有益微生物驅(qū)動(dòng)的鐵棍山藥有機(jī)防控體系初探△

程旭，桂穎，侯森森，蔣春號(hào)，鄭穎，王飛，魯傳濤，柴宏飛，郭堅(jiān)華*，牛冬冬*

1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210095；

2.襄陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 襄陽(yáng) 441057；

3.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，河南 鄭州 450002；

4.河南省濮陽(yáng)市植物保護(hù)植物檢疫站，河南 濮陽(yáng) 457000

鐵棍山藥Dioscoree oppositaThunb.cv.Tiegun為薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬（Dioscorea）多年生藤本植物。鐵棍山藥又稱(chēng)懷山藥，是河南省焦作市特色農(nóng)產(chǎn)品[1]。河南省焦作市溫縣是鐵棍山藥的主產(chǎn)地[2]。隨著種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，在集約化種植條件下，該地區(qū)鐵棍山藥連作導(dǎo)致病蟲(chóng)害（特別是根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)?。﹪?yán)重，產(chǎn)量和品質(zhì)難以保證。危害鐵棍山藥的線(xiàn)蟲(chóng)主要為南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)Meloidogyne incogniteChitwood，常規(guī)技術(shù)手段已經(jīng)難以對(duì)其進(jìn)行防治[3]。

“寧盾”是一種微生物菌劑的商品名，其成分以枯草芽孢桿菌為主、配合以蠟質(zhì)芽孢桿菌和沙雷氏菌等，可以防治多種土傳病害[4]。其可以通過(guò)占據(jù)生態(tài)位、影響生物膜的形成、誘導(dǎo)抗病性、改良微生態(tài)等作用保證植物的健康生長(zhǎng)，還可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增產(chǎn)增收[4-6]。微生物菌劑可以通過(guò)微生物與植物、微生物與微生物、微生物與有機(jī)肥料之間的互作實(shí)現(xiàn)上述作用[7]。

由于微生物菌劑在田間使用時(shí)易受到環(huán)境條件，尤其是當(dāng)季所用各種藥劑的影響，因此，需要一套從種到收的作物全程健康解決方案以確保微生物菌劑在種植過(guò)程中充分發(fā)揮作用。本研究以鐵棍山藥為例，建立有益微生物驅(qū)動(dòng)的有機(jī)防控體系（以下簡(jiǎn)稱(chēng)BeMMO體系）并開(kāi)展了初步的示范推廣工作。

1 材料

1.1 樣品

樣品由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所王飛助理研究員鑒定為溫縣道地藥材鐵棍山藥Dioscoree oppositaThunb.cv.Tiegun，由河南省焦作市溫縣番田鎮(zhèn)大金香村溫釋有機(jī)農(nóng)場(chǎng)提供。

1.2 儀器

YP-3002 型電子天平（上海精密儀器儀表有限公司）；PHS-3E 型pH 計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；SPX-2508SH-Ⅱ型生化培養(yǎng)箱（上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司）；DHG-9623A 型鼓風(fēng)干燥箱、DK-8D 型電熱恒溫水槽（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；JKXZ06-20B 型恒溫加熱消煮爐（常州諾基儀器有限公司）；BANTE950-UK 型臺(tái)式電導(dǎo)率儀（上海般特儀器有限公司）；TYS-B 型葉綠素含量測(cè)定儀、TPY-6A 型土壤養(yǎng)分速測(cè)儀（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司）；MS7-H550-Pro 型磁力攪拌器（美國(guó)Scilogex 公司）；BioMate 3S 型紫外分光光度計(jì)（美國(guó)賽默飛世爾科技公司）。

1.3 試藥

病害防控使用的微生物菌劑為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生物農(nóng)藥與綠色植保實(shí)驗(yàn)室研制、南京農(nóng)大生物源農(nóng)藥創(chuàng)制有限公司生產(chǎn)的微生物肥料“寧盾”，其中有效活菌含量為2×109CFU·mL-1；登記證號(hào)為微生物肥〔2013〕準(zhǔn)字（1096）號(hào)，水劑。淡紫擬青霉為江西天人生態(tài)有限公司生產(chǎn)，規(guī)格為2億孢子/g，粉劑。

