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        土壤消毒與微生態(tài)改良對(duì)連作障礙煙田烤煙生長(zhǎng)、病害和產(chǎn)質(zhì)量的影響

        2024-12-31 00:00:00陳雅瓊楊松兵郭存李杰張志堅(jiān)陳穗云王興紅韓慶莉張廷金
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024年13期
        關(guān)鍵詞:連作障礙烤煙

        摘要:為篩選出解決連作障礙煙田煙株生長(zhǎng)障礙和恢復(fù)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的高效低廉方法,采用土壤消毒、施用微生物菌劑和消毒后施用微生物菌劑開展田間小區(qū)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)。結(jié)果表明,土壤消毒、施用微生物菌劑、消毒后施用微生物菌劑均可顯著提高煙株農(nóng)藝性狀,極顯著降低煙草黑脛病和花葉病病情指數(shù),煙株抗煙草黑脛病和花葉病能力增強(qiáng),顯著提高煙葉產(chǎn)量。F3處理促生長(zhǎng)效果最好,株高(109.43 cm)、葉片數(shù)(21.53張)、最大葉長(zhǎng)(82.25 cm)、最大葉寬(31.21 cm)、最大葉面積(1 631.24 cm2)均為最高;F2處理抗煙草黑脛病和花葉病效果最好,團(tuán)棵期和打頂后對(duì)煙草黑脛病防效分別為89.69%、89.28%;對(duì)煙草花葉病防效分別為89.30%、75.14%;F3處理煙葉產(chǎn)質(zhì)量、產(chǎn)值最好,平均單葉重為8.95 g,單株產(chǎn)量為171.86 g/株,單位面積產(chǎn)量為2 384.56 kg/hm2,中上等煙比例為69.12%,產(chǎn)值為 75 901.92元/hm2;F6處理凈收益和產(chǎn)投比最高,分別為14 110.56元/hm2、5.70。F3處理在促生長(zhǎng)、提高抗病能力、增加煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值等方面表現(xiàn)均為最佳,但因成本較高,具有較高的成本壓力和風(fēng)險(xiǎn),大面積推廣具有較大難度;F6處理(壯觀鏈霉菌69-1)凈收益和產(chǎn)投比均最高,煙農(nóng)生產(chǎn)投入壓力和風(fēng)險(xiǎn)最小,較適合在具有連作障礙的煙區(qū)示范推廣。

        關(guān)鍵詞:土壤消毒;微生態(tài)改良;連作障礙;煙葉產(chǎn)質(zhì)量;烤煙

        中圖分類號(hào):S572.04;S572.06" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        文章編號(hào):1002-1302(2024)13-0074-06

        我國(guó)烤煙播種面積和煙葉產(chǎn)量均為全世界第一[1],2021年全國(guó)烤煙播種面積和煙葉產(chǎn)量分別為9.687 7×105 hm2、2.020 7×106 t[2]??緹熢谖覈?guó)許多地區(qū)作為傳統(tǒng)支柱性產(chǎn)業(yè),有非常普遍的連作現(xiàn)象,每年的連作面積在4.0×105 hm2以上[3],連作比例高達(dá)烤煙種植總面積的30%~60%[1,3]。全國(guó)烤煙每年因連作造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)40億元,連作障礙已成為嚴(yán)重威脅我國(guó)烤煙種植可持續(xù)發(fā)展,影響烤煙產(chǎn)質(zhì)量和煙農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素[4]。

        連作易造成植煙土壤pH值降低,土壤的有機(jī)質(zhì)、氮和有效磷含量不同程度增加[5],并影響土壤酶活性[6];顯著抑制煙株的生長(zhǎng),隨著連作次數(shù)增加,對(duì)烤煙生長(zhǎng)的抑制作用顯著增強(qiáng)[7];在烤煙根系分泌的自毒物質(zhì)作用下,毒害癥狀表現(xiàn)為細(xì)胞和組織死亡,煙株生長(zhǎng)發(fā)育甚至停止[8];長(zhǎng)期連作烤煙田間長(zhǎng)勢(shì)、上等煙比例、中上等煙比例顯著低于非連作烤煙[9]。連作對(duì)烤煙根際土壤微生物多樣性有負(fù)向影響[10],可使土壤生態(tài)系統(tǒng)失衡,有益微生物減少[11],使得土壤有益微生物相對(duì)豐度下降、致病微生物相對(duì)豐度增加、土壤微生物生物量碳氮比下降,進(jìn)而增加煙株病害風(fēng)險(xiǎn)[12]。

