜分枝數(shù)、株高、莖粗、地上部分鮮重、產(chǎn)量、病情指數(shù)和防治效果的影響.結(jié)果表明：蚯蚓糞和AMF對連作生姜分枝數(shù)、株高和莖粗有較大影響；在連作土壤加入蚯蚓糞和接種AMF，均有效提高了連作生姜的地上部分鮮重和生姜產(chǎn)量，其中T2A處理增幅較大，分別為691.71%和101.21%；連作土壤加入蚯蚓糞和接種AMF，均可降低病情指數(shù)，其中T2A處理防治效果較佳；綜合各項指標(biāo)來看，T2A處理（50%蚯蚓糞+AMF）更有利于連作生姜生長，能有效降低生姜連作病害，提高生姜產(chǎn)量.

生姜;連作障礙;蚯蚓糞;AMF

生姜（Zingiber officinale Roscoe）起源于熱帶雨林地區(qū)，是我國重要的出口創(chuàng)匯蔬菜.據(jù)全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心統(tǒng)計，我國有20多個省種植生姜，安徽是我國生姜重要產(chǎn)區(qū)之一，全省種植面積達(dá)2萬公頃［1］.隨著我國農(nóng)業(yè)政策的調(diào)整，生姜產(chǎn)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)勢在必行，但生姜栽培過程中，連作障礙會導(dǎo)致一系列病害，嚴(yán)重影響著生姜產(chǎn)量和品質(zhì)，如何克服生姜連作障礙已成為亟待解決的問題.

生姜連作障礙中最突出的病害是姜瘟病.該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［2］，1896年Smith將其病原菌命名為青枯假單孢桿菌（Pseudomonas solanacearum），中國姜瘟病的病原菌是由青枯假單孢桿菌（Pseudomonas solanacearum Smith）引起的［3］.該病的病原菌存活時間長、寄主廣泛，可侵染44個科300多種植物，主要侵害姜根部、地下莖和地上莖，發(fā)病時根莖葉均有表現(xiàn)，嚴(yán)重時全株枯死.土壤和姜種都未感染病菌一般不會發(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］.

蚯蚓糞是蚯蚓生物降解有機(jī)廢物的產(chǎn)物，因其含有豐富有益微生物、多種植物營養(yǎng)元素和植物激素，具備良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和持水能力，常被用于緩解草莓、番茄、黃瓜等經(jīng)濟(jì)作物連作障礙和土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)［4］.

AMF菌根是植物根系與真菌所形成的互惠共生體，在自然界分布十分普遍.其中叢枝菌根（Arbuscular Mycorrhiza，簡稱為AM）是分布最為廣泛的一類菌根，能與植物根系形成叢枝菌根的真菌稱之為叢枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal fungi，簡稱為AMF或AM真菌）［5］.AMF作為生態(tài)系統(tǒng)中重要的一員，廣泛分布于自然界各生態(tài)系統(tǒng)中.研究表明80%以上陸地植物都能被AMF浸染而形成互惠共生體［6］，特別是栽培植物中絕大多數(shù)的農(nóng)作物、園藝作物、牧草等均能形成叢枝菌根［7］，生姜根系也能與AMF形成共生體［8］.AMF對于宿主植物具有諸多有益作用，如促進(jìn)根對磷、氮和微量元素的吸收和植物的生長發(fā)育、增加產(chǎn)量［9］；減輕病原菌和線蟲對植物的危害,提高植物的抗病性［10］；改善土壤養(yǎng)分循環(huán)，提高土壤生產(chǎn)力［11］；減輕重金屬對植物的毒害分解有機(jī)污染物，降低農(nóng)藥殘留,并且對土壤修復(fù)和生態(tài)重建有明顯的促進(jìn)作用［12］.

多年連作會導(dǎo)致土壤AMF多樣性顯著下降，優(yōu)勢種發(fā)生改變，從而引起土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能失調(diào)［13］.連作土壤中加入AMF可用于減輕棉花、烤煙、藥用植物果樹、葡萄連作障礙，促進(jìn)植株生長［14］.

