土壤含水量对三七移栽籽条出苗及根腐病发病率的影响*

汪瑞，王晨骄，李蕾，官会林

(1.云南师范大学 能源与环境科学学院，云南 昆明 650500；2.云南省农村能源工程重点实验室,云南 昆明 650500)

1 引 言

三七(Panaxnotoginseng)是五加科人参属多年生草本植物，主要分布于广西和云南高海拔地区，是我国特有的名贵中药材[1-2].三七采用免耕阴蔽的方式栽培，出苗率在很大程度上制约着三七种植业的发展[3-4].

土壤含水量对植物的生长发育和有效成分的积累至关重要，影响植物的生长状况及病害的发生与抗性.土壤含水量过高影响土壤的含氧量，影响根的呼吸作用和对营养元素的吸收，土壤含水量过低影响矿质养分的溶解和吸收，如果蒸腾作用消耗的水量大于植物吸收的水量将导致植物缺水性死亡[5-6].邵玺文等研究表明水分供给量为250 mm和350 mm处理的黄芩生长好，生物量高，适度干旱提高了黄芩苷的含量[7].刘大会等发现水分过多或过于干旱，丹参的生长发育及有效成分的积累均受到了严重影响[8].土壤含水量还可通过影响土壤病害微生物的活性及其对植物根的侵染能力而影响植物病害的发生，例如油菜根肿病发病率在土壤含水量为60%左右发病最严重[9].当土壤含水量在47.83%～76.41%范围内时，随着土壤含水量的降低，烟草立枯病病情指数增高[10].两年的试验中，生姜姜瘟病与土壤含水量呈显著或极显著正相关[11].目前土壤含水量对药用作物出苗率及病害发生影响的研究相对较少，对于三七主要集中在其对产量和有效成分含量的影响方面.赵宏光等研究表明随着土壤含水量的升高，三七单株根干质量呈现先升高后降低的趋势，人参皂苷Rb1和人参皂苷Rd含量呈现递减的趋势，根腐病发病率呈现出急剧升高的趋势[12].官会林等研究表明在不同湿度下三七土壤中的霉菌、放线菌及厌氧细菌变化明显，并且与三七根腐病的发生密切相关[13].以上结果提示土壤含水量可能影响三七的出苗率和根腐病的发生，具体情况还有待研究.

采用盆栽试验方法，设置不同的土壤水分梯度，研究土壤水分含量对三七出苗率及连作根腐病发病率的影响，旨在为人工栽培三七进行科学的补水及水分管理提供理论依据.

2 材料与方法

2.1 供试植物与土壤

供试植物为苗圃内培育的一年生三七籽条，所有籽条在使用前均经过仔细的人工挑选，去除所有疑似微生物感染、过大、过小或表皮破损的植株.

试验区设置在云南文山苗乡三七科技示范园区内，供试土壤为三七连作地土壤，土壤类型为红壤性中黏土.供试土壤均为0-20 cm的耕作层土壤，采集后的土壤自然风干，破碎后过5目筛.基础土壤自然含水量20%，pH约为6.4，土壤有机质含量为29.2 g/kg，全氮含量为1.35 g/kg，全磷含量为1.16 g/kg，全钾含量为5.87 g/kg，速效氮含量为12.46 mg/kg，速效磷含量为31.76 mg/kg，速效钾含量为156.48 mg/kg.

2.2 试验处理

以盆栽试验方法进行研究，试验盆规格为42 cm×35 cm×25 cm，每盆装入20 kg土壤，移栽10株上述一年生三七籽条，按土水质量比20∶2、20∶3、20∶4、20∶5、20∶6、20∶7和20∶8设置7个处理，标记为：W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8(即不同处理浇水量分别为2、3、4、5、6、7、8 kg)，每个处理设3个重复.于2016年12月22日进行三七籽条移栽，盆面覆盖松茅后按不同处理的土水质量比浇入清水，后续按照间隔6 d浇入对应处理的清水量进行管理，此外各处理组施肥与病虫害防治等管理措施相同.

2.3 调查指标

分别于2017年3月6日、3月17日、3月26日和4月10日调查出苗率，三七的出苗率按照以下公式计算：

出苗率=出苗数量/移栽株数×100%

根据三七植株根腐病的发病症状，地上部分叶片变黄，中午温度高时叶梢下垂情况，分别于2017年3月16日、3月26日、4月10日、4月28日和5月5日调查处理各三七的根腐病发病率：

发病率=发病株数/各处理植株总数×100%

调查不同处理的三七出苗率及不同生育期根腐病发病率.2017年4月28日调查每盆中随机的3株三七的株高，并使用标记环做标记，于2017年8月16日调查标记三七的株高，并按照以下公式计算三七的生长速率：

生长速率=株高变化/天数

2.4 统计分析

用Excel2016对数据进行初步的处理及绘制相关图表，使用SPSS13.0单因素方差分析方法确定不同处理三七籽条出苗率的时间变化.

