漬澇對玉米產(chǎn)量和根際土壤微生物的影響

郭太忠+袁劉正+趙月強(qiáng)+柳家友+谷川

摘要：以漯玉336（抗青枯?。┖涂?0（易感青枯?。﹥蓚€玉米品種為試驗(yàn)材料，在吐絲后20 d時采用人工淹水處理，淹水時間為1 d，以淹水前為對照，研究漬澇對不同玉米品種根際土壤微生物的影響。結(jié)果表明，淹水使漯玉336和浚單20的產(chǎn)量下降，浚單20下降10.6%，漯玉336下降8.7%；淹水使兩品種土壤根際周圍的細(xì)菌數(shù)量增加，漯玉336真菌數(shù)量減少，浚單20真菌數(shù)量增加，但浚單20淹水后土壤根際周圍的細(xì)菌數(shù)量和真菌數(shù)量均高于漯玉336；放線菌數(shù)量增加。

關(guān)鍵詞：玉米；漬澇；土壤微生物；產(chǎn)量

中圖分類號：Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）03-0505-03

目前，隨著全球環(huán)境惡化，極端異常天氣頻繁出現(xiàn)，造成洪澇等自然災(zāi)害出現(xiàn)的概率增多，對作物產(chǎn)量影響很大。在豫中南夏玉米生長期間，特別是后期易遭受漬澇災(zāi)害，漬澇災(zāi)害造成一系列次生傷害，如根際缺氧，影響根系生長，進(jìn)而影響玉米產(chǎn)量。另外，玉米植株遭受淹水缺氧，產(chǎn)生一些對細(xì)胞和蛋白質(zhì)有毒的物質(zhì)；一些酶類如SOD、POD等活性下降，導(dǎo)致細(xì)胞受到傷害[1]。土壤水分過多易產(chǎn)生澇害，影響植物生長發(fā)育，嚴(yán)重時爛根死苗[2]。漬澇時間越長，根系受害越嚴(yán)重，甚至腐爛變黑，葉片衰老，光合作用下降，產(chǎn)量損失嚴(yán)重。同時，淹水導(dǎo)致土壤中CO2濃度增加，根際微生物數(shù)量發(fā)生變化，造成玉米青枯病的發(fā)生，給玉米產(chǎn)量造成很大的損失。漬澇對玉米根際土壤微生物的影響在國內(nèi)研究薄弱。本試驗(yàn)采用人工模擬淹水處理，研究后期淹水對夏玉米產(chǎn)量及根際土壤微生物的影響以及夏玉米青枯病的發(fā)病情況，以期掌握淹水后夏玉米根際土壤微生物的變化情況，為玉米高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試玉米材料為漯玉336（抗青枯?。⒖?0（易感青枯?。?。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2011年在漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，等行距種植（行距為67 cm），密度為60 000株/hm2，以淹水前為對照；試驗(yàn)于6月15日播種，17日澆蒙頭水，于小喇叭口期施用玉米專用肥，施肥量為750 kg/hm2，在大喇叭口期用辛硫磷顆粒防治玉米螟。其他管理參照大田管理。在玉米授粉20 d后采用人工淹水，水深5 cm，淹水1 d。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

1.3.1 葉面積指數(shù) 葉面積測定采用量測法，測定時間為授粉后20 d、淹水后10 d、淹水后20 d，在小區(qū)內(nèi)隨機(jī)取5株，測量葉片的長度和最寬處，按照 “葉長×葉寬×0.75”計算單株葉面積，再計算葉面積指數(shù)。

1.3.2 淹水前后玉米根際土壤微生物數(shù)量 微生物功能群用平板計數(shù)法測定。細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)；放線菌采用高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)[3]。

1.3.3 產(chǎn)量 收中間2行，單收、單脫、單曬、稱重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 淹水對漯玉336和浚單20葉面積指數(shù)的影響

從圖1可以看出，不同玉米品種在同一生育期進(jìn)行淹水對夏玉米葉面積指數(shù)的影響并不相同，淹水對漯玉336和浚單20的葉面積指數(shù)影響較大，能加速葉片衰老，其中對浚單20葉面積指數(shù)的影響比漯玉336大。

2.2 淹水對漯玉336和浚單20根際土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

由圖2可知，淹水后漯玉336和浚單20根際土壤細(xì)菌數(shù)量均增加，但浚單20淹水后根際土壤細(xì)菌數(shù)量大大高于漯玉336，這可能是浚單20淹水后，葉片全部干枯，根系受影響嚴(yán)重的原因。漬澇易造成土壤細(xì)菌數(shù)量大量增加，少量灌水也易造成此現(xiàn)象[4]。細(xì)菌有很強(qiáng)的適應(yīng)性，在大量水分存在的情況下，很多微生物具有滲透調(diào)節(jié)機(jī)制，通過一系列作用來保持作物體內(nèi)的水勢與外界環(huán)境相對平衡[5]。淹水后土壤細(xì)菌數(shù)量快速增加，但是對于不同作物根際土壤細(xì)菌數(shù)量的多少也不相同。

