不同方式处理对重茬山药产量及感病程度的影响

宋计平，姚甜甜，舒 锐，许念芳，岳林旭，李晓龙

（山东省农业科学院蔬菜研究所，山东济南 250100）

山药是薯蓣科（Dioscoreaceae）薯蓣属（DioscoreaL.）薯蓣（Dioscorea oppositaThunb.）及其近缘种植物地下块茎的总称，为1 年生或多年生的单子叶缠绕性藤本植物[1-2]，具有较高的药用、食用及经济价值，但若在同一地块连续种植，易造成明显的连作障碍[3]，尤其是山药线虫病日益严重，危害极大，在鲁西南、黄淮地区可导致山药减产15%～40%，严重时达到60%～80%，降低经济效益，阻碍山药产业的发展[4]。

目前山药研究主要集中在山药成分药理研究[5-10]、山药栽培技术与生理[11-14]、山药贮藏保存技术[15-20]等方面，而关于重茬山药生长及病害防控的研究较少。微生物菌肥是一种新型肥料，含有有益微生物菌群、活性酶、有机质及多种微量元素，通过微生物生命活动及相关代谢产物来改善植物生长环境和营养条件[21]，微生物菌肥应用于作物根区时，能刺激植物吸收营养、提高营养效率[22]，改善土壤养分状况，增加产量，提高品质。近年来棉隆消毒在生姜和山药，特别是常年连茬种植蔬菜中应用效果较好。山药-大葱伴生能够利用根系分泌物改变土壤微环境，进而降低土传病害。为获得解决山药连作障碍的有效方式，本试验通过对比棉隆消毒、施用生物菌肥及山药-大葱伴生的处理方式探究其对山药生长、产量及块茎感病面积的影响，以期为解决潍坊地区生产中因山药连作障碍的经济损失问题奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021 年4—10 月在山东省农业科学院蔬菜研究所高密试验站呼家庄试验基地进行。该地位于东经119°40′、北纬36°19′，海拔16 m，属季风性暖温带大陆性半湿润气候，年平均气温13.1 ℃，年平均降水量606.2 mm，年平均无霜期218 d[23]。试验区土壤为砂壤土，为山药种植两年的重茬地，基本理化性质见表1。

表1 试验区土壤基本理化性质Table 1 Basic physical and chemical properties of soil in test area

1.2 试验材料

以‘大和长芋’为试验材料，由蔬菜研究所高密试验站呼家庄试验基地提供，为保证试验数据的可靠性，严格选取山药种薯，采用2021 年留种山药块茎，每个大小一致、100 g 左右。

98%棉隆（微粒剂型），顺毅股份有限公司；1 000 亿cfu/g 地衣芽孢杆菌、1 000 亿cfu/g 枯草芽孢杆菌、50 亿cfu/g 胶质芽孢杆菌、有效活菌数为5×1010EM浓缩菌，均由益昊生物有限公司提供。

1.3 试验设计

试验设置7 个处理，T1：以每1 m 山药种植沟棉隆药剂用量45 g 的标准将其均匀撒施沟内，适量浇水后覆盖地膜消毒7 d；T2：以每1 m 山药种植沟用1 000 亿cfu/g地衣芽孢杆菌15 g，一次性施入山药种植沟内；T3：以每1 m 山药种植沟用1 000 亿cfu/g 枯草芽孢杆菌量15 g，一次性施入山药种植沟内；T4：以每1 m 山药种植沟用1 000 亿cfu/g 胶质芽孢杆菌0.25 g，一次性施入山药种植沟内；T5：以每1 m 山药种植沟用有效活菌数为5×1010EM浓缩菌1.25 g，一次性施入山药种植沟内；T6：每1 m 种植20 棵大葱与山药伴生种植；T7：对照，不进行任何处理。

每个处理3 次重复，共21 个小区，小区面积2.4 m2，每个小区间隔1 m 缓冲区。山药采用起垄双沟种植方式，种植密度为4 100 株/667 m2，株距为20 cm，行距为80 cm。除处理方式不同外，其他栽培管理保持一致。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 山药块茎形态指标及产量

山药收获时，每个小区随机选取20 株有代表性的块茎，除去块茎上的土。采用直尺测量山药块茎长，块茎长是指山药芦头顶端至山药块茎末端的长度。采用游标卡尺测量块茎粗，块茎粗是山药块茎中间部位的直径。用电子天平称量每株的块茎鲜质量，求得平均值，与种植密度相乘得到每667 m2产量。

1.4.2 山药块茎感病程度

待山药收获时，每个小区随机选取20 株有代表性的块茎，统计各小区地下块茎病害感染情况。经鉴定，危害山药的病害主要为线虫病，线虫种类主要有南方线虫和根结线虫。本试验统计病害感染程度，计算公式见式（1），结果取平均值。

式中，S1为单薯危害块茎部位面积，m2；S2为单薯块茎总面积，m2。

1.5 统计分析

采用SPSS 19.0 统计分析软件分析试验数据；Duncan’s 新复极差法分析显著性；采用Microsoft Excel 2007 进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式对重茬山药块茎长的影响