本試驗以地方特色農(nóng)作物生姜為介質(zhì)，以蚯蚓糞為基礎(chǔ)，配合接種GM菌劑(AMF的一種)，從生姜生物、土壤微生物數(shù)量等方面著手，研究蚯蚓糞+AMF復(fù)合基質(zhì)對生姜連作障礙的影響.旨在為本地生姜產(chǎn)業(yè)發(fā)展、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 試驗材料

土壤取自安徽省阜陽市潁上縣紅星鎮(zhèn)趙崗村，前茬作物為生姜，2016年4月20日取土.其理化性質(zhì)如下:pH6.8，有機(jī)質(zhì)含量為 90.2 g/kg，全氮(N)為 10.3 g/kg，速效磷(P2O5)為 92.98 mg/kg，速效鉀(K2O)為 606.5 mg/kg；蚯蚓糞產(chǎn)地為臨泉縣楊橋鎮(zhèn)范集地龍專業(yè)合作社，蚯蚓品種為“太平二號愛赤”，牛糞喂養(yǎng)，生產(chǎn)時間2015年3月.其理化性質(zhì)如下:pH5.72，有機(jī)質(zhì)含量為191.4 g/kg，全氮(N)為29.85 g/kg，速效磷(P2O5)為3 656.72 mg/kg，速效鉀(K2O)為2 384.8 mg/kg.生姜品種為“小黃姜”，屬于阜陽市地方品種，播種前統(tǒng)一進(jìn)行困姜、曬姜、消毒、催芽、稱重、抹芽等技術(shù)處理.叢枝菌根真菌為摩西球囊霉（Glomus mosseae，GM），由石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院微生物實驗室提供，接種量接種50克/盆,孢子含量1 500個/10 g.

1.2 試驗設(shè)計及數(shù)據(jù)測定方法

201 6年4月25日至2016年10月27日，在阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能溫室進(jìn)行了本試驗.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,栽培盆型號(cm)：長×寬×高=30×15×15,每盆裝混合基質(zhì)8 kg.如表1所示，試驗設(shè)8個處理，每個處理設(shè)置5個重復(fù)，各處理隨機(jī)擺放，共40盆.自生姜播種之日起，每30天對生姜進(jìn)行測定，測定項目為生姜分枝數(shù)、株高、莖粗、地上部分鮮重，產(chǎn)量、病情指數(shù)和防治效果等.

1.2 .1 生姜生理指標(biāo)測定：播種后每30天對進(jìn)行生姜生理指標(biāo)測定.莖粗測定使用游標(biāo)卡尺，于莖基部離土2 mm處測量；株高測定使用鋼卷尺，量取莖基部離土2 mm至頂端垂直距離.

1.2 .2 生姜病情指數(shù)測定：發(fā)病嚴(yán)重度分級標(biāo)準(zhǔn)：0級：全株無病害；1級：莖基部稍有變色，或1/4以下葉片輕度褪色或凋萎；3級：莖基部明顯變色，或1/4-1/2葉片輕度凋萎；5級：莖基褐變繞全莖1/2，或2/3以上葉片輕度凋萎；7級：全株凋萎或枯死.病情指數(shù)(%)=（∑n*s/N*S）*100（n:病情級值；S：該病情級株數(shù)；N：病情最高級值；S：總株數(shù)）.

1.2 .3 數(shù)據(jù)分析：試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和顯著性水平檢驗.

表1 實驗方案

2 結(jié)果與分析

2.1 蚯蚓糞+AMF對生姜分枝數(shù)的影響

由表2可知，蚯蚓糞和AMF對連作生姜分枝數(shù)均有較大影響，加入AMF對連作生姜分枝的影響更為顯著.播種2個月內(nèi)，加入蚯蚓糞促進(jìn)了生姜萌發(fā)分枝，配合接種AMF效果更佳.其中，T1處理增幅最大，為90.48%；接種AMF處理與未接種處理及對照的差異均已達(dá)顯著水平，但T1A、T2A、T3A之間差異不顯著，相較T0增幅分別為：161.9%、161.9%和186.7%.

播種3個月至收獲期，加入蚯蚓糞的處理分枝數(shù)均低于對照，這是因為T0與T0A出現(xiàn)了嚴(yán)重病害，導(dǎo)致地上部分死亡，萌發(fā)很多分枝；接種AMF處理的分枝數(shù)均高于未接種AMF處理，這說明接種AMF可有效增加生姜分枝數(shù)；T1處理分枝數(shù)高于T2和T3，結(jié)合株高、莖粗指標(biāo)和病情指數(shù)可以看出，T1處理雖分枝數(shù)多，但莖粗和株高不足，是因為病害導(dǎo)致較多萌發(fā)分枝，T3處理與T2處理雖然分枝數(shù)相當(dāng)，但T3處理株高和莖粗均顯著低于T2處理.

