广西大学农学院,广西南宁 530003
收稿日期: 2017-08-10; 网络优先数字出版时间: 2017-11-22
* 广西科技重大计划专项(桂科重14124002-1),广西自然科学基金项目(2014GXNSFBA118152)和百色市科学研究与技术开发项目(百科计20141201)资助
作者简介: 黄荣韶(1964-),男,博士,教授,主要从事药用植物与利用研究
College of Agriculture, Guangxi University, Nanning, Guangxi, 530003, China
0 引言
【研究意义】 田七为广西百色产区栽培的五加科人参属多年生草本植物三七Panax notoginseng (Burkill) F.H.Chen,别名金不换、人参三七、参三七、铜皮铁骨等。田七主要药用部分为块根,《本草纲目》中有记载:凡杖扑损伤,淤血淋漓者,随即嚼烂餐罨之即止,青肿者即消散。现代医学表明,田七具有活血化瘀、止血、消肿止痛,保护心肌,保护心血管,抗心率失常,提高记忆力等功效[1-4]。田七主产地以广西、云南等为主[5]。随着人们对田七成分及药理研究的不断深入[6],田七市场需求大幅增长,保证田七的产量及质量显得尤为重要。【前人研究进展】田七是一种荫生植物,常生长在比较阴湿的环境,病虫害发生比较严重,其中根腐病、黑斑病、灰霉病、疫病等病害发生较为严重[7-8]。随着田七种植模式、栽培环境的改变,近年来,在广西等产区出现了一种新的苗期裂根的现象。经过本课题组对百色市靖西、那坡、德保等田七产区的调查,发现田七苗期裂根现象非常严重,裂根发生率最高达83%,严重影响了子条的质量,对田七产量和质量也造成了不可估量的影响。【本研究切入点】田七苗期裂根现象在云南文山产区也被当地农民称为柞水病,但对其产生原因缺乏研究,目前多采用如多菌灵、代森锰锌、多抗霉素、病毒灵等用于防治真菌、细菌、病毒病的多种药剂进行防治,这对有效防治田七苗期裂根的发生非常不利,同时过度使用农药将会大幅降低田七的质量。本研究对田七苗期裂根性的发生规律以及相关影响因素进行研究。【拟解决的关键问题】在病原鉴定的基础上,在田间设置不同环境条件研究裂根发病率,为以后制定裂根病的防治措施奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试种子购于云南文山,经广西大学农学院马仲辉博士鉴定为五加科植物田七种子。在广西百色市靖西县武平镇、德保县足荣镇和那甲镇3个地点进行试验,1月中旬播种,田七的栽培和管理参照当地常规种植方式。
1.2 方法
1.2.1 田七裂根性病害发病形态调查
采集田七典型裂根植株,对发病形态特征进行描述,观察其裂根变化,按发病严重程度进行发病时期划分,并对各时期裂根发生症状进行总结分析。
1.2.2 侵染性病源检测
在田七裂根性病害发生高峰期(6—9月),分别采集靖西武平、德保足荣和那甲3个地点的发病初期植株,经处理后在显微镜下观察。
真菌侵染性病源检测:将病株根部用5% NaClO消毒5 min,无菌水冲洗3次,将发病组织切成5 mm的小块后全部接种在PDA平板[9-11],置于25℃恒温培养箱中恒温培养,每24 h观察1次,观察是否产生病原真菌,若产生病原真菌,对菌株进行鉴定,并对其孢子进行显微镜观察。
细菌侵染性病源检测:徒手切片法,切取小块新鲜发病组织于载玻片上,用低倍镜进行观察。
1.2.3 田七裂根发病情况调查
1月份进行田七播种后,分别在2月、3月、4月、5月、6月、8月、10月、12月及次年2月几个田七不同生育时期进行田七采样裂根调查,随机采样后观察其根部,根部表皮有肉眼可见开裂即记为裂根。计算方法:
$
裂根发病率\left( \% \right)=\frac{裂根植株数}{调查株数}*100\%。$
|
1.2.4 裂根发生与生长年限的关系
对生长期为1年、2年、3年的田七进行裂根状况调查,记录不同生长年限田七裂根病的发病率。
1.2.5 裂根发生与光强度的关系
选取环境条件相近的田七地块,分别进行3种遮阴处理;(1)覆盖1层遮阳网;(2)覆盖2层遮阳网;(3)覆盖4层遮阳网。记录在不同光强度下田七裂根病的发病率。
1.2.6 裂根发生与播种深度的关系
选取2 cm和4 cm两种深度进行播种,记录不同播种深度下田七裂根病的发病率。
1.2.7 营养条件对裂根病发生的影响
设置A~H共8个不同营养条件处理,具体见表 1,其中H为对照处理。对照处理为硫酸钾(20 kg/667 m2)、钙镁磷肥(10 kg/667 m2)、微肥微量元素液。
表 1(Table 1)
表 1 不同营养元素施用表
Table 1 Different nutrient application table
处理 Treatment |
处理措施 Treatment measures |
A |
缺钾肥(不施硫酸钾,其余肥料正常施用) Potash fertilizer deficiency (no Potassium sulfate, the rest of fertilizers are normally used) |
B |
增施钾肥(硫酸钾每亩用量为40 kg/667 m2,其余肥料正常施用) Increasing Potash fertilizer (the amount of Potash fertilizer is 40 kg/667 m2, the rest of fertilizers are normally used) |
C |
缺钙、镁肥(不施钙镁磷肥,其余肥料正常施用) Calcium and Magnesium fertilizer deficiency (no Calcium Magnesium Phosphate, the rest of fertilizers are normally used) |
D |