蟲(chóng)害防控使用的藥劑為鎮(zhèn)江市潤(rùn)宇生物科技開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的短穩(wěn)桿菌（100 億孢子/mL）、山西德威本草生物科技有限公司生產(chǎn)的苦參堿（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3%）、云南南保生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的除蟲(chóng)菊素（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%）、成都綠金生物生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的印楝素乳油（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%）、科迪華農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的可殺得叁千水分散粒劑（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%）、四川省宜賓川安高科農(nóng)藥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的石硫合劑水劑（有效成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29%）。肥料為自制腐熟的蚯蚓糞有機(jī)肥。

葡萄糖（批號(hào)：20130903）、硫酸銅、3,5-二硝基水楊酸（DNS）均購(gòu)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；濃硫酸、濃鹽酸均購(gòu)于南京化學(xué)試劑股份有限公司；氫氧化鈉（NaOH，批號(hào)：200103，西隴科學(xué)股份有限公司）；無(wú)水亞硫酸鈉（批號(hào)：20151123）、四水合酒石酸鉀鈉（批號(hào)：20151123）、硫酸鉀（批號(hào)：20180301）、苯酚（批號(hào)：20180301）、氯化鈉（批號(hào)：20210923）均購(gòu)于廣東光華科技股份有限公司；酵母提取物（批號(hào)：4252819-02）、胰蛋白胨（批號(hào)：3438287）均購(gòu)于英國(guó)Oxoid公司；重鉻酸鉀（批號(hào)：C11160471，上海麥克林生化科技有限公司）。

2 方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)田位于河南省焦作市溫縣番田鎮(zhèn)大金香村溫釋有機(jī)農(nóng)場(chǎng)。2018 年4 月15 日種植鐵棍山藥，于11 月25 日采挖。試驗(yàn)共2 個(gè)處理：BeMMO 體系為實(shí)驗(yàn)組，當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系為對(duì)照組，每個(gè)處理各666 m2。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中間起壟20 cm隔離；鐵棍山藥種苗種植行距30 cm，株距30 cm。在播種期，實(shí)驗(yàn)組使用“寧盾”進(jìn)行塊莖浸泡和灌根處理，即取“寧盾”原液3 L 稀釋200 倍，先將鐵棍山藥塊莖浸泡在稀釋液中5～10 min 后撈出，每穴種1 個(gè)塊莖，再將浸泡過(guò)塊莖的稀釋液均勻澆灌于土壤中；當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系對(duì)照組用等量石硫合劑浸泡處理。出苗后，實(shí)驗(yàn)組再次使用“寧盾”灌根處理，即使用“寧盾”2 L 稀釋200 倍灌根，30 d 后采用相同方法再次灌根，對(duì)照組出苗后使用淡紫擬青霉2 kg 隨水滴灌。2019 年4 月10 日種植鐵棍山藥，2019 年11 月20 日采挖。實(shí)驗(yàn)共2 個(gè)處理：BeMMO 體系面積1 hm2作為實(shí)驗(yàn)組，當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系種植面積0.33 hm2作為對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組中間起壟20 cm隔離；鐵棍山藥種苗種植行距30 cm，株距30 cm。整地時(shí)使用綠僵菌微粒劑6 g·m-2拌腐熟蚯蚓有機(jī)肥3 kg 撒播在土壤中。實(shí)驗(yàn)組在鐵棍山藥播種前和出苗后的處理方法同2018 年，對(duì)照組播種前使用石硫合劑浸泡鐵棍山藥塊莖，出苗后使用淡紫擬青霉3 g·m-2隨水滴灌。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組其他處理均相同，即6月下旬和8月下旬使用2.5 mL·L-1除蟲(chóng)菊素和2.5 mL·L-1印楝素噴霧，20 d后使用2.5 mL·L-1短穩(wěn)桿菌和2.5 mL·L-1苦參堿噴霧。

