不同生物菌劑對鐵皮石斛生長的影響

胡靈曉 ,俞春英 ,江建銘?

(1.浙江龍之源生物科技有限公司,浙江 龍泉 312700;2.浙江省中藥研究所有限公司,浙江 杭州 310023;3.浙江農(nóng)藝師學院,浙江 杭州 310021)

鐵皮石斛為蘭科多年生植物,以新鮮或干燥的莖入藥,別名鐵皮蘭、黑節(jié)草、耳環(huán)石斛等。唐代道家經(jīng)典 《道藏》 將鐵皮石斛列為 “中華九大仙草” 之首;《神農(nóng)本草經(jīng)》 將石斛列為上品,謂:“……味甘、平,無毒。治傷、除痹、下氣,補無臟虛癆、羸瘦、強陰,久服厚腸胃、長肌肉、輕身、延年。” 《中國藥典》 中載,鐵皮石斛具有益胃生津、滋陰清熱等功效,用于熱病津傷、口干煩渴、胃陰不足、食少干嘔、病后虛熱不退、陰虛火旺、骨蒸勞熱、目暗不明、筋骨痿軟等癥[1]。現(xiàn)代藥效學研究表明,鐵皮石斛含有石斛多糖、石斛堿及菲類、聯(lián)芐類等藥效成分,具有增強人體免疫力、抗疲勞、抗氧化、抗衰老、降血糖、增強記憶力、擴張血管、防癌抗癌等多種功效,廣泛用于日常健康養(yǎng)生領域和病后術后恢復[2-4]。鐵皮石斛為浙江省新 “浙八味” 之一,也是浙江省重點推進發(fā)展的中藥材品種。據(jù)浙江省中藥材產(chǎn)業(yè)協(xié)會2020 年度發(fā)展報告顯示,由浙江省業(yè)主建設和經(jīng)營的鐵皮石斛種植面積達3 710 hm2以上,同比增加11.2%,產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)較快發(fā)展勢頭。但隨著鐵皮石斛人工栽培規(guī)模的不斷擴大,其病蟲害發(fā)生也逐年加重,尤其是在大棚栽培環(huán)境下,黑斑病發(fā)病率達30%～50%,且發(fā)病迅速,嚴重時可導致葉片全部枯死,甚至整株死亡[5-6],已成為阻礙鐵皮石斛穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的關鍵因素。同時,生產(chǎn)中片面追求高產(chǎn)所引發(fā)的不規(guī)范和過量使用化學藥劑,也給鐵皮石斛的質量安全保障帶來巨大的潛在風險。

生態(tài)種植是一種環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的生產(chǎn)方式,以 “節(jié)肥減藥” 為主要特征的生態(tài)種植技術研發(fā)和應用已成為包括中藥材種植在內的農(nóng)業(yè)種植領域的主流發(fā)展方向。生物菌劑又稱生物菌肥或微生物肥料,是通過微生物的生命活動使得作物得到特定肥料效應和抑菌效益的一種生物制品,既能通過其具有活性微生物的生命活動來使作物得到生長發(fā)育所需要的營養(yǎng),提高化肥利用率,又可通過分泌多糖、黏液來提高土壤保水、保肥的能力,改善土壤理化性質;也可通過產(chǎn)生一些植物生長調節(jié)物質,如生長素、赤霉素等,促進作物對營養(yǎng)元素的吸收利用,以及作物根系的健康生長,進而提高作物對養(yǎng)分的吸收能力,促進作物的健康生長;還可通過產(chǎn)生抗生素、系統(tǒng)防衛(wèi)酶等物質抑制細菌或真菌性病害,減輕病原菌對作物的為害,提高作物抗病性和耐病性。除此之外,微生物菌肥還可將無機元素轉化為對作物生長有益的有機化合物,進而提高作物的產(chǎn)量及品質。目前微生物菌肥已經(jīng)應用于多種作物中,成為中國肥料應用的重要產(chǎn)業(yè)。盡管中國在生物菌劑研究領域有著顯著的成果,但其應用和推廣還遠遠不夠,且利用率僅為30%左右[7-8]。為推進鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)生態(tài)化高質量發(fā)展,探索生物菌劑在鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的應用前景,本研究選擇3 種不同生物菌劑,開展對鐵皮石斛黑斑病的防效及產(chǎn)量、品質的影響試驗,以期為鐵皮石斛生態(tài)化種植提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點位于浙江省龍泉市龍淵街道村頭村的本公司自建的鐵皮石斛基地,供試材料為鐵皮石斛本地種,經(jīng)1 a 培養(yǎng),長勢均勻的鐵皮石斛幼苗,于2019 年10 下旬移栽定植。種植方式為地栽,基質上層為松鱗和碎刨花,厚約7 cm;下層為石子,厚約6 cm;種植株行距為12 cm×15 cm,每穴栽種3 株;肥料為腐熟羊糞,667 m2用量100 kg,均勻撒于畦面。試驗期間鐵皮石斛長勢良好,除采用生物菌劑代替化學農(nóng)藥外,其他田間管理參照浙江省地方標準 《鐵皮石斛生產(chǎn)技術規(guī)程》 (DB 33/T 635—2015) 執(zhí)行。

