不同生物菌剂对铁皮石斛生长的影响

胡灵晓 ,俞春英 ,江建铭∗

(1.浙江龙之源生物科技有限公司,浙江 龙泉 312700;2.浙江省中药研究所有限公司,浙江 杭州 310023;3.浙江农艺师学院,浙江 杭州 310021)

铁皮石斛为兰科多年生植物,以新鲜或干燥的茎入药,别名铁皮兰、黑节草、耳环石斛等。唐代道家经典 《道藏》 将铁皮石斛列为 “中华九大仙草” 之首;《神农本草经》 将石斛列为上品,谓:“……味甘、平,无毒。治伤、除痹、下气,补无脏虚痨、羸瘦、强阴,久服厚肠胃、长肌肉、轻身、延年。” 《中国药典》 中载,铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热等功效,用于热病津伤、口干烦渴、胃阴不足、食少干呕、病后虚热不退、阴虚火旺、骨蒸劳热、目暗不明、筋骨痿软等症[1]。现代药效学研究表明,铁皮石斛含有石斛多糖、石斛碱及菲类、联苄类等药效成分,具有增强人体免疫力、抗疲劳、抗氧化、抗衰老、降血糖、增强记忆力、扩张血管、防癌抗癌等多种功效,广泛用于日常健康养生领域和病后术后恢复[2-4]。铁皮石斛为浙江省新 “浙八味” 之一,也是浙江省重点推进发展的中药材品种。据浙江省中药材产业协会2020 年度发展报告显示,由浙江省业主建设和经营的铁皮石斛种植面积达3 710 hm2以上,同比增加11.2%,产业呈现较快发展势头。但随着铁皮石斛人工栽培规模的不断扩大,其病虫害发生也逐年加重,尤其是在大棚栽培环境下,黑斑病发病率达30%～50%,且发病迅速,严重时可导致叶片全部枯死,甚至整株死亡[5-6],已成为阻碍铁皮石斛稳产高产的关键因素。同时,生产中片面追求高产所引发的不规范和过量使用化学药剂,也给铁皮石斛的质量安全保障带来巨大的潜在风险。

生态种植是一种环境友好型、资源节约型的生产方式,以 “节肥减药” 为主要特征的生态种植技术研发和应用已成为包括中药材种植在内的农业种植领域的主流发展方向。生物菌剂又称生物菌肥或微生物肥料,是通过微生物的生命活动使得作物得到特定肥料效应和抑菌效益的一种生物制品,既能通过其具有活性微生物的生命活动来使作物得到生长发育所需要的营养,提高化肥利用率,又可通过分泌多糖、黏液来提高土壤保水、保肥的能力,改善土壤理化性质;也可通过产生一些植物生长调节物质,如生长素、赤霉素等,促进作物对营养元素的吸收利用,以及作物根系的健康生长,进而提高作物对养分的吸收能力,促进作物的健康生长;还可通过产生抗生素、系统防卫酶等物质抑制细菌或真菌性病害,减轻病原菌对作物的为害,提高作物抗病性和耐病性。除此之外,微生物菌肥还可将无机元素转化为对作物生长有益的有机化合物,进而提高作物的产量及品质。目前微生物菌肥已经应用于多种作物中,成为中国肥料应用的重要产业。尽管中国在生物菌剂研究领域有着显著的成果,但其应用和推广还远远不够,且利用率仅为30%左右[7-8]。为推进铁皮石斛产业生态化高质量发展,探索生物菌剂在铁皮石斛产业的应用前景,本研究选择3 种不同生物菌剂,开展对铁皮石斛黑斑病的防效及产量、品质的影响试验,以期为铁皮石斛生态化种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地点位于浙江省龙泉市龙渊街道村头村的本公司自建的铁皮石斛基地,供试材料为铁皮石斛本地种,经1 a 培养,长势均匀的铁皮石斛幼苗,于2019 年10 下旬移栽定植。种植方式为地栽,基质上层为松鳞和碎刨花,厚约7 cm;下层为石子,厚约6 cm;种植株行距为12 cm×15 cm,每穴栽种3 株;肥料为腐熟羊粪,667 m2用量100 kg,均匀撒于畦面。试验期间铁皮石斛长势良好,除采用生物菌剂代替化学农药外,其他田间管理参照浙江省地方标准 《铁皮石斛生产技术规程》 (DB 33/T 635—2015) 执行。

试验药剂有4 种,其中3 种为生物菌剂,分别为君德种植专用型EM 生物菌剂原液 (山东君德生物科技有限公司)、农富康EM 复合菌 (郑州农富康生物科技有限公司) 和1 000 亿孢子·g-1枯草芽孢杆菌可湿性粉剂 (山东鲁抗生物农药有限公司),以450 g·L-1咪鲜胺水乳剂 (山西浩之大生物科技有限公司) 为对照药剂。

1.2 处理设计

各试验药剂按说明书推荐浓度设4 个处理,即EM 原液500 倍液、EM 复合菌200 倍液、枯草芽孢杆菌430 倍液和咪鲜胺1 200 倍液,每处理设3个重复试验小区,每小区面积为1.2 m×20 m,随机区组排列。另设1 个清水对照组,用于防效考评。

1.3 试验方法

使用WS-16 型手动压缩喷雾器对铁皮石斛植株叶片正反面及茎株均匀喷雾施药,工作压力为0.2～0.3 MPa,667 m2用水量50 kg,于黑斑病易发的3 月10 日开始,每隔10 d 喷雾1 次试验药剂,连续喷雾4 次。

