CN114868616B - 一种龙牙百合连作障碍的防治方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种龙牙百合连作障碍的防治方法，属于土壤治理和修复技术领域。本发明以糖蜜和甘蔗渣组成土壤还原剂，高效还原土壤环境，再施入枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌组成的拮抗菌剂，对病原菌有较强的拮抗能力，还可以形成生物膜保护植物免受病原菌侵染，增加土壤有效养分促进植物生长。本发明防治方法，可重建健康的龙牙百合根际土壤环境，促进根系生长，降低病虫害，提高百合产量和品质。同时，本发明防治方法简单，原料廉价易得，不仅仅适用于克服龙牙百合的连作障碍，同时可以适用于防治其他经济作物的连作障碍，适合大规模推广和应用。

Description

一种龙牙百合连作障碍的防治方法
技术领域
本发明属于土壤治理和修复技术领域，具体涉及一种龙牙百合连作障碍的防治方法。
背景技术
龙牙百合(Lilium brownii var.viridulum Baker)为百合科百合属多年生草本植物，其鲜茎富含皂苷类、磷脂类和多糖类物质，具有养阴润肺、清心安神等功效。连作障碍，是指在同一土壤上连续栽培同种或近缘作物而引起的作物长势变弱、产量和品质下降的现象。前期研究表明，龙牙百合是典型的忌连作作物，连作障碍现象极其严重，种植过龙牙百合的土壤需要3-7年的换茬歇地才能再植。另一方面，龙牙百合道地性极强，仅适种于湖南和江西的部分地区，因此可供栽种的土壤资源较为有限。随着规模化种植历史的延长，可栽种龙牙百合的土壤资源日益匮乏，已无法满足其可持续生产对土壤资源的需求。近年来，由于龙牙百合的市场需求不断增加，供需矛盾日益突出，实行连作的龙牙百合栽培面积逐年增加，每年因连作障碍造成巨大的经济损失。因此，如何有效克服龙牙百合连作障碍，对保障该产业的健康可持续发展至关重要。
龙牙百合连作障碍的具体表现为土传根腐病害高发，严重时可致绝收。目前农业生产上主要采用化学农药来进行病害防治，该方法虽能在短期内杀灭土传病原菌，但在寄主作物再植过程中，由于某些特定根系分泌物的刺激，土传病原菌的种群数量逐渐恢复，当其增加到一定阈值以后，将再次威胁再植寄主作物健康，这种现象在长生长周期的忌连作植物上尤为明显，即单一的土壤化学熏蒸仍不足以解决龙牙百合连作病害高发问题。此外，长期使用化学熏蒸剂不仅会破坏土壤微生态平衡，增加土壤微生物的耐药性，还会造成土壤污染和农残超标，进而危害人体健康。
近年来，生物防治因其环境友好且安全性高而受到人们的广泛关注，其中通过外源接种拮抗微生物菌剂来抑制土传病原菌活性最为常见。然而，由于外源接种的微生物竞争力较土著菌弱，且土壤环境的复杂性大大限制了拮抗菌的有效定殖和功能发挥。所以生物防治措施往往作用效果不稳定，难以大面积推广应用。
因此，亟需研发一种绿色、经济、高效的综合防治技术，以解决龙牙百合连作土传病害高发的问题，对减少农药使用量、保障龙牙百合产业健康可持续发展至关重要。
发明内容
本发明针对上述现有技术在防治龙牙百合连作障碍上的不足，目的在于提供一种稳定、有效的防治龙牙百合连作障碍的综合技术方法。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
进一步的，所述土壤还原剂包括液体还原剂和固体还原剂，液体还原剂主要成分为糖蜜，易分解有机碳≥15％，施用量为150-250公斤/667m2，施于土壤表面；固体还原剂主要成分为甘蔗渣，易分解有机碳≥8％，施用量为300-600公斤/667m2，翻耕后施入。
本发明以糖蜜和甘蔗渣组成土壤还原剂，固体还原剂翻耕后施入土壤内部，而液体还原剂施加于土壤表面，自上而下浸润。这样使得土壤完全处在强还原的环境下，即依靠糖蜜、甘蔗渣快速分解消耗氧气创造厌氧环境和释放热量创造高温环境抑制病原菌，同时通过糖蜜、甘蔗分解所产生的有机酸及土壤物质还原所产生的H2S、NH3和低价金属离子等物质杀灭土传病原菌，从而达到良好的病害防控效果。此外，土壤还原剂富含碳源和氮源，可以增加土壤有机质，改善土壤理化性状，促进土壤微生物繁殖，从而达到连作障碍修复的目的。
进一步的，步骤(1)中所述覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
进一步的，步骤(1)中处理时间取决于土壤环境温度T：当25℃≤T<30℃，需处理4周；当30℃≤T<35℃，需处理3周；当T≥35℃时，处理2周即可。
进一步的，步骤(2)中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30％。
进一步的，步骤(2)复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O＝15-15-15，用量为20公斤/667m2。
