董懷玉 董 智 劉可杰 王麗娟 劉培斌 侯志研

（1遼寧省農業(yè)科學院植物保護研究所，110161，遼寧沈陽；2遼寧省農業(yè)科學院耕作栽培研究所，110161，遼寧沈陽）

玉米是遼寧省第一大糧食作物，年種植面積超過200萬hm2，平均單產(chǎn)達6 000～6 750kg/hm2，總產(chǎn)量超1 350萬t，種植面積和總產(chǎn)量分別占全省糧食生產(chǎn)的50%和65%以上[1-2]，2019年建平縣黑水鎮(zhèn)玉米單產(chǎn)達到20 209.50kg/hm2，創(chuàng)我國春玉米單產(chǎn)最高紀錄。玉米收獲后，秸稈就地焚燒，既浪費資源，又對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。近年來，隨著玉米產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及機械化水平的提高，東北春玉米產(chǎn)區(qū)玉米機械化收獲已成為非常普遍的方式，而收獲后玉米秸稈還田成為解決玉米秸稈焚燒、提高土壤有機質的主要途徑，也是改善農田生態(tài)環(huán)境，發(fā)展持續(xù)農業(yè)、旱作農業(yè)的重大措施[3-5]。與秸稈還田相伴隨的農田生態(tài)環(huán)境變化、田間病蟲害發(fā)生程度及規(guī)律成為當前需要持續(xù)關注的問題。由于秸稈中帶有多種病原菌及害蟲蟲卵、幼蟲，故秸稈還田量過大或操作不符合當?shù)貧夂颦h(huán)境條件，會帶來很多負面影響，尤其秸稈直接還田或連年秸稈還田，存在著病蟲害加重和作物減產(chǎn)的風險[6-9]。為了探討秸稈還田對玉米主要病害的影響，2017-2019年針對遼寧省當前玉米生產(chǎn)中應用的不同秸稈還田模式對玉米主要病害發(fā)生為害的影響開展了調查研究，以期為遼寧春玉米區(qū)選擇適宜的秸稈還田模式和玉米秸稈還田條件下病害的綜合防控提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

于2017-2019年在遼寧省農業(yè)科學院耕作栽培研究所桃李試驗基地（阜蒙縣阜新鎮(zhèn)桃李村）和遼寧省農業(yè)科學院玉米研究所沈北試驗基地（沈陽市沈北新區(qū)小洋河村）實施不同秸稈還田模式試驗，以當?shù)貍鹘y(tǒng)不還田栽培模式為對照。秸稈粉碎田外堆置腐解深翻還田對玉米莖腐病發(fā)生影響的試驗處理區(qū)為10行區(qū)，面積≥50m2；其他試驗處理區(qū)均為大區(qū)種植，面積≥300m2。田間管理同當?shù)卮筇锷a(chǎn)，前茬作物均為玉米，參試品種為雙樂68和遼單575。

1.2 秸稈還田及耕作模式

采用的秸稈還田模式有粉碎覆蓋還田（SCR）、粉碎深翻還田（SDPR）、粉碎松耙混拌還田（SHMR）、高留茬秸稈還田（HSR）和粉碎腐解深翻還田（SDDPR）（表1），以秸稈不還田為對照（CK）；耕作栽培模式有免耕（NT）、深翻平作（DPFP）和旋耕平作（FP），均為機械作業(yè)，播種時同步一次性施入底肥。

表1 不同秸稈還田方式的處理方法Table 1 Straw treatment methods of different straw return modes

1.3 調查方法

根據(jù)遼寧省玉米主產(chǎn)區(qū)病害發(fā)生為害程度及分布情況，選擇玉米生長后期發(fā)生的大斑病、莖腐病和穗腐病為調查對象。調查時間均為9月中下旬玉米蠟熟期或蠟熟末期。

1.3.1 大斑病調查 每處理分別在田間均勻選擇5點，每點調查50株以上，記錄穗位葉發(fā)病級別，計算平均病級和病情指數(shù)[10-11]。

1.3.2 莖腐病調查 隨機選取各處理區(qū)中間相鄰4行×10m（延長）×3點，逐株剝開近地面玉米葉片，著重調查莖基部節(jié)位，莖節(jié)或節(jié)間變褐色或黑褐色，用手指捏近地表莖節(jié)感到變軟，或剖開髓部可見髓部空松，顏色變深，即為發(fā)病株。記錄總株數(shù)和發(fā)病株數(shù)，計算發(fā)病率[11]。