增施钙、镁肥(钙镁磷肥每亩用量为20 kg/667 m2,其余肥料正常施用) Increasing Calcium and Magnesium fertilizer (Calcium Magnesium Phosphate is 20 kg/667 m2, the rest of fertilizers are normally used) |
E |
缺锌、铁、硼肥(微量元素营养液缺锌、铁、硼,其余肥料正常施用) Iron, Boric and Zinc fertilizer deficiency (microelement nutrient solution lack Iron, Boric and Zinc, the rest of fertilizers are normally used) |
F |
增施锌、铁、硼肥(微量元素营养液锌、铁、硼加倍,其余肥料正常施用) Increasing Iron, Boric and Zinc fertilizer (double the microelement nutrient solution including Iron, Boric and Zinc, the rest of fertilizers are normally used) |
G |
1/2肥料(与正常施用肥料相比,整体用量减半) Half of normal fertilization (half of fertilizers are used than normal fertilization) |
H |
正常施用肥料 Normal fertilization |
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表 1 不同营养元素施用表
Table 1 Different nutrient application table
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1.3 数据分析
本试验所获得的数据均采用Excel和SPSS17.0软件进行统计分析和处理,试验数据为平均数±标准误(SE)。
2 结果与分析
2.1 苗期裂根发生规律
根据田七苗期裂根发生情况的变化,将其分为3个时期(图 1~2)。发病初期:根部出现裂痕,周围覆盖有棕红色物质,一般从靠近茎部开始(图 2b),但是茎部和叶片表现正常(图 1b)。发病中期:裂根进一步扩大加深(图 2c),植株茎色、叶片颜色开始变浅(图 1c)。发病末期:整个根部2/3均开裂,侧根数量减少(图 2d);叶缘出现枯黄色,一些其他病原微生物(如根腐病)开始侵入田七根部;严重者整株枯黄致死(图 1d)。
2.2 苗期发病根系组织的病原检测
真菌性病害一般有病斑存在于植株的某个部位,出现白粉、霉污、锈粉、霜霉、白绢、斑点、炭疽、畸形、溃疡、腐朽、腐烂、猝倒、立枯等症状。在所有田七苗期样品的裂根发病区均没有出现上述症状,同时通过组织分离法,并未分离到病原真菌,可判断田七裂根病为非真菌性病害。
细菌性病害一般会造成植株有腐烂、有粘液、发出臭味或者根部青枯,根尖端维管束变成褐色。在所有田七苗期样品中,除了根部开裂,周围无腐烂臭味,且无上述所描述的症状,通过对发病组织进行显微镜镜检,未发生喷菌现象,也未观察到存在线虫,由此初步断定该病害为非细菌性病害。
2.3 发病情况与生育期的关系
在田七苗期的生长过程中,裂根的发生在不同的生育期发生率也不相同。由图 3可知,田七苗期在出苗期(2—3月)开始发芽,展叶期(4—5月)地上部分生长加快,这两个时期根系并不发达,无裂根现象。但是在5月中旬至10月,地下部分开始生长,整个过程都伴有裂根现象发生。其中,发生最严重的时期为田七根部膨大旺盛期(5月中旬—8月)。10月后裂根发生率逐渐稳定,推断是由于根部减缓生长速度,发病速度随之减慢。
2.4 裂根与生长年限的关系
调查表明,田七在不同的生长年限裂根发生率存在很大差异。由表 2可知,田七裂根现象主要在苗期发生,2年生田七裂根发生现象减少,但也有部分会产生裂根现象,3年生田七基本已经无裂根现象的发生。由表 2多重比较分析表明,不同生长年限田七的发病率均达到极显著水平。其原因可能是田七根部的膨大主要集中在第1年、第2年。
表 2(Table 2)
表 2 田七苗期裂根发生率与生长年限关系
Table 2 The relationship between the incidence and the growth age of the physiologically split-root disease in Panax notoginseng at seedling stage
生长年限 Growth age |
平均发病率 Average incidence rate(%) |
差异显著性检测 Significance test of difference |
5% |
1% |
1年The first year |
47.3±4.6 |
a |
A |
2年The second year |
12±8.4 |
b |
B |
3年The third year |
0 |
c |
C |
|
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表 2 田七苗期裂根发生率与生长年限关系
Table 2 The relationship between the incidence and the growth age of the physiologically split-root disease in Panax notoginseng at seedling stage
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2.5 苗期裂根发生规律与光照强度的关系