2.2 “寧盾”與其他農(nóng)用投入品的相容性試驗(yàn)

將“寧盾”原液搖勻后稀釋100 倍，為保證菌懸液菌量一致，用磁力攪拌器邊攪拌邊取樣25 mL；將除蟲(chóng)菊素、印楝素、短穩(wěn)桿菌、苦參堿、可殺得、石硫合劑6 種生物農(nóng)藥搖勻后稀釋到一定倍數(shù)（登記使用濃度、2 倍登記使用濃度、4 倍登記使用濃度）各取樣25 mL，分別與“寧盾”以1∶1 比例混合制成混合液50 mL（“寧盾”最終濃度：200 倍稀釋?zhuān)簧镛r(nóng)藥最終濃度梯度：0.5 倍登記使用濃度、登記使用濃度、2倍登記使用濃度），于28 ℃下200 r·min-1振蕩12 h，取混合液100 μL，分別稀釋10、100、1000、10 000 倍后取10 μL 在固體LB 培養(yǎng)基平板上點(diǎn)板，每個(gè)濃度點(diǎn)3 個(gè)平板，每個(gè)平板點(diǎn)4 列重復(fù)，置于28 ℃培養(yǎng)12 h，期間持續(xù)觀察，在菌落長(zhǎng)成針尖大小時(shí)檢測(cè)菌落數(shù)。按公式（1）計(jì)算細(xì)菌濃度。LB 培養(yǎng)基配方：胰蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、氯化鈉10 g 用超純水定容至1 L，調(diào)pH 至7.5。

2.3 生物量統(tǒng)計(jì)

采收鐵棍山藥時(shí)，采用五點(diǎn)取樣法，2018 年田間試驗(yàn)每個(gè)取樣點(diǎn)面積為1 m2，每個(gè)點(diǎn)取樣10株，測(cè)定鐵棍山藥根莖長(zhǎng)度、直徑和單株鮮質(zhì)量和病害發(fā)生情況，收獲時(shí)測(cè)量每個(gè)取樣點(diǎn)的總產(chǎn)量；2019 年田間試驗(yàn)每個(gè)取樣點(diǎn)面積為5 m2，每個(gè)取樣點(diǎn)調(diào)查50 株鐵棍山藥根莖長(zhǎng)度、葉綠素含量、單株鮮質(zhì)量和病害發(fā)生情況，收獲時(shí)測(cè)量每個(gè)取樣點(diǎn)的總產(chǎn)量，并在其中隨機(jī)帶回10 株用于后續(xù)折干率及蛋白質(zhì)、淀粉、還原糖、總多糖和浸出物含量的檢測(cè)。鐵棍山藥總產(chǎn)量按公式（2）計(jì)算。

2.4 防病效果評(píng)價(jià)

采收鐵棍山藥時(shí)，采取五點(diǎn)取樣法進(jìn)行隨機(jī)取樣，統(tǒng)計(jì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的發(fā)病情況，按公式（3）計(jì)算植株發(fā)病率。

按病級(jí)標(biāo)準(zhǔn)記錄每個(gè)病級(jí)株數(shù)，按公式（4）～（5）計(jì)算病害嚴(yán)重度和生防效果。0 級(jí)：健康無(wú)根結(jié)；1 級(jí)：根結(jié)面積占比＜10%以下；2 級(jí)：10%≤根結(jié)面積占比＜30%；3 級(jí)：30%≤根結(jié)面積占比＜50%；4 級(jí)：50%≤根結(jié)面積占比＜70%；5 級(jí)：根結(jié)面積占比≥70%。

2.5 鐵棍山藥品質(zhì)檢測(cè)

