發布時間：2022-03-14所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要: 為篩選有效緩解白術連作障礙的土壤改良劑，以生石灰( A) 和腐植酸顆粒肥( B) 作為土壤改良劑，各設 3 個水平，采用兩因素隨機區組設計，其中以未施用土壤改良劑( A1B1 處理) 為對照，研究施用土壤改良劑對連作白術質量、產量、病害和土壤酶活性的影響。結果表明
摘要: 為篩選有效緩解白術連作障礙的土壤改良劑，以生石灰( A) 和腐植酸顆粒肥( B) 作為土壤改良劑，各設 3 個水平，采用兩因素隨機區組設計，其中以未施用土壤改良劑( A1B1 處理) 為對照，研究施用土壤改良劑對連作白術質量、產量、病害和土壤酶活性的影響。結果表明，施用土壤改良劑能顯著降低白術白絹病和根腐病的發病率，提高白術的存苗率、產量和白術藥材的質量; 施用土壤改良劑能增加土壤 S-ACP 活性，對土壤 S-UE、S-PPO、S-SC 活性均具有調控作用。相關性分析結果表明，土壤 S-UE、S-PPO 活性越高越不利于白術藥材質量和產量的形成，土壤 S-ACP 活性越高越有利于降低白術病害的發病率，提高白術的存苗率，有利于白術藥材質量和產量的形成。移栽后 60～150 d，處理 A2B2( 生石灰 300 kg /hm2 ，腐植酸顆粒肥 300 kg /hm2 ) 白術白絹病發病率和根腐病發病率的變化均比其他處理穩定，移栽后 150 d 白術白絹病、根腐病的發病率較處理 A1B1 分別降低61.97%、91.67%，土壤 S-UE 活性均值最低，土壤 S-ACP 活性均值、白術存苗率、藥材浸出物含量和產量均最高，其中，產量比處理 A1B1 增加 361.33%，為最佳處理。綜上，在白術連作 1 a 的土壤中施入生石灰( 300 kg /hm2 ) 和腐植酸顆粒肥( 300 kg /hm2 ) ，能有效調節土壤酶活性，降低白術病害的發病率，提高白術存苗率、藥材質量和產量。
關鍵詞: 白術; 連作; 土壤改良劑; 生石灰; 腐植酸顆粒肥; 產量; 藥材質量; 病害; 土壤酶活性
白術( Atractylodes macrocephala Koidz.) ，別名于術、浙術等，為菊科蒼術屬多年生草本植物，以干燥根莖入藥�，F代藥理研究表明，白術具有健脾益氣、安胎、止汗、抗衰老、抗腫瘤等功效，是我國中醫臨床常用的補氣健脾類中藥材[1-3]。隨著市場對白術藥材需求量的不斷增加，白術供不應求，連作現象加劇，連作障礙逐漸加重，導致白術植株的正常生長受阻，田間病害加重，影響藥材的品質; 連作障礙發生嚴重時會導致白術全部死亡而絕收[4-6]，給藥農造成嚴重的經濟損失，也嚴重影響著臨床用藥安全。因此，有效緩解白術連作障礙，保障臨床用藥安全十分重要。
連作障礙產生的主要因素是土壤微生態環境惡化和植物的自毒作用，而土壤微生態環境包括土壤生物環境與土壤理化性質[7-8]。研究表明，土傳病害和病原微生物增加是造成三七連作障礙的重要原因[9]。土壤酶活性失調可能是白術連作障礙的潛在原因之一[10]。施用土壤改良劑能提高植株株高的相對生長速率[11]，提高作物的產量和品質[12-13]。歐小宏等[14]研究發現，三七連作時用石灰與有機肥配合施用，可以緩解三七的連作障礙。適當施用生石灰能抑制大豆根際土壤轉化酶和土壤酸性磷酸酶活性、增強土壤過氧化氫酶和土壤脲酶活性，補充鈣素養分，減輕病害的發生[15]; 石灰能防治根結線蟲、抑菌、緩解蒼術連作障礙和自毒作用，促進蒼術產量的形成[16]。腐植酸能促進植物生長，影響土壤酶活性[17]。目前，針對作物連作障礙發生機制的研究較多，研究作物多為花生[18]、煙草[19]、三七[9]、設施蔬菜[20]等，但施用土壤改良劑對連作白術病害及其根際土壤酶活性的影響研究較少。鑒于此，研究施用生石灰和腐植酸顆粒肥 2 種土壤改良劑對連作白術病害的防治效果，以及對白術根際土壤酶活性、白術存苗率及其藥材質量的影響，篩選出有效緩解白術連作障礙的土壤改良劑，為緩解白術連作障礙提供參考依據。
1 材料和方法
1.1 試驗區概況和供試材料
