張少華 盛子耀 高超男 韓燕來(lái) 楊曉杰 原國(guó)輝 李為爭(zhēng)
摘要 系統(tǒng)調(diào)查了微蜜、木醋液、黃腐酸鉀、秸稈腐熟劑、松土促根劑、耕地方式、牛糞、生物炭等處理的夏玉米田地上部分病蟲(chóng)害的發(fā)生狀況。結(jié)果表明,玉米6~9葉期葉面噴施微蜜會(huì)加重亞洲玉米螟的為害,BYM秸稈腐熟劑、Agri-star松土促根劑或者二者的混合處理能抑制玉米銹病的發(fā)生,凡是含有Agri-star松土促根劑的處理還能抑制玉米紋枯病的發(fā)生。BYM秸稈腐熟劑的應(yīng)用會(huì)顯著加重玉米小斑病的發(fā)生,而Agri-star松土促根劑能夠拮抗這種負(fù)面作用。耕作方式(深耕、旋耕)、有機(jī)替代措施(不替代、替代牛糞、替代生物炭)對(duì)玉米田地上部分的病蟲(chóng)害均無(wú)顯著影響。因此,微蜜噴施后的玉米田必須加強(qiáng)亞洲玉米螟的測(cè)報(bào)和防治;生產(chǎn)實(shí)踐中可以結(jié)合使用松土促根劑和BYM秸稈腐熟劑,以便在改善土壤結(jié)構(gòu)的同時(shí)兼顧病蟲(chóng)害防治方面的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 化學(xué)疏松;松土促根劑;秸稈腐熟劑;深耕;旋耕;有機(jī)替代;功能性肥料
中圖分類(lèi)號(hào) S 435.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611(2020)23-0179-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.045
Effect of Different Fertilizations and Soil-loosening Methods on the Occurrences of Main Diseases and Pest Insects of Summer Maize
ZHANG Shao-hua, SHENG Zi-yao, GAO Chao-nan et al
(1. College of Plant Protection, Henan Agricultural University, Zhengzhou,Henan? 450002;2. College of Resources and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou,Henan 450002)
Abstract The paper investigated the occurrences of the above-ground diseases and pest insects in summer maize fields treated with Weimi (carbon absorbing polyglutamic acid organic water soluble fertilizer), wood vinegar, potassium flatate, straw decomposition agent, soil root promoter, tillages, cow manure, and biochar. Spraying with Weimi at 6-9 leaf stage on maize leaves could aggravate the damage of Ostriniafurnacalis. BYM straw decomposition agent, Agri-star soil root promoter as well as their binary blend could inhibit the occurrence of maize rust. The treatments contained Agri-star soil root promoter could also inhibit the occurrence of maize sheath disease. BYM straw decomposition agent could aggravate the occurrence of Southern maize leaf blight, but Agri-star soil root promoter could antagonize this negative effect. Different tillage methods (deep tillage and rotary tillage) and partial organic substitutions (none, cow manure substitution, and biochar substitution) did not significantly affect the occurrences of any diseases or pest insects in maize fields. In summary, population monitoring and control of O. furnacalis should be highlighted in the maize fields sprayed with Weimi, and the combination of BYM straw decomposition agent and Agri-star soil root promoter is recommended in practice in order to optimize the structure of soil in parallel with controlling maize diseases and pest insects.
