玉米秸稈還田的微生態(tài)效應及對小麥紋枯病的適應性控制技術.pdf

1、冬小麥—夏玉米一年兩熟是河北省主要的糧食種植方式。20世紀90年代中期以后，河北省開始推廣應用玉米秸稈還田的新耕作方式，且玉米秸稈還田面積和還田數(shù)量均逐年提高，小麥紋枯病呈逐年加重趨勢，現(xiàn)已成為河北省小麥第二大病害。本論文在詳細調(diào)查并分析河北省玉米秸稈還田前后小麥紋枯病發(fā)生變化的基礎上，研究了河北省小麥紋枯病菌的群體組成及致病力分化特征。通過室內(nèi)模擬和田間試驗研究了玉米秸稈還田對小麥根際微生物多樣性及拮抗物質(zhì)含量變化的影響;采用GC/M

2、S技術分析了玉米秸稈腐解物中主要化感物質(zhì)種類與含量并測定主要化感物質(zhì)對小麥幼苗和病原菌的化感作用;最后，通過室內(nèi)盆栽、田間試驗研究了多功能拮抗菌B1514、高效化學藥劑噻呋酰胺及施肥措施對小麥紋枯病的控制作用。主要結果如下:
　　1.河北省大面積推行玉米秸稈還田以前，小麥紋枯病僅在1989年出現(xiàn)第一次發(fā)病高峰，發(fā)病面積高達58.4萬hm2次，產(chǎn)量損失約1.7萬噸;其它年份紋枯病發(fā)生面積均在0.3萬hm2次以下。玉米秸稈大面積還田以

3、后，小麥紋枯病年均發(fā)生面積達67.1萬hm2次，產(chǎn)量損失年均達2.1萬噸以上。河北省小麥紋枯病發(fā)生地域呈南重北輕的特點，其中邯鄲、邢臺、石家莊和衡水發(fā)病較重，保定、滄州和唐山發(fā)病較輕。
　　2.從河北省3個不同生態(tài)類型區(qū)30個監(jiān)測點分離鑒定了196株紋枯病菌，其中以強致病力AG-D融合菌群為主，其它還包括AG-B(0)、AG-2、AG-5和AG-4融合型，5種類型各占菌株總數(shù)的88.3％、1.5％、5.1％、3.6％和1.5％。1

4、96株菌株對河北省3個優(yōu)勢小麥品種致病力由強到弱依次為石新828、良星99和邯6172，并分成RV1、RV2、RV3和RV44個致病力類型。采自邯鄲市小麥紋枯病菌致病力最強;其次分別是采自是滄州、石家莊和保定的菌株;唐山菌株致病力相對最弱。
　　3.秸稈還田能顯著提高小麥根際土壤和根表土壤中禾谷絲核菌的數(shù)量，提高幅度為33.3％～83.8％;縮短禾谷絲核菌成功侵染小麥時間，為3～6天。秸稈還田提高了小麥根際土壤和根表土壤中革蘭氏陽

5、性細菌數(shù)量、真菌數(shù)量和真菌/細菌比值，降低了革蘭氏陰性細菌的數(shù)量。在小麥分蘗期和拔節(jié)期，秸稈還田降低了根際土壤和根表土壤中紋枯病菌拮抗菌的比例及拮抗物質(zhì)2，4-DAPG的含量。
　　4.玉米秸稈腐解物對小麥種子萌發(fā)表現(xiàn)出明顯的抑制作用，且抑制作用強度均隨著濃度的提高而逐漸增強。不同濃度腐解物對小麥幼苗生長表現(xiàn)出低促高抑的作用，根系生長比地上部更明顯。隨著秸稈腐解物濃度的提高，小麥根系活力、SOD和POD活性均逐漸降低，而根系離子滲

