大蒜秸秆对烟草根结线虫病及根际土壤理化性状的影响_赵娅红.pdf

大蒜秸秆对烟草根结线虫病及根际土壤理化性状的影响赵娅红，吴治兴，王志江，黄飞燕，叶贤文，李红玉，陆 卫，黄 坤，余 磊，卢 超，薛至勤，林 江（昆明学院农学院 云南省都市特色农业工程技术研究中心，云南昆明；云南省烟草公司昆明市公司，云南昆明；云南省烟草公司红河州公司，云南红河）摘要 以烤烟红花大金元为材料，研究大蒜秸秆无菌化还田对烟草根结线虫病及根际土壤的影响。结果表明，（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ），根结线虫防治效果较好。各处理土壤养分含量均随生育期推进呈先增加后降低趋势。不同生育期，（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性均显著高于其他处理。不同处理土壤酚酸物质含量随生育期推进逐步增加，表现出富集效应，对照处理最为显著。（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）能有效降低烤烟根际土壤中酚酸物质含量，减少土壤化感自毒作用。在各生育期，（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）根际土壤中真菌数量均较高，细菌数量较低，真菌 细菌较高，这说明烟株移栽前，一次性施入大蒜秸秆 能提高土壤中真菌数量，降低土壤中细菌数量，显著提高土壤肥力及土壤活性。综合考虑，大蒜秸秆对烟草根结线虫病的防治效果，以 处理（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）的大蒜秸秆添加量较为适宜；一次性施入大蒜秸秆 能提高土壤中真菌数量，降低土壤中细菌数量，显著提高土壤肥力及土壤活性。关键词 大蒜秸秆；烟草；根结线虫病；根际土壤中图分类号 文献标识码 文章编号（）：开放科学（资源服务）标识码（）：，（，；，）（），（，），（，），（，），（，）；，；基金项目中国烟草总公司云南省公司科技计划项目（，）；云南省教育厅科学研究基金项目（）；云南省教育厅科学研究基金项目（）；云南省教育厅科学研究基金项目（）。作者简介 赵娅红（），女，云南昆明人，硕士研究生，研究方向：作物健康栽培。通信作者，农艺师，硕士，从事作物栽培研究。收稿日期 烟草根结线虫病是由根结线虫侵染所引起的土传病害，在全球范围内的农业领域广泛出现，造成的危害极其严重，在防治上很困难，其严重影响了烟叶质量，导致经济的巨大损失。昆明市处于云贵高原中部，属亚热带季风型气候，四季分明、冬温夏热、降水丰沛，是优质烟叶生产区之一，其烟草生产在云南省占有重要地位。近些年，因为大棚种植各种农作物技术的推广，土地的利用率大面积提高，根结线虫发病率也呈不断增加趋势，已经对昆明烟草的各个生长时期构成严重威胁。目前，烟草根结线虫病的防治仍以化学药剂为主，选取质量分数为 的阿维菌素、质量分数为 的噻 唑膦或质量分数为 的丁硫克百威等，在移栽期穴施或者生长期灌根施用。化学药剂在使用初期一般有较好的防治效果，但随着使用时间延长，防效呈明显降低趋势，化学药剂的成本相对也较高，在使用过程中，如果不注意施用的用量及用法，很容易对土壤微生态环境造成破坏，还会引起环境污染等问题。用植物残体和植物提取物溶液对病虫害进行防治，符合现代农业生产的病虫害防治理念。研究表明，印楝、万寿菊、薄荷、芥菜等植物的浸提液均具有良好的杀线虫效果。但这种类型的研究更多存在果蔬类作物，相关大蒜秸秆对烟草根结线虫病的研究相对较少。为此，笔者通过田间小区试验，综合比较 个大蒜秸秆量处理对烟草根结线虫病的控制 安徽农业科学，（）：效果及对烤烟生长发育、土壤养分、酶活、酚酸类物质、土壤微生物数量的影响，以期为昆明烟区烟草的安全生产提供理论依据与技术指导。材料与方法 试验材料 烤烟品种以烤烟红花大金元为材料，烟株生产管理按昆明市优质烤烟栽培生产技术规范进行。