稻麥秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響

趙永強，徐 振，張成玲，楊冬靜，孫厚俊，謝逸萍

(江蘇徐州甘薯研究中心，農業(yè)部甘薯生物學與遺傳育種重點實驗室，江蘇 徐州 221121)

稻麥秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響

趙永強，徐 振，張成玲，楊冬靜，孫厚俊，謝逸萍*

(江蘇徐州甘薯研究中心，農業(yè)部甘薯生物學與遺傳育種重點實驗室，江蘇 徐州 221121)

【目的】明確稻麥輪作田秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響?！痉椒ā繉K地區(qū)一年兩熟耕作田稻麥秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響進行調查。【結果】水稻秸稈全量還田可以促使小麥紋枯病在早春提早發(fā)生，但隨著氣溫逐漸升高，則會抑制小麥紋枯病的發(fā)生，并且不同還田方式間抑制效果也會產生差異；而小麥秸稈全量還田可以顯著促進小麥紋枯病的發(fā)生。另外，水稻秸稈長期全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的抑制效果低于小麥秸稈的促進效果，稻麥秸稈均長期全量還田情況下小麥紋枯病的發(fā)生呈加重趨勢?！窘Y論】稻麥秸稈全量還田情況下，要加強小麥紋枯病的控制措施。

稻麥秸稈；秸稈全量還田；小麥紋枯病

【研究意義】江蘇省常年水稻種植面積為2.247×106hm2，小麥面積為2.147×106hm2，其中稻麥輪作面積約1.627×106hm2，稻麥輪作農田面積約占江蘇省耕地面積的40 %左右，是江蘇省耕地主要輪作方式[1]。據顧克軍等對江蘇省不同播種方式不同產量水平以及不同品種水稻小麥植株采樣分析，江蘇省水稻秸稈年產生量為1.580×107～1.700×107t，小麥秸稈年產生量為1.238×107～1.575×107t[2]，如何合理的處理和利用如此巨量的稻麥秸稈是近年來全社會面臨的難點問題之一。目前，秸稈還田是稻麥秸稈綜合處理的最主要途徑。明確稻麥輪作田秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響，對于保障秸稈還田策略的順利實施、減少環(huán)境污染具有重要意義。【前人研究進展】秸稈還田具有提高土壤有機質含量、改善土壤物理性狀、增加土壤微生物等多種作用[3]。關于秸稈還田對作物病害發(fā)生影響的方面，研究發(fā)現秸稈可以增加病原積累，增強連做障礙[4-5]；但是還田秸稈腐解液可以對病原菌產生化感作用抑制下茬作物病害的發(fā)生[6-8]?！颈狙芯壳腥朦c】為了明確稻麥秸稈分別及共同還田對稻麥一年兩熟耕作田小麥紋枯病發(fā)生的影響，本研究對江蘇地區(qū)小麥紋枯病的發(fā)生進行了調查。【擬解決的關鍵問題】為秸稈資源的合理有效利用提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

1.1.1 水稻秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生規(guī)律的影響 試驗于2013-2014年在江蘇省徐州市銅山區(qū)進行，水稻秸稈全量還田，分為覆蓋還田、旋耕還田和不還田(CK)3個處理。小麥紋枯病發(fā)病情況調查采用系統(tǒng)調查方式，調查方法參照《NY/T 614-2002小麥紋枯病測報調查規(guī)范》。具體方法為：從小麥返青后開始調查，10 d調查1次，直到完熟期。每處理田塊對角線5點取樣，每點20株。

1.1.2 江蘇省不同維度地區(qū)水稻秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響 試驗于2012-2014年分別在江蘇省徐州市銅山區(qū)(蘇北)、泰州市姜堰區(qū)(蘇中)和蘇州市相城區(qū)(蘇南)進行。水稻秸稈全量還田，分為覆蓋還田、旋耕還田和不還田(CK)3種。采用大田普查方式于小麥揚花期和完熟期調查，每年調查小麥生育期大致相同。調查方法參照《NY/T 614-2002小麥紋枯病測報調查規(guī)范》。