試驗藥劑有4 種,其中3 種為生物菌劑,分別為君德種植專用型EM 生物菌劑原液 (山東君德生物科技有限公司)、農(nóng)富康EM 復合菌 (鄭州農(nóng)富康生物科技有限公司) 和1 000 億孢子·g-1枯草芽孢桿菌可濕性粉劑 (山東魯抗生物農(nóng)藥有限公司),以450 g·L-1咪鮮胺水乳劑 (山西浩之大生物科技有限公司) 為對照藥劑。

1.2 處理設計

各試驗藥劑按說明書推薦濃度設4 個處理,即EM 原液500 倍液、EM 復合菌200 倍液、枯草芽孢桿菌430 倍液和咪鮮胺1 200 倍液,每處理設3個重復試驗小區(qū),每小區(qū)面積為1.2 m×20 m,隨機區(qū)組排列。另設1 個清水對照組,用于防效考評。

1.3 試驗方法

使用WS-16 型手動壓縮噴霧器對鐵皮石斛植株葉片正反面及莖株均勻噴霧施藥,工作壓力為0.2～0.3 MPa,667 m2用水量50 kg,于黑斑病易發(fā)的3 月10 日開始,每隔10 d 噴霧1 次試驗藥劑,連續(xù)噴霧4 次。

1.4 考評指標

1.4.1 病指和防效

于末次施藥后15 d 調查田間防效,防效調查采用分級計數(shù)法。在小區(qū)內對角線五點取樣,每點調查5 叢全部葉片,以每片葉上病斑面積占整個葉面積的百分率分級,計算各小區(qū)的病情指數(shù)和防治效果。

分級標準為:0 級,無病;1 級,葉片出現(xiàn)零星小斑點;2 級,病斑占葉面積的1/6～1/4;3 級,病斑占葉面積的1/4～1/3;4 級,病斑占葉面積1/2 以上,或引起落葉。

1.4.2 產(chǎn)量和品質

于翌年3 月20 日在小區(qū)內對角線五點取樣,每點取3 株,剪取全部地上部分鮮枝條,去葉,稱取鮮重,并將鮮條在90 ℃下烘干至恒重,測定莖干重。多糖含量測定參照 《中國藥典》 2020 版的相關規(guī)定進行。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用DPS 軟件進行數(shù)據(jù)處理,用鄧肯氏新復極差法 (DMRT) 進行顯著性比較。

2 結果與分析

2.1 對鐵皮石斛黑斑病防效的影響

由表1 可知,3 種生物菌劑對鐵皮石斛黑斑病均具有較好的防效。其中,EM 原液500 倍液對鐵皮石斛黑斑病防效最好,其次為EM 復合菌200 倍液,兩者與對照藥劑間無顯著差異,但顯著優(yōu)于枯草芽孢桿菌,表明施用生物菌劑EM 原液和EM 復合菌液對鐵皮石斛黑斑病的防效較好,可替代目前用于鐵皮石斛黑斑病防治的登記農(nóng)藥咪鮮胺。