供试材料为大蒜秸秆，在烟株移栽前，将粉碎成 的大蒜秸秆一次性施入大田，翻耕耙匀。采用田间随机区组排列，每个处理重复 次。大蒜秸秆的氮、磷、钾含量分别是、和。试验设计 试验于 年 月在安宁市具有严重根结线虫病发病史植烟区开展。设置 个大蒜秸秆还田量处理，分 别 为 （）、（）、（）、（），对照 不施用大蒜秸秆。在烟株移栽前，将粉碎成 的大蒜秸秆一次性施入大田，翻耕耙匀。采用田间随机区组排列，每个处理重复 次。采用“”型 点取样法采集土壤样品，分别在移栽期、团棵期（移栽后 ）、旺长期（移栽后 ）和成熟期（移栽后）采集不同处理近烟株根部 处，直径 ，深度 的根际土壤样品约 ，个处理 个时期共计 个样品，重复 次。每份土壤样品充分混匀后分为 份，一份 装入无菌袋中迅速放入干冰盒中，带回实验室放 冰箱保存供下一步高通量测序用，另一份约 用于测定土壤养分、土壤酶活性和土壤酚酸类物质。测定项目与方法 个不同处理烟株根结线虫病病害情况调查。按照 的方法于烟叶采收末期调查不同处理烟株根结线虫病发病率。采取 点取样方法，每点不少于 株，计算发病率、病情指数和相对防治效果。不同处理土壤养分测定。参考鲍士旦土壤农化分析的方法测定土壤、有机质、碱解氮、速效钾和速效磷等土壤养分。土壤酶活性测定。参照关松荫的方法测定土壤蛋白酶、土壤蔗糖酶、淀粉酶、土壤磷酸酶、土壤脲酶、过氧化氢酶等活性。土壤酚酸物质测定。参照荣思川等的方法测定土壤中酚酸类物质含量，包括土壤肉桂酸、对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、阿魏酸、香豆酸、阔马酸等酚酸类物质。土壤微生物数量。利用实时荧光定量技术（）的方法检测土壤中真菌和细菌的数量。提取土壤样品宏基因组，采用真菌特异性引物（：，：）、细菌特异性引物（：，：）进行 扩增，根据标准曲线定量检测出样品中细菌和真菌的数量；定量 试剂：（），定量 仪：型荧光定量 仪。结果与分析 不同处理对烟株根结线虫病的防治效果 不同处理对烟株根结线虫病防治效果见表。由表 可知，各处理发病率表现为，病情指数表现为，防治效果表现为。总体来看，即大蒜秸秆还田量为 ，根结线虫防治效果最好。表 不同处理对烟株根结线虫病的防治效果 处理发病率病情指数防治效果防效排序 注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（）。：（）不同处理对烤烟农艺性状的影响 不同处理烟株农艺性状见表。由表 可知，移栽后 ，、和 烟株株高和有效叶片数均显著高于，和 节距显著高于、和，和的茎围以及最大叶长均显著高于、和。移栽后 ，和 烟株株高、有效叶片数和茎围显著高于、和，烟株节距和最大叶长显著大于其他处理，烟株最大叶宽显著大于其他处理。移栽后 ，和 烟株株高、有效叶片数和最大叶宽均显著高于、和，、和 烟株节距、茎围和最大叶长均显著高于。总体来看，和 烟株在不同生育期农艺性状表现优于。不同处理对土壤养分的影响 不同处理的根际土壤养分特征见表。由表 可知，各处理根际土壤养分含量均随生育期推进呈先增加后降低的趋势。总氮含量随生育期推进均无显著变化。移栽后 ，、和 土壤偏酸性，和 呈微酸性。和 有机质含量较高，和 水解氮和速效钾含量显著高于、和，有效磷含量最高，且显著高于其他处理。移栽后 ，、和 土壤偏酸性，和 呈微酸性。和 有机质含量显著高于、和，和 水解氮和有效磷含量显著高于、和，速效钾含量最高，且显著高于其他处理。移栽后，、和 土壤偏酸性，和 呈微酸性。和 有机质含量显著高于、和，和 水解氮和有效磷含量显著高于、和。速效钾含量最高，且显著高于其他处理。总体来看，各处理根际土壤养分含量均随生育期推进呈先增加后降低趋势。总氮含量随生育期推进均无显著变化。、和 土壤偏酸性，和 呈微酸性。烤烟生长各时期，处理根际土壤养分含量较高。