2.2 蚯蚓糞+AMF對生姜株高和莖粗的影響

生姜生長2～5個月內(nèi)，株高動態(tài)數(shù)據(jù)顯示（表3），T2＞T1＞T3＞T0,其中T2處理連作生姜株高顯著增加.3個時間段，T2處理較對照增幅分別為131.39%、220.15%、258.36%,差異顯著；T1處理與T0差異不顯著，增幅分別為47.89%、107.59%、148.87%；T3處理增幅最小，分別為2.12%、15.92%、16.73%.

莖粗動態(tài)數(shù)據(jù)顯示,T2＞T1＞T3＞T0,其中T2處理顯著增加連作生姜莖粗：2-5個月增幅分別為103.16%、59.41%、92.25%；T1處理與T0差異不顯著，增幅分別為42.96%、38.10%、51.17%；T3處理增幅最小，分別為6.31%、5.29%、9.15%.

從整個生育期生姜株高和莖粗?jǐn)?shù)據(jù)來看T0A＞T0,說明連作土壤上接種AMF，可促進(jìn)生姜生長，尤其是生姜生長5個月的株高差和莖粗指標(biāo)與對照差異均達(dá)顯著水平.從T1-T3A處理的整個生育期來看，當(dāng)蚯蚓糞比例小于等于50%時，蚯蚓糞+AMF抑制了前2個月生姜的生長，但促進(jìn)了3～5個月的生姜株高和莖粗的增加；當(dāng)蚯蚓糞比例增加至60%時，生姜株高和莖粗均出現(xiàn)了降低，表明高比例(60%)蚯蚓糞投入，對生姜產(chǎn)生了毒害作用，此時加入AMF有利于緩解蚯蚓糞的毒害作用.

2.3 蚯蚓糞+AMF對生姜地上部分鮮重和產(chǎn)量的影響

如圖1所示，連作土壤加入蚯蚓糞，增加了生姜地上部分物質(zhì)的量.T2處理（50%蚯蚓糞）顯著增加了生姜地上部分物質(zhì)量，增幅為480.45%；T3處理（60%蚯蚓糞）增幅最小，為2.70%.隨著蚯蚓糞比例增加，生姜地上部分物質(zhì)量增幅呈先增后減趨勢；不同蚯蚓糞水平，接種AMF均大幅提高生姜地上部分物質(zhì)的量.其中未加蚯蚓糞處理增幅為218.14%；40%蚯蚓糞處理增幅為29.71%；50%蚯蚓糞處理增幅為36.40%；60%蚯蚓糞處理增幅為218.85%.這說明接種AMF可促進(jìn)連作生姜物質(zhì)量積累，同時有利于緩解蚯蚓糞的毒害作用.

如圖2所示，連作土壤加入蚯蚓糞，提高了生姜產(chǎn)量.T2處理（50%蚯蚓糞）顯著增加了生姜產(chǎn)量，增幅為97.99%；T3處理（60%蚯蚓糞）增幅最小，為13.56%.隨著蚯蚓糞比例增加，生姜產(chǎn)量增幅呈先增后減趨勢，這說明蚯蚓糞比例超過50%，對連作生姜產(chǎn)生了毒害作用；較之T0，T2A處理增幅最大，為101.72%.其中T0A比T0增加了31.96%，T1A比T1增加了23.10%，T2A比T2增加了1.62%，T3A比T3增加了44.94%，這說明接種AMF有利于提高生姜產(chǎn)量，尤其是蚯蚓糞表現(xiàn)出毒害作用時，配合接種AMF可有效減弱蚯蚓糞毒害.

表2 蚯蚓糞+AMF對生姜分枝數(shù)的動態(tài)影響

圖1 蚯蚓類+AMF對生姜地上部分重的影響

圖2 蚯蚓類+AMF對連作生姜產(chǎn)量的影響

表3 蚯蚓糞+AMF對生姜株高和莖粗的動態(tài)影響

2.4 蚯蚓糞+AMF對連作生姜病情指數(shù)的影響

如圖3所示，生姜播種3個月，開始出現(xiàn)姜瘟病病害.T0、T0A處理發(fā)病嚴(yán)重，病情指數(shù)分別為45%和39%；加入蚯蚓糞處理病情指數(shù)有所降低，T1、T2和T3病情指數(shù)分別為28%、23%和28%；加入蚯蚓糞配合接種AMF處理（T1A、T2A和T3A）病情指數(shù)降至24%、15%和24%.播種4個月，姜瘟病病情持續(xù)加重，連作生姜出現(xiàn)地上部分死亡和根部腐爛現(xiàn)象.其中T0發(fā)病最重，病情指數(shù)65%.T2A處理病情指數(shù)最小，T2次之，分別為16.67%和26.67%.