Key words Chemical soil-loosening;Soil root promoter;Straw decomposition agent;Deep tillage;Rotary tillage;Partial organic substitution;Functional fertilizer
目前,新型多功能肥料、少免耕技術(shù)和土壤耕層化學(xué)疏松技術(shù)不斷引入玉米生產(chǎn)技術(shù)體系,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。如微蜜(炭吸附聚谷氨酸有機(jī)水溶肥)噴施于6~9葉期夏玉米,能提高肥料利用率,增強(qiáng)玉米抗逆能力[1-4]。木醋液具有調(diào)節(jié)玉米生長(zhǎng)、提高肥料利用率、改良土壤、抑制病原物繁殖等功能[5-9]。黃腐酸鹽可作為理想的葉面噴施肥、沖施肥或滴灌用肥[10],在夏玉米拔節(jié)期葉面噴施黃腐酸鋅溶液,或大喇叭口期穴施黃腐酸鉀和尿素的混合肥,能顯著促進(jìn)玉米增產(chǎn)[11]。秸稈腐熟劑中含有大量酵母菌、霉菌、細(xì)菌和芽孢桿菌等,能快速將纖維素、半纖維素、木質(zhì)素分解成作物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素[12-17]。松土促根劑能很好地解決旋耕后表層土壤過(guò)于疏松、犁底層上升、保墑保肥性差等問(wèn)題[18-20]。
這些新型施肥和耕作技術(shù),或通過(guò)調(diào)控作物田地上部分和地下部分的生態(tài)環(huán)境,或通過(guò)調(diào)控農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況,可能會(huì)造成關(guān)鍵病蟲(chóng)害發(fā)生狀況的變化,這是上述新型技術(shù)推廣應(yīng)用必須兼顧的。然而,目前因?qū)W科之間缺乏相互交叉與融合,這方面信息比較匱乏。秸稈腐熟劑的施用對(duì)某些農(nóng)作物病害有抑制作用[21-22],楊沫[23]研究發(fā)現(xiàn)秸稈還田后連作,有加重病蟲(chóng)害發(fā)生的趨勢(shì),如北方麥秸還田后春小麥根腐病加重,南方則全蝕病加重。但各種病蟲(chóng)害適生環(huán)境存在較大差異,需要系統(tǒng)調(diào)查這些新型技術(shù)施用于某種作物之后對(duì)產(chǎn)量影響最為關(guān)鍵的病蟲(chóng)害種群數(shù)量的變化。
為此,筆者調(diào)查了微蜜、木醋液、黃腐酸鉀、秸稈腐熟劑、松土促根劑、不同耕作方式、不同有機(jī)替代方式對(duì)玉米田關(guān)鍵病蟲(chóng)害發(fā)生量的影響,旨在為這些新型技術(shù)的推廣應(yīng)用提供更全面的信息。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
供試玉米品種為迪卡653,由河南省金馬種業(yè)有限公司提供。供試微蜜購(gòu)買(mǎi)于河南遠(yuǎn)東生物工程有限公司,聚谷氨酸含量≥10 g/L,有機(jī)質(zhì)含量≥80 g/L。供試木醋液為河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院自制,由稻殼粉經(jīng)無(wú)氧炭化,煙氣冷凝并除去木焦油,收集所剩液體餾分即得供試木醋液,主要化學(xué)成分為乙酸、苯酚等[7]。黃腐酸鉀粉劑購(gòu)買(mǎi)于山東創(chuàng)新腐殖酸科技股份有限公司。供試有機(jī)碳在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi),有機(jī)質(zhì)含量459.9 g/kg、全氮含量18.5 g/kg、全磷含量8.5 g/kg、全鉀含量16.6 g/kg。Agri-star松土促根劑購(gòu)買(mǎi)于河南省火車(chē)頭農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司(總活性物質(zhì)≥1%,Zn+Mn+Fe≥5%,水不溶物≤5%,水分≤6%)。供試BYM秸稈腐熟劑購(gòu)買(mǎi)于三門(mén)峽龍飛生物工程有限公司,有效活菌數(shù)≥0.5 億/g。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)于2019年在河南省駐馬店市西平縣二郎鄉(xiāng)張堯村河南農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地進(jìn)行。該區(qū)域常年實(shí)行麥玉周年輪作制度,冬小麥播前旋耕、夏玉米免耕是傳統(tǒng)耕作方式。供試土壤屬于砂姜黑土。
