不同比例蚯蚓粪对生姜连作障碍的影响

尹 恩，吴丽丽，陈毛华，李 琳

(1.阜阳职业技术学院 生化工程系，安徽 阜阳 236031；2.阜阳市红旗中学，安徽 阜阳 236031)



不同比例蚯蚓粪对生姜连作障碍的影响

尹 恩1，吴丽丽2，陈毛华1，李 琳1

(1.阜阳职业技术学院 生化工程系，安徽 阜阳 236031；2.阜阳市红旗中学，安徽 阜阳 236031)

通过盆栽试验研究了不同比例蚯蚓粪对生姜连作土壤、生姜生长指标、姜瘟病发病率、病情指数和连作土壤微生物的影响。结果表明：(1)各处理盆栽土壤容重均显著低于对照，各处理盆栽土壤的有机质、全氮和速效养分含量均高于对照；(2)当蚯蚓粪投入比例为50%时(T3处理)，姜瘟病发病率最低，病情指数最小，生姜生长指标最好，产量最高，其产量比对照增幅85.31%，达显著差异水平。

蚯蚓粪；生姜；连作障碍；微生物总数

姜瘟病是一种重要的连作病害，在热带和亚热带地区普遍发生，是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacarum)引起的。青枯病首发于印度尼西亚烟草[1]，1896年Smith将其病原菌命名为青枯假单孢杆菌(Pseudomonas solanacearum)，中国姜瘟病的病原菌是由青枯假单孢杆菌(Pseudomonas solanacearum Smith)引起的[2]。该病的病原菌存活时间长、寄主广泛，可侵染44个科300多种植物，主要侵害姜根部、地下茎和地上茎，发病时根茎叶均有表现，严重时全株枯死。研究表明，土壤和姜种都未感染病菌一般不会发生姜瘟病，土壤带菌发病率为60%，土壤、姜种都带菌发病率为90%[3]。中国主要生姜栽培区常年由于姜瘟病的危害而损失20%～30%，重病田损失高达70%以上[4]。

蚯蚓粪是通过蚯蚓对有机废弃物进行生物降解的产物，具有良好的团粒结构、孔性、透气性和较高的持水能力[5]。蚯蚓粪含有丰富的有益微生物[6]、多种植物营养元素[7]和植物激素[8]，作为有机肥施用，可以平衡土壤养分，缓冲土壤酸碱盐，用于改良土壤[9]，提高土壤中微生物活性，增强病土中与病原菌进行能源竞争的微生物的竞争能力[10],促进植物生长[11],减轻大棚黄瓜、西瓜等作物的连作障碍[12]。

目前有关使用蚯蚓粪缓解土壤连作障碍的研究，主要集中在西瓜、番茄等瓜果作物上，且不够深入和系统。有关生姜连作障碍方面的研究主要集中在化学药物防治、土壤消毒、轮作、更换表土等方面，这些方法要么费时费工，要么不环保、欠生态。以有机的方式解决生姜连作障碍是时代的要求，利用新型生物有机肥解决连作障碍，是未来新型农业产业链可持续发展的趋势。

本试验以生姜为研究对象，以蚯蚓粪为切入点，从蚯蚓粪对生姜长势、土壤理化性状等方面入手，探究不同比例的蚯蚓粪复合基质，对生姜连作障碍缓解作用及影响机制，以期为克服生姜连作障碍提出新思路，为实现生姜优质生产、蚯蚓粪资源化利用和新型生物有机肥的生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

土壤取自安徽省阜阳市颍州区新村镇，前茬作物为生姜，2015年4月25日取土。其理化性质如下:pH5.48，有机质含量为48.2g/kg，全氮(N)为2.3g/kg，速效磷(P2O5)为144.2mg/kg，速效钾(K2O)为183.5mg/kg。

生姜品种为“小黄姜”，属于阜阳市地方品种，2015年4月30日播种，10月12日烤种。

肥料为“20-10-30+te-你能”复合肥，上海芳甸生物科技有限公司生产。每盆施肥10g，基肥5g/盆，8月5日追肥，用量5g/盆。

蚯蚓品种为“太平二号爱赤”，牛粪喂养1个月后，筛取蚯蚓粪，产地为临泉县杨桥镇范集地龙专业合作社。蚯蚓粪理化性质如下:pH5.72，有机质含量为191.4g/kg，全氮(N)为29.85g/kg，速效磷(P2O5)为3656.72mg/kg，速效钾(K2O)为2384.8mg/kg。