圖4表明，連作土壤加入蚯蚓糞對生姜姜瘟病防治有一定效果，隨著生育期延長，防治效果更好，配合接種AMF可以提高防效.其中T0A防效最低，3～4個月防效分別為13.33%和23.08%；T2A防效最高，3～4個月防效分別為66.67%和74.35%；T2處理次之，3～4個月防效分別為48.89%和58.97%.隨著蚯蚓糞比例增加，過量蚯蚓糞對生姜產(chǎn)生了毒害作用，蚯蚓糞防病效果降低至37.78%.

圖3 蚯蚓類+AMF對生姜病情指數(shù)的影響

圖4 蚯蚓類+AMF對生姜病害防治效果

3 討論與結(jié)論

3.1 蚯蚓糞+AMF對連作生姜分枝數(shù)，株高和莖粗的影響

分枝數(shù)、株高和莖粗作為生姜地上部分主要指標(biāo)，是生姜產(chǎn)量貢獻(xiàn)因子，與單株產(chǎn)量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系［15］.徐坤研究表明，分枝數(shù)增加1單位，產(chǎn)量增加10.52 g［15］.宋麗芬等人的研究表明，蚯蚓糞可促進(jìn)番茄株高和莖粗增加，且與蚯蚓糞比例有很大關(guān)系［16］.本試驗表明，蚯蚓糞和AMF對生姜分枝數(shù)、株高和莖粗有著很大的影響.

第一，連作土壤加入蚯蚓糞，可促進(jìn)生姜分枝數(shù)、株高和莖粗的增長.數(shù)據(jù)顯示蚯蚓糞對此時期生姜分枝影響不顯著，50%蚯蚓糞可顯著促進(jìn)株高和莖粗的增長.這說明加入蚯蚓糞有利于促進(jìn)生姜生長，這與柏彥超等在西瓜連作方面的研究結(jié)果一致［17］.Krishnamoorthy［18］、Grappelli［19］和 Tomati［20］報導(dǎo)蚓糞中含有生物活性物質(zhì)和生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素等植物生長調(diào)節(jié)劑，這些物質(zhì)可以刺激生姜根系活力，促進(jìn)生姜生長發(fā)育.

第二，接種AMF可促進(jìn)生姜分枝數(shù)、株高和莖粗的增長，尤其是生姜生長5個月株高和莖粗指標(biāo)與對照差異均達(dá)顯著水平.在加入蚯蚓糞的基礎(chǔ)上接種AMF，可顯著促進(jìn)前2個月生姜分枝數(shù)增加，減緩前2個月生姜株高和莖粗的增長速度,促進(jìn)3～5個月生姜株高和莖粗的生長.這是因為AMF對于宿主植物具有諸多有益作用，能促進(jìn)根對磷、氮和微量元素的吸收和植物的生長發(fā)育、增加產(chǎn)量［21-23］.從產(chǎn)量和病情指數(shù)來看，前期的抑制作用有利于減輕生姜病害、促進(jìn)后期生姜生長和提高生姜產(chǎn)量.

第三，蚯蚓糞比例過低、過高均不利于生姜生長，當(dāng)蚯蚓糞比例為50%時，株高和莖粗的最大增幅為：（T2處理5個月）258.36%和（T2處理3個月）103.16%，此前已經(jīng)有過相關(guān)論述［24］.當(dāng)蚯蚓糞比例增加至60%時，生姜株高和莖粗均出現(xiàn)了降低，表明高比例(60%)蚯蚓糞投入，對生姜產(chǎn)生了毒害作用［25］，此時加入AMF可緩解蚯蚓糞的毒害作用,這是因為AMF可以減輕金屬離子的毒害、修復(fù)和重建土壤生態(tài)［26-30］.

最后，隨著生姜生育期的推進(jìn)，生姜平均株高和莖粗的平均值呈下降趨勢，筆者認(rèn)為這是三個原因造成的：其一，前期生姜營養(yǎng)生長旺盛，植株嫩綠宜發(fā)生病害，從而導(dǎo)致部分分枝死亡；其二，蚯蚓糞的施入和AMF的接種，有效增加了生姜分枝數(shù)，從而拉低了株高和莖粗的平均值；其三，病害植株死亡后，會萌發(fā)許多小型分枝，進(jìn)而降低了株高和莖粗.