試驗地位于貴州省畢節市大方縣貓場鎮永久村 ( 27°0'36″N，105°19'6″E; 海拔 1 606.5 m) 。該區域屬于典型的亞熱帶季風氣候，年平均日照時數為 1 231 h，日照率為 30%; 年平均溫度為 11.8 ℃，最熱月份( 7 月) 平均溫度 20.7 ℃，最冷月份( 1 月) 平均溫度 1.6 ℃ ; 年平均降水量超過 1 000 mm，降水量主要集中在 4—9 月; 云霧較多，年平均相對濕度為 84%; 無霜期 254～325 d。試驗地為白術連作 1 a 的地塊，土壤為黃壤，pH 值 6.42。
土壤改良劑: 生石灰( 化學式 CaO) 、腐植酸顆粒肥( 腐 植 酸 含 量 41. 3%，大連九成物產有限公司) ; 供試白術品種為祁術。
1.2 試驗設計
試驗于 2018 年進行，試驗因素為生石灰( A) 和腐植酸顆粒肥( B) ，隨機區組設計，每個因素 3 個水平，生石灰( A) 設置 1、2、3 三個施用水平，分別為 0、 300、600 kg /hm2 ; 腐植酸顆粒肥( B) 設置 1、2、3 三個施用水平，分別為 0、300、600 kg /hm2 。共 9 個處理，3 次重復，27 個小區，小區面積為 20 m2 ( 2.5 m× 8.0 m) 。2018 年 3 月 15 日進行白術移栽。移栽前1 周，將土壤改良劑施入土中，土壤改良劑具體的施用量見表 1，其中，未施用土壤改良劑的處理 A1B1 為對照。移栽前 1 d，用 1 000 倍液多菌靈( 50%) 對術栽進行浸種消毒，晾干備用。白術移栽及后期的田間管理同當地田間生產一致。
1.3 測定指標及方法
5—8 月( 即白術移栽后 60 ～ 150 d) 為白術易發病階段，故在白術移栽后 60、90、120、150 d 各取1 次土樣，同時記錄各小區白術植株的病害發生情況。發病率= 小區已發病株數 × 該小區調查總株數 × 100%。土樣采用 5 點取樣法選取，去掉表層土，挖取白術根部 0～20 cm 土層的土壤，混勻并去除石子等雜質，風干，過 0.30 mm 篩后裝入自封袋，用于土壤酶活性的測定。土壤酶活性測定: 土壤脲酶( S- UE) 、土壤多酚氧化酶( S-PPO) 、土壤酸性磷酸酶 ( S-ACP) 、土壤蔗糖酶( S -SC) 、土壤過氧化氫酶 ( S-CAT) 活性分別使用南京建成生物工程研究所生產的相應試劑盒進行測定。
在 2018 年 10 月 21 日白術采收時，記錄各小區現存的白術株數和小區實際產量，并在各小區分別選取 10 株具代表性的白術根莖洗凈、烘干，粉樣后用于測定白術藥材的水分、總灰分、浸出物含量。存苗率 = 采收時小區現存株數/栽種時該小區原有苗數×100%; 白術產量根據各小區實際產量進行折算; 白術藥材水分、總灰分、浸出物( 醇溶性浸出物) 含量參照《中華人民共和國藥典》( 2015 年版) [21]方法測定，評價標準: 水分<15.0%，總灰分<5.0%，浸出物≥35.0%。
1.4 數據處理
使用 Excel 2013 進行數據記錄、整理和圖表的制作，采用 SPSS 23. 0 對數據進行多重比較( LSD 法) 和相關分析。
2 結果與分析
2.1 土壤改良劑對連作白術病害的防治效果
本試驗區域年平均相對濕度較高，在試驗過程中，白術出現的病害以真菌引起的白絹病和根腐病為主，白術白絹病的發生比根腐病嚴重，在高溫、高濕條件下會加重這 2 種病害的發生。在貴州省，白術這 2 種病害通常在 5 月下旬開始發病，6—8 月為發病盛期，即白術移栽后 60～150 d 為白術白絹病和根腐病的發生階段。
由圖 1 可知，白術移栽后 60 ～ 150 d，處理 A1B1 ( 未施用土壤改良劑) 白術白絹病的發病率均顯著高于其他處理。移栽后 60、90 d 施用土壤改良劑的不同處理間白術白絹病的發病率差異均不顯著。但由于氣溫升高，形成了有利于真菌生長的高溫、高濕環境，導致各處理白術白絹病的發病率都有上升趨勢。移栽后 120 d，A2B1、A2B3 處理白術白絹病的發病率分別為 7.26%、7.61%，均顯著低于 A1B3 處理。移栽后 150 d，A2B2 處理白術白絹病的發病率最低，較 A1B1 處理降低 61.97%。