2.5.1 折干率測(cè)定 從采收時(shí)五點(diǎn)取樣獲得的樣品中選新鮮且健康的鐵棍山藥，每個(gè)取樣點(diǎn)重復(fù)3 次，共15 份檢測(cè)樣品，每份樣品去皮后準(zhǔn)確稱(chēng)取100 g供檢測(cè)。將鐵棍山藥切成3 mm厚的薄片平鋪在培養(yǎng)皿上，在烘干機(jī)中70 ℃鼓風(fēng)干燥12 h，隨后升溫至105 ℃干燥至恒重，再按公式（6）計(jì)算總固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.5.2 蛋白質(zhì)含量測(cè)定 采用凱氏定氮法[8]測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

2.5.3 還原糖含量測(cè)定 采用DNS 法[9]檢測(cè)還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。繪制葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)：精確稱(chēng)量葡萄糖粉末1 g，加少量水溶解，再加入12 mol·L-1HCl溶液1.5 mL，攪拌均勻后轉(zhuǎn)移至1000 mL 量瓶中，加水定容至刻度，即得1 g·mL-1葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液。精確吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL，分別置于10 mL 的具塞試管中，均補(bǔ)水至0.5 mL，再加入DNS 溶液0.5 mL，混合均勻后，沸水浴5 min，迅速流水冷卻，用蒸餾水補(bǔ)至5 mL。以蒸餾水空白調(diào)零，分別在540 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（X），吸光度為縱坐標(biāo)（Y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，其回歸方程為Y=2.957 9X+0.019 4（r=0.998 1）。樣品還原糖的提取及測(cè)定：將2.5.1 項(xiàng)下中105 ℃干燥至恒重的樣品磨成細(xì)粉后精確稱(chēng)取1.0 g，加入具塞試管中，加水20 mL 并充分振蕩，沸水浴20 min，冷卻后定容至50 mL，抽濾后取100 μL 稀釋5 倍，測(cè)定，結(jié)果代入回歸方程計(jì)算稀釋液還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。根據(jù)公式（7）計(jì)算樣品還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.5.4 淀粉含量測(cè)定 準(zhǔn)確稱(chēng)取2.5.1 項(xiàng)下烘干至恒重的鐵棍山藥樣品2.0 g，采用酸水解法[10]檢測(cè)淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.5.5 多糖含量測(cè)定 采用苯酚-硫酸法[11]測(cè)定鐵棍山藥樣品的多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.5.6 浸出物測(cè)定 水溶性浸出物測(cè)定使用冷浸法：將2.5.1 項(xiàng)下烘干的鐵棍山藥粉碎過(guò)二號(hào)篩，混合均勻，精密稱(chēng)取4 g，置于250 mL 錐形瓶，加水100 mL，密塞，冷浸，振搖6 h，再靜置18 h，用干燥濾器迅速濾過(guò)，精密量取續(xù)濾液20 mL，置已干燥至恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干，于105 ℃干燥3 h，置于干燥器中冷卻30 min，迅速精密稱(chēng)定質(zhì)量，干燥品計(jì)算水溶性浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2.6 土壤樣品分析

采用五點(diǎn)采樣法采集鐵棍山藥種植前后土壤樣品，自然風(fēng)干后進(jìn)行研磨，過(guò)0.1 mm篩后保存。采用pH 計(jì)檢測(cè)土壤pH，電導(dǎo)率儀檢測(cè)土壤電導(dǎo)率（EC），土壤測(cè)試儀檢測(cè)銨態(tài)氮、速效磷、有效鉀含量，重鉻酸鉀外加熱法[12]測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)。

2.7 數(shù)據(jù)分析

使用DPS v17.10 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。

3 結(jié)果

3.1 “寧盾”對(duì)鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病和產(chǎn)量的影響