3.2 蚯蚓糞+AMF對連作生姜地上部分鮮重和產(chǎn)量的影響

生姜莖鮮重和葉鮮重共同構(gòu)成了生姜地上部分鮮重，無論是高產(chǎn)型品種還是低產(chǎn)型品種，地上部分鮮重與生姜產(chǎn)量均表達(dá)出顯著正相關(guān)關(guān)系.王東紅等人研究表明，在土壤中加入蚯蚓糞可顯著促進(jìn)櫻桃蘿卜肉質(zhì)根生長［31］，本試驗顯示，加入蚯蚓糞和接種AMF均有效提高了連作生姜的地上部分鮮重和生姜產(chǎn)量，其中T2A處理增幅最大，分別為691.71%和101.21%.表明施入蚯蚓糞可促進(jìn)連作生姜地上部分生長，提高連作生姜產(chǎn)量，配合接種AMF效果更佳.當(dāng)蚯蚓糞比例增加到60%時，連作生姜株高、莖粗指數(shù)、地上部分鮮重和產(chǎn)量均大幅度下降，可能是蚯蚓糞中含有較多鹽類離子，對植物產(chǎn)生了抑制和毒害作用，這有待進(jìn)一步驗證.

3.3 蚯蚓糞+AMF對連作生姜病情指數(shù)的影響

蚯蚓糞中含有大量微生物，可增強(qiáng)土壤微生物與病原微生物的競爭能力，其控制病害的程度與蚯蚓糞的使用量有一定關(guān)系，且不同作物使用量也不同.胡艷霞老師研究表明，蚯蚓糞與土體積比為20%時，蚯蚓糞對黃瓜病害的控制程度較大［32］.本試驗結(jié)果表明，連作土壤加入蚯蚓糞，可降低病情指數(shù)，以T2處理病情指數(shù)較低（3～4個月分別為：23%和26.67%），防治效果較好（2～4個月防效48.89%和58.97%），這與前人的研究一致.在復(fù)合基質(zhì)中接種AMF（T2A處理）,防治效果較佳，2～4個月防效分別為66.67%和74.35%.這說明接種AMF可提高了連作生姜抗病性，具體機(jī)理仍需進(jìn)一步研究.

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The Influence of Wormcast+AMF on Continuous Cropping of Ginger

YIN En1,WANG Ming-yue1,WU Ji2,SONG Chao-wei1,LI Lin1,ZHANG Na-na1
（1.Fuyang Institute of Technology,Fuyang 236031,Anhui,China；2.Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,Anhui,China）

For exploring the relieving effect of wormcast+AMF on ginger's continuous cropping obstacle,regarding continuous cropping ginger as the object,the research studies the different proportion of earthworm dung+AMF on the branch number,plant height,stem diameter,fresh weight,yield of continuous cropping ginger and the disease index of aerial part,including controlling concrete effects.The results show that the wormcast and AMF have great influence on continuous cropping ginger and branch number.In addition,continuous cropping soil added by wormcast has promoted the early germination branches.Besides,the matrix of ginger added by wormcast exposes the inoculation of AMF,which can increase the ginger branch number significantly during the whole growing period,but the wormcast ratio increases late inhibits of ginger branch number.In the meanwhile,adding wormcast and vaccination into continuous cropping soil AMF has effectively improved the production of continuous cropping upon fresh weight above ground ginger,which has reflected the largest rise in the treatment T2A,691.71%and 101.21%respectively.Continuous cropping soil added by wormcast and the AMF inoculation can reduce the disease index of prevention and control,among which the effect of T2A treatment is better.Based on the comprehensive indicators,T2A treatment(50%wormcast+AMF)is more conducive to the growth of ginger,which also can reduce the linked diseases of ginger effectively,improving the yield finally.

ginger；continuous cropping obstacle；wormcast；AMF

S641

A

1007-5348（2017）09-0065-06

2017-06-02

安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)重點(diǎn)研究項目（KJ2016A565）；阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院校級項目（2014KYXM11）;安徽省自然科學(xué)重點(diǎn)研究項目（KJ2015A407）;安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)重點(diǎn)研究項目（KJ2017A612）.

尹恩（1984-），男，安徽阜陽人，阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程系講師，碩士;研究方向：植物營養(yǎng)生理.

（責(zé)任編輯：閆文龍）