营养生长期亏缺灌溉对三七生长及根区微环境的影响

营养生长期亏缺灌溉对三七生长及根区微环境的影响
赵凇仪;邢浩男;杨启良
【摘要】以2年生三七为研究对象,设置4个水分处理模式——常规灌溉和3种水分亏缺灌溉(分别灌水至田间持水量的60％、50％、40％),比较分析在三七营养生长期不同水分处理对土壤微环境及三七生长的影响.结果表明:轻度水分亏缺(灌水至田间持水量的60％),三七的叶长、叶宽、叶柄长、剪口长增长量均达到较高水平;土壤中细菌占微生物菌落数的比例较大,与微生物总菌数的变化趋势相同;随水分亏缺度增大,土壤中真菌菌落数呈先增加后减少的趋势,放线菌与细菌菌落数呈逐渐减少的趋势;土壤酶活性呈先增后减的趋势;当水分亏缺度为田间持水量的50％时,脲酶活性达到最大,为0.15 mg/(g·d);当水分亏缺度为田间持水量的60％时,过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性最大,分别为3.57 mL/g、439.5μg/(g·d);土壤中放线菌、细菌菌落数和酸性磷酸酶活性与三七的株高、叶柄长、叶长、叶宽和剪口长增长量呈极显著相关(P<0.01).在本试验中,营养生长期大棚栽培的三七实行土壤含水量为田间持水量的60％的灌溉方式为最佳方案.
【期刊名称】《湖南农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2019(045)001
【总页数】5页(P92-96)
【关键词】三七;营养生长期;亏缺灌溉;土壤微生物;土壤酶活性
【作者】赵凇仪;邢浩男;杨启良
【作者单位】昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明 650500;昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明 650500;昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650500
【正文语种】中文
【中图分类】S567.23+6;S152.7+1
三七(Panax notoginseng)是一种名贵中药材，具有止血化瘀、降血压、改善脑血循环和提高记忆力等功效[1]。

三七种植农户一直深受三七根腐病的困扰。

为了提高三七的产量和降低三七根腐病的发病率，普遍对三七实行高水高肥的种植措施，在三七根腐病高发期，常需施用大量的农药来保证三七的健康。

这种种植模式在大量浪费水资源的同时，也会导致三七的农药残留过多，严重降低三七的品质。

采用高效合理的节水灌溉方式是解决上述问题的必然选择。

亏缺灌溉方式是高效节水灌溉方式之一，已应用到多种农作物上，并对作物增产有显著效果[2]。

白羿雄等[3]在对青稞进行水分亏缺试验中发现，轻度水分亏缺能够促进根系生长。

蔡一霞等[4]在对水稻灌浆期的亏缺灌溉试验中发现，适度的水分亏缺能够提高水稻各器官ABA含量。

刘炼红等[5]研究发现，营养生长期采用中频灌溉方式有利于植物生长。

张晓英等[6]研究表明，亏缺灌溉能够促进异根嫁接黄瓜的根系生长。

张萍等[7]对枸杞的亏缺灌溉研究发现，随水分胁迫的增强，合成酶活性逐渐升高。

纪洋等[8]对土壤古菌群落的研究表明，间隙灌溉能够显著提高菌落结构，进而影响稻田甲烷的产生和排放。

陈宁等[9]对茄子的研究发现，滴灌较常规畦灌能使土壤向“细菌型”转化，降低发病率。

目前，有关三七亏缺灌溉的研究较少。

笔者拟通过田间试验，研究在三七营养生长期的水分亏缺对三七土壤微环境及三七生长量的影响，旨在寻找适宜三七生长的最佳灌溉模式。

供试材料为同一棚中2年生三七。

试验于2018年4—6月在昆明理工大学现代农业工程学院三七试验基地进行。

试验区的土壤为红壤。

棚栽。

在三七营养生长期，设置4种水分处理模式：常规灌
溉(CK)和灌水至田间持水量60%(T1)、50%(T2)、40%(T3)。

重复3次，共12个小区。

小区面积为4.5 m2(3 m×1.5 m)，各小区随机安排。

为保证土壤湿度，地
表覆盖松毛。

于营养生长期初期(4月1日)和营养生长期末期(6月25日)，随机选取10株长势
良好的健康三七植株，用直尺测量三七的株高、叶柄长、叶长、叶宽和剪口长，用数显游标卡尺测量三七的茎粗。