1.1.3 稻麥秸稈長期連續(xù)還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響 調查時間為2014-2015年，地點位于江蘇太湖地區(qū)農業(yè)科學研究所試驗田。調查田塊于2007年稻季開始連續(xù)進行稻麥秸稈定位還田研究，至2014-2015年麥季水稻秸稈連續(xù)還田8年、小麥秸稈連續(xù)還田7年。本試驗調查的還田處理分為秸稈不還田(“稻秸-麥秸-”)、稻麥秸稈全還田(“稻秸+麥秸+”)、水稻秸稈還田小麥秸稈不還田(“稻秸+麥秸-”)和水稻秸稈不還田小麥秸稈還田(“稻秸-麥秸+”)4種。調查方式同1.1.2。

小麥紋枯病病株嚴重程度按照以下分級標準：

0級：(無病)健株;1級：葉鞘發(fā)病2級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的1/4以下;3級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的1/4～1/2;4級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的1/2～3/4;5級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的3/4以上，但植株未枯死;6級：病株提早枯死，呈枯孕穗或枯白穗。

病情指數和病株率采用下式計算:

式中：A為病情指數；B為病株率；Ni為各病級病株數；i為各病級值；M為調查總株數。

1.2 數據處理

利用Excel進行試驗數據的處理、圖表繪制和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 水稻秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生規(guī)律的影響

從2014年江蘇省徐州市銅山區(qū)小麥紋枯病發(fā)病規(guī)律調查結果(圖1)可以看出，水稻秸稈全量還田可以使小麥紋枯病提前發(fā)生，且其影響效果與水稻秸稈還田方式有關。3種處理方式中，以水稻秸稈覆蓋還田處理區(qū)的小麥紋枯病發(fā)病最早，旋耕還田處理區(qū)次之，分別比不還田處理(CK)區(qū)提前20和10 d。從4月22日開始，各處理區(qū)小麥紋枯病均普遍發(fā)生，病株率和病情指數急劇上升。除5月12日的調查結果外，從4月22日起的各次調查中，小麥紋枯病病株率和病情指數均以不還田處理(CK)區(qū)最高，病株率在5月22日的調查中即達到100 %；與旋耕還田處理區(qū)相比，覆蓋還田處理區(qū)的小麥紋枯病在5月12日之前發(fā)展較為緩慢，而在之后的調查中其小麥紋枯病病株率和病情指數均高于旋耕還田處理區(qū)。

圖1 不同水稻秸稈還田方式處理對小麥紋枯病發(fā)病率和病情指數的影響Fig.1 Effects of different rice straw returning methods on the disease incidence and disease index of wheat sharp eyespot

時期Stage處理Treatment病情指數(%)Diseaseindex病株率(%)Diseasedplantrate徐州Xuzhou泰州Taizhou蘇州Suzhou徐州Xuzhou泰州Taizhou蘇州Suzhou2013年揚花期Floweringstage不還田5.33aA14.80bA14.51aA32.00aA62.28bAB54.00aA覆蓋還田5.00abA26.81aB6.52bAB30.00abA82.75aA34.86abA旋耕還田1.83bA9.69bB4.03bB11.00bA43.49cB20.31bA2013年完熟期Fullripestage不還田42.65aA74.68aA52.81aA100.00aA100.00aA89.36aA覆蓋還田41.29aA67.96aA51.56aA99.09aA100.00aA88.00aA旋耕還田35.05aA56.62aA42.16aA95.62aA100.00aA80.93aA2014年揚花期Floweringstage不還田8.67aA18.14aA30.15aA47.94aA49.12aA74.68aA覆蓋還田9.07aA14.91aA11.77bB43.79aA47.37aA48.78aA旋耕還田7.27aA15.69aA17.14bAB35.56aA51.92aA63.93aA2014年完熟期Fullripestage不還田47.13aA47.62aA53.04aA100.00aA91.53aA100.00aA覆蓋還田41.33abA29.45bAB52.77aA98.81aA77.87aA100.00aA旋耕還田36.36bA15.84bB49.59aA92.16aA72.09aA100.00aA

注：數據后同列小寫和大寫字母分別表示差異達0.05和0.01水顯著平，表2同。

Note: Different small and capital letters in same column within a treatment mean difference significant at 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same as table 2.