1.2.1 噴施功能性肥料對(duì)玉米田關(guān)鍵病蟲(chóng)害發(fā)生的影響。共設(shè)置4個(gè)處理:①?lài)娛┪⒚?②噴施黃腐酸鉀液態(tài)肥;③噴施木醋液;④對(duì)照。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)小區(qū)。在玉米6~9葉期噴施,黃腐酸鉀粉劑和木醋液的施用量均為225 g/hm2,微蜜為3.75 kg/hm2,均按450 kg/hm2液肥的用量混成溶液后噴施?;A(chǔ)施肥量均為30-5-5的復(fù)合肥750 kg/hm2。于孕穗期調(diào)查病蟲(chóng)害發(fā)生情況,每小區(qū)取樣30株,共調(diào)查360株。
1.2.2 耕層疏松化學(xué)技術(shù)對(duì)玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生的影響。共設(shè)置4個(gè)處理:①施用Agri-star松土促根劑;②施用BYM秸稈腐熟劑;③施用Agri-star松土促根劑和BYM秸稈腐熟劑的混劑;④對(duì)照。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)小區(qū)。其中,Agri-star松土促根劑處理的用量為15 kg/hm2,BYM秸稈腐熟劑的用量為30 kg/hm2,二者混合處理(即處理③)則是施用15 kg/hm2的Agri-star松土促根劑和30 kg/hm2的BYM秸稈腐熟劑。將上述處理與適量細(xì)砂土混勻之后,撒在粉碎后的小麥秸稈上,然后用翻轉(zhuǎn)犁翻埋入土30 cm。于孕穗期調(diào)查病蟲(chóng)害發(fā)生情況,每小區(qū)取樣30株,共調(diào)查了360株玉米。
1.2.3 耕作方式與有機(jī)替代對(duì)玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生的交互影響。共設(shè)置6個(gè)處理,分別是深耕、深耕+牛糞、深耕+生物炭、旋耕、旋耕+牛糞、旋耕+生物炭,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)小區(qū)。其中深耕處理的耕層深度為30 cm,使用河南商丘黃達(dá)農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司的懸掛液壓翻轉(zhuǎn)犁進(jìn)行;旋耕處理的耕層深度為10~15 cm,使用1GQNGK-230高箱框架旋耕機(jī)進(jìn)行。每小區(qū)面積為4×20 m2,各個(gè)小區(qū)的基礎(chǔ)化肥施用水平一致,均為28-6-6的復(fù)合肥3.24 kg。涉及有機(jī)肥(牛糞)的小區(qū),每個(gè)小區(qū)施用完全腐熟處理的牛糞54 kg干重;涉及生物炭處理的小區(qū),每個(gè)小區(qū)施用量為27 kg干重。于孕穗期調(diào)查病蟲(chóng)害發(fā)生情況,每小區(qū)取樣30株,共調(diào)查了540株玉米。
1.3 數(shù)據(jù)分析
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí),每種害蟲(chóng)或病害作為一個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)。施肥處理對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生的影響以及耕層疏松化學(xué)技術(shù)對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生的影響,均采用單因素方差分析,對(duì)于方差分析判斷為顯著的試驗(yàn)指標(biāo),采用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。采用二因素方差分析比較耕作方式主效應(yīng)(深耕、旋耕)、有機(jī)替代(化肥、牛糞、生物炭)主效應(yīng)及二者交互對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生的影響,對(duì)于方差分析判斷為顯著的試驗(yàn)指標(biāo),仍用Duncan氏多重比較。所有統(tǒng)計(jì)分析在SPSS 19.0上進(jìn)行,顯著性水平均確定為α=0.05。