进一步的，步骤(2)所述拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到。本发明菌剂采用市售成品菌剂。
枯草芽孢杆菌能够与病原菌进行营养竞争和空间位点竞争，拮抗植物病原菌的生长，此外还能分泌细菌素等多种抑菌物质。解淀粉芽孢杆菌可以产生多种生理活性物质和氨基酸类物质，促进植物根系及植株生长，增强植物抗病性，从而间接的减少病害发生。而哈茨木霉菌能够在植物根系定殖并且产生刺激植物生长和诱导植物防御反应的化合物，改善根系的微环境，增强植物的长势和抗病能力，提高作物的产量和收益。
进一步的，步骤(2)苗期和营养生长期所述拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为80-120公斤/667m2。
本发明各原料均市售可得。
在龙牙百合种植中，生防菌在实际应用中往往难以达到预期效果，原因在于外源生防菌进入土壤后与土著微生物的竞争能力较弱，尤其是在土壤病原菌丰度高的情况下，难以适应复杂的土壤环境，定殖效率不高，生防效果难以实现。
因此，本发明采用土壤还原剂高效还原土壤环境，再施入枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌组成的拮抗菌剂，三种菌等比例混合产生协同作用，快速高效的产生抗生素、溶菌酶等物质，对病原菌有较强的拮抗能力，还可以形成生物膜保护植物免受病原菌侵染，增加土壤有效养分促进植物生长。
有益效果
(1)本发明防治方法，可重建健康的龙牙百合根际土壤环境，促进根系生长，降低病虫害，提高百合产量和品质；
(2)本发明防治方法，可显著改善土壤理化性质，提高土壤有机质和速效养分含量，减小容重，增大孔隙度，增强土壤通透性和酶活性，改善微生物群落结构；
(3)本发明防治方法简单，原料廉价易得，不仅仅适用于克服龙牙百合的连作障碍，同时可以适用于防治其他经济作物的连作障碍，适合大规模推广和应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
土壤还原剂包括液体还原剂和固体还原剂，液体还原剂主要成分为糖蜜，易分解有机碳为15％，施用量为150公斤/667m2，施于土壤表面；固体还原剂主要成分为甘蔗渣，易分解有机碳为8％，施用量为300公斤/667m2，，翻耕后施入。
步骤(1)中覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
步骤(1)中处理时间取决于土壤环境温度T：当25℃≤T<30℃，需处理4周；本实施例试验时土壤平均温度在28℃左右，故本实施例处理时间为四周。
步骤(2)中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30％。
步骤(2)复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O＝15-15-15，用量为20公斤/667m2。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为80公斤/667m2。
实施例2
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
土壤还原剂包括液体还原剂和固体还原剂，液体还原剂主要成分为糖蜜，易分解有机碳为18％，施用量为200公斤/667m2，施于土壤表面；固体还原剂主要成分为甘蔗渣，易分解有机碳为10％，施用量为450公斤/667m2，，翻耕后施入。
步骤(1)中覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
步骤(1)中处理时间取决于土壤环境温度T：当30℃≤T<35℃，需处理3周；本实施例试验时土壤平均温度在32℃左右，因此处理时间为三周即可。
步骤(2)中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30％。
步骤(2)复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O＝15-15-15，用量为20公斤/667m2。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为100公斤/667m2。
实施例3
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
土壤还原剂包括液体还原剂和固体还原剂，液体还原剂主要成分为糖蜜，易分解有机碳为15％，施用量为250公斤/667m2，施于土壤表面；固体还原剂主要成分为甘蔗渣，易分解有机碳为15％，施用量为600公斤/667m2，翻耕后施入。