1.3.3 穗腐病調查 調查樣本同莖腐病。逐株剝去果穗苞葉，調查果穗發(fā)病面積，記錄總穗數(shù)、發(fā)病穗數(shù)及其發(fā)病級別，計算平均級別、病情指數(shù)和發(fā)病率[11]。

2 結果與分析

2.1 不同秸稈還田方式對大斑病的影響

由表2可知，2017-2018年阜蒙縣試驗點實施的3種秸稈還田模式中，SCR+NT和SDPR+FP處理的玉米大斑病病情指數(shù)分別為19.48和19.40，分別較CK+FP對照模式（13.96）增加了39.54%和38.97%。2018-2019年沈北試驗點實施的3種秸稈還田模式的玉米大斑病病情指數(shù)均高于CK+FP模式的大斑病病情指數(shù)（46.43），其中SCR+NT和SHMR+NT模式的大斑病病情指數(shù)偏高，分別為55.56和54.25，分別較CK+FP模式增加19.66%和16.84%，而SDPR+FP模式的大斑病病情指數(shù)為47.08，與對照模式的病情指數(shù)差異不大，僅增加了1.40%。

表2 不同秸稈還田模式對玉米葉部病害發(fā)生為害的影響Table 2 Effects of different straw returning modes on the occurrence of maize leaf diseases

另外從2018-2019年沈北試驗點實施的不同秸稈還田免耕栽培模式試驗中各處理對玉米大斑病發(fā)生為害的影響結果（表3）看出，免耕栽培模式下HSR、SCR、0.5SCR和SHMR模式的玉米大斑病病情指數(shù)分別為61.62、59.91、54.12和53.91，均高于對照不還田免耕模式的病情指數(shù)，分別增加了16.55%、13.32%、2.36%和1.97%；而SDPR模式的大斑病病情指數(shù)為52.93，與對照模式的病情指數(shù)相近。表明秸稈還田有加重玉米葉部病害發(fā)生為害的趨勢，尤其是秸稈粉碎覆蓋還田免耕模式。

從表3結果可以看出，發(fā)病嚴重的是免耕栽培模式下的4個還田模式，莖腐病發(fā)病率由高至低依次為SCR+NT（13.13%）、SHMR（11.11%）、HSR+NT（9.52%）、0.5SCR+NT（8.24%），比CK+NT對照模式的發(fā)病率7.78%分別增加了68.77%、48.20%、22.37%和5.91%；而SDPR+FP模式的莖腐病發(fā)病率僅為6.25%，比對照模式的發(fā)病率降低了19.67%。

表3 遼單575在不同秸稈處理還田模式下對玉米主要病害發(fā)生為害的影響Table 3 Effect of different straw treatment on main diseases of maize Liaodan 575

2.2 不同秸稈還田模式對土傳病害的影響

阜蒙試驗點2017-2018年實施的5個秸稈還田模式中，SCR+NT、SDPR+FP和SDDPR（W）+FP模式的玉米莖腐病和穗腐病的發(fā)病率均高于對照不還田常規(guī)旋耕平作模式，其莖腐病發(fā)病率分別為51.67%、40.00%和41.00%，比對照模式CK+FP的發(fā)病率（32.00%）分別增加了61.67%、25.00%和28.13%；穗腐病發(fā)病率分別為40.00%、36.67%和43.33%，比對照模式CK+FP發(fā)病率（33.33%）分別增加了20.01%、10.02%和30.00%。而秸稈粉碎噴施不同腐解菌腐解后深翻還田平作2個模式及不還田旋耕平作模式的莖腐病和穗腐病發(fā)病率均小于或等于對照模式，其莖腐病發(fā)病率為29.00%、18.67%和25.67%，分別降低了9.38%、41.66%和19.78%；穗腐病發(fā)病率分別為33.33%、23.33%和20.00%，分別降低了0.00%、30.00%和39.99%（表 4）。

2018-2019年在阜蒙試驗點重復開展了秸稈粉碎并噴施不同腐解菌腐解后深翻還田對土傳病害發(fā)生影響的驗證試驗（2019年春季處理時因腐解菌株在發(fā)酵制備時朝陽菌株和農科菌株發(fā)生污染，故只利用了輝山菌1個菌株）。從表5結果看出，秸稈粉碎并噴施不同腐解菌株及尿素等腐解劑經(jīng)田外堆置腐解后深翻還田各處理的玉米莖腐病發(fā)病率雖有差異，但其發(fā)病率均明顯低于清水處理的發(fā)病率（12.37%和11.38%）和不還田常規(guī)旋耕對照處理的發(fā)病率（11.61%），表明玉米秸稈粉碎并噴施適宜的腐解菌株/劑后經(jīng)田外堆置腐解后深翻還田可有效減輕玉米莖腐病等土傳病害的發(fā)生為害；且秸稈噴施腐解菌并配施適量的氮肥腐解后粉碎深翻還田可減輕莖腐病發(fā)生為害；秸稈秋季堆置腐解和春季堆置腐解對莖腐病的影響效果差異不明顯。