2.3 淹水對漯玉336和浚單20根際土壤真菌數(shù)量的影響

由圖3可知，淹水使漯玉336根際土壤真菌的數(shù)量減少，使浚單20根際土壤真菌的數(shù)量增加，且浚單20根際土壤真菌的數(shù)量高于漯玉336，這可能是造成淹水后浚單20易感青枯病的一個重要原因，因?yàn)檎婢械溺牭毒透咕窃斐捎衩浊嗫莶〉闹饕悾?0淹水后根際土壤真菌的數(shù)量高可能就是鐮刀菌和腐霉菌的數(shù)量多，進(jìn)而造成其淹水后易感青枯病。

2.4 淹水對漯玉336和浚單20根際土壤放線菌數(shù)量的影響

由圖4可知，淹水使2個玉米品種根際土壤放線菌數(shù)量增加。淹水前漯玉336根際土壤放線菌數(shù)量低于浚單20，而淹水后浚單20低于漯玉336。

2.5 淹水對漯玉336和浚單20產(chǎn)量的影響

由圖5可知，淹水使玉米產(chǎn)量降低，且淹水后漯玉336產(chǎn)量高于浚單20，下降幅度低于浚單20，說明后期淹水對浚單20影響較大。原因是浚單20淹水后易感青枯病，而漯玉336感青枯病相對較輕，青枯病是生育后期危害玉米產(chǎn)量的重要病害，其造成淹水對浚單20影響較大。

3 結(jié)論與討論

在黃淮海夏玉米區(qū)，降雨分布不均勻，生育后期降雨量偏多，易導(dǎo)致青枯病大面積發(fā)生，玉米產(chǎn)量不穩(wěn)定。本試驗(yàn)采用人工模擬淹水研究漬澇后夏玉米根際土壤微生物的變化，明確漬澇與青枯病發(fā)病的關(guān)系。通過試驗(yàn)研究初步得出以下結(jié)論：

1）土壤淹水后，玉米葉面積指數(shù)迅速降低，不抗青枯病的品種下降較快。原因可能是在長時間內(nèi)淹水引起玉米葉片氣孔關(guān)閉，CO2擴(kuò)散的氣孔阻力加大，光合速率降低，光合產(chǎn)物的運(yùn)輸不暢[6]，從而加速葉片衰老。

2）淹水后玉米根際土壤微生物發(fā)生變化，細(xì)菌數(shù)量增加，抗青枯病的品種根際周圍真菌的數(shù)量較少，放線菌數(shù)量增加。在長時間漬澇的條件下造成玉米根際環(huán)境的低氧，易產(chǎn)生一些厭氧的細(xì)菌，進(jìn)而對根系造成傷害。淹水時間越長，玉米植株體內(nèi)積累的有毒物質(zhì)越多，導(dǎo)致玉米根系變黑腐爛。易造成青枯病的大面積發(fā)生，從而給玉米帶來次生危害，引起玉米產(chǎn)量大幅度下降。建議在低洼地帶種植玉米時，選擇抗?jié)n澇、抗青枯病的品種，起壟種植，排水設(shè)施要保證，玉米受漬澇后要及時施用增氧肥，保證玉米根系氧氣的供應(yīng)，降低漬澇對玉米造成的影響。

3）在黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)上一要選擇抗?jié)n澇玉米品種，搞好田間排水工程[7]，如遇較大降雨，能在最短的時間內(nèi)排除積水，盡量縮短漬澇時間，盡可能減少玉米產(chǎn)量損失；二要選擇抗青枯病的品種，青枯病的遺傳是數(shù)量遺傳，其抗性接近雙親[8]。因此，建議在品種選育過程中，選擇抗性好的親本作為材料，以便篩選出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適、多抗的優(yōu)良品種。

參考文獻(xiàn)：

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[8] 席章營，任和平.玉米對青枯病的抗性遺傳研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，1992，7（3）：76-80.

3）在黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)上一要選擇抗?jié)n澇玉米品種，搞好田間排水工程[7]，如遇較大降雨，能在最短的時間內(nèi)排除積水，盡量縮短漬澇時間，盡可能減少玉米產(chǎn)量損失；二要選擇抗青枯病的品種，青枯病的遺傳是數(shù)量遺傳，其抗性接近雙親[8]。因此，建議在品種選育過程中，選擇抗性好的親本作為材料，以便篩選出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適、多抗的優(yōu)良品種。

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3）在黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)上一要選擇抗?jié)n澇玉米品種，搞好田間排水工程[7]，如遇較大降雨，能在最短的時間內(nèi)排除積水，盡量縮短漬澇時間，盡可能減少玉米產(chǎn)量損失；二要選擇抗青枯病的品種，青枯病的遺傳是數(shù)量遺傳，其抗性接近雙親[8]。因此，建議在品種選育過程中，選擇抗性好的親本作為材料，以便篩選出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適、多抗的優(yōu)良品種。

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