由圖 2 可知，施用土壤改良劑能夠顯著降低白術根腐病的發病率。移栽后 60 d，不同處理白術根腐病的發病率差異顯著，其中，A2B2 處理白術根腐病發病率為 0.02%，顯著低于其他處理，較 A1B1 處理降低 97.08%。移栽后 120 d，白術根腐病處于發病盛期，處理 A2B2 發病率最低( 0.03%) ，較 A1B1 處理降低 97. 61%。移栽后 150 d，處理 A1B2、A2B2、 A3B2 白術根腐病的發病率均顯著低于其他處理， A2B2 處理白術根腐病的發病率較 A1B1 處理降低 91.67%。移栽后 90 ～ 150 d，A1B2 處理白術根腐病的發病率隨氣溫升高表現為先增加后降低，A3B3 處理白術根腐病的發病率則隨氣溫升高有增加的趨勢，而 A2B2 處理白術根腐病發病率的變化則相對平穩。
2.2 土壤改良劑對連作白術土壤酶活性的影響
由表 2 可以看出，移栽后 60 ～ 150 d，除處理 A1B2、A3B2 和 A3B3 外，其他處理白術土壤 S-UE 活性極大值均出現在移栽后 60 d，處理 A3B1 土壤 S- UE 活性均值最高，其值為 1. 34 mg /( g·d) ，處理 A2B2 土壤 S-UE 活性均值最低，值為 0.94 mg /( g·d) ; 只施用腐植酸的處理 A1B2 和 A1B3 土壤 S-UE 活性均隨移栽后時間延長呈先降低后增加的現象。白術土壤 S-PPO 活性除處理 A1B1、A1B2 和 A3B3 外，其余處理極大值均出現在移栽后 90 d，處理 A1B1 土壤 S-PPO 活性均值最高，為 4.53 U/( g·h) ; 施用土壤改良劑的大多數處理土壤 S-PPO 活性均隨移栽后時間延長先增加后降低。不同處理白術土壤 S - ACP、S-SC、S-CAT 活性極大值出現的時間不同，這 3 種酶均值最高的處理分別為 A2B2、A2B3、A2B2，其值分 別 為 8. 39 μmol /( g ·d) 、54. 17 U/( g · d) 、 69.01 U/( g·d) ; 不同處理不同種類的土壤酶活性隨時間的變化情況各異。移栽后 60 ～ 150 d，除處理 A2B1、A2B2、A3B2 外，其余處理的土壤 S-CAT 活性差異均不顯著，說明這 2 種土壤改良劑對土壤 S - CAT 活性影響相對較小。綜合可知，移栽后 60 ～ 150 d，不同處理白術土壤酶活性極大值出現的時間及酶活性隨時間的變化情況各異，說明土壤改良劑能調節白術土壤酶的活性。
2.3 土壤改良劑對連作白術藥材質量的影響
水分、總灰分和浸出物含量是檢驗白術藥材質量的 3 個重要指標。由表 3 可知，處理 A1B1 白術藥材水分與其他處理差異均不顯著，說明白術藥材水分不受土壤改良劑的影響。處理 A1B3 白術藥材總灰分含量最大，為 4.87%，極顯著高于處理 A3B1，顯著高于處理 A3B3，其余各處理白術藥材總灰分含量差異不顯著; 由處理 A1B1、A1B2、A1B3 白術藥材總灰分含量可知，單施腐植酸顆粒肥條件下，白術藥材總灰分含量隨腐植酸顆粒肥施用量增加呈增加趨勢，說明增加腐植酸顆粒肥施用量可以增加白術藥材總灰分含量�！吨腥A人民共和國藥典》( 2015 年版) 要求白術藥材浸出物含量不能低于 35.0%，表 3 中僅處理 A1B1 白術浸出物含量未達到標準，其值為 34.8%; 處理 A2B2 白術浸出物含量為 39.5%，除與處理 A2B1 差異不顯著外，極顯著高于其他處理; 單施腐殖酸顆粒肥條件下，處理 A1B2( 生石灰 0 kg /hm2 ，腐植酸顆粒肥 300 kg /hm2 ) 白術浸出物含量高于處理 A1B1 和 A1B3 ; 單施生石灰條件下，處理 A2B1( 生石灰 300 kg /hm2 ，腐植酸顆粒肥 0 kg /hm2 ) 白術浸出物含量高于處理 A1B1 和 A3B1。說明土壤改良劑有提高連作白術藥材浸出物含量的作用; 單一施用生石灰或腐植酸顆粒肥，施用量為 300 kg /hm2 時，白術藥材浸出物含量最高，且隨著施用量的增加，土壤改良劑提升白術藥材浸出物含量的效果會降低。
2.4 土壤改良劑對連作白術產量的影響
由表 4 可知，施用土壤改良劑后，各處理白術單株鮮質量比處理 A1B1 提高了 9.76% ～ 93.23%，其中單一施用腐殖酸顆粒肥對白術單株鮮質量的提高均未達到顯著水平，處理 A2B2 白術單株鮮質量極顯著高于其他處理。處理 A1B1 白術存苗率極顯著低于其他處理，處理 A2B1 和 A2B2 白術存苗率極顯著高于其他處理，尤以處理 A2B2 白術存苗率最高( 73. 1%) ，比處理 A1B1 提高了 138.9%。施用土壤改良劑后，各處理白術產量較處理A1 B1 極顯著增加 92.60% ～ 361.33%。結合白術病害的調查結果可知，土壤改良劑能提高白術藥材單株的鮮質量，并通過降低連作白術病害的發病率來提高其存苗率，最終使連作白術產量得到顯著提高。所有處理中，處理 A2B2( 生石灰 300 kg /hm2 ，腐植酸顆粒肥 300 kg /hm2 ) 白術單株鮮質量和存苗率均最高，且該處理白術的產量極顯著高于其他處理。