2.2 江蘇省不同緯度地區(qū)水稻秸稈全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響

從2013和2014年江蘇省不同緯度地區(qū)(蘇北、蘇中和蘇南)小麥紋枯病調查結果(表1)可以看出，83.33 %的數據表明小麥紋枯病病情指數以水稻秸稈不還田處理區(qū)為最高，旋耕還田處理區(qū)最低；100 %的收獲期小麥紋枯病病情指數結果表現為水稻秸稈不還田處理區(qū)最高，覆蓋還田處理區(qū)次之，旋耕還田處理區(qū)最低。另外，75 %以上的小麥紋枯病病株率調查結果也表現為水稻秸稈不還田處理區(qū)最高，覆蓋還田處理區(qū)次之，旋耕還田處理區(qū)最低。因此，通過對江蘇省不同緯度地區(qū)(蘇北、蘇中和蘇南)水稻秸稈全量還田處理區(qū)小麥紋枯病的調查，發(fā)現水稻秸稈全量還田可以抑制小麥紋枯病的發(fā)生，并且水稻秸稈旋耕還田處理抑制效果優(yōu)于覆蓋還田處理。

2.3 稻麥秸稈長期連續(xù)還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響

通過對小麥和水稻秸稈長期連續(xù)還田區(qū)小麥紋枯病的調查比較(表2)可以看出，在該試驗區(qū)連續(xù)2年的調查結果表現一致。4種秸稈還田處理中，小麥秸稈還田處理(“稻秸-麥秸+”和“稻秸+麥秸+”)區(qū)小麥紋枯病病情指數和發(fā)病率在揚花期和完熟期均高于小麥秸稈不還田處理(“稻秸-麥秸-”和“稻秸+麥秸-”)。除2014年揚花期病株率調查結果外，小麥秸稈還田處理(“稻秸-麥秸+”和“稻秸+麥秸+”)區(qū)中，水稻秸稈還田處理(“稻秸+麥秸+”)區(qū)小麥紋枯病病情指數和發(fā)病率在揚花期和完熟期均低于水稻秸稈不還田處理(“稻秸-麥秸+”)區(qū)；在小麥秸稈不還田處理(“稻秸-麥秸-”和“稻秸+麥秸-”)中也表現為同樣的趨勢。通過以上比較可以看出，小麥秸稈長期連續(xù)還田可以促進小麥紋枯病的發(fā)生，而水稻秸稈長期連續(xù)還田可以抑制小麥紋枯病的發(fā)生；水稻秸稈還田對小麥紋枯病發(fā)生的抑制效果低于小麥秸稈的促進效果，稻麥秸稈均還田情況下小麥紋枯病的發(fā)生呈加重趨勢。

3 討 論

水稻和小麥是我國兩大主要糧食作物，其播種面積和總產量占全國糧食總產的60 %以上[9-10]。稻麥一年兩熟種植方式是我國作物的主要種植體系，目前稻麥一年兩熟種植面積達530多萬公頃，且隨著農村勞動力的轉移和種植業(yè)結構的變化，這種種植制度還將擴大[11-12]。

蘇偉等研究表明，稻草覆蓋對土壤溫濕度有明顯的調節(jié)作用，土壤溫度日變化趨于緩和，主要表現為提升低溫、降低高溫，土壤含水率明顯提高，且隨覆蓋量增加稻草的保溫保水效果更為明顯[13]。王裕中等調查發(fā)現，春季小麥紋枯病的病害發(fā)生程度與溫度呈顯著正相關[14]。本研究調查結果表明，水稻秸稈全量還田可以促使小麥紋枯病提前發(fā)生，覆蓋還田處理區(qū)和旋耕還田處理區(qū)小麥紋枯病發(fā)病分別比不還田處理區(qū)提前20和10 d。

