鄭世燕,丁偉,陳弟軍,杜根平,徐小洪,謝華東
1 西南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,重慶市北碚區(qū)天生路2號(hào) 400716;2湖南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,湖南省長(zhǎng)沙市萬(wàn)家麗路188號(hào) 410014;3重慶市煙草公司黔江分公司,重慶市黔江區(qū)黔龍街269號(hào) 409000
目前我國(guó)部分植煙土壤存在板結(jié)、酸堿度不平衡、部分植物必須礦質(zhì)元素含量不足、有機(jī)質(zhì)活性低等問(wèn)題,導(dǎo)致煙草根莖類病害,尤其是煙草青枯病愈發(fā)嚴(yán)重[1-4]。煙草青枯病是一種由茄科雷爾氏細(xì)菌(Ralstonia solanacearum) 寄生引起的典型的細(xì)菌性維管束土傳病害,也是世界范圍內(nèi)煙草上主要的毀滅性病害之一[5-8]。目前,該病已成為熱帶、亞熱帶以及一些溫帶地區(qū)煙田的主要病害,且由于“溫室效應(yīng)”所引起的全球氣候變暖,該病菌已呈現(xiàn)出向高緯度、高海拔冷涼煙區(qū)蔓延的趨勢(shì),給煙草生產(chǎn)帶來(lái)極大威脅[9-10]。近年來(lái),科學(xué)家們從抗病育種、農(nóng)業(yè)防治、化學(xué)防治、生物防治等方面,對(duì)煙草青枯病的防控開(kāi)展了大量的研究,在一定程度上已取得了較大進(jìn)展,但仍未形成特效的解決措施[11-13]。加之,在煙草及煙草制品逐步向無(wú)公害方向發(fā)展、生產(chǎn)有機(jī)煙葉的趨勢(shì)下,探索控制煙草青枯病的最佳途徑、尋求新的緩解病原菌抗藥性產(chǎn)生、降低農(nóng)藥殘留的方法勢(shì)在必行,且通過(guò)合理的土壤改良措施,改善土壤的理化性質(zhì),調(diào)節(jié)土壤酸堿度的生態(tài)防治措施已逐漸引起人們的高度重視[14]。對(duì)此,筆者以生石灰水、碳化玉米秸稈、堿性肥料、微肥斯德考普等作為土壤改良劑,對(duì)煙株根際土壤環(huán)境進(jìn)行改良,旨在篩選出能有效控制煙草青枯病、提高烤煙產(chǎn)量及品質(zhì)的最佳措施。
試驗(yàn)于2011年在重慶市黔江區(qū)新華鄉(xiāng)大田村進(jìn)行,面積為1.5 × 667 m2,連續(xù)5年種植煙草,為多年青枯病發(fā)病嚴(yán)重地塊。地勢(shì)較平坦,黃壤,肥力中等,pH 5.8,海拔 740 m,東經(jīng) 108°36′ E,北緯 29°19′ N。冬耕冬炕深耕細(xì)耙,土壤均勻疏松,壟高30 cm,壟體飽滿,行株距為120 cm × 55 cm。
品種為云煙97,當(dāng)?shù)刂髟云贩N,按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行田間統(tǒng)一管理。中心花開(kāi)放打頂,用12.5% 氟節(jié)胺EC控制腋芽。移栽時(shí)間為2011年5月8日,2011年7月12日打頂,2011年7月18日第一次采烤。
(1) 生石灰水,自制。按生石灰與水重量體積比為1∶50的比例配置,現(xiàn)配現(xiàn)用。生石灰購(gòu)買于當(dāng)?shù)厥覐S,為當(dāng)年燒制,并未加水粉碎。
(2) 碳化玉米秸稈,自制。將玉米秸稈不完全燃燒,即為碳化玉米秸稈。
(3) 堿性肥料 (N∶P∶K = 7∶12∶25),重慶市優(yōu)勝科技發(fā)展有限公司提供。其特點(diǎn)為有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)混肥,長(zhǎng)效緩釋、含有機(jī)質(zhì)尿素型、偏堿。
(4) 微肥斯德考普,新加坡利農(nóng)科技有限公司生產(chǎn),是一種高效螯合態(tài)微量元素。含有螯合狀態(tài)的銅、鐵、錳、鋅、鉬、硼等6種微量元素。
