不同土壤改良剂对武穴佛手山药连作障碍的防控效果

摘    要：以武穴佛手山药为材料，从山药农艺性状、糊头程度、产量品质以及土壤氮、钾利用率等方面探讨了松土精、哈茨木霉、腐植酸、甲壳素、聚谷氨酸等6种土壤改良剂对武穴佛手山药连作障碍的防控效果。结果表明，6种土壤改良剂都能有效提高氮肥、钾肥的利用率；腐植酸和甲壳素可分别降低山药块茎长度25.75%和21.44%，聚谷氨酸原液可增加山药块茎宽度47.28%，甲壳素可增加块茎厚度35.31%，松土精可增加山药块茎鲜质量13.30%；不同处理山药可溶性蛋白质、维生素C、可溶性糖含量较对照均有明显增加，其中腐殖酸和甲壳素显著提高山药品质；6种土壤改良剂可使山药糊头程度较对照降低33.58%～84.38%，商品产量较对照增加3.27%～18.01%。综上所述，土壤改良剂可有效缓解山药连作障碍，实现提质增产，其中松土精最具增产潜力；腐殖酸和甲壳素对山药品质的改善具有一定促进作用，聚谷氨酸可显著提高山药商品率。

关键词：山药；土壤改良剂；品质；产量

中图分类号：S632.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）10-149-07

收稿日期：2024-03-12；修回日期：2024-06-17

基金项目：湖北省自然科学基金项目（2022CFD092）；湖北省农业科技创新项目（2021-620-000-001-007）

作者简介：兰志勇，男，农艺师，主要从事农业技术推广工作。E-mail：19987843@qq.com

通信作者：吴金平，女，研究员，主要从事特色蔬菜资源挖掘与利用研究。E-mail：274184394@qq.com

Prevention and control effects of different soil amendments on continuous cropping obstacles of Wuxue Buddha's Hand yam

LAN Zhiyong1， 2， ZHOU Jie1， WU Jinping1， GUO Fengling1， YAN Liang³， ZHAI Zhongbing2， ZHANG Jie4

（1. Economic Crop Research Institute， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， Hubei， China; 2. Hubei Wuxue City Bureau of Agriculture and Rural Affairs， Wuxue 435400， Hubei， China; 3. Huanggang Research Institute of Agricultural Sciences， Huanggang 438000， Hubei， China， 4. Xiangyang Research Institute of Agricultural Sciences， Xiangyang 441000， Hubei， China）

Abstract： This experiment utilizes Wuxue Foshou yam as the material to investigate the control effects of six soil amendments， including soil loosening agent， Trichoderma harzianum， humic acid， chitin， and polyglutamic acid on the continuous cropping obstacles of Wuxue Foshou yam in terms of agronomic traits， paste-like head degree， yield quality， and soil nitrogen as well as potassium utilization rates. The results indicate that all six soil amendments can effectively improve the utilization rates of nitrogen and potassium fertilizers. Humic acid and chitin can reduce the length of yam tubers by 25.75% and 21.44%， respectively. Polyglutamic acid can increase the width of yam tubers by 47.28%， chitin can increase tuber thickness by 35.31% and soil loosening agent can increase the fresh mass of yam tubers by 13.30%. Compared with the control， the soluble protein， vitamin C， and soluble sugar content of yams treated with different amendments have significantly increased， with humic acid and chitin significantly improving the quality of yams. The six soil amendments can reduce the paste-like head degree of yams by 33.58% to 84.38% compared with the control， and increase the commercial yield by 3.27% to 18.01%. In summary， soil amendments can effectively alleviate the continuous cropping obstacles of yams， achieve quality improvement and yield increase， among which soil loosening agent has the greatest potential for yield increase. Humic acid and chitin have a certain promoting effect on yam quality， and polyglutamic acid can significantly increase the commercial rate of yams.

Key words： Chinese yam; Soil conditioner; Quality; Yield

武穴佛手山药为薯蓣科山药属一年生或多年生缠绕性藤本植物，主要分布在湖北省武穴市梅川镇、余川镇及其毗邻的区域，其品种独特，味道鲜美，集食用和保健于一身，是山药中的珍稀品种，有1400多年的种植历史，常年播种面积1333～1667 hm2，产量在2.5万～3.8万t[1-2]。武穴佛手山药具有投资少、见效快、收益高等优势，已成为当地带动一方经济、富裕一方百姓的特色产业。但是规模化连作导致山药“糊头”，商品性和产量大幅降低，给武穴山药持续稳定健康发展带来极大的挑战[3-5]。目前，生产中常采取轮作和休耕等措施缓解连作障碍，但两种措施受区域地理面积限制和市场供求的影响较大，在实际生产中连作重茬依旧很难避免。随着抗重茬土壤改良技术在山药栽培中的广泛应用，土传病害得以控制和缓解，山药增产和商品品质提高效果显著，但也存在投入成本高、操作程序复杂、不同地区不同品种效果不一等问题[6-8]。

已有研究表明，哈茨木霉、聚谷氨酸、甲壳素、松土精、腐殖酸等土壤改良剂能够有效改善土壤的理化性质，从而有效缓解甜瓜、西瓜、中药材、樱桃番茄等的连作障碍[9-14]，并显著提高农作物品质。但这些土壤改良剂在山药抗重茬中的应用较少，也鲜有报道。因此笔者以武穴佛手山药为材料，比较分析几种土壤改良剂对武穴山药连作障碍的防控效果，拟筛选出能有效降低糊头程度并提高山药品质和产量的土壤改良剂，以期缓解武穴佛手山药连作障碍，从而助力武穴山药产业高质高效发展。