        連作障礙的消減措施主要有:選育并種植耐連作品種[13]、合理輪作[14]、培肥改良土壤[15-17]、土壤消毒滅菌[18-21]、改善土壤微生態(tài)環(huán)境[22]和施用土壤調(diào)理劑等[23]。耐連作品種選育困難且容易退化,輪作由于土地有限無(wú)法廣泛推廣,培肥改良土壤、土壤消毒滅菌和利用微生物菌劑改善土壤微生態(tài)環(huán)境是目前較常用且效果顯著的連作障礙消減方法。土壤熏蒸消毒被報(bào)道為防治土傳病害最直接、最有效的方法[24],棉?。╠azomet)能殺滅土壤中的雜草、線蟲、病原真菌及細(xì)菌[25-26],是一種效果理想的土壤熏蒸消毒劑[27]。芽孢桿菌、放線菌等微生物能夠降解煙株根系分泌的自毒物質(zhì)[28],有效緩解土傳病害造成的連作障礙[28-29];連作烤煙施用微生物菌劑農(nóng)藝性狀顯著提高,烤煙內(nèi)在成分變得更加適宜、更加協(xié)調(diào)[30]。因此,微生物菌劑在土壤連作障礙消減方面具有很好的應(yīng)用潛力。

        本研究將土壤消毒滅菌與微生態(tài)改良結(jié)合,在連作障礙煙田開展田間小區(qū)試驗(yàn),以期找到解決連作障礙煙田煙株生長(zhǎng)障礙和恢復(fù)煙葉產(chǎn)質(zhì)量的有效方法。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        烤煙種子來(lái)源于玉溪中煙種子有限責(zé)任公司,品種為紅花大金元。土壤熏蒸消毒劑為南通施壯化工有限公司生產(chǎn)的98%棉隆微粒劑。微生物菌劑(肥)包括:昆明保騰生化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌劑;云南大學(xué)提供的壯觀鏈霉菌(Streptomycecs spectabilis)69-1 和蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)。

        1.2 試驗(yàn)地塊

        試驗(yàn)于2022年在云南省昆明市祿勸縣屏山街道綠槐村委會(huì)興發(fā)村民小組開展,試驗(yàn)地塊位于102.560 2°E、25.578 1°N。該地塊連續(xù)種植烤煙5年以上,具有突出的連作障礙問(wèn)題,烤煙無(wú)法正常生長(zhǎng)、病害嚴(yán)重,煙葉產(chǎn)量?jī)H有正常水平的50%左右。

        1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)共設(shè)8個(gè)處理(詳見表1),每個(gè)處理3次重復(fù),共24個(gè)小區(qū),各小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列。F1~F4這4個(gè)處理消毒,F(xiàn)5~F7和CK這4個(gè)處理不消毒。微生物菌劑于移栽時(shí)、團(tuán)棵期、打頂后施用3次,F(xiàn)2和F5施用復(fù)合微生物菌劑,F(xiàn)3和F6施用壯觀鏈霉菌69-1,F(xiàn)4和F7施用蠟樣芽孢桿菌。

        1.4 消毒方法

        土壤熏蒸消毒于2022年3月17日進(jìn)行,消毒方法及步驟同筆者另一論文所述[31]。于4月8日揭膜,4月18日發(fā)芽試驗(yàn)?zāi)軌蛘0l(fā)芽,于4月25日、26日移栽。

        1.5 調(diào)查方法

        各小區(qū)按照5點(diǎn)取樣法于打頂后(7月26日)調(diào)查10株煙的農(nóng)藝性狀;于團(tuán)棵期(6月6日)和打頂后(7月26日)調(diào)查所有煙株發(fā)病情況,分級(jí)記錄病株數(shù);采烤前,按照5點(diǎn)取樣法在10株煙的所有葉片上懸掛標(biāo)牌,采烤結(jié)束后測(cè)量各小區(qū)掛牌煙葉產(chǎn)量。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 各處理對(duì)烤煙生長(zhǎng)發(fā)育的影響