1.4 考评指标

1.4.1 病指和防效

于末次施药后15 d 调查田间防效,防效调查采用分级计数法。在小区内对角线五点取样,每点调查5 丛全部叶片,以每片叶上病斑面积占整个叶面积的百分率分级,计算各小区的病情指数和防治效果。

分级标准为:0 级,无病;1 级,叶片出现零星小斑点;2 级,病斑占叶面积的1/6～1/4;3 级,病斑占叶面积的1/4～1/3;4 级,病斑占叶面积1/2 以上,或引起落叶。

1.4.2 产量和品质

于翌年3 月20 日在小区内对角线五点取样,每点取3 株,剪取全部地上部分鲜枝条,去叶,称取鲜重,并将鲜条在90 ℃下烘干至恒重,测定茎干重。多糖含量测定参照 《中国药典》 2020 版的相关规定进行。

1.5 数据处理

用DPS 软件进行数据处理,用邓肯氏新复极差法 (DMRT) 进行显著性比较。

2 结果与分析

2.1 对铁皮石斛黑斑病防效的影响

由表1 可知,3 种生物菌剂对铁皮石斛黑斑病均具有较好的防效。其中,EM 原液500 倍液对铁皮石斛黑斑病防效最好,其次为EM 复合菌200 倍液,两者与对照药剂间无显著差异,但显著优于枯草芽孢杆菌,表明施用生物菌剂EM 原液和EM 复合菌液对铁皮石斛黑斑病的防效较好,可替代目前用于铁皮石斛黑斑病防治的登记农药咪鲜胺。

表1 不同生物菌剂对铁皮石斛黑斑病防效的影响

2.2 对铁皮石斛产量的影响

从表2 可知,3 种生物菌剂对铁皮石斛产量提升具有较好的促进作用。其中,EM 原液500 倍液对铁皮石斛产量提升效果最好,小区产量的鲜重和干重分别为17.83 和4.66 kg,比EM 复合菌200倍液提高2.29%和2.64%,但差异不明显;比枯草芽孢杆菌430 倍液处理提高11.37%和11.75%,且差异极显著;比对照药剂咪鲜胺1200 倍液提高22.80%和24.93%,其间差异达极显著水平。其次为EM 复合菌200 倍液,小区产量鲜重和干重分别为17.43 和4.54 kg,与枯草芽孢杆菌间差异达显著水平,与对照药剂咪鲜胺间差异达极显著水平。而枯草芽孢杆菌处理的小区产量虽然不如EM 原液和EM 复合菌,但与对照药剂咪鲜胺相比,其间差异也达极显著水平。表明施用生物菌剂能促进铁皮石斛的生长,从而提高铁皮石斛产量,且有多种生物菌制成的EM 原液和EM 复合菌等复合类生物菌剂,其促长增产效果好于枯草芽孢杆菌等单一菌种制成的生物菌剂。

表2 不同生物菌剂对铁皮石斛产量和品质的影响

2.3 对铁皮石斛多糖积累的影响

铁皮石斛多糖含量是评价铁皮石斛品质的重要指标。从表2 可知,4 种药剂处理的铁皮石斛多糖含量最低为31.67%,均符合 《中国药典》 规定的铁皮石斛多糖含量不得少于25.0%的质量要求。其中,3 种生物菌剂对铁皮石斛多糖积累的促进作用较好,虽然三者间差异不显著,但均极显著高于对照药剂,尤以EM 原液500 倍液对铁皮石斛多糖积累促进效果最好。由此表明,施用生物菌剂能有效促进铁皮石斛的生长和多糖的积累,从而提高铁皮石斛的产品品质。

3 小结与讨论

生物菌剂具有提高肥料利用率、促进植株生长和养分积累、抑制有害病菌生长、减轻田间病害发生等多重作用。据报道,芽孢杆菌对铁皮石斛细菌性叶斑病、白绢病、枯梢病等多种病害具有较好防效,并有显著的促生效果[9-11]。本试验结果表明,EM 原液500 倍液、EM 复合菌200 倍液和枯草芽孢杆菌430 倍液3 种生物菌剂对铁皮石斛黑斑病的发生均具有较好的预防作用,并能促进植株生长,提高铁皮石斛的产量和品质。EM 原液 (含枯草芽孢杆菌、木霉菌、乳酸菌、解淀粉芽孢杆菌、固氮菌、放线菌、光合菌等) 和EM 复合菌 (含乳酸菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、光合菌、酵母菌、放线菌、醋酸菌等) 等复合类生物菌剂效果尤为明显,可在铁皮石斛生产时加以应用。

生物菌剂凭借环境友好、资源节约和绿色环保等优点,近年来已经在农业生产中得到广泛的推广应用,对生物菌剂的研究也从单一菌剂转向复合菌剂、单一菌肥转向复合型微生物菌肥,其功能也由单功能转向多功能,在促进农业产业生态化发展上发挥了多重作用,给社会、经济和生态带来巨大效益。本研究结果也证实了复合类生物菌剂比单一生物菌剂具有更好的防病、促长、提质综合效果。随着人们生活水平的不断提高和质量安全意识的不断增加,对食品的质量安全的要求也越来越严格,尤其是对绿色、安全无公害产品的要求随之增大,显示生物菌剂对现代生态农业的健康、高质量发展越来越重要。生物菌剂应提早使用,一方面可为生物菌自我增殖和形成优势菌体、抑制有害菌生长提供时间,另一方面也有利于肥料降解,促进植株养分吸收和健康生长,从而增强抗病能力。在铁皮石斛大棚栽培时,保持基质透气漏水和大棚通风换气,控制好温度、湿度和基质中水分都同样重要[12],不仅可大大降低病害的发生,减少化学药剂的使用,而且能提高铁皮石斛的产量和品质。