卷 期 赵娅红等 大蒜秸秆对烟草根结线虫病及根际土壤理化性状的影响表 不同处理烟株农艺性状比较 移栽后天数处理株高 有效叶片数 片节距茎围 最大叶长 最大叶宽 注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（）。：（）表 不同处理根际土壤养分特征 移栽后天数处理有机质 总氮 水解氮 有效磷 速效钾 注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（）。：（）不同处理对土壤酶活性的影响 不同处理酶活性见表。由表 可知，移栽后 ，根际土壤中过氧化氢酶活性和脲酶活性显著高于其他处理，分别较对照提高了 和。、和 之间磷酸酶活性无显著差异，但均显著高于对照。和 蛋白酶活性显著高于其他处理，分别较对照提高了 和。移栽后 ，根际土壤中过氧化氢酶活性显著高于其他处理，较 提高了，和 根际土壤中脲酶和磷酸酶活性均显著高于其他处理，脲酶活性分别较 提高了 和，磷酸酶活性分别较 提高了 和。和 蛋白酶活性显著高于其他处理，分别较 提高了 和。移栽后 ，根际土壤中过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性均大于等于其他处理，分别较 提高了、和。总体来看，不同生育期，过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性均较高。不同处理对土壤酚酸类物质的影响 不同处理根际土壤酚酸类物质见表。由表 可知，不同处理烟株根际土壤中共检测出 种酚酸类物质，分别为对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、香豆酸、阿魏酸和肉桂酸。移栽后 ，中对羟基苯甲酸、香草酸和丁香酸未检出，香豆酸、阿魏酸和肉桂酸含量明显低于其他处理，分别较 降低了、和。移栽后 ，中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、香豆酸、阿魏酸和肉桂 安徽农业科学 年表 不同处理根际土壤酶活性 移栽后天数处理过氧化氢酶 脲酶（）磷酸酶 蛋白酶（）注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（）。：（）酸含量显著低于其他处理，分别较对照降低了、和。移栽后 ，中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、香豆酸、阿魏酸和肉桂酸含量显著低于其他处理，分别较对照降低了、和。总体来看，所有处理根际土壤酚酸类物质含量随生育期推进逐步增加，表现出富集效应，处理最为显著。以上结果表明，不同处理根际土壤酚酸物质含量随生育期推进逐步增加，表现出富集效应，对照 最为显著。其中，即烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ，能有效降低烤烟根际土壤中酚酸物质含量，减少根际土壤化感自毒作用。不同处理对土壤微生物数量的影响 不同处理根际土壤微生物数量见表。由表 可知，移栽后，根际土壤真菌数量显著高于其他处理，细菌数量显著高于其他处理。移栽后 ，根际土壤真菌数量显著高于其他处理，细菌数量显著低于其他处理。移栽后 ，根际土壤真菌数量显著高于、和。和 根际土壤细菌数量明显低于其他处理。真菌 细菌是评价根际土壤肥力和健康程度的重要指标之一，根际土壤真菌 细菌越高代表根际土壤肥力越高，根际土壤生态系统稳定程度也越高。从表 可以看出，移栽后、和 ，根际土壤真菌 细菌均高于其他处理，分别为 、和 。表 不同处理根际土壤酚酸类物质 单位：移栽后天数处理对羟基苯甲酸香草酸 丁香酸 香豆酸 阿魏酸 肉桂酸 注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（）。：（）总体来看，各处理根际土壤真菌数量随生育期推进呈先增高后降低趋势，、和 细菌数量随生育期推进呈先增高后降低趋势，根际土壤细菌含量随生育期推进逐步降低。