        由表2可知,F(xiàn)1~F4煙株6項(xiàng)農(nóng)藝性狀比CK極顯著提高,F(xiàn)5~F7煙株的最大葉長(zhǎng)、最大葉寬及最大葉面積均比CK極顯著提高;F5葉片數(shù)、莖圍極顯著高于CK,株高顯著高于CK;F6葉片數(shù)、株高、莖圍與CK差異不顯著;F7莖圍極顯著高于CK,葉片數(shù)、株高與CK差異不顯著。各處理葉片數(shù)為16.87~21.53張,依次為F3>F4>F2>F1>F5>F6=F7>CK;F3、F4極顯著高于其余5個(gè)處理;F1、F2極顯著高于F6、F7,與F5差異不顯著;F5顯著高于F6、F7。各處理株高為56.00~109.43 cm,依次為F3>F4>F2>F1>F5>F7>F6>CK;F1~F4極顯著高于F5~F7,F(xiàn)3顯著高于F1、F2,F(xiàn)3與F4差異不顯著;F5顯著高于F6,與F7差異不顯著。各處理莖圍為8.63~12.81 cm,依次為F4>F2>F3>F1>F5>F7>F6>CK;F1~F4極顯著高于F5~F7,F(xiàn)1~F4間差異不顯著,F(xiàn)5極顯著高于F6、F7,F(xiàn)7顯著高于F6。各處理最大葉寬為17.75~31.21 cm,依次為F3>F4>F2>F5>F1>F7>F6>CK;F3極顯著高于其余6個(gè)處理,F(xiàn)2、F4極顯著高于F1、F5、F6和F7,F(xiàn)1與F5差異不顯著,F(xiàn)1、F5極顯著高于F6、F7。各處理最大葉長(zhǎng)為54.18~82.25 cm,依次為F3>F2>F4>F1>F5>F7>F6>CK;F3極顯著高于其余6個(gè)處理,F(xiàn)1~F4極顯著高于F5~F7,F(xiàn)2~F4極顯著高于F1,F(xiàn)5極顯著高于F6、F7。各處理最大葉面積為612.46~1 631.24 cm2,依次為F3>F4>F2>F1>F5>F7>F6>CK;F3極顯著高于其余6個(gè)處理,F(xiàn)2、F4極顯著高于F1、F5、F6和F7,F(xiàn)1與F5差異不顯著,F(xiàn)1、F5極顯著高于F6、F7,F(xiàn)7顯著高于F6。

        2.2 各處理煙草黑脛病病情及防效差異

        2.2.1 各處理煙草黑脛病病情調(diào)查結(jié)果

        由圖1可知,F(xiàn)1~F7處理團(tuán)棵期和打頂后煙草黑脛病病情指數(shù)均極顯著低于CK。團(tuán)棵期,各處理病情指數(shù)為1.59~15.38,依次為F2<F3<F4<F6<F5<F1<F7<CK;F2顯著低于F1,F(xiàn)3~F7這5個(gè)處理與F1差異均不顯著;F2~F4間差異不顯著,F(xiàn)5~F7間差異不顯著;F2、F3極顯著低于F7,F(xiàn)2顯著低于F5;F3~F6間差異不顯著。打頂后,各處理病情指數(shù)為4.25~39.65,依次為F2<F3<F4<F1<F5<F6<F7<CK;F2、F3顯著低于F1,F(xiàn)4與F1差異不顯著,F(xiàn)5、F6顯著高于F1,F(xiàn)7極顯著高于F1;F2、F3和F4極顯著低于F5、F6和F7,F(xiàn)2、F3顯著低于F4,F(xiàn)5、F6顯著低于F7。

        2.2.2 各處理煙草黑脛病防效比較

        由圖2可知,F(xiàn)1~F7處理團(tuán)棵期和打頂后對(duì)煙草黑脛病的防效差異極顯著。團(tuán)棵期,各處理防效為71.98%~89.69%,依次為F2>F3>F4>F6>F5>F1>F7;F2極顯著高于F1、F5、F6和F7,顯著高于F4,與F3差異不顯著;F3顯著高于F1,與F6差異不顯著,極顯著高于F7;F4與F1差異不顯著,極顯著高于F7;F5、F6與F1差異不顯著,F(xiàn)7顯著低于F1;F5顯著高于F7,F(xiàn)6極顯著高于F7。打頂后,各處理防效為 52.10%~89.28%,依次為F2>F3>F4>F1>F5>F6>F7;F2、F3顯著高于F1、F4,F(xiàn)4與F1差異不顯著;F5、F6和F7極顯著低于F1、F2、F3和F4,F(xiàn)5、F6顯著高于F7,F(xiàn)5與F6差異不顯著。