表2 稻麥秸稈長期連續(xù)還田對小麥紋枯病發(fā)生的影響

另外，據報道小麥紋枯病病原主要是小麥紋枯菌 (禾谷絲核菌RhizoctoniacerealisVander Hoever)，其次是水稻紋枯菌 (立枯絲核菌R.solaniKǜhn)[15]。稻麥一年兩熟種植制度下，稻麥秸稈還田增加了病殘體上病菌在田間的積累，給紋枯病等多種有害生物的滋生提供了有利的繁殖場所，勢必加重紋枯病的發(fā)生[16]。前人調查結果表明，水稻秸稈覆蓋可以控制小麥紋枯病的發(fā)生[17-18]。本研究調查也發(fā)現，稻麥一年兩熟種植制度下水稻秸稈全量還田可以抑制小麥紋枯病的發(fā)生，并且旋耕還田處理抑制效果優(yōu)于覆蓋還田處理；而小麥秸稈長期全量還田會顯著促進小麥紋枯病的發(fā)生。以上現象的發(fā)生可能與稻麥紋枯病菌致病性的異同[19-20]、秸稈腐解產物的化感作用[21]以及還田方式對秸稈腐解進程的影響[22]等因素息息相關。

4 結 論

水稻秸稈全量還田可以促使小麥紋枯病在早春提早發(fā)生，秸稈覆蓋還田處理區(qū)和旋耕還田處理區(qū)小麥紋枯病發(fā)病分別比不還田處理區(qū)提前20和10 d；但隨著氣溫逐漸升高，則會抑制小麥紋枯病的發(fā)生，并且旋耕還田處理抑制效果優(yōu)于覆蓋還田處理。而小麥秸稈全量還田則可以顯著促進小麥紋枯病的發(fā)生。另外，水稻秸稈長期全量還田對小麥紋枯病發(fā)生的抑制效果低于小麥秸稈的促進效果，稻麥秸稈均長期全量還田情況下小麥紋枯病的發(fā)生呈加重趨勢。因此，稻麥秸稈全量還田情況下，要加強小麥紋枯病的控制措施。

致謝：感謝江蘇太湖地區(qū)農業(yè)科學研究所沈明星研究員為本調查提供秸稈長期定位還田試驗田。感謝江蘇太湖地區(qū)農業(yè)科學研究所陸長嬰、王海侯副研究員為本研究蘇南調查提供幫助。感謝泰州市姜堰區(qū)農業(yè)技術推廣中心劉俊、李亞偉、黃奇等同志為本研究蘇中地區(qū)調查提供幫助。感謝江蘇省農業(yè)科學研究院農業(yè)資源與環(huán)境研究所楊四軍研究員及其團隊成員顧克軍、張斯梅、張傳輝、石祖梁副研究員為本研究蘇北調查提供幫助。

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EffectsofTotalWheatandRiceStrawReturnonOccurrenceofWheatSharpEyespot

ZHAO Yong-qiang, XU Zhen, ZHANG Cheng-ling, YANG Dong-jing, SUN Hou-jun, XIE Yi-ping*

(Xuzhou Sweetpotato Research Center, Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Sweetpotato, Ministry of Agriculture, Jiangsu Xuzhou 21121, China)

【Objective】The present study was conducted to clarify the effect of total wheat and rice straw return on occurrence of wheat sharp eyespot. 【Method】The effect of total rice and wheat straw return on the occurrence of wheat sharp eyespot in Jiangsu province were investigated. 【Result】No-tillage with rice straw return and rotary tillage with rice straw return could delay the occurrence of wheat sharp eyespot 20 and 10 days, respectively, compared with rotary tillage with no rice straw return. The total rice straw return can suppress the occurrence of wheat sharp eyespot, and rotary tillage with rice straw return had better inhibitory effect than no-tillage with rice straw mulching, and the long-term total wheat straw return could significantly promote the occurrence of wheat sharp eyespot. In addition, the effect of rice straw return on wheat sharp eyespot occurrence was lower than that of wheat straw, and the occurrence of wheat sharp eyespot in the field of rice and wheat straw return was increasing trend.【Conclusion】Wheat disease control measures in rice and wheat straw returning field should be strengthened.

Rice and wheat straw; Total straw return; Wheat sharp eyespot

1001-4829(2017)5-1063-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.013

2016-06-21

江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新基金項目[CX(12)1002]

趙永強(1986-)，男，山東濰坊人，助理研究員，碩士，主要從事植物病理學研究，Tel：0516-82028006，E-mail:zhaoyq86@126.com,*為通訊作者：謝逸萍(1962-)，女，廣東羅定人，研究員，主要從事甘薯抗病育種和病蟲害防控研究，Tel：0516-82028006，E-mail:xieyiping6216@163.com。

S435.12

A

(責任編輯 李山云)