試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理,除處理3外,各處理均僅在移栽時(shí)施用1次,以后不再施用。處理1:生石灰水灌根 (重量體積比1∶50),250 mL/株;處理2:窩施碳化玉米秸稈,50 g/株,隨即與土混勻,覆蓋一層泥土后再栽煙苗;處理3:增施堿性肥料,在施用當(dāng)?shù)爻R?guī)肥的基礎(chǔ)上,煙苗移栽10 d后,離苗莖10~12 cm,每株施25 g,隨即用土覆蓋,煙草整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中僅施一次;處理4:微肥斯德考普6000倍液灌根,250 mL/株。處理5 (對(duì)照):常規(guī)栽培。各處理田間隨機(jī)區(qū)組排列,各3次重復(fù),共計(jì)15個(gè)小區(qū),每小區(qū)栽煙60株,四周設(shè)保護(hù)行。
按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/23222-2008《煙草病蟲(chóng)害分級(jí)及調(diào)查方法》采用小區(qū)普查的方式,分別在7月18日、7月25日、8月1日、8月8日調(diào)查各處理青枯病發(fā)病情況,共調(diào)查4次,并根據(jù) (1)、(2)、(3) 公式分別計(jì)算各處理病情指數(shù)、防治效果。
煙草青枯病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (以株為單位):0級(jí),全株無(wú)??;1級(jí),莖部偶有褪綠斑,或病側(cè)1/2以下葉片凋萎;3級(jí),莖部有黑色條斑,但不超過(guò)1/2,或病側(cè)1/2至2/3葉片凋萎;5級(jí),莖部黑色條斑超過(guò)1/2,但未到達(dá)莖頂部,或病側(cè)2/3以上葉片凋萎;7級(jí),莖部黑色條斑到達(dá)莖頂部,或病株葉片全部凋萎;9級(jí):病株基本枯死。
按煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T142-1998《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》每小區(qū)取5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查3株,分別在團(tuán)棵期、打頂后7 d調(diào)查并記載各處理煙株株高、最大葉長(zhǎng)、最大葉寬、莖圍、有效葉片數(shù)等農(nóng)藝指標(biāo),并計(jì)算最大葉面積。
采用Microsoft Excel 2003對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理,計(jì)算出發(fā)病率、病情指數(shù)以及相對(duì)防效,然后采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件Duncan法比較分析相關(guān)數(shù)據(jù)在顯著性水平為0.05時(shí)的差異。
對(duì)不同根際土壤調(diào)控措施處理煙株青枯病發(fā)病率結(jié)果進(jìn)行方差分析表明 (圖1),不同處理間煙草青枯病的發(fā)病率均存在顯著性差異。從圖1可明顯看出對(duì)照的發(fā)病率整體上均高于各處理的發(fā)病率,其在8月1日病害調(diào)查中達(dá)到最高,為61.33%;而處理1 (生石灰水灌根) 的發(fā)病率一直相對(duì)最低;說(shuō)明生石灰水灌根對(duì)煙草青枯病的擴(kuò)展蔓延具有一定的抑制作用,生石灰水灌根措施能較好地控制青枯病的傳播。
對(duì)不同根際土壤調(diào)控措施處理煙草青枯病病情指數(shù)結(jié)果進(jìn)行方差分析表明 (表1),5次病害調(diào)查過(guò)程中,各處理間煙草青枯病的病情指數(shù)均存在顯著性差異。對(duì)照的病情指數(shù)一直相對(duì)最高,高達(dá)29.56;處理1 (生石灰水灌根) 的病情指數(shù)一直相對(duì)最低,末次統(tǒng)計(jì)病情指數(shù)為18.07,比對(duì)照少11.49,且兩者間差異顯著,說(shuō)明生石灰水灌根有減緩青枯病惡化的作用。