2018 年，在鐵棍山藥種植前，筆者通過(guò)走訪鐵棍山藥種植戶(hù)，了解當(dāng)?shù)罔F棍山藥病蟲(chóng)害的發(fā)生規(guī)律和當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系。通常于4 月初開(kāi)始整地，整地期使用6 g·m-2綠僵菌微粒劑拌3 kg·m-2腐熟蚯蚓有機(jī)肥，撒播在土壤中，以防治地下害蟲(chóng)。播種期一般以行距90 cm 開(kāi)溝，起30～35 cm 的高壟，使用0.5 波美度的石硫合劑浸泡山藥塊莖10 min，隨后進(jìn)行播種，主要防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)、根莖腐病等土傳病害。生長(zhǎng)期覆蓋黑膜除草，必要時(shí)進(jìn)行人工除草和機(jī)械除草，根據(jù)土壤濕度，每隔20 d 滴灌22.5 kg·m-2，在畦內(nèi)插竹竿交叉捆綁搭建竹架，高度為1 m。出苗后使用6 g·m-2淡紫擬青霉溶于水滴灌，6 月下旬和8月下旬分別使用2.5 mL·L-1除蟲(chóng)菊和2.5 mL·L-1印楝素噴霧，20 d 后使用2.5 mL·L-1短穩(wěn)桿菌和2.5 mL·L-1苦參堿噴霧，以防治炭疽病、灰斑病、疫病、銹病等葉部病害和山藥葉蜂、甜菜夜蛾、紅蜘蛛等地上害蟲(chóng)。采收期使用機(jī)械和人工結(jié)合方法采挖，鐵棍山藥專(zhuān)用挖掘機(jī)器械挖溝，再進(jìn)行人工挑選，保證收獲期間不折斷山藥，放置于冷庫(kù)保存。收獲后種植黃豆或者綠肥等豆科作物進(jìn)行輪作；休耕時(shí)期可以種植油菜，油菜為直根系，能改良土壤理化性質(zhì)，還具有一定殺蟲(chóng)滅菌作用。在此基礎(chǔ)上，筆者制定了BeMMO 體系。與當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系不同，BeMMO 體系在播種期使用4.5 kg·m-2“寧盾”，稀釋200 倍先浸泡山藥塊莖5～10 min，后均勻澆灌于播種的土壤中；出苗后使用4.5 kg·m-2“寧盾”稀釋200 倍灌根，30 d后同等方案再次灌根，防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)?。ū?）。BeMMO 體系和當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系同時(shí)開(kāi)展，相比于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系，BeMMO 體系顯著降低了鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)發(fā)病率，同時(shí)提高了鐵棍山藥的產(chǎn)量（表2）。

表1 鐵棍山藥BeMMO體系和當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系的實(shí)施方案差異

表2 2018年不同處理對(duì)鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病及產(chǎn)量的影響（,n=5）

表2 2018年不同處理對(duì)鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病及產(chǎn)量的影響（,n=5）

注：同列不同小寫(xiě)字母表示P＜0.05；表3～6同。

3.2 “寧盾”與其他農(nóng)用投入品的相容性檢測(cè)及BeMMO體系的集成

如圖1 所示，在3 種濃度下，短穩(wěn)桿菌、除蟲(chóng)菊素、印楝素3 種生物農(nóng)藥與“寧盾”的混合液細(xì)菌濃度與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；0.5 倍登記濃度苦參堿與“寧盾”的混合液細(xì)菌濃度與對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，苦參堿在登記濃度和2 倍登記濃度時(shí)與“寧盾”的混合液細(xì)菌濃度明顯高于對(duì)照處理，說(shuō)明“寧盾”與上述4 種生物農(nóng)藥具有良好的兼容性，可以同時(shí)或混合施用。各濃度下，可殺得和石硫合劑均抑制了“寧盾”的生長(zhǎng)，因此“寧盾”不能與可殺得和石硫合劑混合使用。根據(jù)以上結(jié)果推測(cè)，石硫合劑作為一種廣譜殺菌劑，可能對(duì)病原菌和有益微生物都具有傷害性，造成對(duì)照組淡紫擬青霉對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的防效降低，這可能是導(dǎo)致根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病嚴(yán)重的原因。