表1 不同生物菌劑對鐵皮石斛黑斑病防效的影響

2.2 對鐵皮石斛產(chǎn)量的影響

從表2 可知,3 種生物菌劑對鐵皮石斛產(chǎn)量提升具有較好的促進作用。其中,EM 原液500 倍液對鐵皮石斛產(chǎn)量提升效果最好,小區(qū)產(chǎn)量的鮮重和干重分別為17.83 和4.66 kg,比EM 復合菌200倍液提高2.29%和2.64%,但差異不明顯;比枯草芽孢桿菌430 倍液處理提高11.37%和11.75%,且差異極顯著;比對照藥劑咪鮮胺1200 倍液提高22.80%和24.93%,其間差異達極顯著水平。其次為EM 復合菌200 倍液,小區(qū)產(chǎn)量鮮重和干重分別為17.43 和4.54 kg,與枯草芽孢桿菌間差異達顯著水平,與對照藥劑咪鮮胺間差異達極顯著水平。而枯草芽孢桿菌處理的小區(qū)產(chǎn)量雖然不如EM 原液和EM 復合菌,但與對照藥劑咪鮮胺相比,其間差異也達極顯著水平。表明施用生物菌劑能促進鐵皮石斛的生長,從而提高鐵皮石斛產(chǎn)量,且有多種生物菌制成的EM 原液和EM 復合菌等復合類生物菌劑,其促長增產(chǎn)效果好于枯草芽孢桿菌等單一菌種制成的生物菌劑。

表2 不同生物菌劑對鐵皮石斛產(chǎn)量和品質的影響

2.3 對鐵皮石斛多糖積累的影響

鐵皮石斛多糖含量是評價鐵皮石斛品質的重要指標。從表2 可知,4 種藥劑處理的鐵皮石斛多糖含量最低為31.67%,均符合 《中國藥典》 規(guī)定的鐵皮石斛多糖含量不得少于25.0%的質量要求。其中,3 種生物菌劑對鐵皮石斛多糖積累的促進作用較好,雖然三者間差異不顯著,但均極顯著高于對照藥劑,尤以EM 原液500 倍液對鐵皮石斛多糖積累促進效果最好。由此表明,施用生物菌劑能有效促進鐵皮石斛的生長和多糖的積累,從而提高鐵皮石斛的產(chǎn)品品質。

3 小結與討論

生物菌劑具有提高肥料利用率、促進植株生長和養(yǎng)分積累、抑制有害病菌生長、減輕田間病害發(fā)生等多重作用。據(jù)報道,芽孢桿菌對鐵皮石斛細菌性葉斑病、白絹病、枯梢病等多種病害具有較好防效,并有顯著的促生效果[9-11]。本試驗結果表明,EM 原液500 倍液、EM 復合菌200 倍液和枯草芽孢桿菌430 倍液3 種生物菌劑對鐵皮石斛黑斑病的發(fā)生均具有較好的預防作用,并能促進植株生長,提高鐵皮石斛的產(chǎn)量和品質。EM 原液 (含枯草芽孢桿菌、木霉菌、乳酸菌、解淀粉芽孢桿菌、固氮菌、放線菌、光合菌等) 和EM 復合菌 (含乳酸菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、光合菌、酵母菌、放線菌、醋酸菌等) 等復合類生物菌劑效果尤為明顯,可在鐵皮石斛生產(chǎn)時加以應用。

生物菌劑憑借環(huán)境友好、資源節(jié)約和綠色環(huán)保等優(yōu)點,近年來已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的推廣應用,對生物菌劑的研究也從單一菌劑轉向復合菌劑、單一菌肥轉向復合型微生物菌肥,其功能也由單功能轉向多功能,在促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化發(fā)展上發(fā)揮了多重作用,給社會、經(jīng)濟和生態(tài)帶來巨大效益。本研究結果也證實了復合類生物菌劑比單一生物菌劑具有更好的防病、促長、提質綜合效果。隨著人們生活水平的不斷提高和質量安全意識的不斷增加,對食品的質量安全的要求也越來越嚴格,尤其是對綠色、安全無公害產(chǎn)品的要求隨之增大,顯示生物菌劑對現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的健康、高質量發(fā)展越來越重要。生物菌劑應提早使用,一方面可為生物菌自我增殖和形成優(yōu)勢菌體、抑制有害菌生長提供時間,另一方面也有利于肥料降解,促進植株養(yǎng)分吸收和健康生長,從而增強抗病能力。在鐵皮石斛大棚栽培時,保持基質透氣漏水和大棚通風換氣,控制好溫度、濕度和基質中水分都同樣重要[12],不僅可大大降低病害的發(fā)生,減少化學藥劑的使用,而且能提高鐵皮石斛的產(chǎn)量和品質。