江永香芋连作障碍效应分析及综合调控技术

赵双育，周运文

（湖南省江永县农业委员会，湖南 江永 425400）

江永香芋又名“桃川香芋”，据《江永县志》记载，于唐代从广西荔浦引入[1]，经长期精心培育而独具芳香风味，个大、肉酥、味美，到现在已有一千多年的种植历史。江永香芋球茎含淀粉19.50%（占干质量59.45%）、粗蛋白2.63%、粗纤维1.87%、蔗糖2.90%、聚糖（粘液质）4.90%，还含有维生素B、维生素C等营养物质，其中聚糖能增强机体的免疫机能，增加对疾病的抵抗能力。近年来随着生活水平的提高，人们对优质蔬菜的消费量迅速增加，导致江永香芋市场需求量大，经济效益较高。近几年江永香芋种植面积逐年扩大，2017年种植面积接近4 000 hm2，创江永县历年种植面积的最高纪录。

种植江永香芋以排灌方便、土层深厚、土壤肥沃、保水保肥力强、通气性能良好、pH 6～7的砂壤土或壤土最为适宜，在此条件下生产出的香芋品质好、产量高。江永县能满足以上条件的土壤面积约有5 266.7 hm2，但许多田地多年连作栽培，连作障碍问题日益突出，香芋栽后不发芽，病虫害严重，产量下降，品质变差，严重影响芋农的增产增收。

1 江永香芋连作障碍表现

1.1 生长不良，产量、品质下降

轮作种植的江永香芋根系发达、白根多，对土壤养分和水分的吸收能力强，叶色深绿、叶片厚实、叶柄粗壮，植株生长旺盛，球茎大，产量高，品质好。而连作的江永香芋须根、白根少，根系变短变粗，活力下降，吸收和合成功能受到抑制，叶色淡绿、叶片薄、叶柄纤细，植株生长迟缓，球茎小，产量低，品质差（图1）。

图1 连作香芋与轮作香芋植株性状对比

1.2 病虫害严重

连作的香芋田块病害始盛期一般比轮作的香芋田块病害始盛期早约20 d，生长期芋疫病、软腐病尤为严重，连作时间越长，病虫害越重，防治越困难。芋疫病是香芋最常见、最普遍发生的病害，主要危害叶片，也危害叶柄及球茎。叶面发病初期，产生黄褐色圆形斑点，各斑点渐渐扩大融合成不规则的黄褐色轮纹大斑，边缘有墨绿色的水渍状环，病斑中央的组织坏死脱落，严重时仅残留叶脉，叶柄受害产生不规则褐色病斑，病斑周围组织褪黄，病斑扩展，导致叶柄腐烂、倒折、枯萎。芋疫病危害叶片造成香芋光合面积大量减少，影响香芋产量，严重时可造成30%～60%的产量损失。轮作香芋田芋疫病发病盛期一般在5月下旬，而连作香芋田发病盛期可提早到5月上旬。芋软腐病主要危害叶柄和球茎，叶柄多发生于下部，初呈水渍状、暗绿色、无明显边缘的病斑，扩展后，叶柄内部组织腐烂，病叶变黄卷缩倒伏，受害严重的全株枯死，球茎内部腐烂，腐烂部分均产生恶臭。芋软腐病造成缺株断垄，对产量的影响仅次于芋疫病。斜纹夜蛾、蚜虫和蝼蛄等害虫由于连作，上年越冬基数增加，次年虫害发生程度也比轮作田块严重。

1.3 肥料利用率下降

连作的香芋田块比轮作的香芋田块需要施用更多的肥料，一般情况下要多施30%左右，有的甚至多施60%，才能达到正常的长势。江永香芋的生长期一般从3月初到11月底，约270 d，整个生长季除施用有机肥外，轮作田块每667 m2需要施用复合肥200 kg左右，而连作田块需要施用260～320 kg。

2 连作障碍因子分析

2.1 土壤养分缺乏及比例失调

香芋长期连作会造成香芋对土壤某些营养元素的过度消耗，加上不合理的施肥，土壤营养元素就会出现缺乏和比例失调。香芋生长遵从“最小养分律”和“限制因子律”，一种或几种营养元素的缺乏和比例失调，必然会影响香芋的整体正常生长发育。据笔者多年的研究，连作4～5年的江永香芋田与轮作香芋田相比，土壤有机质含量降低，速效钾含量减少，缓效钾含量增加。

2.2 土壤酸化，物理性状变劣

江永香芋生长期需肥量大，特别是化肥用量，是水稻的2～3倍，连作导致过度施用化肥，破坏了土壤的缓冲能力和离子平衡能力，导致土壤pH下降，降低土壤中阳离子的活性，从而影响阳离子的吸收和利用。同时长期连作导致土壤团粒结构减少，土壤板结，通气透水性下降，土壤物理性状趋劣。