6、漏明顯增強。經(jīng)含玉米秸稈腐解物培養(yǎng)基連續(xù)繼代馴化培養(yǎng)25代后，禾谷絲核菌的致病力明顯提高;培養(yǎng)40代后，紋枯病菌RV1、RV2、RV3和RV44種類型的致病力均明顯增強，各菌株F40代侵染后小麥的病情指數(shù)分別比各自親本F0代提高了20.0％、37.9％、42.9％和72.6％。
　　5.從玉米秸稈腐解物乙酸乙酯提取物中分離鑒定出42種有機化合物，主要含有酸類、酯類、酰胺類、烴類、醛酮類、酚類、醇類及雜環(huán)化合物等，其所占比例分別為2

7、3.16％、21.6％、13.56％、12.84％、8.64％、2.16％、0.36％和3.48％;其中，三十四烷、甲酸癸酯、鄰羥基苯甲酸、N-乙基乙酰胺、3，5-二甲基苯甲醛、鄰苯二甲酸二丁酯、2-甲基戊基-鄰苯二甲酸異二丁酯和3-苯基-2-丙烯酸是秸稈提取物中的主要有機物質(zhì)。
　　所選測的12種化感物質(zhì)中，鄰羥基苯甲酸的含量最高，為32.41mg·L-1;其次是3-苯基-2-丙烯酸，為21.31mg·L-1;對羥基苯甲酸、4-

8、羥基-3，5-二甲氧基苯甲酸、十六烯酸和8-十八碳烯酸四種有機化合物的含量分別為10.32 mg·L-1、9.11 mg·L-1、8.48 mg·L-1和9.13 mg·L-1;4-甲氧基鄰氨基苯甲酸含量最低，僅為0.43 mg·L-1。所測定的化感物質(zhì)中鄰羥基苯甲酸對小麥生長的抑制作用最強，其次是對羥基苯甲酸。3-(4-羥基-3-甲氧基苯基)-2-丙烯酸對禾谷絲核菌的菌絲生長、菌絲干重、菌核形成數(shù)量和菌核干重促進作用最強，其次是4-甲

9、氧基鄰氨基苯甲酸。
　　6.多功能拮抗菌B1514在小麥根際和根內(nèi)定殖時間分別達49天和28天以上，添加玉米秸稈可明顯延長菌株在根際和根內(nèi)的定殖時間;在秸稈還田土壤中，B1514發(fā)酵液浸種的防效為85.3％，與對照藥劑戊唑醇（150g/100 kg種子）無顯著差異。B1514浸種同時添加發(fā)酵物(100kg/667m2)的持效期較長，在小麥成熟期其防效優(yōu)于戊唑醇，為55.2％;秸稈降解率也較高，為45.5％。多功能土壤添加劑HAD-

10、5以600 kg/hm2用量撒施于玉米秸稈還田地塊后，既能提高秸稈降解率，又能控制小麥紋枯病。
　　7.小麥紋枯病菌對不同常用藥劑的敏感性由高到低依次為戊唑醇＞噻呋酰胺＞咯菌腈＞丙環(huán)唑＞三唑酮＞井岡霉素＞多菌靈。利用菌絲生長速度法確定了小麥紋枯病菌對噻呋酰胺的敏感基線，EC50值為0.072±0.022μg/mL。通過紫外誘導十菌落角變的方法獲得5株抗噻呋酰胺突變體，抗藥性水平介于5.48～18.94倍之間，且與戊唑醇等上述6種常

11、用藥劑無交互抗性關系;經(jīng)繼代培養(yǎng)后，其抗藥性和致病力均明顯降低，故紋枯病菌對噻呋酰胺的抗性風險為低到中等。80mL24％噻呋酰胺懸浮劑/100 kg種子拌種對小麥紋枯病表現(xiàn)出較好防治效果，在拔節(jié)期和成熟期的相對防效分別為69.7％和56.1％，增產(chǎn)率為6.58％，均明顯優(yōu)于戊唑醇拌種（150g/100 kg種子）。
　　8.在基本苗數(shù)為375萬/hm2和450萬/hm2的條件下，氮肥底追比例為5∶3時，小麥發(fā)病程度相對較輕，發(fā)病率