试验期间，去除土表覆盖物，依照“S”形采集土壤表面下2~10 cm处的土壤作
为土壤样品。

将各处理的土壤样品混合后按四分法取舍，存入保鲜袋[8]：一部分
于4 ℃冰箱中保存，用于测定土壤微生物菌落数；另一部分风干，用于测定土壤
酶活性。

采用稀释平板计数法[10]测定土壤微生物；用牛肉膏蛋白胨培养基、马丁培养基和高氏合成一号琼脂培养基分别于恒温培养箱培养细菌、真菌和放线菌。

参照文献[11]，采用苯酚钠–次氯酸钠比色法测定土壤脲酶活性，采用高锰酸钾滴定法测定
土壤过氧化氢酶活性，采用磷酸苯二钠比色法测定土壤酸性磷酸酶活性。

采用Microsoft Excel 2003制图并进行数据处理；运用SPSS进行方差分析。

如表1所示，在三七营养生长期，不同水分处理对三七生长产生的影响不同。

与4月1日测量的各处理的茎粗相比，6月25日测得的茎粗均有所减小，其中T1减
小得最多，为0.27 cm；T3减小得最少，为0.15 cm。

T3茎粗的变化量与CK的差异有统计学意义。

随水分亏缺度的提高，株高的变化量显著减小。

T1株高增长
量是CK株高增长量的87.23%；T3株高增长量最少，是CK的31.91%。

T1、T2、T3处理中剪口长、叶柄长、叶长、叶宽的变化量均随水分亏缺度的增大逐渐减小，T1的变化量均达到最大值，显著高于T2和T3的，与CK的差异无统计学意义。

从表2中可以看出，在整个试验中，土壤中细菌数大于放线菌数，放线菌数大于
真菌数。

随水分亏缺度的增大，真菌数先显著增加随后显著减少；T2的真菌数显
著高于其他水分处理；T1的真菌数比CK增加17.39%，比T2减少20.59%，比
T3增加12.50%。

随水分亏缺度提高，放线菌呈减少趋势，各水分处理放线菌数
的差异有统计学意义；CK放线菌数显著高于其他水分处理；T1放线菌数分别为CK、T2和T3的91.84%、112.50%和145.16%。

随水分亏缺度的提高，细菌呈
减少的趋势；T1与CK的差异无统计学意义，但T1和CK显著高于T2和T3；T1细菌数分别为CK、T2和T3的99.01%、120.48%和166.67%。

微生物变化趋势与细菌变化趋势相同，均随灌水量增大呈增加趋势；CK微生物总数最多。

如表3所示，随水分亏缺度的提高，土壤酶活性均呈先增加后减小的趋势。

T3的
土壤脲酶活性最低，T2的最高，T1的土壤脲酶活性是T2的80%。

T1的土壤过
氧化氢酶活性最大，显著高于CK。

而随水分亏缺度的增大，土壤过氧化氢酶活性下降趋势增大，T2较T1减小量是T3较T2减小量的1.87%。

T1的土壤酸性磷酸酶活性最大，且随水分减少活性降低，显著高于T2和T3。

三七营养生长期，栽培土壤的微生物和酶活性与三七各项指标的增长量存在一定的相关性(表4)。

从表4中可以看出，土壤中放线菌、细菌菌落数和酸性磷酸酶活性与三七的株高、叶柄长、叶长、叶宽和剪口长增长量均呈极显著相关(P<0.01)；
土壤酸性磷酸酶活性与三七茎粗增长量呈极显著负相关(P<0.01)；土壤中放线菌、细菌菌落数均与三七茎粗增长量呈显著负相关(P<0.05)。