2 結(jié)果與分析
2.1 施肥對(duì)玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生的影響
單因素方差分析結(jié)果表明,噴施不同功能性肥料種類(lèi)對(duì)夏玉米田亞洲玉米螟(F3,16=4.75,P=0.014 9)發(fā)生量有顯著影響。調(diào)查到的病蟲(chóng)害種類(lèi)還有棉鈴蟲(chóng)、桃蛀螟、玉米銹病、玉米褐斑病、玉米小斑病和玉米紋枯病,但均不會(huì)受功能性肥料種類(lèi)的顯著影響。
不同施肥技術(shù)對(duì)玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生影響的Duncan氏多重比較結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出,施用微蜜的田塊亞洲玉米螟發(fā)生最重((12.80±3.06)頭/30株),顯著高于黃腐酸鉀處理[(2.20±1.36)頭/30株]和木醋液處理[(3.20±2.18)頭/30株]。對(duì)照田亞洲玉米螟發(fā)生量居中,且與其他3種處理之間差異均不顯著。
2.2 土壤化學(xué)疏松技術(shù)對(duì)玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生的影響
單因素方差分析結(jié)果表明,不同耕層化學(xué)疏松技術(shù)對(duì)玉米田的玉米銹病、玉米小斑病、玉米紋枯病發(fā)病率有顯著影響(玉米銹?。篎3,16=5.41,P=0.009 2;玉米小斑?。篎3,16=9.11,P=0.000 9;玉米紋枯?。篎3,16=4.79,P=0.014 4)。4種處理的玉米田調(diào)查到的其他病蟲(chóng)害種類(lèi)還有棉鈴蟲(chóng)(F3,16=0.73,P=0.551 1)、玉米螟(F3,16=1.96,P=0.161 2)、桃蛀螟(F3,16=2.05,P=0.147 5)、草地貪夜蛾(F3,16=0.67,P=0.584 7)、褐斑?。‵3,16=1.29,P=0.313 2)、瘤黑粉?。‵3,16=0.67,P=0.584 7)等,但均不會(huì)受到耕層化學(xué)疏松技術(shù)的顯著影響。
Duncan氏多重比較結(jié)果(表2)表明,3種耕層化學(xué)疏松技術(shù)的玉米田銹病發(fā)病率和對(duì)照玉米田相比均顯著下降。對(duì)照田銹病發(fā)生率接近1/3,而3類(lèi)耕層疏松處理的田塊平均發(fā)病率只有1/30左右。但BYM秸稈腐熟劑和對(duì)照相比能顯著加重玉米小斑病的發(fā)病率,松土促根劑以及松土促根劑+ BYM秸稈腐熟劑的混合處理小斑病病株也接近于0,說(shuō)明BYM秸稈腐熟劑直接或間接造成了小斑病的加重,且松土促根劑能夠拮抗前者的這種負(fù)面作用。就紋枯病的發(fā)生而言,含有松土促根劑的2個(gè)處理發(fā)病率顯著比對(duì)照低,而B(niǎo)YM秸稈腐熟劑處理田的紋枯病發(fā)病率和對(duì)照相當(dāng)。綜合來(lái)看,松土促根劑單獨(dú)使用或者與BYM秸稈腐熟劑混用,病蟲(chóng)害總體發(fā)生最輕。
2.3 耕作方式與化肥有機(jī)替代對(duì)夏玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生的交互影響
不同耕作方式和有機(jī)替代對(duì)夏玉米田病蟲(chóng)害發(fā)生的影響見(jiàn)表3。方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),耕作方式、有機(jī)替代措施以及二者交互作用均不影響玉米田穗部被蛀率、莖稈被蛀率、棉鈴蟲(chóng)數(shù)量等指標(biāo)(耕作方式對(duì)棉鈴蟲(chóng)數(shù)量:F1,10=1.96,P=0.192 0;耕作方式對(duì)穗部被蛀率:F1,10=2.62,P=0.136 7;耕作方式對(duì)莖稈被蛀率:F1,10=0.20,P=0.661 1。有機(jī)替代對(duì)棉鈴蟲(chóng)數(shù)量:F1,10≈0,P=0.997 3;有機(jī)替代對(duì)穗部被蛀率:F1,10=2.61,P=0.122 2;有機(jī)替代對(duì)莖稈被蛀率:F1,10=1.02,P=0.394 6。交互作用對(duì)棉鈴蟲(chóng)數(shù)量:F1,10=1.46,P=0.277 4;交互作用對(duì)穗部被蛀率:F1,10=0.66,P=0.535 9;交互作用對(duì)莖稈被蛀率:F1,10=1.51,P=0.268 2)。玉米褐斑病、黏蟲(chóng)和玉米瘤黑粉病為零星發(fā)生。