1.2 试验设计及数据测定方法

试验分两处进行，一处于2015年4月30日至10月12日在阜阳职业技术学院日光温室实训基地进行;另一处于2015年5月3日至10月18日在阜阳职业技术学院校内实训基地进行,两处试验试验方案相同,处理数相同。依照本地通用育苗方式，将重茬土和蚯蚓粪按照不同体积比均匀混合后作为基质用于生姜盆栽试验。如表1所示，试验设6个处理，5次重复，随机区组设计，共30个盆栽试验。测定项目为土壤容重及养分状况、生姜产量和生姜生理指标、病情指数。

表1 实验方案

1.2.1 生姜生理指标测定 播种后60d、120d进行生姜生理指标测定。茎粗测定使用游标卡尺，于茎基部离土2mm处测量；株高测定使用钢卷尺，量取茎基部离土2mm至顶端垂直距离。

1.2.2 生姜病情指数测定 发病严重度分级标准：0级,全株无病害；1级,茎基部稍有变色，或1/4以下叶片轻度褪色或凋萎；3级，茎基部明显变色，或1/4-1/2叶片轻度凋萎；5级，茎基褐变绕全茎1/2，或2/3以上叶片轻度凋萎；7级，全株凋萎或枯死。病情指数(%)=(∑n*s/N*S)*100(n:病情级值；S：该病情级株数；N：病情最高级值；S：总株数)。

1.2.3 土壤理化性质分析 土壤容重采用环刀法测定。土壤有效磷、速效钾分别采用NaHCO3浸提钼锑抗比色法、NH4OAc浸提火焰光度计法测定。每个指标重复测定3次。

1.3 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2007 和SPSS 19统计软件进行数据统计和显著性水平检验。

2 结果与分析

2.1 添加不同比例蚯蚓粪对土壤理化性状的影响

土壤容重是衡量土壤质量的重要指标之一，它影响着植物根系穿透阻力、土壤含水量、透气性和水肥利用等，对生姜的生长有着重要影响。不同蚯蚓粪施用量对盆土容重的影响如图1所示。与对照(CK)不加蚯蚓粪相较，加入不同比例的蚯蚓粪均不同程度降低了土壤容重，随着蚯蚓粪比例的增加，降幅从9.02%(T5)增至29.32%(T1)。与对照相比，(T1-T5)均已达到显著差异水平，但T1和T2之间、T3和T4间差异不显著。

图1 不同比例蚯蚓粪对土壤容重的影响 图2 不同比例蚯蚓粪对土壤有机质的影响

土壤有机质是表征土壤质量和肥力的重要指标，土壤有机质含量与养分供给、土壤物理性质的改善有重要关系，而且一般认为其含量与土壤质量有正相关关系[13]。如图2所示。与对照(CK)不加蚯蚓粪相较，加入不同比例的蚯蚓粪均不同程度增加了土壤有机质含量。随着蚯蚓粪比例的增加，增幅从42.18%(T5)增至210.62%(T1)。与对照相比，(T1、T2、T3)均已达到显著差异水平，但CK、T4、T5间差异不显著。

作物能吸收利用的养分一般为土壤速效养分，速效养分含量决定着土壤肥力水平，进而影响作物生长。如图3所示，施入蚯蚓粪，可提高盆栽土壤速效养分含量。与对照(CK)不加蚯蚓粪相较，加入不同比例的蚯蚓粪均不同程度提高了土壤速效养分含量。随着蚯蚓粪比例的增加，盆栽土壤速效磷含量大幅度提高，增幅7.14%～164.29%；速效钾含量增幅为27.78%～116.67%；全氮增幅为-12.24%～55.10%。

图1 不同比例蚯蚓粪对土壤养分状况的影响

2.2 添加不同比例蚯蚓粪对生姜生长的影响

株高、茎粗、分枝数和平均叶片数反映了不同时期生姜生长状况，本试验于播种后60d、120d分别测定了每株生姜的以上指标，如表2所示。与对照未加入蚯蚓

粪相比，加入蚯蚓粪增加了生姜的茎粗，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别为38.51%(T3)和86.51%(T3)，均已达到显著差异水平；与对照未加入蚯蚓粪相比，除前期T1处理外，加入蚯蚓粪增加了生姜的株高。前期和后期最高增幅分别为24.47%(T5)和123.67%(T3)，前期差异不显著，后期达显著差异水平。因后期CK发病率较高且发病严重，有部分生姜地上部分枯死，故相关指标测定时，以鲜枝为准，所以会出现茎粗和株高比前期减少的情况；与对照未加入蚯蚓粪相比，加入蚯蚓粪增加了生姜的分枝数，前期和后期最高增幅分别为71.67%(T3)和31.33%(T3、T5)，分析结果未达到显著差异水平。与对照相比，加入蚯蚓粪增加了生姜的每盆叶片数，前期和后期最高增幅分别为46.52%(T3)和164.12%(T3)，已达显著差异水平，其他处理有一定增幅，但差异不显著。