由图1 可知，T3 处理的山药块茎长最长，T5 处理次之，分别较对照增加39.00%和23.05%，差异均达显著性水平，且T3、T5 之间差异显著，前者较后者高出12.96%。T3 山药块茎长显著高于其他处理；T1、T2、T4、T6 处理块茎长与CK 差异不显著。可见枯草芽孢杆菌和EM菌对重茬山药块茎长的增长均具有促进作用，其中，枯草芽孢杆菌效果最好。

2.2 不同处理方式对重茬山药块茎粗的影响

从图2 可以看出，除T1 和T2 外，其他处理方式对重茬山药块茎粗影响不大。T1 和T2 处理的山药块茎粗较CK 分别增加19.19%和17.07%，差异显著，T1 和T2间差异不显著；T1 和T2 处理与其他处理之间差异不显著。说明棉隆和地衣芽孢杆菌对重茬山药块茎粗的增粗均有明显促进作用。

2.3 不同处理方式对重茬山药块茎鲜质量的影响

由图3（见下页）可知，T2、T3、T5 处理的山药块茎鲜质量较对照分别显著高43.59%、85.22%、61.23%，差异显著。T3 处理的山药块茎鲜质量最大，为0.79 kg，与T5 处理差异不显著，较其他处理差异显著，综上，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和EM菌均可促进山药块茎鲜质量的增加，其中，枯草芽孢杆菌效果最好。

2.4 不同处理方式对重茬山药产量的影响

由图4 可知，T2、T3、T5 处理的山药产量较对照分别显著高43.59%、85.22%、61.23%，差异显著。T3 处理的山药产量最大，为3 241.73 kg/667 m2，与T5 处理差异不显著，较其他处理差异显著。综上，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和EM菌均可提高山药产量，其中，枯草芽孢杆菌效果最好。

2.5 不同处理方式对重茬山药块茎感病程度的影响

由图5 可知，T3、T4、T5 处理的山药块茎感病程度分别低于对照97.07%、90.25%、97.16%，极显著低于其他处理，T3、T4、T5 处理间差异不显著。T1、T2、T6 处理山药块茎感病程度均极显著低于CK，分别降低40.78%、67.27%、36.23%，差异极显著，T1 与T6 处理间差异不显著，均显著高于T2 处理。综上，不同处理方式均可显著降低山药块茎病害感染程度，其中，枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和EM 菌效果最好，块茎感病程度分别为0.52%、1.72%和0.50%。

3 讨论与结论

山药是重茬敏感作物，重茬可导致山药长势弱、抗性低、易早衰、块茎不膨大、产量品质下降[24]。微生物菌肥通过微生物生命活动及相关代谢产物来改善植物生长环境和营养条件[5]，可抑制植物病原菌，增强植物抗病能力，降低农药使用量，具有增产增收并改善品质的作用[25]。本试验通过对比棉隆消毒、微生物菌肥以及山药-大葱伴生的处理方式，得出以下试验结论：（1）棉隆处理与对照相比，山药块茎粗显著增粗、病害程度也显著较低，增加19.19%和降低40.78%，但对山药产量影响不大，这是由于棉隆是一种低毒的广谱土壤熏蒸剂，在土壤中分解成有毒的异硫氰酸甲酯、甲醛和硫化氢等，从而达到杀灭土壤中细菌、真菌、线虫及杂草种子等的效果[26]，对山药的生长及产量的增加并不会产生明显效果；（2）微生物菌肥对山药的产量及病害防控具有较好效果。地衣芽孢杆菌与对照相比，山药块茎粗显著增粗、鲜质量显著增加、产量显著增加，分别提高17.97%、43.59%、43.59%，病害程度也显著降低，降低67.27%；枯草芽孢杆菌与对照及其他处理相比，山药块茎长显著增长且为最长，块茎鲜质量显著增加且为最大，块茎产量显著增加且为最大，分别较对照高出39.00%、85.22%、85.22%，病害程度也显著降低，降低97.07%；胶质芽孢杆菌与对照相比，山药病害程度也显著降低，为1.72%；EM菌与对照相比，山药块茎长显著增长、块茎鲜质量显著增加、山药产量显著增加、病害程度也显著降低且为最低，分别为65.72 cm、0.69 kg、2 822.17 kg/667 m2、0.5%。微生物菌肥对重茬山药各项指标有不同程度的效果，这与吕亚慈[25]在麻山药上的研究结果相一致；（3）山药-大葱伴生与对照相比，山药病害程度也显著降低，为11.23%，对山药其他指标影响效果不大。

综上所述，地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和EM菌均对山药连作障碍具有缓解效果，且对山药生长有不同程度的促进作用，其中，枯草芽孢杆菌效果最好，这是因为枯草芽孢杆菌具有显著的抗菌活性和抗逆性[27]，能够杀死土壤连作过程中产生的病原菌，增强作物的抗病能力。下一步可针对不同品种山药做枯草芽孢杆菌施用等浓度梯度研究，确定在山药上的最佳施用浓度，为解决山药连作造成的病虫害问题奠定基础。