3 結(jié)論與討論
該研究發(fā)現(xiàn),微蜜噴施會(huì)加重夏玉米田亞洲玉米螟的發(fā)生,推測(cè)可能有2種機(jī)制:一是亞洲玉米螟雌成蟲(chóng)偏好微蜜本身的味覺(jué),二是微蜜調(diào)控了玉米植株的生長(zhǎng)發(fā)育狀況或者營(yíng)養(yǎng)成分含量,增強(qiáng)了這些玉米植株對(duì)亞洲玉米螟雌成蟲(chóng)的產(chǎn)卵吸引力。據(jù)報(bào)道,歐洲玉米螟偏好產(chǎn)卵的玉米品種一般具有2個(gè)特征,或者是通過(guò)遠(yuǎn)距離起作用的化學(xué)氣味(如苯乙醛和大分子烷烴),或者是在降落之后起作用的可溶性糖分[24]。歐洲玉米螟(Ostrinianubilalis)雌成蟲(chóng)偏好在法尼烯處理的基質(zhì)上產(chǎn)卵[25]。歐洲玉米螟雌蛾對(duì)于壬醛與葵醛比例為 1∶2.4 的混合物有一定的趨性[26]。目前從植物中鑒定出的亞洲玉米螟產(chǎn)卵信息物質(zhì)很少,僅張文璐等[27]從葎草中鑒定出了芳樟醇、α-葎草烯、檜烯、月桂烯、2-正戊基呋喃、壬醛、α-法呢烯、反式-羅勒烯和苯甲醛 9 種電生理活性成分。未來(lái)需要研究聚谷氨酸類(lèi)物質(zhì)對(duì)亞洲玉米螟的產(chǎn)卵刺激作用,以及微蜜調(diào)控的玉米植株和對(duì)照玉米植株釋放出的信息化合物成分的差異。
秸稈腐熟劑、松土促根劑以及二者混合物處理的玉米田,玉米銹病發(fā)生率均顯著下降;另外,含有松土促根劑的處理玉米紋枯病發(fā)病率也顯著降低。這可能是由于這些物質(zhì)能夠加速秸稈的腐熟造成的,因?yàn)橛衩卒P病初侵染源即是攜帶病原物的植物秸稈或酢漿草。然而,這些化學(xué)疏松技術(shù)對(duì)于玉米田各類(lèi)病害并非全部是抑制作用。該研究發(fā)現(xiàn),BYM秸稈腐熟劑能顯著加重玉米小斑病的發(fā)生,而松土促根劑能夠拮抗這種負(fù)面作用。這可能是由于秸稈腐熟劑改變了土壤濕度,或者是其含有的大量微生物能夠促進(jìn)玉米小斑病菌的寄生。目前尚不清楚松土促根劑的化學(xué)成分,未來(lái)需要弄清其抑制玉米銹病和玉米紋枯病發(fā)病的機(jī)制。
耕作方式和有機(jī)替代措施對(duì)玉米地上部分病蟲(chóng)害發(fā)生基本無(wú)影響。但旋耕、深耕方式耕作層的深度及疏松程度可能與地下害蟲(chóng)如小地老虎、蠐螬的發(fā)生更加密切,未來(lái)需要進(jìn)一步調(diào)查地下害蟲(chóng)與耕作方式之間的關(guān)系。
該研究發(fā)現(xiàn)的大致規(guī)律是,葉片噴施功能性肥料主要影響蟲(chóng)害(主要是亞洲玉米螟)的發(fā)生,耕層化學(xué)疏松技術(shù)則主要影響病害的發(fā)生,耕作方式和有機(jī)替代措施則與玉米田地上部分病蟲(chóng)害發(fā)生的關(guān)系不大。生產(chǎn)實(shí)踐中可以結(jié)合使用松土促根劑和BYM秸稈腐熟劑,以便在改善土壤結(jié)構(gòu)的同時(shí)兼顧病蟲(chóng)害防治方面的問(wèn)題。微蜜噴施后的玉米田,必須加強(qiáng)后期蛀穗害蟲(chóng)的測(cè)報(bào)和防治工作。
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基金項(xiàng)目 國(guó)家糧食豐產(chǎn)增效科技創(chuàng)新重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)“河南多熱少雨區(qū)小麥-玉米周年集約化豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范”(2018YFD0300706)。
作者簡(jiǎn)介 張少華(1997—),男,河南新鄉(xiāng)人,碩士研究生,研究方向:資源利用與植物保護(hù)。*通信作者,副教授,博士,碩士生導(dǎo)師,從事昆蟲(chóng)化學(xué)生態(tài)學(xué)研究。
收稿日期 2020-02-14