2.5 白術土壤酶活性與白術質量及存苗率的相關性
土壤酶作為土壤生化反應的催化劑，催化著土壤中一系列復雜的生化反應。土壤酶活性受到土壤改良劑的影響，間接影響作物的生長發育和抗逆性，最終影響作物品質的形成。由表 5 可知，土壤 S - UE 活性與白術藥材質量、存苗率及產量均呈負相關關系，且與白術藥材浸出物含量呈顯著負相關。土壤 S-PPO 活性與白術發病率呈顯著正相關關系，與白術產量呈顯著負相關關系。土壤 S-ACP 活性與白術發病率呈顯著負相關關系，與白術存苗率呈極顯著正相關關系。土壤 S-SC 活性與 S-CAT 活性呈顯著正相關關系。土壤 S-SC 和 S-CAT 活性與白術藥材質量和產量的相關性均未達到顯著水平，但均不利于白術藥材質量和產量的形成。白術產量與白術藥材浸出物含量、存苗率均呈極顯著正相關關系，與白術發病率呈顯著負相關關系。白術存苗率與白術發病率呈極顯著負相關關系，與白術藥材浸出物呈顯著正相關關系。可見，土壤 S-UE 和 S-PPO 活性越高越不利于白術藥材質量及產量的形成; 土壤 S-ACP 活性越高越有利于降低白術病害的發病率，提高白術的存苗率，進而有利于白術藥材質量和產量的形成。
3 結論與討論
有研究發現，在白術連作種植前，用熟石灰結合有機肥或生物菌肥對土壤進行處理，能提高白術的存苗率，還能提高藥材的產量和質量[22]。本研究結果表明，施用土壤改良劑后，各處理白術存苗率、藥材浸出物含量及白術單株鮮質量均優于 A1B1 處理 ( 對照) ，各處理白術藥材的產量相對于處理 A1B1 均有顯著提高，原因是生石灰和腐植酸顆粒肥能增加土壤有效養分，抑制土壤中的病原微生物，增強作物的抗性。施用生石灰或( 和) 腐植酸顆粒肥還能有效降低白術白絹病和根腐病的發病率，且在白術移栽后 60～150 d，白術白絹病和根腐病的發病率均顯著低于對照。其中，生石灰對土壤有滅菌、消毒的作用，能提高土壤 pH 值[23]，減輕作物連作障礙的危害[5]，增加土壤有效養分含量，提 高 作 物 產量[24-25]; 腐植酸能改善土壤結構，增強作物的抗逆性，降低作物病害的發病率[26-28]，提高作物品質和產量[29]。這也是本研究中生石灰和腐植酸顆粒肥均能減輕連作白術病害的發生，提高連作白術的存苗率、藥材質量和產量的原因。
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土壤改良劑能改善土壤的理化性質，影響土壤酶活性。土壤酶在土壤一系列復雜的生化反應中具有重要的催化作用[30]，它影響著土壤中礦質營養物質的循環和能量的轉移[31]，間接影響著作物的生長發育。有研究表明，土壤改良劑能增強土壤酶活力[32-33]; 也有研究表明，施用土壤改良劑會使土壤酶活性出現不同程度的變化[34]; 施用腐植酸會使土壤 S-UE 活性先降低后增加、S-ACP 活性增加、S- SC 活性降低[35]。本試驗中，施用土壤改良劑總體上能增加土壤 S-ACP 活性，土壤 S-SC 與 S-PPO 活性隨白術移栽后時間有不同的變化; 且單一施用腐植酸的處理 A1B2 和 A1B3 土壤 S-UE 活性均呈現先降低后增加的趨勢。這與前人的研究結果相似。本研究相關性分析表明，土壤 S-UE、S-PPO 活性越高越不利于白術藥材質量及產量的形成; 土壤 S - ACP 活性越高越有利于降低白術病害的發病率，有利于白術存苗率的提高和白術藥材質量和產量的形成。處理 A2B2 白術根部土壤 S-ACP 活性均值最高，為 8.39 μmol /( g·d) ，同時土壤 S-UE 活性均值最低，且該處理白術的存苗率和藥材浸出物含量及產量均最高。說明土壤改良劑能夠調控土壤酶活性，從而影響連作白術藥材浸出物含量和存苗率，進而影響連作白術藥材質量和產量的形成。
