施用不同肥料对连作白术产量及质量的影响

韩凤 肖忠 刘杰 李巧玲 韩如刚 王黎 林茂祥

摘要 ：為探讨白术生长过程中单施复合肥或与微生物菌剂（肥）、腐殖酸水溶肥配施对缓解白术连作障碍的效果，采用种植过白术的土壤进行田间小区试验。以单施复合肥处理为对照（CK），复合肥分别与5种微生物菌剂、1种微生物菌肥、1种腐殖酸水溶肥混施，比较施用不同肥料对连作白术的农艺性状、产量、品质以及根腐病的影响。结果表明：与单施复合肥（CK）相比，配施腐殖酸水溶肥对白术生长的促进作用最为显著（P<0.05）。配施绿陇鱼蛋白微生物菌剂对根腐病的防治效果最优（P<0.05），达到61.06%;同时白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的含量之和最高，达到0153%。综合分析结果，在复合肥的基础上，配合微生物菌剂有利于减轻白术根腐病的发生;配施腐殖酸类有机肥，仅能促进连作白术单株的生长，提高产量。综合效果比较好的是施用绿陇鱼蛋白微生物菌剂+复合肥。

关键词 ：白术; 连作; 微生物菌肥; 腐殖酸类水溶肥; 产量; 根腐病; 质量

中图分类号：

R 931.2

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2020073

Effects of applying different fertilizers on the agronomic traits， yield and

quality of continuously cropped Atractylodes macrocephala Koidz.

HAN Feng1，2， XIAO Zhong1，2， LIU Jie1，2， LI Qiaoling1， HAN Rugang1， WANG Li1， LIN Maoxiang1*

（1. The Research Institute of Medicine Plantation of Chongqing， Chongqing 408435， China;

2. Chongqing Engineering Technology Research Center for Fine Variety Breeding and Evaluation of Chinese Materia Medica， Chongqing 408435， China）

Abstract

To explore the effects of single application of compound fertilizers， or combined with microbial inoculants （fertilizer）， and humic acid water-soluble fertilizer on alleviating the continuous-cropping obstacles of Atractylodes macrocephala during its growth process， the five kinds of microbial inoculants， one kind of microbial fertilizer， and one kind of humic acid water-soluble fertilizer， were mix with compound fertilizers respectively to evaluate their effects on the agronomic traits， yield， quality and root rot of continuously cropped Amacrocephala. A field plot experiment was conducted on the soil planted with A.macrocephala using completely random block design. The result showed that compared with the CK， the effect of applying of humic acid water-soluble fertilizer mixed with compound fertilizers on A.macrocephala growth was the most significant （P<005）. The control effect of applying the Lülong fish-protein microbial agent with compound fertilizers on root rot was the best （P<0.05）， reaching 61.06%. At the same time， the content of atractylenolide Ⅰ， Ⅱ， and Ⅲ was the highest， reaching 0.153%. The comprehensive analysis showed that the compound fertilizer combined with Lülong fish-protein microbial agent was beneficial for reducing the occurrence of the root rot of A.macrocephala， improving the resistance of A.macrocephala to soil-borne root rot， enhancing the prevention effect， increasing the yield and improving the quality. The combined application of humic acid water-soluble fertilizer with compound fertilizers could also promote the growth and increase the yield of A.macrocephala. The better comprehensive effect is the application of Lülong fish-protein microbial agent+compound fertilizer.

Key words

Atractylodes macrocephala; continuous cropping; microbial fertilizer; humic acid water-soluble fertilizer; yield; root rot; quality

白术来源于菊科苍术属植物白术Atractylodes macrocephala Koidz.干燥的根茎[1]，是我国常用的大宗药材之一。始载于《神农本草经》，列为上品。具健脾益气、燥湿利水、止汗、安胎等功效，白术化学药效成分主要有白术挥发油、内酯类化合物、白术多糖、苷类化合物、氨基酸和微量元素等，白术化合物单体成分具有免疫调节、杀菌抗炎、抗癌等药理作用。