        2.3 各處理煙草花葉病病情及防效差異

        2.3.1 各處理煙草花葉病病情調(diào)查結(jié)果

        由圖3可知,F(xiàn)1~F7處理團(tuán)棵期和打頂后煙草花葉病病情指數(shù)均極顯著低于CK。團(tuán)棵期,各處理病情指數(shù)為0.58~5.46,依次為F2<F3<F4<F1<F5<F6<F7<CK;F2~F5這4個(gè)處理與F1差異均不顯著,F(xiàn)6、F7顯著高于F1,F(xiàn)2~F4間差異不顯著;F2極顯著低于F5、F6和F7;F3、F4顯著低于F6,極顯著低于F7;F5顯著低于F7,與F6差異不顯著,F(xiàn)6與F7差異不顯著。打頂后,各處理病情指數(shù)為2.68~10.85,依次為F3<F2<F4<F1<F5<F6<F7<CK; F2~F4這3個(gè)處理略低于F1,F(xiàn)5~F7這3個(gè)處理略高于F1,與F1差異均不顯著; F2~F6間差異不顯著,F(xiàn)2、F3顯著低于F7,F(xiàn)4~F7間差異不顯著。

        2.3.2 各處理煙草花葉病防效比較

        由圖4可知,F(xiàn)1~F7處理團(tuán)棵期對(duì)煙草花葉病的防效差異極顯著,打頂后對(duì)煙草花葉病的防效差異顯著。團(tuán)棵期,各處理防效為65.50%~89.30%,依次為F2>F3>F4>F1>F5>F6>F7;F2極顯著高于F1、F5、F6和F7,與F3、F4差異不顯著;F3、F4與F1差異不顯著,顯著高于F5和F6,極顯著高于F7;F5、F6與F1差異不顯著,F(xiàn)7顯著低于F1;F5、F6和F7間差異不顯著。打頂后,各處理防效為59.05%~75.31%,依次為F3>F2>F4>F1>F5>F6>F7;F1與F2~F7這6個(gè)處理差異均不顯著,F(xiàn)2~F4間差異不顯著,F(xiàn)4~F7間差異不顯著,F(xiàn)2、F3顯著高于F7。

        2.4 各處理煙葉產(chǎn)質(zhì)量比較

        由表3可知,F(xiàn)1~F7平均單葉重均極顯著高于對(duì)照CK;各處理平均單葉重為6.52~8.95 g,依次為F3>F2>F1>F6>F4>F5>F7>CK;F1顯著高于F6,極顯著高于F5、F7;F2、F3極顯著高于F4~F7,F(xiàn)3極顯著高于F2;F6極顯著高于F5、F7,F(xiàn)5極顯著高于F7。各處理單株產(chǎn)量為97.00~171.86 g/株,單位面積產(chǎn)量為 1 345.88~2 384.56 kg/hm2,依次為F3>F4>F2>F1>F6>F5>F7>CK;F1單株產(chǎn)量和單位面積產(chǎn)量極顯著高于F5、F7,與F6差異不顯著;F2~F4極顯著高于F1和F5~F7,F(xiàn)3極顯著高于F2、F4;F6極顯著高于F5、F7,F(xiàn)5極顯著高于F7。各處理中上等煙比例為56.31%~69.12%,依次為F3>F2>F4>F1>F6>F5>F7>CK,F(xiàn)1~F7分別比CK增加7.05、12.20、12.81、9.13、1.17、3.07、0.48百分點(diǎn)。

        2.5 各處理產(chǎn)值及產(chǎn)投比

        由表4可知,各處理產(chǎn)值、增產(chǎn)值、凈收益和產(chǎn)投比差異均較大。各處理產(chǎn)值為38 748.08~75 901.92元/hm2,依次為F3>F4>F2>F1>F6>F5>F7>CK。與CK相比,F(xiàn)1~F7增產(chǎn)值為 5 479.15~37 153.85元/hm2,依次為F3>F4>F2>F1>F6>F5>F7;F1~F7凈收益為910.83~14 110.56元/hm2,依次為F6>F3>F5>F4>F2>F7>F1;F1~F7產(chǎn)投比為1.04~5.70,依次為F6>F5>F7>F3>F4>F2>F1。