圖1 與不同濃度農(nóng)藥混合后“寧盾”中的細(xì)菌濃度（,n=12）

3.3 BeMMO體系對(duì)鐵棍山藥生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

種植鐵棍山藥90 d 時(shí)檢測(cè)BeMMO 體系和普通有機(jī)地塊鐵棍山藥葉綠素含量。通過(guò)圖2 可以看出，BeMMO 體系地塊鐵棍山藥地上部長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系的鐵棍山藥。相比于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系，BeMMO 體系鐵棍山藥葉片葉綠素含量提高了9.7%（表3）。

表3 2019年移栽230 d后2種體系對(duì)鐵棍山藥生長(zhǎng)情況及根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的影響（,n=5）

表3 2019年移栽230 d后2種體系對(duì)鐵棍山藥生長(zhǎng)情況及根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的影響（,n=5）

圖2 2019年溫縣鐵棍山藥田間生長(zhǎng)情況

3.4 BeMMO體系對(duì)鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的影響

2019 年11 月15 日和11 月20 日采挖鐵棍山藥，在采挖當(dāng)天對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)發(fā)病率和病害嚴(yán)重度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，BeMMO 體系根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病發(fā)病率和病害嚴(yán)重度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系。每個(gè)處理采用五點(diǎn)取樣法，每個(gè)樣方面積為5 m2，BeMMO 體系共調(diào)查250 株，發(fā)病等級(jí)為0 級(jí)植株216 株，最嚴(yán)重達(dá)4 級(jí)共5 株，病害嚴(yán)重度為5.36%；當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系共調(diào)查250 株，0 級(jí)植株85 株，最嚴(yán)重達(dá)5 級(jí)共5株，病害嚴(yán)重度達(dá)28.0%。根據(jù)病害嚴(yán)重度計(jì)算獲得的BeMMO 體系生防效果為80.1%。該結(jié)果與2018 年結(jié)果一致，表明BeMMO 體系對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病具有良好的防效，也表明石硫合劑不適合與生防微生物共同施用。

3.5 BeMMO體系對(duì)鐵棍山藥品質(zhì)的影響

通過(guò)對(duì)收獲后的鐵棍山藥進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，相比于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系，BeMMO 體系鐵棍山藥總固形物、還原糖、淀粉、總多糖含量顯著提升，分別提高了9.07%、10%、16.76%、11.69%。BeMMO 體系鐵棍山藥蛋白質(zhì)含量與當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表4）。

表4 2019年移栽230 d后鐵棍山藥品質(zhì)（,n=10）

表4 2019年移栽230 d后鐵棍山藥品質(zhì)（,n=10）

3.6 BeMMO體系對(duì)鐵棍山藥經(jīng)濟(jì)效益的影響

在鐵棍山藥采收時(shí)，測(cè)量其可食用部分直徑和長(zhǎng)度。BeMMO 體系鐵棍山藥塊莖直徑和長(zhǎng)度與當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系相比，分別增大了12.6%、7.06%。相比于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系，BeMMO 體系產(chǎn)量提高了2 857.5 kg·hm-2，按溫釋有機(jī)農(nóng)場(chǎng)的有機(jī)鐵棍山藥單價(jià)60 元/kg 計(jì)算，2019 年BeMMO 體系每公頃收入增加171 450元（表5）。

表5 2019年移栽230 d后鐵棍山藥產(chǎn)出（n=5）

3.7 BeMMO體系對(duì)鐵棍山藥種植土壤的影響

溫釋有機(jī)農(nóng)場(chǎng)土壤pH 偏堿性，相比于種植前的土壤，BeMMO 體系鐵棍山藥采收后的土壤pH 顯著降低，降幅為4.1%，當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系沒(méi)有明顯變化；BeMMO 體系采收后的土壤EC 顯著低于種植前，降幅為6.5%，當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系采后的土壤EC 顯著高于種植前，增幅為10.5%。正常土壤中使用肥料等農(nóng)用投入品，鹽分含量會(huì)有所提高，依賴(lài)雨水稀釋?zhuān)欢鳥(niǎo)eMMO 體系在同等施肥條件下可以降低土壤鹽分含量。