白术忌连作，不能在同一地块连续种植，即使正常管理条件下，白术连作也易发生根腐病、白绢病和立枯病[2]，使白术产量损失达35%～85%[3]。根腐病、立枯病等频发导致白术产量、品质下降，给药农带来较大的经济损失。大多数药农长期偏施氮肥和频繁喷洒多菌灵、甲基硫菌灵等农药来保证白术产量，不仅导致白术农药残留超标，品质下降，还污染环境、破坏生态，严重影响白术产业的可持续发展。白术连作障碍是诸多因素综合作用的结果，到目前为止尚未切实解决，有关微生物菌剂（肥）等在白术连作中的应用研究未见报道。本试验通过比较不同微生物菌剂（肥）、腐殖酸类水溶肥和复合肥对连作白术农艺性状、根腐病防治效果以及对产量和白术内酯的影响，筛选应用于连作白术的适宜肥料和菌剂，以期为缓解白术连作障碍提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年4月下旬至9月上旬在重庆市酉阳县黑水镇坪地坝村进行，该地年平均气溫14.9～15.4℃，≥10℃的年活动积温2 266.9～2 384.4℃，全年降水量为1 040.1～1 617.0 mm。土壤质地为中壤，前茬为白术，且白术根腐病等土传病害发生严重。采用五点取样法采集0～20 cm耕作层土样，测得土壤基本理化性质为：pH 6.13，有机质含量25.28 g/kg，碱解氮113.71 mg/kg，速效磷21.59 mg/kg，速效钾176.93 mg/kg，容重1.21 g/cm3。

1.2 试验材料及药剂

供试白术为阔叶高杆类型，选择无病虫害、顶端芽头饱满且重量在9～12.0 g种术，供试肥料和微生物菌剂见表1。

1.3 仪器与试剂

岛津LC-20AT高效液相色谱仪、METTLER AL104型电子天平（感量：0.1 mg）、CPA225D型电子天平（感量：0.01 mg）、Molecular标准智能型纯水机、KQ-1000DE型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）、DHG电热恒温鼓风干燥箱（上海龙跃仪器有限公司）。

色谱纯乙腈，成都市科龙化工试剂厂，批号2013120101;分析纯甲醇，重庆川东化工（集团）有限公司，批号20180401;白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对照品，中国食品药品检定研究院，批号分别为111975-201501、111976-201501、111978-201501，含量均为99.9%。

1.4 试验设计

试验以复合肥为对照（CK），其他供试肥料T1～T7（表1）分别与复合肥配施，共 8个处理。采用大田完全随机区组设计，小区面积7.0 m×1.3 m=9.1 m2，每种肥料设1个浓度水平，随机排列，每个处理重复3次。种植前撒施腐熟的羊粪3 000 kg作底肥，撒匀后用旋耕机旋耕后起垄，畦面宽120 cm，垄高30 cm，两侧设有保护行各两行，株行距25 cm×25 cm，每穴栽种种术1个。在白术的生长过程中，中耕除草后，从4月3日起，每隔25 d（即4月28日、5月18日、6月7日）各施肥1次，每次施入肥料的比例分别是10%、30%、50%、10%，剂量参考产品说明。各处理田间管理一致。

1.5 调查项目及方法

1.5.1 农艺性状调查

于2018年6月28日调查白术生长情况，各处理每小区随机调查30株，用卷尺测量白术植株的株高、冠幅等农艺性状，茎粗用游标卡尺测量。采收时测量根部性状。

1.5.2 田间病害调查

第3次施肥后30 d调查根腐病发病情况，采用对角线5点取样法，每处理每重复取样30株，3个重复，7个处理及对照共计取样720株。计算发病率、病情指数和防治效果。白术根腐病病情级别标准参考杨成前等[4]。0级，叶片无症状，解剖根茎组织白色;1级，根茎组织有点状变褐，须根有的变褐;2级，根茎组织变褐面积占球茎面积的1/4以下;3级，根茎组织变褐面积占球茎面积的1/2左右，须根变黑褐色，植株出现轻度萎蔫;4级，根茎组织1/2以上至全部面积变褐或腐烂，须根黑褐色或出现烂根;5级，整株枯死。

发病率=（发病株数/调查总株数）×100%;

病情指数=∑（各级病株数×该病级值）/（调查总株数×最高病级值）×100;

防治效果=（对照病情指数-处理病情指数）/对照病情指数×100%。

1.5.3 产量

11月22日采收，每小区取15株，抖掉根茎的泥土，用电子天平分别测量根茎和须根的鲜重。计算平均单株鲜重，根据每小区株数计算小区产量，再折算成每公顷的产量。之后，每个处理组随机选择15个根茎切成薄片，30℃恒温干燥，粉碎过3号筛（50目），用于白术内酯测定。

1.5.4 白术内酯含量测定[5]

对照溶液的制备： 分别取白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对照品适量，精密称定，加甲醇超声溶解，制成

