不同处理对灵芝连作障碍的影响

朱卫东，潘德宇，赵雁，陈泽林，臧宏军，黄庆

(浙江寿仙谷医药股份有限公司，浙江 武义 321200)

灵芝(Ganodermalucidum)又称灵芝草、神芝和仙草，是一种有着数千年药用历史的珍贵中药材，具有很高的药用价值[1]。随着人们生活水平的提高和对自身健康的重视，野生灵芝已远不能满足人们的需求，人工种植灵芝产业也随之兴起，伴随着大面积种植灵芝，普遍存在的连作障碍问题也出现在灵芝种植上。

“灵芝连作障碍”是指灵芝人工栽培过程中在同一片土壤区域中连续种植，即使在正常的栽培管理条件下也会出现长势变弱、病虫害加剧、产量下降的现象[2]。目前关于灵芝连作障碍的研究主要集中在导致灵芝连作障碍原因的研究，普遍认为土壤营养物质的失衡、土壤微生物数量的变化、微生物种群发生改变、栽培残茬对灵芝生长的影响以及灵芝的自毒作用等因素造成灵芝的连作障碍[3-9]。而关于如何改善和解决灵芝连作障碍的方法研究较少，吴晓明等[10]通过用液氨熏蒸连作土壤，灵芝的生长速度以及产量得到了显著地提高。本研究主要通过不同方式处理连作土壤，比较各处理土壤、灵芝农艺性状、产量以及含量的差异，为改善和解决灵芝连作障碍奠定基础，使灵芝种植业稳定持续发展有所保障。

1 材料与方法

1.1 材料

供试灵芝菌种为浙江省非主要农作物品种认定委员会认定的品种仙芝2号。菌种、石灰氮和土壤修复剂由浙江省农业科学院提供。

1.2 方法

1.2.1 处理设计

试验在浙江寿仙谷医药股份有限公司L4号灵芝大棚进行，有较好的喷雾、遮阳、保温条件，连续种植2次灵芝。试验共使用3种方式对L4号棚灵芝的土壤进行处理，分别是不处理(CK)、25 kg石灰氮处理和500 kg修复剂处理，每种处理3个重复，交叉种植。

1.2.2 土壤样品采集

9月中下旬耕地之前，进行第一次土壤样品采集，采用5点取样法，每个点挖30 cm左右深的坑，沿截面自上而下削取一片400 g左右土壤，用自封袋装好，标记编号，整个大棚取3份土样，每份1 000 g左右。取样之后立即对土壤进行3种处理，翌年3月中旬种植之前进行第二次土壤样品采集，取样方法同第一次取样，每个重复取1份土样，共9份，送至检测单位检测。

1.2.3 农艺性状测定

灵芝现蕾后进行疏芝，每段段木保留一个原基，灵芝开伞后，统计不同处理未出芝数量、大灵芝和小灵芝数量，并计算畸形率和出芝率，畸形率=畸形灵芝数量/灵芝总数量，出芝率=出芝数量/灵芝总数量；灵芝进入成熟期，每个重复随机选取10株，测量灵芝菌盖厚度、直径、菌柄高度和长度，并进行套袋处理。每个处理重复随机选取3株测量菌盖厚度、大小和菌柄长度、直径，并进行套袋收集孢子粉；灵芝喷粉结束后进行采收，统计各个处理的灵芝和孢子粉产量，计算灵芝和孢子粉的绝对生物转化率，灵芝绝对生物转化率=灵芝干重/段木干重×100%，孢子粉绝对生物转化率=孢子粉干重/段木干重×100%。

1.2.4 土壤养分测定

土壤养分测定方法参考中国科学院南京土壤所熊晖、鲍士旦等[11-13]所阐述的方法，其中土壤pH和土壤电导率(EC)采用电位法；有机质采用重铬酸钾容量法；土壤速效氮采用碱解蒸馏法；速效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；速效钾采用1 mol·L-1NH4Ac浸提-火焰光度法。

1.2.5 灵芝和孢子粉含量测定

灵芝从现蕾期、开伞期、成熟期和采收期，按各个重复分别取样500 g，并于60 ℃烘干，按《中华人民共和国药典》2015版[14]检测子实体中灵芝多糖含量和灵芝三萜含量(以齐墩果酸计)；待孢子粉弹射结束后，每个重复取50 g孢子粉，按《浙江省中药炮制规范》2015版[15]检测孢子粉甘油三油酸脂和多糖含量。

1.3 数据分析

用SPSS 19.0软件进行数据分析，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)中的多重比较法，比较3种处理后土壤和灵芝农艺性状及含量之间的差异。同时，运用Excel 2013软件制作柱状分析图。

2 结果与分析

2.1 不同处理土壤养分的比较

L4号棚连续种植2年灵芝后，土壤已变成低pH值、低EC型土壤(表1)。对土壤进行处理后，土壤发生了很大的变化，其中修复剂处理和石灰氮消毒的土壤pH值均显著高于CK和处理前土壤，但修复剂处理和石灰氮消毒土壤pH值无显著性差异。石灰氮消毒的土壤EC比修复剂处理的高9.8%，比CK的高68.6%，土壤修复剂处理的土壤EC比CK的高53.6%。此外，修复剂处理和石灰氮消毒的土壤有机质、速效氮和速效钾含量均显著高于CK的土壤。土壤速效磷含量3种处理之间无显著性差异。CK与处理前土壤EC、有机质和速效氮存在显著性差异，主要是因为在处理后对L4号棚进行了统一灌水，并盖膜一个月，土壤EC降低，发酵过程又使得土壤有机质和速效氮发生变化。