BeMMO 體系種植后土壤銨態(tài)氮、速效磷、有機(jī)質(zhì)含量都明顯高于種植前，分別提高了18.6%、14.8%、14.1%，有效鉀無(wú)顯著提高；當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系種植后的土壤銨態(tài)氮明顯高于種植前，低于BeMMO體系提升幅度，速效磷、有效鉀、有機(jī)質(zhì)的含量沒(méi)有顯著降低（表6）。

表6 2019年鐵棍山藥土壤理化性質(zhì)變化情況（,n=5）

表6 2019年鐵棍山藥土壤理化性質(zhì)變化情況（,n=5）

4 討論

根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病是山藥主要病害之一，發(fā)生根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的山藥塊莖表面變暗，多數(shù)畸形，線(xiàn)蟲(chóng)侵染點(diǎn)周?chē)[脹、突起，形成蟲(chóng)癭。發(fā)病嚴(yán)重時(shí)，蟲(chóng)癭合在一起，根莖上的須根產(chǎn)生根結(jié)，并且容易與根腐病等土傳病害混合發(fā)生，導(dǎo)致根莖腐爛[13]。微生物菌劑是目前生產(chǎn)上最常用的病蟲(chóng)害生物防治產(chǎn)品類(lèi)型之一。研究結(jié)果表明，枯草芽孢桿菌、堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌和蠟質(zhì)芽孢桿菌對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)具有顯著防效[14-18]。雖然微生物菌劑防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病已有報(bào)道和產(chǎn)品登記（厚孢輪枝菌，登記證號(hào)：PD20 184306；堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌，登記證號(hào)：PD20 184023；淡紫擬青霉，登記證號(hào)：PD20122019），但其在應(yīng)用過(guò)程中常常出現(xiàn)效果不穩(wěn)定的現(xiàn)象。本課題組多年研究發(fā)現(xiàn)，其主要原因是當(dāng)季所用的各種農(nóng)用投入品尤其是病蟲(chóng)害防治藥劑之間相容性不夠，多種藥劑及高濃度肥料可毒害部分微生物菌劑中的活菌，造成后者的功效無(wú)法有效體現(xiàn)。為此，本課題組針對(duì)不同作物和不同的病蟲(chóng)害系統(tǒng)，開(kāi)展了微生物菌劑和各種藥劑之間的相容性試驗(yàn)[19]。