3 结 果

3.1 不同土水质量比对三七出苗率的影响

由表1可知，三七的出苗率受到土壤含水量的影响，各时间点不同处理三七的出苗率存在显著差异(P< 0.05).随着土壤含水量的增加，三七的出苗率呈现先增后降的趋势，出苗率在土水质量比为20∶5时达到峰值，若继续增加土壤水分，三七的出苗率则迅速降低，当土水比达到20∶8时，出苗率为0；不同土水质量比处理的三七的出苗率情况为：W5>W4>W6>W3>W2>W7>W8.

表1 不同土水质量比下三七的出苗率

3.2 不同土水质量比对三七根腐病发病率的影响

从表2可知，三七的根腐病发病率与土壤中水分含量相关，不同时间点不同处理三七的根腐病发病率存在显著差异(P<0.05).W7处理的三七根腐病发病率在5个观测时间点均为最高，W5处理的三七的根腐病发病率在最后两个观测时间点为最低.不同处理的三七随着种植时间的延长根腐病发病率均增加，但W5处理的三七发病率变化相对较小；W7处理的三七根腐病发病率变化最大,由16.4%增加到71.4%.

表2 不同土水质量比下三七的根腐病率

3.3 不同土水质量比对三七株高的影响

对不同处理株高调查统计分析，如图1所示，不同土水质量比栽培三七，株高存在显著差异(P<0.05)，其中W5处理三七株高平均值为23.93 cm，W2、W3、W4、W6和W7处理株高平均值分别为16.13、19.35、21.73、22.17 cm和19.29 cm，W8处理三七未出苗.说明土壤含水量显著影响三七的生长，合适的含水量促进三七的生长，水分含量过高或过低均限制三七的生长.不同土水比例处理的三七的株高依次为：W5>W6>W4>W3>W7>W2>W8.

图中不同字母代表处理间存在显著差异，P<0.05

从图2看出，不同处理三七的生长速率存在显著差异(P<0.05)，其中W5(20∶5)处理的三七的植株生长速率最高为0.11 cm/d，其次是W4(20∶4)和W6(20∶6)处理，植株生长速率分别为0.093 cm/d和0.087 cm/d.W8(20∶8)处理因土壤水分过高未出苗，故生长速率为0.说明土壤含水量对三七的生长速率具有决定性影响，合适的水分条件下三七的生长速率高，含水量过高或过低均限制三七的生长发育.不同土水质量比处理的三七的生长速率情况为：W5>W4>W6>W3>W7>W2>W8.

图中不同字母代表处理间存在显著差异，P<0.05

4 讨 论

三七是享誉中外的名贵中药材,市场需求巨大[14-15]，研究结果显示土壤水分含量显著影响三七的出苗率(P<0.05)，这与前人关于水分含量影响作物种子萌发的研究结果类似.土壤含水量过多或者过少均不利于植物出苗[16]，土壤含水量低，则植物细胞无法吸收足够水分进行正常的光合作用和蒸腾作用，出苗率降低；而土壤含水量过高，会造成植物根系缺氧，产生一系列生理生化反应[17].

同时，土壤的含水量影响三七的根腐病发病率(P<0.05)，这与对苜蓿[18]和油梨[19]的研究结果类似.土壤水分含量影响马铃薯种植土壤中致病微生物的数量[20]，此外土壤水分条件是诱发苹果腐烂病的原因之一[21].土壤水分含量增加，可能会更适宜根腐病病原的生存，致使根腐病发病率增加[12，22].由此可知，减少土壤水分含量是控制根腐病发生的重要途径.

三七的株高以及生长速率在土水质量比为20∶5的条件下最高，说明土壤含水量影响三七的生长，这与前人对玉米和小麦的研究结果类似[23-24].土壤含水量影响植物对水分的吸收，水分含量过低导致植物蒸腾作用受限，严重缺水会导致植物的死亡[17].水分含量过高影响土壤中营养物质的矿化，影响土壤的含氧量，这将限制植物对营养物质摄取[25-27]，对于陆生作物而言，水分含量严重限制作物的根呼吸[28- 29]，甚至导致作物的死亡.

综上所述，土壤水分含量对三七的出苗、根腐病发生和生长均存在重要影响，为提高三七产量和质量，在栽培过程中必须严格控制种植土壤的水分含量.在所设置的7个梯度中，土水质量比为20∶5时，三七出苗率、株高和生长速率最高，根腐病的发病率较低.这或许是该含水量下土壤有效态养分含量、相关土壤酶活性较高以及土壤菌群较平衡(三七致病菌未形成优势菌群)，使得三七具有较适宜的土壤生态环境，但具体作用机制待进一步研究.