        3 討論

        在連作障礙煙田中,植煙土壤采用棉隆進(jìn)行熏蒸消毒(F1)后,煙株的農(nóng)藝性狀極顯著高于CK,煙草黑脛病病情指數(shù)極顯著降低,防效顯著,煙葉產(chǎn)量極顯著增加,中上等煙比例比CK高,該結(jié)果與黃石旺等的研究結(jié)果[32-34]一致;花葉病病情指數(shù)極顯著降低,對(duì)煙草花葉病防效顯著,與筆者之前的研究結(jié)果[31]一致。施用微生物菌劑(F5~F7)可顯著或極顯著提高煙株部分農(nóng)藝性狀,煙草黑脛病和花葉病病情指數(shù)極顯著降低,對(duì)煙草黑脛病和花葉病有顯著防效,煙葉產(chǎn)量顯著或極顯著提高,該結(jié)果與鄧澤征等的研究結(jié)果[35-38]一致。熏蒸消毒結(jié)合微生物菌劑(F2~F4),煙株部分農(nóng)藝性狀顯著或極顯著高于僅消毒(F1),各項(xiàng)農(nóng)藝性狀均極顯著高于僅施用微生物菌劑(F5~F7);煙株對(duì)煙草黑脛病和花葉病的抗病能力均高于或顯著高于僅消毒(F1)、僅施用微生物菌劑(F5~F7);煙葉平均單葉重顯著或極顯著高于僅消毒(F1),極顯著高于僅施用微生物菌劑(F5~F7);煙葉單位面積產(chǎn)量極顯著高于僅消毒(F1)、僅施用微生物菌劑(F5~F7);中上等煙比例和產(chǎn)值均高于僅消毒(F1)、僅施用微生物菌劑(F5~F7);說(shuō)明土壤熏蒸消毒后施用微生物菌劑,煙株生長(zhǎng)發(fā)育速率、對(duì)煙草黑脛病和花葉病的抵抗力、煙葉產(chǎn)質(zhì)量都能進(jìn)一步提高,該結(jié)果和筆者前期的研究結(jié)果[31]一致,與Ali等的研究結(jié)果“土壤消毒和微生物菌劑具有一定的協(xié)同效應(yīng)”[39]有類似之處。

        產(chǎn)值、增產(chǎn)值、凈收益和產(chǎn)投比等指標(biāo)不具有一致性。F1~F4產(chǎn)值、增產(chǎn)值均明顯高于F5~F7,消毒后施用壯觀鏈霉菌69-1(F3)的產(chǎn)值和增產(chǎn)值最高,分別為75 901.92、37 153.85元/hm2。凈收益以僅施用壯觀鏈霉菌69-1的F6處理最高,為 14 110.56元/hm2;其次是F3,為13 153.85元/hm2。F5~F7產(chǎn)投比均高于F1~F4,產(chǎn)投比以F6最高,為5.70;其次是F5,為3.38。可見,消毒后施用壯觀鏈霉菌,提高產(chǎn)量、產(chǎn)值的效果最佳,但投入成本較高,凈收益和產(chǎn)投比不如僅施用壯觀鏈霉菌處理。

        4 結(jié)論

        土壤熏蒸消毒、單獨(dú)施用微生物菌劑、消毒后施用微生物菌劑均具有顯著的促進(jìn)煙株生長(zhǎng)的作用,可顯著或極顯著提高煙株農(nóng)藝性狀,極顯著降低煙草黑脛病和花葉病病情指數(shù),煙株對(duì)煙草黑脛病和花葉病的抵抗力提高,顯著或極顯著提高了煙葉產(chǎn)量;F3處理促生長(zhǎng)效果最好,株高(109.43 cm)、葉片數(shù)(21.53張)、最大葉長(zhǎng)(82.25 cm)、最大葉寬(31.21 cm)、最大葉面積(1 631.24 cm2)均為最高;F2處理抗煙草黑脛病和花葉病效果最好,團(tuán)棵期和打頂后對(duì)煙草黑脛病的防效分別為89.69%、89.28%;對(duì)煙草花葉病的防效分別為89.30%、75.14%;F3處理煙葉產(chǎn)重、產(chǎn)值均最好,平均單葉質(zhì)量為8.95 g,單株產(chǎn)量為171.86 g/株,單位面積產(chǎn)量為2 384.56 kg/hm2,中上等煙比例為69.12%,產(chǎn)值為75 901.92元/hm2;F6處理凈收益和產(chǎn)投比最高,分別為14 110.56元/hm2、5.70。

        綜上所述,F(xiàn)3處理促生長(zhǎng)、提高抗病能力、增加煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值等方面表現(xiàn)均為最佳,但因成本較高,具有較高的成本壓力和風(fēng)險(xiǎn),大面積推廣具有較大難度;F6處理(壯觀鏈霉菌69-1)凈收益和產(chǎn)投比均最高,煙農(nóng)生產(chǎn)投入壓力和風(fēng)險(xiǎn)最小,較適合在具有連作障礙的煙區(qū)示范推廣。

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