本试验中，除株高外，CK与T1各项指标变化量的差异均无统计学意义；而除茎
粗外，CK与T1各项指标变化量均显著高于其他处理。

可能是三七是喜阴植物，
水分增加有利于三七生长的缘故。

水分增加对三七株高的影响较明显，这与刘炼红等[5]对西瓜的研究结果一致。

随水分亏缺度的增大，三七叶长和叶柄长的变化量
呈先增加后减小的变化趋势，CK略低于T1。

可能是植物具有一定的抗逆性能
[12–13]，轻度水分亏缺利于三七的生长。

茎粗的增加量在三七的营养生长期呈现负值，可能是三七在营养生长期需要把一部分营养提供给叶片，以供叶片的伸展，这与刘炼红等[5]对西瓜亏缺灌溉的研究结果一致。

除茎粗外，T3的各器官增长量均显著低于其他各处理，可能是三七适宜生长在较湿润环境[14]，水分的严重亏缺限制了三七各器官的生长。

本试验中，T1的细菌数略小于CK，可能是CK比T1的灌水量大，而随着土壤含
水量的增大，土壤的温度降低[15]，导致细菌减少。

比较而言，CK和T1中微生
物数均处于较高水平，T1真菌数显著高于CK，且植株生长良好，这与李雪萍等[16]研究根腐病发生与真菌增加的关系结果不同，可能是各类菌群的变化与比例处在三七易发根腐病比例外的缘故。

本研究中，随土壤水分亏缺度的增大，土壤酶活性呈先增大后减小的趋势。

T2的
土壤脲酶活性最大，表明当土壤含水量为田间持水量的50%时，最有利于氨的合成，利于植物叶片的生长[17–18]。

而土壤中的过氧化氢酶可以使过氧化氢迅速分解，降低过氧化氢对植物的危害，同时过氧化氢酶分解得到的氧气，能够提高土壤导气率，过氧化氢酶活性的提高有助于提高作物长势[19]。

试验过程中发现，T1
的土壤过氧化氢酶活性最大，说明土壤含水量为田间持水量60%时，土壤中的过
氧化氢酶活性强，利于植物的呼吸作用，可以达到利于植物生长的水平[20]，增加土壤肥力。

T3的土壤过氧化氢酶活性显著降低，可能是过氧化氢酶的活性与土壤
呼吸有关[21–22]，水分过少，土壤的呼吸作用减弱，进而导致过氧化氢酶活性降低。

T1的土壤酸性磷酸酶活性最强，表明当土壤含水率达到田间持水量的60%时，有利于土壤磷的水解和转化，有利于植物的生长[23]。

三七生长量与土壤酶活性及微生物菌落数的相关性分析表明，在营养生长期进行轻度水分亏缺处理，使土壤含水量为田间持水量的60%，能够加快土壤酶催化物质
转化能力，提高三七各器官的增长速率，同时又起到节水灌溉的目的。

本研究结果表明，除茎粗外，T1和CK的三七各项生长指标增加量均显著高于其他水分处理，且T1的叶长和叶柄长的增加量略高于CK；CK与T1的土壤微生物菌落数差异无统计学意义，均保证了一定的土壤微生物数量，维持了土壤中养分的平衡；T1的土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性较高。

T1较CK用水少，既保证了不影响作物生长，又起到了节水灌溉的目的；因此，在亏缺灌溉下，综合三七在营养生长期的生长情况和土壤微生物数及酶活性高低，确定T1为本试验的最适灌溉方案，即在营养生长期，大棚栽培的三七实行土壤含水量为田间持水量的60%的灌溉方式为最佳方案。

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