蚯蚓糞在防治土傳病害中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展展望

田給林　田瑞新

摘要 ? ?本文介紹了蚯蚓糞的生物學特性，闡述了蚯蚓糞防治土傳病害的研究現(xiàn)狀，并對其發(fā)展方向進行了展望，以期為蚯蚓糞更好地應用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供科學參考。

關鍵詞 ? ?蚯蚓糞;生物學特性;土傳病害;防治

中圖分類號 ? ?S141 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）13-0113-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Application ?Status ?and ?Development ?Prospect ?of Wormcast ?in ?Controlling ?Soil-borne ?Diseases

TIAN Gei-lin 1 ? ?TIAN Rui-xing 2

（1 College of Agricultural and Biological Engineering，Heze University，Shandong Province，Heze Shandong 274000; 2 Shandong Vitality Edible Mushrooms Research and Development Co.，Ltd.）

Abstract ? ?The biological characteristics of wormcast were introduced，the research status of wormcast in the prevention and control of soil-borne diseases was expounded，and the development direction was prospected，in order to provide a scientific reference for better application of wormcast in modern agriculture.

Key words ? ?wormcast;biological characteristic;soil-borne disease;control

土傳病害是指主要發(fā)生在植物根部且病原菌通過土壤傳播引起的植物病害。許多土傳病原菌即使沒有侵染植物，也可在土壤中存留很長時間，由于病原菌具有一定的隱藏性導致其防治非常困難[1]。土壤生物學特性的改變被認為是引起土傳病害的重要原因[2-3]。

傳統(tǒng)的生物防控措施功能微生物在接種后，由于環(huán)境改變、生態(tài)位被土壤原土著微生物占據(jù)、營養(yǎng)狀況惡化及植物排異等原因，功能微生物進入土壤后數(shù)量迅速降低[4]，導致菌肥功效不佳。高品質蚯蚓糞是蚯蚓與其他生物共同作用的產(chǎn)物，其中含有大量有益微生物[5-6]，且不存在微生物有機肥內特種功能微生物在土壤中存活定殖難的問題[7]。因此，高品質蚯蚓糞在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是土傳病害防控中具有很大的應用潛力。

1 ? ?蚯蚓糞的生產(chǎn)

自然界的各種有機廢棄物在經(jīng)過蚯蚓消化系統(tǒng)的過程中，經(jīng)過蚯蚓消化道中脂肪酶、纖維素酶、蛋白酶和淀粉酶等的作用，迅速分解進而轉化成易于其他生物利用的營養(yǎng)物質，最終以蚯蚓糞的形式排出。經(jīng)過蚯蚓堆制過程處理后的產(chǎn)物稱為“蚯蚓堆肥”[8]，也就是生產(chǎn)上的蚯蚓糞。目前，生產(chǎn)上養(yǎng)殖蚯蚓的主要品種屬于正蚓科、愛勝蚓屬、子愛勝蚓種，其商品品種主要有大平2號和北星2號等[9-10]。常用的養(yǎng)殖蚯蚓食料有牛糞、豬糞、污泥、菌渣、糖渣等[11]。

2 ? ?蚯蚓糞的理化性質及生物學特性

從形態(tài)學上看，蚯蚓糞是一種黑色、均一、有自然泥土味的細碎類優(yōu)質有機肥料[9，12]，其理化性質由蚯蚓食料性質及蚯蚓消化程度決定[9]，其生物學性質較穩(wěn)定，主要原因是蚯蚓對不同食料的微生物存在歸一化作用[13]。一般食料經(jīng)蚯蚓的取食、消化、分解后產(chǎn)生的蚯蚓糞有良好的通透氣性、排水性和較高的持水量及較大的比表面積，從而為其中有益微生物的生存創(chuàng)造優(yōu)良的環(huán)境條件[14]。

蚯蚓糞含有較高的有機質、腐植酸、微量元素、氨基酸[15-16]、植物生長促進物質等[17]，集有機肥、生物菌肥、氨基酸肥、腐植酸肥、微肥等于一體，但又不是這些肥料的簡單組合，而是蚯蚓經(jīng)過億萬年進化過程中逐漸形成的最適合植物生長的組合。

3 ? ?蚯蚓糞防治土傳病害的研究現(xiàn)狀

3.1 ? ?蚯蚓糞防治土傳病害的應用研究

近年來，國內外對蚯蚓糞抑制土傳病害進行了大量試驗性研究。Szczech等[5]研究表明，在生長介質中加入蚯蚓糞后，西紅柿的土傳真菌Phytophthora nicotianae和Fusarium oxys-porum病害受到了抑制。以牛糞為原料的蚯蚓糞中分離獲得對植物病原菌具有顯著抑制作用的球孢鏈霉菌（Streptomy-ces globisporus）和丁香苷鏈霉菌（S. syringini），并將該蚯蚓糞施入黃瓜種植土壤，顯著降低了黃瓜苗期立枯病和枯萎病的病情指數(shù)[6]。蚯蚓糞作為底肥施用能有效控制油菜根腫病的發(fā)生與危害[18]。最新研究也表明，蚯蚓糞復配生物炭能調控西洋參根際土壤細菌多樣性進而調控由鐮刀菌引起的根腐病的發(fā)生。以上研究均表明，蚯蚓糞能在一定程度上抑制土傳病害的發(fā)生。