圖1 不同處理青枯病發(fā)病率比較
表1 不同根際土壤調(diào)控措施對(duì)煙草青枯病病情指數(shù)的影響
不同根際土壤調(diào)控措施對(duì)煙草青枯病的防效結(jié)果顯示 (圖2),各處理對(duì)煙草青枯病均有一定的防效,且方差分析表明 (p < 0.05),在5次病害調(diào)查中各處理防效間均存在顯著性差異。隨著時(shí)間的推移,各處理的防效均呈逐漸降低的趨勢(shì);整體而言,各處理對(duì)煙草青枯病的防效從高到低依次為處理1 (生石灰水灌根)、處理4 (微肥斯德考普灌根)、處理3 (增施堿性肥料)、處理2 (窩施碳化玉米秸稈),其中處理1 (生石灰水灌根) 在發(fā)病初期、對(duì)照發(fā)病高峰期、發(fā)病后期的防效分別為61.70%、50.52%、36.91%;說(shuō)明生石灰水灌根在煙草整個(gè)生育期中對(duì)煙草青枯病都有較好的防控作用 (各處理對(duì)青枯病的田間防控效果見(jiàn)圖3)。
圖2 不同處理對(duì)青枯病的防效比較
對(duì)不同處理煙草旺長(zhǎng)期農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果進(jìn)行方差分析得出 (表2),各處理間在株高、最大葉長(zhǎng)、葉片數(shù)3個(gè)農(nóng)藝指標(biāo)上存在顯著性差異,其余各農(nóng)藝指標(biāo)無(wú)顯著性差異。其中株高、葉片數(shù)均以處理3 (增施堿性肥料) 相對(duì)最好,與對(duì)照相比差異明顯;分別比對(duì)照高6.15 cm、1.37片煙葉。最大葉長(zhǎng)仍以處理3 (增施堿性肥料) 相對(duì)最佳,但與對(duì)照相比差異性不明顯。整體而言,增施堿性肥料對(duì)煙草的農(nóng)藝性狀影響最大,說(shuō)明在施用當(dāng)?shù)爻R?guī)肥的基礎(chǔ)上增施堿性肥料對(duì)煙草前期的生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用。
圖3 不同處理大田試驗(yàn)照片
表2 根際土壤調(diào)控措施對(duì)煙草旺長(zhǎng)期農(nóng)藝性狀的影響(6月25日)
不同根際土壤調(diào)控措施處理煙草打頂后農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果顯示 (表3),不同處理各農(nóng)藝指標(biāo)均略比對(duì)照高,說(shuō)明4項(xiàng)調(diào)控措施對(duì)煙草整個(gè)生育期的農(nóng)藝性狀均有一定的促進(jìn)作用。方差分析表明,各處理間僅株高、莖圍兩農(nóng)藝指標(biāo)存在顯著性差異,其余各指標(biāo)差異均不明顯;且兩指標(biāo)均以增施堿性肥料效果最佳,分別比對(duì)照多26.26 cm、0.75 cm。說(shuō)明在施用當(dāng)?shù)爻R?guī)肥的基礎(chǔ)上,再增施適量的堿性肥料對(duì)煙株根際土壤進(jìn)行調(diào)控,在促進(jìn)煙草生長(zhǎng)方面優(yōu)于試驗(yàn)中所提及的其它調(diào)控措施。
表3 不同土壤改良措施煙草打頂后農(nóng)藝性狀(7月18日)
本項(xiàng)研究證實(shí),在植煙地施用一些外源物質(zhì)改良煙草根際土壤對(duì)煙草青枯病有明顯的防控作用,特別是生石灰水的施用,效果相對(duì)較好。發(fā)病期間,生石灰水 (重量體積比1∶50,250 mL/株) 灌根對(duì)青枯病的防效高達(dá)61.70%。已有研究表明,生石灰不僅能為作物的生長(zhǎng)提供鈣素營(yíng)養(yǎng)、中和土壤酸性、消除鋁離子對(duì)作物的毒害作用、增強(qiáng)土壤中有益微生物的活動(dòng)、促進(jìn)有機(jī)質(zhì)礦化和生物固氮作用,而且還能增加土壤中氮、磷、鉬等有效成分、改善土壤物理性質(zhì),有利于團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,使粘性土降低粘性,使砂土增加粘結(jié)性,提高保水保肥能力,殺死一些雜草、病菌及害蟲(chóng)[3,15-21]。