本研究中的BeMMO 體系重點(diǎn)利用微生物菌劑“寧盾”，通過(guò)蠟質(zhì)芽孢桿菌AR156（前商品名“線(xiàn)滅”，登記證號(hào)：PD20142395）和枯草芽孢桿菌SM21 混合，使其在作物根際更快更好地定殖，從而獲得更佳更穩(wěn)定的防病效果。另外，在本研究中，針對(duì)鐵棍山藥上常發(fā)生的根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病、根腐病、炭疽病、螻蛄、蠐螬、金針蟲(chóng)、地老虎、甜菜夜蛾、紅蜘蛛等多種病蟲(chóng)害，選擇了多種市場(chǎng)上常用的防治這些病蟲(chóng)害的生物農(nóng)藥，檢測(cè)微生物菌劑“寧盾”與這些生物農(nóng)藥之間的相容性。根據(jù)當(dāng)?shù)罔F棍山藥種植體系，選擇“寧盾”及與其相容性較好的生物農(nóng)藥替換原來(lái)使用的投入品，制定了適用于當(dāng)?shù)罔F棍山藥的BeMMO體系。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BeMMO 體系有效保證各種投入品均可充分發(fā)揮其病蟲(chóng)害防控功效，抑制了鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的發(fā)生，對(duì)鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的生防效果分別高達(dá)81.3%和80.3%，同時(shí)促進(jìn)鐵棍山藥地上部生長(zhǎng)，與本課題組前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致[20-22]。研究表明，蠟質(zhì)芽孢桿菌AR156 的M60 家族蛋白酶可以殺死根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)二齡幼蟲(chóng)（J2）[23-24]；該菌還可調(diào)控一些跟脫落酸、乙烯、熱激蛋白相關(guān)的基因，調(diào)控植物根系的發(fā)育，加速根系的成熟化，進(jìn)而誘導(dǎo)植物抵抗根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的侵染[21]。蠟質(zhì)芽孢桿菌AR156 和枯草芽孢桿菌SM21 均促進(jìn)生物膜的形成，優(yōu)先定殖在根部，占領(lǐng)了線(xiàn)蟲(chóng)可能的侵染位點(diǎn)，幫助植物抵御線(xiàn)蟲(chóng)侵染[24-26]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，BeMMO 體系還可以促進(jìn)本土有益微生物種群數(shù)量的提高，改良根圍微生態(tài)，有助于土傳病害的防治[27]。

BeMMO 體系在防治病蟲(chóng)害的同時(shí)，還兼具多種附帶效應(yīng)，尤其是在改良土壤、增加產(chǎn)量和提高品質(zhì)和方面，有效提升了當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植水平。究其原因，很可能是BeMMO 體系對(duì)各種投入品實(shí)現(xiàn)了最大化利用，土壤保水保肥能力提高。植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)土壤養(yǎng)分的供給，產(chǎn)量與土壤特性息息相關(guān)。施用微生物菌劑后，土壤生物呼吸作用增強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)分解加速，土壤中硫化物氧化作用增強(qiáng)，導(dǎo)致土壤堿解氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)的含量提高，同時(shí)降低土壤pH 和EC，緩解連作引起的次生鹽漬化問(wèn)題[28-29]，從而促進(jìn)根系對(duì)礦質(zhì)元素的吸收。

相較于當(dāng)?shù)赜袡C(jī)種植體系，以“寧盾”為核心的BeMMO 體系處理的鐵棍山藥葉綠素含量、塊莖直徑、塊莖長(zhǎng)度分別提高9.7%、12.6%、7.06%，每公頃產(chǎn)量增加高達(dá)13.81 t，提示“寧盾”可以顯著提高鐵棍山藥的產(chǎn)量。鐵棍山藥的食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與折干率、可溶性糖、蛋白質(zhì)和多糖含量密切相關(guān)，其中多糖是山藥主要的活性成分[30]。與當(dāng)?shù)赜袡C(jī)體系相比，BeMMO 體系鐵棍山藥總多糖含量增加11.69%，還原糖含量提高10%，蛋白質(zhì)含量沒(méi)有明顯變化。糖類(lèi)含量的提高可能歸因于葉綠素含量的提高。微生物菌劑通過(guò)改善植物營(yíng)養(yǎng)供給水平，分泌某些植物促生因子，進(jìn)而提高植物的葉綠素含量，促進(jìn)光合作用效率，增加碳水化合物的積累，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高作物產(chǎn)量[31]。

本研究通過(guò)平板試驗(yàn)和田間試驗(yàn)，證實(shí)了微生物菌劑“寧盾”與印楝素、苦參堿、除蟲(chóng)菊素、短穩(wěn)桿菌相容性良好，在此基礎(chǔ)上結(jié)合河南溫縣當(dāng)?shù)胤N植方式，初步建立了鐵棍山藥BeMMO 體系。試驗(yàn)結(jié)果證明，BeMMO 體系可以有效控制鐵棍山藥根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的發(fā)生，并提高品質(zhì)、改良土壤、增產(chǎn)增收，給有機(jī)農(nóng)場(chǎng)帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。