2.3 根系残茬和根系分泌物自毒作用

植物释放出的化感物质对同茬或下茬同种或同科植物的生长产生抑制作用，这种化感作用又被称为自毒作用[2]。随着连作年限的不断增加，香芋残茬在土壤内分解释放出的自毒物质不断积累，连同根系分泌的自毒物质（包括乳酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸、琥珀酸和己二醇等，其中，苯甲酸对香芋生长的抑制作用最强[3]）对香芋生长产生抑制作用。

2.4 土壤有害微生物增加，有益微生物减少

芋疫病、软腐病等病菌在病残体及土壤中越冬，成为次年的初侵染来源，香芋连作造成土壤中病菌的大量积累。由于连作病害严重，促使芋农大量施用杀菌剂，从而造成有益微生物减少。在上述两因子的作用下，香芋病害发生加重。

2.5 多效唑残留积累

在江永香芋栽培中，为了控制旺长，会施用多效唑，每667 m2用量200～400 g，多效唑在土壤中比较稳定，对后季作物产生持续影响。香芋连作，多效唑会产生累加效应，影响香芋的生长。

3 连作障碍调控措施

3.1 加强品种选育，种植耐、抗病品种

大力推广选用经过脱毒繁育的无病苗进行栽植，达到抗病增产的效果。江永香芋现栽培的品种有竹根芋、鸡腿芋、青苟藤、围娘芋、捧脑芋、荔浦芋等，还有少量引进的福建芋，这些品种对芋疫病的抗性在田间表现没有明显的差别。2016年，湖南省农科院与江永县建立院县科技合作关系，湖南省农科院蔬菜所于5月和8月2次到江永县取样，进行江永县香芋品种提纯复壮及品种选育研究，并将提纯复壮和选育的品种进行脱毒繁育，此项研究工作完成后，将为江永县乃至全国的香芋产区提供耐、抗病的品种，减轻连作障碍因子的影响。

3.2 合理轮作

香芋与非同源性作物轮作，使土壤中危害香芋的病菌失去寄主，无法繁殖而逐渐消亡。同时利用不同作物养分吸收特性差异及不同作物根系空间分布差异，能够改善土壤理化性质。江永县主要采取芋—稻—稻、芋—烟—稻、芋—烟—甘薯、芋—玉米—甘薯、芋—甘薯、芋—豆类—十字花科蔬菜等轮作模式。一般2年1个轮作周期，有足够的田块进行轮作周转，3年1个轮作周期效果更好。轮作的香芋生长旺盛，病虫害轻、容易防控，肥料、农药用量比连作的香芋明显减少，成本低，产量高，品质好。

3.3 平衡施肥

推广应用测土配方施肥，通过土壤检测，结合江永香芋需肥规律，设计施肥方案，做到肥料总用量及氮磷钾比例合理。增施微量元素肥料，平衡土壤养分；增施腐熟有机肥，增加土壤有机质含量，改善土壤物理结构，对提高香芋产量和品质具有显著的效果。

3.4 施用微生物菌剂

施用复合微生物菌剂和添加复合微生物菌剂的生物有机肥，把有益菌接种在土壤中，通过有益菌的繁殖生长，促进难溶性矿物营养释放，协助作物吸收养分，分泌生长激素，分泌对有害菌产生拮抗作用的物质及增强香芋防御效应的物质，增强香芋的抗病虫能力，促进香芋生长。

3.5 深翻耕，撒施生石灰

江永香芋长期连作且不注重耕层调整，必然造成连作香芋耕层固定，有害生物及当季香芋未利用的肥料养分在耕层积累，极容易造成根系发育不良，病害加重。冬前深翻耕，晒垡冻垡，疏松土壤，对消灭土壤病原菌具有一定作用。深耕打破犁底层，将下层土壤翻犁至上层、上层土壤翻至下层，起到了稀释连作效应的作用。耕层加深有利于香芋根系下扎，有助于培育强大根系。一般推荐耕翻深度为25～30 cm。移栽前整地时每667 m2施用生石灰50～100 kg，可以起到消毒灭菌和调节土壤酸碱度的作用。

3.6 绿色防控病虫害

合理密植，每667 m2应控制在2 000株左右，即株行距30 cm×110 cm。及时割除香芋老病残叶、子芋叶，增加田间通风透光，减少病虫害的发生。在田间每公顷安装1盏太阳能杀虫灯或每公顷安放斜纹夜蛾性诱器30个，对香芋的主要害虫斜纹夜蛾有较好的防治效果。在5—8月喷雾施用2～3次枯草芽孢杆菌或地衣芽孢杆菌，对减轻香芋病害有一定的效果。加强病虫监测，在病虫发生初期，轮换使用高效低毒低残留化学农药，及时进行化学防治。避免盲目施药及任意加大使用浓度、剂量等增加农药或植物生长调节剂在土壤中残留的行为。

[1]周兆生.槟榔芋栽培技术[M].长沙:湖南科学技术出版社,1998:19-36.

[2]毛亦卉,谭亮萍.蔬菜连作障碍及其防控措施[J].湖南农业科学,2011（16）:26-27.

[3]姚伶,何开跃,郭丽君,等.植物化感作用研究进展[J].安徽农业科学,2012,40（36）:17463-17466,17507.