白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ浓度分别为 0.102 8、0.105 2、0.109 2 mg/mL的混合溶液，即得对照溶液。

供试样品溶液的制备及测定：取不同处理白术根茎粉末（过3号筛）约1 g，精密称定，置于具塞锥形瓶中，用移液管加入甲醇25 mL，塞紧瓶塞，称定重量，浸泡30 min，超声处理（功率400 W，频率40 kHz）30 min，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失的重量，摇匀，过滤，取滤液，即得供试样品溶液。

色谱条件与系统适用性试验：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，以乙腈∶水=60∶40为流动相进行等度洗脱;检测波长为220 nm（白术内酯Ⅱ、Ⅲ）、276 nm（白术内酯Ⅰ）。理论板数按白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及苍术酮峰计算均应不低于5 000（柱温30℃、流速1.0 mL/min、进样量20 μL）。

线性关系的考察：精密吸取白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的混合对照溶液，用甲醇稀释摇匀，制得质量浓度分别为白术内酯Ⅰ5.141、12.852、20.564、25.705、38.558 μg/mL;白术内酯Ⅱ5.263、13.158、21.052、26315、39.472 μg/mL;白术内酯Ⅲ5.465、13.662、21.860、27.325、40.988 μg/mL的系列混合对照溶液，分别吸取10 μL，注入高效液相色谱仪。以峰面积为纵坐标（y）、对照质量浓度（μg/mL）为横坐标（x），绘制标准曲线，得回归方程和相关系数。

加样回收试验： 取同一批供试白术根茎粉末，精密称定6份，每份约1 g，分别置于50 mL锥形瓶中，加入白术内酯Ⅰ、白术内酯Ⅱ、白术内酯Ⅲ各对照品0.18～0.21 mg，按前述方法制备样品，测定，计算加样回收率。

1.6 统计分析方法

采用Excel 2007 对试验原始数据进行处理，数据的显著性分析使用DPS 7.05中的Duncan氏新复极差法检验（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同處理对连作白术农艺性状及产量的影响

株高、冠幅、茎粗、分枝数等是构成白术植株形态的重要性状，不同处理对连作白术地上部分农艺性状的影响较大（表2）。肥料与复合肥配施处理的农艺性状明显优于单施复合肥对照，其中单施复合肥对照白术株高为49.18 cm， 其他配施处理株高变幅在52.46～60.79 cm之间，各处理与对照株高差异达到显著水平（P<0.05），其中，以施用腐殖酸水溶肥+复合肥（T7+T8）株高最高，较CK增加了23.61%。茎粗变幅0.68～0.86 cm，冠幅变幅3456 cm×32.57 cm～38.14 cm×35.46 cm，分枝数变幅16.42～18.34枝。地上部分鲜重

以施用腐殖酸水溶肥+复合肥的最高，为80.19 g，较只施复合肥（CK）增加15%;其次是绿陇鱼蛋白微生物菌剂+复合肥（T5+T8），较复合肥（CK）增加12.23%。

根长、根粗是构成白术根产量的重要因素，从表3可见，对照（T8）单株根鲜重和干重均最低，腐殖酸水溶肥+复合肥（T7+T8）最高，不同的微生物菌剂（肥）与复合肥配施均不同程度地提高了单株白术的产量。与对照相比，不同处理下每公顷白术根鲜重都有明显增加，差异达显著水平（P<0.05），而仅施复合肥的对照（CK）效果最差，植株生长势最弱，导致产量最低，仅为10 057.33 kg/hm2。本试验表明，在施用复合肥的基础上，配合施用微生物菌剂（肥）、腐殖酸水溶肥有利于白术吸收、利用土壤中的养分，明显促进白术的生长和提高白术的产量。

2.2 不同处理对连作白术根腐病的影响由表4可看出，与对照复合肥相比，配合复合肥一起施用的处理白术根腐病的发病率和病情指数均显著降低，并能提高预防效果（P<005）。其中，施用绿陇鱼蛋白微生物菌剂+复合肥（T5+T8）对连作白术根腐病的防治效果最好，其发病率为1368%，显著低于对照的30.46%，病情指数为9.37，显著低于对照的23.29，防治效果为61.06%。这可能是因为绿陇鱼蛋白微生物菌剂中的活性菌株能在白术根际定殖，增加了白术根际土壤有益微生物的数量，对有害病菌起到拮抗作用，达到调节连作土壤的微生态平衡，有效抑制土传根腐病病害的发生，从而降低了病情指数，提高了防治效果。