1 材料与方法

1.1 供试材料及试验田概况

供试品种为武穴佛手山药，由武穴市农二代生态农庄家庭农场提供。试验于2023年3－12月在武穴市余川镇大坝村山药基地内进行，该地属亚热带大陆性季风气候，年平均气温为14.8 ℃，年均降水量为1333 mm，年均日照时数1 913.5 h，年均太阳辐射量106.799 kJ·cm-2[15]。试验区土壤为砂壤土，前茬作物为水稻，耕层土壤有机质含量（w，后同）2.97 g·kg-1、碱解氮含量32.08 mg·kg-1、速效磷含量79.80 mg·kg-1、速效钾含量114.26 mg·kg-1。供试土壤改良剂来源、施用量（按推荐施用方法和用量）等见表1。

1.2 试验设计及管理

试验采用随机区组设计，共设置7个处理，土壤改良剂处理6个（T1～T6），1个空白对照处理（CK），每个处理3次重复，共21个小区，小区面积28.89 m2（1.35 m×21.4 m），四周设置保护行。山药播种株行距30 cm×33 cm，厢宽1.05 m，厢沟0.3 m，平厢起垄，垄高10 cm，山药栽于垄上，深度7～10 cm。参试药剂于2023年3月4日按照推荐施用方法和用量（剂量）在播种前施药，除处理方式不同外，其他栽培管理保持一致。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤样品采集及理化性质测定 土壤样品在试验前和收获后，分别采用随机五点取样法，采集0～20 cm耕层土壤，每个处理3次重复，室温下自然风干，进行土壤理化性质分析。按照鲍士旦《土壤农化分析》的方法测定[16]：采用重铬酸钾容量法——外加热法测定土壤有机质含量；采用钼锑抗显色法测定速效磷含量，采用碱溶液扩散法测定碱解氮（AN）含量；采用火焰原子吸收分光光度法测定速效钾含量。

1.3.2 山药农艺性状的测定 山药收获时，每个小区随机选取10株山药，采用直尺测量山药块茎长、宽，块茎长是指山药顶端至山药块茎末端的长度，块茎宽是指山药块茎一侧到另一侧的长度。采用游标卡尺测量块茎厚，块茎厚是山药块茎正面和背面的距离。山药收获时，每个小区随机选取2.7 m2（1.35 m×2.00 m）块茎，每个处理3次重复，除去块茎上的土，用电子天平称量选取小区的块茎鲜质量，求得平均值，然后换算每667 m2产量。

1.3.3 山药块茎糊头程度的计算 山药收获时，每个小区随机选取10株有代表性的块茎，统计各小区地下块茎糊头情况。本试验统计糊头程度，计算公式如下，结果取平均值[17]。

糊头程度/%=S1/S2×100。

式中，S1为单个块茎糊头部位面积；S2为单个块茎总面积。

1.3.4 山药品质性状测定 山药收获后，各处理挑选完整度高、大小均匀的山药块茎，随机取3株山药进行品质测定，采用《中国药典》（2010版）检测方法测定干物质含量[18]，采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量[19]，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[19]，采用过滤法测定山药粗纤维含量[20]，采用滴定法测定维生素C含量[21]，每个样品3次重复。

1.3.5 山药商品率的计算 于收获时田间调查山药品质，并计算山药商品率[22]。

商品率/%=符合出售条件的山药块茎数量/总块茎数量×100。

1.3.6 单位产值的计算 根据许念芳等[23]的方法计算山药单位产值。

山药单位产值=山药产量×山药商品率×山药均价。

1.4 数据处理

采用 Excel 2010进行试验数据统计分析并制图，采用IBM SPSS Statistics 26进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同土壤改良剂对土壤理化指标的影响

由表2可以看出，与CK相比，土壤改良剂T1、T2、T3、T4、T5、T6处理均显著减少土壤表层碱解氮含量，分别减少46.92%、46.16%、50.31%、49.23%、55.53%、53.38%，6种土壤改良剂处理之间碱解氮含量无显著差异。与CK相比，土壤改良剂处理后的耕地土壤表层速效磷含量变化差异大，T1、T2、T3、T5处理显著增加，分别增加46.04%、40.94%、27.72%、35.59%；T4处理无显著差异；T6处理显著降低9.66%。与CK相比，土壤改良剂处理均显著减少土壤表层速效钾含量，T1～T6分别减少13.98%、8.68%、27.72%、33.02%、23.86%、23.14%，且T3、T5、T6处理之间差异不显著，其他处理间差异显著。与CK相比，T3处理显著提高土壤表层有机质含量，有机质含量为3.03 g·kg-1，较CK增加5.21%，T5处理较CK有机质含量显著减少3.13%。综上所述，与CK相比，腐殖酸处理（T3）可以提高土壤有机质含量，使用土壤改良剂处理可以显著减少土壤表层碱解氮和速效钾含量，从而有效促进碱解氮和速效钾的利用，提高了肥料利用率，进而提高土壤肥力。