表2 不同比例蚯蚓粪对生姜生长的影响

注:表中数据均表示均值±标准偏差(n=5)，字母(a、b)表示同列间数值在5%水平差异显著。

在重茬土上加入不同比例蚯蚓粪后，姜瘟病的病情指数和发病率如表3所示，姜瘟病的发病率和病情指数与蚯蚓粪的加入量有直接关系。与CK相比，加入蚯蚓粪的各处理姜瘟病病情指数均显著降低，T3处理病情指数最低，与其他各组(T4除外)呈显著差异水平，但随着蚯蚓粪比例的增加，病害又逐渐加重。从发病率来看，未加入蚯蚓粪的重茬土，姜瘟病发病率为33.52%，加入蚯蚓粪后，发病率下降，T3处理发病率最低，为14.48%，随着蚯蚓粪比例增加，发病率又逐步升高。这说明50%蚯蚓粪比例，对姜瘟病的防治效果最好。

蚯蚓粪对土壤和作物生长影响的最终结果体现在产量上。从表3可以看出，加入蚯蚓粪的各处理生姜产量均高于对照，增幅为30.01%～85.31%，其中T3处理增幅最高，为85.31%，且达显著差异水平。

表3 不同比例蚯蚓粪对生姜产量、病情指数和发病率的影响

3 结果与讨论

3.1 添加不同比例蚯蚓粪对盆栽土壤的影响

生姜以地下膨大的根茎为产品器官，生产上以土层深厚、土质疏松、通透性良好的土壤为好，研究表明土壤容重较小的土壤，更有利于生姜植株的生长和产量的提高[14]。连作会导致土壤板结，容重增加，在连作土壤中加入蚯蚓粪，可有效调节生姜连作土壤的容重，改善土壤通气状况。试验结果表明，连作土壤加入蚯蚓粪，降低了连作土壤的容重，这与前人的研究结果一致[15]。加入蚯蚓粪以后，土壤容重持续降低，T1处理，即蚯蚓粪比例为70%处理的降幅最大，为29.32%。这是因为具有良好的团粒结构、孔性、透气性和较高的持水能力，是生姜重茬土改良的优良材料。

蚯蚓粪加入连作土壤后，提高了土壤有机质含量,相较前人研究结果趋势相同[16]，但增幅偏高。这是因为本试验为盆栽试验，土壤总量较小，有机质分解率低，同时蚯蚓粪投入比例很大，造成局部养分积累。

此外蚯蚓粪加入连作土壤后，还不同程度地提高了连作土壤的速效养分含量,这是因为蚯蚓粪含有丰富的腐殖质、氮、磷、钾和多种微量元素[17]。

3.2 添加不同比例蚯蚓粪对生姜生长的影响

与对照相比，连作土壤加入蚯蚓粪，显著提高了生姜的株高、茎粗、叶片数和分枝等生长指标，这说明加入蚯蚓粪有利于促进生姜生长，这与柏彦超[18]等在西瓜连作方面的研究结果一致。Krishnamoorthy[19]、Grappelli[20]和Tomati[21]，报导蚯蚓粪中含有生物活性物质和生长素、赤霉素、细胞分裂素等植物生长调节剂，这些物质可以刺激生姜根系活力，促进生姜生长发育。

本试验研究结果表明，蚯蚓粪比例为50%(T3处理)，为最佳施用量，最大程度促进生姜生物量的积累和提高产量的同时，控病效果最佳。这主要与蚓粪中的微生物性质有关，蚯蚓粪能显著提高土壤中的微生物量和微生物活性，从而显著增强病土中与病原菌进行能源竞争的微生物的竞争能力[22]。

随着蚯蚓粪比例进一步增加(大于50%)，T4和T5处理的生姜生物量指标、病情指数和产量的增幅均有所减少，表明过量投入蚯蚓粪会对植物产生毒害作用，这是因为蚯蚓粪中高浓度盐分离子对生姜产生了一定毒害。

综合土壤理化性质、生姜生长指标、病情指数、发病率等指标来看，蚯蚓粪的投入量以50%比例为最好，过量投入蚯蚓粪会影响到生姜生长、土壤微生物总量和姜瘟病的发病率及病情指数。

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(编辑：严佩峰)

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，Fuyang 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

安徽省高等学校自然科学重点研究项目(KJ2016A565)；阜阳职业技术学院校级项目(2014KYXM11);安徽省自然科学重点研究项目(KJ2015A407).

尹 恩(1984—)，男，安徽阜阳人，硕士，讲师，主要从事植物营养生理研究.

S632.5

A

2095-8978(2017)02-0099-04