2.3 不同处理对连作白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量的影响

色谱条件及溶液的制备同1.5.4，回归方程分别为：白术内酯Ⅰ，y=68 699x+22 289，r=0999 9;白术内酯Ⅱ，y=11 384x+1 658.8，r=0.999 9;白术内酯Ⅲ，y=15 577x+5 168.6，r=0.999 9，表明白术内酯Ⅰ在128.52～385.58 ng、白术内酯Ⅱ在131.58～394.72 ng、白术内酯Ⅲ在136.62～409.88 ng范围内呈良好的线性关系。白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平均加样回收率分别为101.43%、100.84%、99.70%，RSD分别为1.38%、1.72%、1.46%。白术内酯Ⅰ检测波长为276 nm，其对照品（a）和样品（b）色谱图见图1。白术内酯Ⅱ、Ⅲ检测波长为220 nm，白术内酯Ⅱ、Ⅲ混合对照品（a）和样品（b）色谱图见图2。

从表5可以看出，不同处理的白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量都高于对照CK，其中，以施用绿陇鱼蛋白微生物菌剂+复合肥（T5+T8）效果最好，总白术内酯为0153%，较只施用复合肥的总白术内酯含量提高了240%;这可能是因为微生物菌（剂）肥和腐殖酸水溶肥处理可促进白术营养生长和多种微量元素的吸收，有利于提高白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量，从而提高了白术的品质。

3 结论与讨论

目前，为了有效控制连作障碍，减少化学农药的使用，研究者对菌（剂）肥和腐殖酸的应用做了较多研究，在增加土壤肥力、促进植株生长、增强植株抗性、提高植株次生代谢产物含量、连作障碍等方面均有报道[68]。本试验结果表明，相比于只施用复合肥的对照，配施腐殖酸水溶肥可以显著改善白术植株的农艺性状，提高白术的产量（P<0.05）。这与郭岩等[9]对黄芪的研究结果相似，腐殖酸类有机肥不但富含腐殖酸、有机质，还配合了大、中、微量元素等，能增加连作土壤腐殖质的活性、改善土壤结构、提高肥力、促进根系生长，进而有效促进植物的生长、提高产量、降低连作危害[1011]。

研究表明，合理配施生物有机肥和微生物菌剂能有效防控芦蒿枯萎病[12]、小麦全蚀病[13]、枸杞根腐病[14]等土传病害。从田间发生的根腐病统计结果来看，施用绿陇鱼蛋白微生物菌剂+复合肥的防病效果最好，发病最轻，发病率和病情指数显著低于对照，这是因为绿陇鱼蛋白微生物菌剂富含鱼蛋白质、氨基酸及有机氮、有机磷等，可有效增加土壤中有机质含量，促进固定养分向有效养分的转化，提高土壤保肥保水能力，进而促进白术植株根系以及地上部的生长[1516]。另外，绿陇鱼蛋白还含有大量枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis、侧孢短芽胞杆菌Brevibacillus laterosporus、多黏类芽胞杆菌Paenibacillus polymyxa，这些有益菌定殖在植物根际、根表或體内，同病原菌竞争养分，分泌抑菌物质，从而抑制病原菌的生长，同时诱导植株防御系统抵御病原菌入侵，进一步起到防御效果，从而缓解连作障碍的发生[1720]。

微生物菌（剂）肥除了改善土壤结构、增加并提高土壤肥力、防病抗病作用以外，还有促进作物生长、增加产量、降低农药残留、改善品质的作用[21]。本试验中，配施复合肥处理的白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量高于只施用复合肥的，可能与微生物菌剂（肥）及腐殖酸水溶肥可促进植株生长，预防病害从而实现增产有关。

综上所述，本试验中微生物菌（剂）肥、腐殖酸水溶肥与复合肥配施在一定程度上增强了白术植株抵抗病害的能力，对促进白术生长、提高产量、预防根腐病的发生和提升品质起到积极作用，可成为克服白术栽培连作障碍的可行有效途径。施用腐殖酸水溶肥+复合肥对改善白术农艺性状和增加产量效果最好，施用绿陇鱼蛋白微生物菌剂+复合肥对根腐病的预防效果和提升白术内酯Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ含量最好，单施复合肥或仅补充木霉及淡紫拟青霉菌剂的效果较差。今后在实际生产中，将对施用方法与浓度做进一步的摸索研究。

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（责任编辑：杨明丽）