步骤(1)中覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
步骤(1)中处理时间取决于土壤环境温度T：当T≥35℃时，处理2周即可，本实施例试验土壤平均温度在37℃左右，土壤温度较高，选择处理时间两周即可。
步骤(2)中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30％。
步骤(2)复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O＝15-15-15，用量为20公斤/667m2。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为120公斤/667m2。
对比例1
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
所述土壤还原剂为液体还原剂，液体还原剂主要成分为糖蜜，易分解有机碳为15％，施用量为850公斤/667m2，施于土壤表面。
步骤(1)中覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
步骤(1)中处理时间取决于土壤环境温度T：当T≥35℃时，处理2周即可，本对比例试验土壤平均温度在37℃左右，土壤温度较高，选择处理时间两周即可。
步骤(2)中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30％。
步骤(2)复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O＝15-15-15，用量为20公斤/667m2。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为120公斤/667m2。
本对比例除土壤还原修复步骤中，土壤还原剂全部施用液体还原剂外，其余原料和防治方法、土壤环境等，均同实施例3。
对比例2
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
土壤还原剂为固体还原剂，固体还原剂主要成分为甘蔗渣，易分解有机碳为15％，施用量为850公斤/667m2，翻耕后施入。
步骤(1)中覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
步骤(1)中处理时间取决于土壤环境温度T：当T≥35℃时，处理2周即可，本对比例试验土壤平均温度在37℃左右，土壤温度较高，选择处理时间两周即可。
步骤(2)中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30％。
步骤(2)复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O＝15-15-15，用量为20公斤/667m2。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为120公斤/667m2。
本对比例除土壤还原修复步骤中，土壤还原剂全部施用固体还原剂外，其余原料和防治方法、土壤环境等，均同实施例3。
对比例3
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
步骤(2)拮抗菌剂为解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为120公斤/667m2。
本对比例除拮抗菌剂中不使用枯草芽孢杆菌外，其余原料和防治方法、土壤环境等，均同实施例3。
对比例4
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为120公斤/667m2。
本对比例除拮抗菌剂中不使用解淀粉芽孢杆菌外，其余原料和防治方法、土壤环境等，均同实施例3。
对比例5
一种龙牙百合连作障碍的防治方法，包括以下步骤：
(1)种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
(2)根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治。
步骤(2)拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌按照重量比1:1混合得到。
步骤(2)苗期和营养生长期拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量分别为120公斤/667m2。
本对比例除拮抗菌剂中不使用哈茨木霉菌外，其余原料和防治方法、土壤环境等，均同实施例3。
性能测试
实验设计：