光照是影响田七生长以及品质的主要因素之一[12],同时也是田七裂根病发病的主要因素。在田间调查中发现,在一些大棚的边缘遮阳网覆盖不到的地方,裂根病发病特别严重,发病率可以达到70%以上。通过不同遮光处理后,从表 3可以看出,遮阳网层数越多,棚内光强越弱,裂根发生率也越低,一层遮阳网处理的小区遮光率(网内光强度/网外光强度)仅为50%,在该光照强度下,裂根发病率显著高于其他两组处理,且达到显著水平,发病苗的存活率仅为20%。
表 3(Table 3)
表 3 田七苗期裂根发生规律与光强度关系
Table 3 The relationship between the incidence and luminous intensity of the physiologically split-root disease in Panax notoginseng at seedling stage
遮阳网层数 Number of sunshades |
遮光率 Shading coefficient (%) |
平均发病率 Average incidence rate(%) |
差异显著性检测 Significance test of difference |
5% |
1% |
1 |
50 |
66.67±4.16 |
a |
A |
2 |
20.97 |
44.6±9.87 |
b |
B |
3 |
1.45 |
34.3±4.72 |
b |
B |
|
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表 3 田七苗期裂根发生规律与光强度关系
Table 3 The relationship between the incidence and luminous intensity of the physiologically split-root disease in Panax notoginseng at seedling stage
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2.6 苗期裂根与播种深度的关系
在实际调查中发现,种植较浅的田七苗,裂根发病率也较低,播种深度越深,裂根发病率越高;但是在本次试验中,2 cm和4 cm播种深度的平均发病率分别为(34.85±6.85)%和(36.67±10.32)%,两者并没有显著差异。
2.7 苗期裂根与矿质营养的关系
如表 4所示,增施钙、镁、锌、铁、硼可以显著降低裂根现象的发生,而在缺少上述元素的情况下,裂根发生率明显升高,达到51%,并与各处理间达到极显著差异。在减少施肥的情况下,裂根的发生也明显增多。表明田七在缺少一些微量元素或者肥力不足的情况下,容易产生裂根现象,即裂根病的发病率与肥料的施用存在很大的关系。
表 4(Table 4)
表 4 田七苗期裂根发生与营养的关系
Table 4 The relationship between the incidence and mineral nutrition of the physiologically split-root disease in Panax notoginseng at seedling stage
处理 Treatment |
平均发病率 Average incidence rate(%) |
差异显著性检测 Significance test of difference |
5% |
1% |
A |
49.2±8.34 |
de |
CD |
B |
36.1±5.36 |
bc |
AB |
C |
51.7±2.25 |
e |
CD |
D |
26.7±1.52 |
a |
A |
E |
51.7±4.04 |
e |
CD |
F |
35.0±2.65 |
b |
AB |
G |
53.1±3.76 |
e |
D |
H |
42.4±1.81 |
cd |
BC |
|
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表 4 田七苗期裂根发生与营养的关系
Table 4 The relationship between the incidence and mineral nutrition of the physiologically split-root disease in Panax notoginseng at seedling stage
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3 结束语
经调查发现,发病植株呈离散型均匀分布。但在不同的外界环境下,发病率有明显差异。从未发现田七裂根像根腐病、黑斑病等侵染性病害那样有中心病株或中心病区,也未从裂根植株根部分离到致病真菌、细菌。因此初步认为田七裂根病系非侵染性病害。
裂根发生时期主要集中在根部旺盛生长期(6—8月),在这个时期根部迅速膨大,如果这个时期田间管理不当,裂根现象将会大规模迅速发生,所以此时是控制裂根现象发生的关键时期。裂根的发生主要是在苗期,第2年发生率逐步下降,第3年后发病较少。所以控制好苗期,选育良种可防治裂根现象的发生。田七是荫生植物,光照强度过大会加重裂根现象的发生,苗的存活率也将大幅度降低,所以一定要做好田七大棚遮荫措施。田七播种应选用疏松土壤,播种深度不宜过深。田七出现裂根与施肥不当有关系,增施钙、镁、锌、铁、硼等元素,可以减少苗期裂根的发生,与此同时,合理的施肥对田七生长与产量均有很大影响[13]。
在实际的生产应用中,由于裂根后期极易感染根腐病,农民总是将裂根现象当作根腐病防治,并增加农药的使用。因此,了解裂根现象发生的原因、规律,对减少农药施用,提高田七种苗和药材质量起到重要作用。