免耕浅翻与铧式犁耕，谁主土豆防病增产局？—— 加拿大爱德华王子岛的四年实证

《American Journal of Potato Research》：Impacts of Primary Non-Inversion Shallow Tillage and Moldboard Plowing on the Potato Early Dying Disease Complex in Prince Edward Island, Canada

为探究免耕浅翻（ST）和铧式犁耕（MP）对土豆早死病（PED）的影响，研究人员开展 4 年研究，发现二者对 PED 严重程度影响无差异，为种植提供参考。

　　

土豆种植的 “防病增产密码”：免耕浅翻与铧式犁耕的四年较量

在加拿大爱德华王子岛（PEI），土豆可是 “当家明星”，2021 年它占据了加拿大土豆总产量的 23%，从 2009 - 2018 年，更是贡献了当地农作物现金收入的 78% 。然而，这片土豆田却面临着诸多挑战。传统的种植模式需要大量施肥、频繁使用重型机械，还要多次喷洒农药，这不仅让土壤变得紧实、有机物质减少，还让土传病害愈发猖獗。其中，土豆早死病（Potato early dying disease complex，PED）成为限制土豆产量的 “头号大敌”。这种病主要由轮枝菌属（Verticillium spp.）引起，根腐线虫（Root lesion nematodes，RLN，Pratylenchus penetrans）等其他土传病原菌也会 “火上浇油”，加重病情。

此前，常规的秋季铧式犁耕（Moldboard plowing，MP）是当地常见的耕作方式，但它会让土壤容易遭受侵蚀，有机物质也不断减少。近年来，越来越多种植户开始尝试免耕浅翻（Non - inversion shallow tillage，ST），希望能改善土壤状况。不过，ST 对土豆早死病的影响究竟如何，却一直是个未知数。为了揭开这个谜团，来自加拿大农业和农业食品部等机构的研究人员展开了一项为期四年（2019 - 2022）的研究，相关成果发表在《American Journal of Potato Research》上。

研究人员在爱德华王子岛选取了 14 块商业农田，这些农田从东到西分布在岛上。每块农田都被一分为二，一半采用 MP（耕作深度 22.5 - 30cm），另一半采用 ST（耕作深度 15 - 20cm），不同农田的前茬作物也各有不同。在土豆播种后和收获后，研究人员分别采集土壤样本，运用改良的 Baermann 盘提取法测定根腐线虫的数量，通过 DNA 提取和实时荧光定量 PCR（qPCR）技术检测轮枝菌属的种类和数量。在土豆生长期间，他们还会对土豆早死病的严重程度进行评估，并采用多种统计分析方法处理数据。

在商业土豆田中，根腐线虫和轮枝菌属都普遍存在。根腐线虫在所有农田中都被检测到，春季样本中，其数量在不同农田间差异很大，从 20 到 9661 条 /kg 干土不等，平均为 1528 条 /kg 干土；秋季收获后，其数量在 293 到 32062 条 /kg 干土之间，平均达到 5668 条 /kg 干土 。轮枝菌属中，大丽轮枝菌（V. dahliae）是主要菌种，在商业土豆田土壤样本中广泛存在，而黑白轮枝菌（V. albo - atrum）则偶尔被检测到。

对比 ST 和 MP 两种耕作方式，在春季，14 块农田中有 5 块采用 ST 处理的土壤中大丽轮枝菌密度显著高于 MP 处理；将所有农田数据综合分析后发现，春季 ST 处理的大丽轮枝菌密度是 MP 处理的 1.8 倍。不过到了秋季收获后，只有 2 块农田中 ST 处理的大丽轮枝菌密度显著高于 MP 处理，而且这两块农田与春季有差异的农田并不相同。对于根腐线虫，14 块农田中有 12 块在次年春季，两种耕作方式对根腐线虫的种群密度没有显著影响；秋季收获后，所有农田中两种耕作方式下根腐线虫的种群密度也都没有差异。综合四年所有农田数据，无论春季还是秋季，两种耕作方式下根腐线虫的密度都没有差异。

在土豆早死病严重程度方面，14 块农田中有 11 块在 ST 和 MP 两种耕作方式下没有显著差异，只有 3 块农田中 ST 处理的病情更严重。将四年间不同年份、不同耕作方式下的病情数据综合分析，发现不同年份间病情差异显著，但耕作方式以及年份和耕作方式的交互作用对病情没有显著影响。通过多元线性回归分析还发现，土豆早死病的严重程度与春季大丽轮枝菌和根腐线虫的接种水平呈显著正相关。

这项研究表明，虽然 ST 在春季可能会增加土壤表层（0 - 15cm）大丽轮枝菌的初始接种密度，但经过一个土豆生长季，ST 和 MP 两种耕作方式下的土豆早死病严重程度、大丽轮枝菌和根腐线虫的种群密度并没有显著差异。这意味着在短期内，ST 不会对土豆早死病的病情产生负面影响，而且它还能节省燃料成本、减少整地时间、防止土壤侵蚀、改善土壤质量，有助于维持土豆生产的可持续性。不过，研究也指出，要全面评估耕作方式、种植历史等因素对土壤健康、微生物群落、病害发生、土壤抑病性、杂草压力以及土豆产量和经济效益的影响，还需要开展长期研究。