相對(duì)于大量撒施或窩施生石灰的改土措施,采用生石灰水灌根處理,具有用量少、針對(duì)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),且對(duì)煙草氣候性斑點(diǎn)病具有一定的防控作用。但在具體應(yīng)用過(guò)程中,需要考慮恰當(dāng)?shù)氖┯脮r(shí)間和用量。大田調(diào)查發(fā)現(xiàn),石灰水灌根對(duì)煙苗早期的生長(zhǎng)有一定的抑制作用,移栽煙苗還未成活就施灌,會(huì)延長(zhǎng)煙苗的還苗期。
防控青枯病要采取綜合措施。在多年植煙的土地上,因地制宜地采用不同保健措施,增施部分煙草生長(zhǎng)必須的中微量元素,或兼顧施用能有效改良土壤的有機(jī)改良劑 (如有機(jī)肥、碳化玉米秸稈)。王鎮(zhèn),蔡燕飛,劉國(guó)順,Yang Y H等研究[22-25]表明,施用有機(jī)肥能顯著促進(jìn)土壤養(yǎng)分的釋放、有益微生物的生長(zhǎng),調(diào)節(jié)土壤微生物的群落結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抑病性;促進(jìn)煙株根系的發(fā)育、增大葉面積,有利于煙株的健康生長(zhǎng),增強(qiáng)其抗逆性。Diogo R VC,López-Lefebre L R,李鑫,幕康國(guó),Reddy A S N等研究指出[5,26-29],礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不僅對(duì)植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育起著至關(guān)重要的作用,而且還以多種方式直接或間接地影響病原物的侵染、繁殖及寄主植物的感病和抗病性。本研究進(jìn)一步明確了采用營(yíng)養(yǎng)調(diào)控的辦法對(duì)煙草抵抗青枯病有較好的效果;從發(fā)病初期至發(fā)病高峰期,生石灰水與微肥斯德考普灌對(duì)青枯病的防效分別為47.08%~61.70%、38.82%~41.06%。
從改良煙株根際土壤出發(fā),改善土壤營(yíng)養(yǎng)、土壤酸堿度、微生態(tài)環(huán)境,從而達(dá)到防控連作煙田青枯病的目的,這一理念源于植物的保健栽培,從煙草本身的健康維護(hù)出發(fā),采用相應(yīng)措施,而不是從病原菌的藥劑控制出發(fā),這是現(xiàn)代植保技術(shù)的新發(fā)展。在煙苗移栽時(shí)采用增施適量堿性肥料,或采用斯德考普6000倍液灌根 (250 mL/株) 措施來(lái)平衡煙株?duì)I養(yǎng),并在煙苗成活后團(tuán)棵前,采用生石灰水 (重量體積比1∶50) 每株250 mL 灌根對(duì)煙草青枯病進(jìn)行控制可取得明顯成效。當(dāng)然,目前微量元素肥料提高煙草抗病性的機(jī)理方面,尤其是誘導(dǎo)煙草抗青枯病方面,研究還比較少,進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)研究工作,對(duì)從營(yíng)養(yǎng)學(xué)角度解決病害問(wèn)題意義重大。
采用生石灰水灌根、窩施碳化玉米秸稈、增施堿性肥料、微肥斯德考普灌根4項(xiàng)根際土壤改良措施對(duì)連作煙田青枯病均有一定的控制作用。生石灰水灌根措施的控病效果明顯優(yōu)于其他措施,其次為微肥斯德考普灌根處理。農(nóng)藝性狀方面,增施堿性肥料處理對(duì)煙草各農(nóng)藝指標(biāo)具有明顯的優(yōu)化作用。建議防控青枯病要采取綜合措施,特別注意對(duì)酸化土壤的修復(fù),保證煙柱營(yíng)養(yǎng)平衡,及時(shí)有效控制病原菌的數(shù)量。
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