綜上所述，施用土壤改良劑能增加土壤 S-ACP 活性，顯著降低白術白絹病和根腐病的發病率; 處理 A2B2( 生石灰 300 kg /hm2 ，腐植酸顆粒肥 300 kg /hm2 ) 白術白絹病發病率和根腐病發病率的變化均比其他處理穩定，移栽后 150 d，白術白絹病、根腐病的發病率較 A1B1 處理分別降低 61.97%、91.67%，且白術存苗率、藥材浸出物含量及產量均高于其他處理，對白術連作障礙的緩解效果最佳。——論文作者：唐 樂，曹國璠，李金玲，龍 歐，黃天忠，周 芳
參考文獻:
[1] 國家藥典委員會.2015 年版一部藥典[M].北京: 中國醫藥科技出版社，2015: 103. National Pharmacopoeia Commission. 2015 edition of a pharmacopoeia [M]. Beijing: China Medical Science Press，2015: 103.
[2] 曾惠玉.白術不同化學成分的藥理作用研究[J].臨床合理用藥雜志，2018，11( 29) : 177-178. ZENG H Y. Study on pharmacological effects of different chemical constituents of Atractylodes macrocephala Koidz.[J].Chinese Journal of Clinical Rational Drug Use，2018， 11( 29) : 177-178.
[3] 凌宗全.白術化學成分及藥理作用研究進展[J].內蒙古中醫藥，2013，32( 35) : 105-106. LING Z Q.Advances in chemical constituents and pharmacological effects of Atractylodes macrocephala Koidz.[J]. Nei Mengol Journal of Traditional Chinese Medicine， 2013，32( 35) : 105-106.
[4] 侯慧，董坤，楊智仙，等.連作障礙發生機理研究進展[J].土壤，2016，48( 6) : 1068-1076. HOU H，DONG K，YANG Z X，et al.Research progress on mechanism of continuous cropping obstacle[J]. Soils， 2016，48( 6) : 1068-1076.
[5] 宋榮，鄧凱，朱校奇，等.平江縣白術連作障礙的原因及消除途徑淺析[J].湖南農業科學，2014( 1) : 30-33. SONG R，DENG K，ZHU X Q，et al. Analysis on the causes and ways to eliminate the obstacles of Atractylodes macrocephala in Pingjiang County[J].Hunan Agricultural Sciences，2014( 1) : 30-33.
[6] 檀國印，楊志玲，袁志林，等.白術真菌病害的分離鑒定[J].浙江農業學報，2013，25( 5) : 1050-1055. TAN G Y，YANG Z L，YUAN Z L，et al. Isolation and identification of fungal diseases of Atractylodes macrocephala[J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis，2013，25 ( 5) : 1050-1055.
[7] NGUYEN M T，RANAMUKHARRACHCHI S L. Soilborne antagonists for biological control of bacterial wilt disease caused by Ralstonia solanacearum in tomato and pepper[J]. Journal of Plant Pathology，2010，92 ( 2 ) : 395-406.
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