表4 雙樂68在不同秸稈還田模式下對玉米莖腐病、穗腐病發(fā)生為害的影響Table 4 Effects of different straw returning modes on the occurrence of stalk rot and ear rot of maize Shuangle 68

表5 不同秸稈粉碎腐解處理深翻還田對玉米莖腐病的影響（雙樂68）Table 5 Effects of different straw smashing and decomposing treatment on maize stalk rot（Shuangle 68）

綜上，秸稈還田對玉米莖腐病和穗腐病等土傳 病害發(fā)生為害的影響較大，秸稈直接還田可加重玉米土傳病害的發(fā)生為害程度，秸稈粉碎覆蓋還田免耕比粉碎翻耕還田平作對玉米土傳病害的影響可能更大；但秸稈充分腐解處理后再還田并配套適宜的耕作模式（如深翻）可有效降低土傳病害的發(fā)生。

3 討論

近年來，隨著耕作栽培制度的變化、生態(tài)環(huán)境的保護需求及玉米全程機械化的普及，玉米秸稈還田已得到大力推廣應用。許多研究均表明，玉米秸稈還田能夠增加土壤有機質，培肥地力，增強土壤保水保肥性能，提高土壤微生物群落功能多樣性和增加作物產(chǎn)量及穩(wěn)產(chǎn)性等，是改善和保持耕地土壤健康的有效措施和實現(xiàn)化肥減施、綠色增效的重要途徑。但大面積的秸稈還田增加了土壤中病原菌初侵染源的累積數(shù)量，加大了玉米病害流行災變的潛在威脅，不僅會影響玉米種植效益，還會造成嚴重的經(jīng)濟損失。特別是近年東北春玉米產(chǎn)區(qū)為了防止黑土耕層的水土流失而大力推廣的玉米全程機械化秸稈覆蓋還田保護性免耕或少耕耕作技術，秸稈一般粉碎成10cm左右或更長，分散覆蓋在田間土壤表面，其腐解過程緩慢，適宜玉米病害病原菌越冬、繁殖和初侵染菌源的積累，在很大程度上增加下茬玉米病蟲害的發(fā)生，尤其對土傳病害的影響更大。顧美英等[6]、石杰等[8]和王曉鳴等[12]的研究調查表明，不同秸稈還田方式雖然均能顯著提高土壤微生物活性和功能多樣性，但秸稈直接粉碎還田有增加土傳病害的風險。對此應不斷完善與秸稈覆蓋免耕技術配套的抗性玉米品種篩選及病蟲害防治技術，并通過選擇合適機械和田間管理措施保證玉米的抗病蟲害能力，促進玉米增產(chǎn)增收[13-18]。秸稈碎混、翻埋、覆蓋免耕、集條覆蓋、腐熟堆置還田等是秸稈還田的主要方式，各有其優(yōu)缺點，不同玉米生產(chǎn)區(qū)域應因地制宜地選擇適合當?shù)厣a(chǎn)力水平的秸稈還田方式推廣應用，并積極借鑒、總結，創(chuàng)新秸稈綜合利用模式，全面提升秸稈綜合利用水平[19-20]，實現(xiàn)玉米產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

4 結論

秸稈還田對玉米大斑病、莖腐病以及穗腐病等主要病害的發(fā)生為害影響較大，秸稈直接還田可加重玉米主要病害的發(fā)生為害程度，覆蓋還田比翻耕還田對玉米主要病害的影響可能更大，具有潛在的加重病害發(fā)生為害的趨勢，而秸稈經(jīng)過腐熟處理后再還田可明顯減輕玉米主要病害的發(fā)生為害，同時秸稈還田配套的不同栽培耕作模式對玉米主要病害的發(fā)生為害可產(chǎn)生一定的疊加影響。免耕栽培模式會促使病害發(fā)生，而深翻栽培模式可能降低病害的發(fā)生，尤其對葉部病害的影響效果更明顯。建議各玉米產(chǎn)區(qū)在推廣應用秸稈還田過程中應選擇適宜當?shù)氐倪€田方式，最好對秸稈做好腐解處理后再還田，并配套適宜的耕作栽培模式，可有效減輕玉米主要病害的發(fā)生為害程度，降低秸稈直接還田對玉米病害發(fā)生的影響。