表1 3种处理土壤养分情况

2.2 不同处理方式灵芝出芝情况

每个重复种植548段，每段段木平均重7.3 kg(表2)；CK的未出芝数量和畸形灵芝数量均显著高于修复剂处理和石灰氮消毒组。同时，CK的灵芝畸形率分别是修复剂处理和石灰氮消毒组的3.4倍和4.8倍；出芝率分别是修复剂处理和石灰氮消毒的0.69倍和0.67倍。

表2 3种处理方式灵芝出芝情况

2.3 不同处理灵芝表型特征

由表3可知，石灰氮消毒组灵芝菌盖厚度比修复剂处理组高12.7%，比CK组高20.1%，修复剂处理组比CK组高6.5%。菌盖直径，石灰氮消毒组和修复剂处理组分别比CK高7.6%和4.8%，但两组之间无显著性差异。菌柄直径，石灰氮消毒组和修复剂处理组分别比CK高9.4%和8.8%，但二组之间无显著性差异。菌柄长度，3种处理之间无显著性差异。

表3 3种处理灵芝表观特征

2.4 不同处理灵芝和孢子粉产量比较

由图1可知，石灰氮消毒组孢子粉和灵芝产量均显著高于修复剂处理组和CK组，3个处理灵芝菌柄产量之间无显著性差异。同时，石灰氮消毒组孢子粉和灵芝的绝对生物转化率均显著高于修复剂处理组和CK组，修复剂组孢子粉和灵芝的绝对生物转化率均高于CK组。灵芝连作障碍不仅提高灵芝的畸形率，降低出芝率，同时，也严重影响灵芝和孢子粉的产量。通过3种处理后，修复剂和石灰氮组灵芝和孢子粉产量显著提高，进一步说明2种处理方式能改善灵芝土壤连作障碍。

同一类别不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)，图2同。图1 3种处理下灵芝和孢子粉产量

2.5 不同处理灵芝和孢子粉含量比较

从不同时期灵芝多糖和三萜含量来看，3种处理的多糖含量由现蕾期到采收期，都是呈现先下降后上升的趋势，三萜含量则呈现一直下降的趋势(图2)。现蕾期和开伞期3种处理之间多糖和三萜含量无显著性差异。成熟期，石灰氮组多糖和三萜含量分别比CK组高5.2%和5.0%，修复剂组多糖和三萜含量分别比CK高3.9%和3.6%。采收期，石灰氮组多糖和三萜含量分别比CK组高7.1%和5.2%，修复剂组多糖和三萜含量分别比CK组高6.0%和4.5%(表4)。此外，石灰氮组和修复剂组孢子粉多糖含量分别比CK组高7.1%和6.0%，甘油三油酸酯含量分别比CK组高10.1%和8.7%，但两组处理之间无显著性差异。

图2 3种处理不同时期灵芝含量

表4 不同处理孢子粉质量比较

3 小结

连作障碍普遍存在作物栽培中，一直制约着种植业的发展，灵芝亦是如此。造成灵芝连作障碍的原因很多，马红梅等[2]认为，在连作土壤的微生物种群中，细菌对灵芝菌体的化感有较强的抑制作用；真菌微生物中，木霉属对灵芝生长抑制最显著，其次是青霉属和链孢霉属。张晓玲等[16]认为，自毒作用导致连作障碍，自毒作用影响植物体细胞生长、细胞膜的渗透性、酶活性以及对营养物质的吸收和利用，从而影响作物的生长。本研究通过不同方式处理连作土壤，比较3种处理方式灵芝农艺性状、产量和含量的影响，结果表明：CK的灵芝畸形率分别是修复剂处理和石灰氮消毒的3.4倍和4.8倍；出芝率分别是修复剂处理和石灰氮消毒的0.69倍和0.67倍。石灰氮消毒组灵芝菌盖厚度比修复剂处理高12.7%，比CK高20.1%，修复剂处理比CK高6.5%；二者菌盖直径分别比CK高7.6%和4.8%；菌柄直径分别比CK高9.4%和8.8%。石灰氮消毒组孢子粉、灵芝产量以及孢子粉和灵芝的绝对生物转化率均显著高于修复剂处理组和CK；修复剂组孢子粉和灵芝产量以及绝对生物转化率均高于CK。石灰氮消毒组和修复剂处理组多糖和三萜含量在成熟期和采收期均显著高于CK；此外，2组孢子粉多糖甘油三油酸酯含量显著高于CK，但两组处理之间无显著性差异。说明土壤修复剂和石灰氮处理均能改善灵芝连作造成的影响，且石灰氮效果较好。本研究通过测定连作障碍土壤和修复剂、石灰氮处理土壤之间的差异，发现灵芝连作障碍土壤属于低pH值、低EC值型，即pH值在5.5以下，EC值在0.4 μS·cm-1以下，而对土壤进行修复剂和石灰氮处理后，连作土壤的pH值和EC值有所上升，其他养分也有所改变，即改善连作土壤营养失衡，同时，这两种处理对病原菌有一定的抑制作用，使土壤微生物系统逐渐恢复原来的状态，而这些很可能是两种处理改善灵芝连作障碍的原因[6-7]。