3.2 ? ?蚯蚓糞防治土傳病害的原理研究

蚯蚓堆肥是中溫和好氧的生物氧化過程的產(chǎn)物，因而生物群落結構更復雜，含有更豐富的植物促生菌和微型土壤動物[19-20]，也沒有微生物有機肥內特種功能微生物在土壤中的存活定殖難的問題[7]。Gopalakrishnan等[21]從以植物秸稈為原料的蚯蚓糞中分離獲得5株對鐮刀菌有拮抗作用的細菌，能夠有效防控鷹嘴豆枯萎病。Szczech等[5]通過施用正常蚯蚓糞和滅菌蚯蚓糞調控西紅柿鐮刀菌西紅柿?；停‵u-sarium oxyspoyum f. sp. Lycopersici）引起的根腐病研究證明，蚯蚓糞起核心作用的主要是其中的有益微生物，而不是化學成分因素。以上結果均表明，蚯蚓糞中有益微生物對蚯蚓糞品質，尤其是在調控土傳病害中的作用方面起著核心作用。因此，在生產(chǎn)實踐中，保持蚯蚓糞中有益微生物的活性至關重要。

植物分泌到土壤中的化感自毒物質會影響土壤微生物區(qū)系的變化及有害病原菌的增殖[22]，酚酸被許多學者認為是一類重要的化感物質[23]。酚酸能夠選擇性地促進或抑制某些有害或有益微生物的活性影響土壤微生物區(qū)系結構，在植物-微生物互作中起核心關鍵作用[24]。田給林等[25]研究表明，對于草莓連作土壤，無論滅菌與否，施用蚯蚓糞均較牛糞能減輕連作障礙中的酚酸化感效應、促進脲酶等土壤相關酶活性提高，是緩解連作障礙及連作土壤滅菌對草莓植株生長發(fā)育影響的有效措施。說明蚯蚓糞還可能通過調控化感物質間接影響病原菌的增殖，進而調控土傳病害。蚯蚓糞能提高作物的系統(tǒng)抗性[26]，其中調控化感物質和提高作物系統(tǒng)抗性也主要是通過有益微生物實現(xiàn)。

4 ? ?蚯蚓糞防治土傳病害研究展望

目前，盡管國內外對蚯蚓糞的功效進行了大量研究，但是國內市場蚯蚓糞銷售價格仍然不高，且南北方價格差異明顯，整體價格均低于發(fā)達國家。究其原因主要是相關企業(yè)缺乏技術支撐，蚯蚓糞品質良莠不齊。例如，大部分蚯蚓養(yǎng)殖戶都不能及時回收高品質蚯蚓糞，1年甚至更長時間才收集1次，致使其功能微生物數(shù)量減少;另外，大部分蚯蚓糞直接晾曬后包裝銷售，導致蚯蚓糞功能尤其是有益微生物功能不能很好地發(fā)揮，甚至大部分有益微生物可能死亡[27]。國外發(fā)達國家高品質蚯蚓糞的銷售是保濕桶裝銷售，這可能是其有益微生物能很好保持的原因。針對現(xiàn)狀，應該在以下幾方面加強研究創(chuàng)新。

4.1 ? ?創(chuàng)新蚯蚓養(yǎng)殖技術，生產(chǎn)高品質、高微生物活性的蚯蚓糞產(chǎn)品

目前，生產(chǎn)上蚯蚓的養(yǎng)殖主要以收集蚯蚓為核心產(chǎn)品，忽視蚯蚓糞產(chǎn)品屬性，養(yǎng)殖時主要采用田間蚓床上層加料法養(yǎng)殖蚯蚓，致使蚯蚓養(yǎng)殖層逐漸上移，下層蚯蚓糞層逐漸夯實，直到1年甚至2～3年才最終收集1次蚯蚓糞，導致蚯蚓糞微生物性狀嚴重劣變，嚴重影響蚯蚓糞的生物學性狀。目前，課題組已經(jīng)創(chuàng)新了一種適合大型奶牛養(yǎng)殖場的利用固液分離牛糞及糞漿快繁蚯蚓并生產(chǎn)高品質蚯蚓糞的技術，并申請了相關專利，為高品質蚓糞的生產(chǎn)奠定了良好的技術基礎。

4.2 ? ?蚯蚓糞功能微生物放大技術研究

蚯蚓糞需要較大的施入量才能體現(xiàn)其良好功效，尤其是在土傳病害防治方面需要達到20%的加入量才能有較好的效果[6]。究其原因是在土壤微生物區(qū)系形成過程中，土壤的組成、性質而不是接種微生物決定最終土壤微生物區(qū)系的結構[28]，這也是許多微生物菌肥不能起效的原因之一。針對這一現(xiàn)象，應該從農(nóng)藝措施（如土壤滅菌、穴施蚯蚓糞等）、蚯蚓糞功能微生物功效放大等角度提高功效。在高端作物西洋參等土傳病害防控方面已經(jīng)取得了一定的效果，并且在防治由茄腐鐮刀菌（Fusarium torulosum）引起的根腐病方面取得了顯著的防治效果。

4.3 ? ?針對不同的高端作物，以蚯蚓糞為載體，復配其他基質，研究創(chuàng)新相應的功能肥料

目前，市場上以蚯蚓糞為核心載體的專用功能肥料還很少能見到，根據(jù)不同作物營養(yǎng)需求規(guī)律、主要土傳病蟲害特性及生活史，開展功能基質與蚯蚓糞的復配研究并開發(fā)相關功能肥料，尤其是針對西洋參、三七等高端保健中藥材及催花牡丹和油用牡丹等特色作物等。目前，已經(jīng)在相關方面展開系列研究并取得了一定的成果。

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