其中，在各生育期根际土壤中真菌数量均较高，细菌数量较低，真菌 细菌较高，这说明烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 能提高根际土壤中真菌数量，降低根际土壤中细菌数量，显著提高根际土壤肥力及根际土壤活性。结论与讨论烟草根结线虫发病土壤中根结线虫、烟株、土壤和根际微生物组成了一个小的生态系统，作为典型的土传病害，其发生流行与土壤微生态环境关系密切。长期采用传统化学农药防治根结线虫病易造成土壤板结、微生态结构单一，同时造成的农药污染和残留既危害生态环境，还影响烟草及其制品的安全性。随着环境保护意识的增强，人们对低毒、低残留、可降解的植物源根结线虫防治药剂越来越重视。曹志平等向土壤系统中引入小麦秸秆，增加了土壤碳源，促进了食细菌和食真菌线虫类的种类和数量，从而抑制了植食性线虫的繁殖。等向根结线虫病严重的土壤施入辣椒秸秆，提高了微生物的数量及多样 卷 期 赵娅红等 大蒜秸秆对烟草根结线虫病及根际土壤理化性状的影响性，从而控制了根结线虫的繁殖。研究表明，大蒜可以防治根结线虫病。表 不同处理根际土壤微生物数量 移栽后天数处理真菌拷贝数 细菌拷贝数 真菌 细菌 注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（）。：（）植物生长的基础是土壤，而土壤酶主要来源于土壤动物、植物根系和微生物的细胞分泌物及其残体的分解物。土壤酶活性体现了土壤中各种生物化学过程的强度和方向，是土壤肥力和自净能力评价的重要指标。其中，过氧化氢酶表示土壤氧化过程的强度，其活性与土壤有机质转化速度密切相关；土壤脲酶可将土壤中的有机化合物尿素水解为氨态氮，对提高氮素的利用率和促进土壤氮素循环具有重要意义。土壤酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一，主要来自微生物和植物根系分泌等途径，此外还有土壤动植物残体的释放。该研究中，土壤添加大蒜秸秆后，不同生育期，处理（）过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性均显著高于其他处理。在该研究中，（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）根结线虫防治效果较好，在不同生育期烟株农艺性状表现较好。烤烟生长各时期，处理土壤养分含量较高。不同生育期，（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性均显著高于其他处理。不同处理土壤酚酸物质含量随生育期推进逐步增加，表现出富集效应，对照处理最为显著。（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）能有效降低烤烟根际土壤中酚酸物质含量，减少土壤化感自毒作用。在各生育期，（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）根际土壤中真菌数量均较高，细菌数量较低，真菌 细菌较高，这说明烟株移栽前，一次性施入大蒜秸秆 能提高土壤中真菌数量，降低土壤中细菌数量，显著提高土壤肥力及土壤活性。综合考虑大蒜秸秆对烟草根结线虫病的防治效果，以 处理（烟株移栽前，大蒜秸秆一次性施入大田 ）的大蒜秸秆添加量较为适宜；一次性施入大蒜秸秆 能提高土壤中真菌数量，降低土壤中细菌数量，显著提高土壤肥力及土壤活性。该研究表明，土壤添加大蒜秸秆后能够显著降低烟草根结线虫病的病情指数，且大蒜秸秆对根结线虫病的抑制效果具有明显的用量效应。施用量过高（）对根结线虫病的抑制效果降低。综合考虑烟草的生长、根结线虫病的防控，以施用 大蒜秸秆表现出较好的根结线虫病防控效果。参考文献 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