对本发明实施例1-3、对比例1-5防治方法进行试验验证，设置空白对照组CK，即不进行任何处理。以湖南省沅江市龙牙百合种植一年后的土壤为试验材料，再植龙牙百合种植密度为10-12棵/m2，管理方式采取完全相同的标准田间管理。
计算百合产量和病害情况：
待龙牙百合成熟后，在各处理实验小区中随机选取6m2的样方采挖，并记录百合单个种球质量和种球发病等级(0级：无；1级：鳞茎<5％，根<2/3；3级：鳞茎<15％，根>2/3；5级：鳞茎<30％，根烂完；7级：鳞茎<50％，根烂完；9级：鳞茎>50％，根烂完)。采用如下公式计算发病率、病情指数和理论产量：
种植前后土壤性质检测：
土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定；碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定；蔗糖酶活性采用3，5－二硝基水杨酸比色法测定。
具体实验结果如表1-2所示：
表1各处理龙牙百合产量和病害情况
处理 发病率/％ 病情指数/％ 理论产量/(kg/亩)
实施例1 40.36±2.36de 20.36±2.69d 198.33±3.69b
实施例2 38.56±0.88de 19.34±3.89d 209.68±5.21a
实施例3 35.14±1.25e 19.25±7.11d 213.58±3.89a
对比例1 75.96±3.90b 41.69±3.53b 111.18±2.46f
对比例2 68.21±0.89c 38.12±5.10b 134.85±3.77e
对比例3 43.59±3.20d 26.38±4.01cd 167.65±9.52c
对比例4 45.41±5.40d 23.48±4.63cd 159.69±2.87d
对比例5 47.18±6.41cd 30.20±5.31c 149.02±3.53e
CK 95.83±0.42a 83.06±1.90a 21.91±2.19g
注:平均值±标准差。同一列中小写字母不同代表处理间具有显著性差异，下同。
表2不同处理根际土壤酶活性情况
从表1-2数据可以看出，本发明实施例1-3所述方法，有效克服龙牙百合连作障碍，降低龙牙百合发病率，提升产量。同时显著提升土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性，有效改善土壤生物活性，修复并重建健康土壤环境。而改变了土壤还原工艺和微生物菌剂组成的对比例1-5，由于单一相还原剂的还原能力下降，以及微生物菌种间协同作用消失，因此表现为百合抗病能力、产量的下降以及对土壤修复能力的减弱。本发明防治方法，可快速有效的克服龙牙百合的连作障碍，实现龙牙百合产量的大幅提升，对于防控长生长周期、忌连作作物连作障碍具有较高的应用价值，经济效益和社会效益显著。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种龙牙百合连作障碍的防治方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）种植前的土壤还原修复：向龙牙百合栽培土壤中撒施土壤还原剂，将其与耕作层土壤混合均匀后灌溉至田间最大持水量并覆膜，处理2-4周；
（2）根际微生物调控：土壤修复结束后，揭去塑料薄膜，待土壤自然落干至可耕作时，撒施复合肥，旋耕混匀后起垄，将龙牙百合鳞片栽种于土壤中；待百合出苗以后，分别于苗期和营养生长期在其茎基部浇灌液体拮抗菌剂，完成防治；
所述土壤还原剂包括液体还原剂和固体还原剂，液体还原剂主要成分为糖蜜，易分解有机碳≥15%，施用量为150-250公斤/667m2，施于土壤表面；固体还原剂主要成分为甘蔗渣，易分解有机碳≥8%，施用量为300-600公斤/667m2，翻耕后施入；
步骤（2）所述拮抗菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉菌按照重量比1:1:1混合得到；
步骤（2）中自然落干至可耕作时土壤的含水量为25-30%；
步骤（2）苗期和营养生长期所述拮抗菌剂的使用浓度为1×108cfu/mL，用量为80-120公斤/667m2。
2.根据权利要求1所述龙牙百合连作障碍的防治方法，其特征在于，步骤（1）中覆盖用塑料薄膜为厚度≥4丝的白色原生薄膜。
3.根据权利要求1所述龙牙百合连作障碍的防治方法，其特征在于，步骤（1）中处理时间取决于土壤环境温度T：当25°C≤T<30°C，需处理4周；当30°C≤T<35°C，需处理3周；当T≥35°C时，处理2周即可。
4.根据权利要求1所述龙牙百合连作障碍的防治方法，其特征在于，步骤（2）复合肥的养分配比为N-P2O5-K2O=15-15-15，用量为20公斤/667m2。
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