堆肥防治植物病害研究進(jìn)展

高淋淋 黃金玲 陸秀紅 劉志明

摘要 對近幾年利用固體堆肥和堆肥提取液防治植物土傳病害和氣傳病害的情況進(jìn)行了綜述，討論了目前堆肥防治植物病害研究中存在的問題以及今后的研究重點和未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 堆肥；堆肥提取液；土傳病害；氣傳病害；研究進(jìn)展

中圖分類號 S432.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）31-10933-03

Research Progress on Compost to Prevent and Control Plant Diseases

GAO Linlin1， HUANG Jinling2， LU Xiuhong2， LIU Zhiming2* （1. Agricultural College of Guangxi University， Nanning， Guangxi 530003； 2. Plant Protection Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007）

Abstract The recent use of prevention and control of soildisseminated diseases and airborne diseases with solid manure and compost extracts were summarized， the current problems that exist in the prevention of plant diseases in compost and the research emphasis in the future and the future development direction were discussed.

Key words Compost； Compost extract； Soildisseminated diseases； Airborne diseases； Research progress

植物病害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響較大，一旦發(fā)生，輕則產(chǎn)量下降，重則絕產(chǎn)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。生產(chǎn)中普遍采取化學(xué)方法防治植物病害，但近幾年化學(xué)農(nóng)藥的大量使用對環(huán)境和人類都有不同程度的危害，因此有必要找到可替代的、不危害環(huán)境的防治方法。有報道可以利用綠肥、動物糞肥等作為土壤添加物防治某些土傳病害。Weltzien等^[1-2]通過試驗證明來源不同的固體堆肥或堆肥提取液對土傳或葉傳病害有明顯的抑制效果，因而可考慮將其發(fā)展成一種替代化學(xué)農(nóng)藥防治某些植物病害的新方法。為此，筆者對近年來利用固體堆肥和堆肥提取液防治植物土傳病害和氣傳病害的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，旨在為研究堆肥在植物病害防治中的應(yīng)用提供借鑒。

1 固體堆肥防治植物土傳病害

固體堆肥是利用秸稈、野草、垃圾等各種有機(jī)廢棄物堆制而成，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最傳統(tǒng)的有機(jī)肥，但一直以來主要考慮其肥效，被當(dāng)作肥料使用。直到20世紀(jì)60年代才有報道堆肥對植物病害，尤其是土傳病害的防治有較好效果。Lewis^[3]用垃圾與污泥制作堆肥，在田間對豌豆猝倒病進(jìn)行了試驗，第3～4年發(fā)現(xiàn)堆肥對猝倒病有較好的抑制作用。Stone^[4]報道，在黃瓜移植前1個月施用廢紙制作的堆肥，黃瓜立枯病與枯萎病引發(fā)猝倒病的發(fā)生情況明顯降低。Cinthia^[5]研究出兩階段堆肥法，并用該方法制作堆肥，通過施用可顯著降低由2種腐霉屬病原菌引起的黃瓜猝倒病的發(fā)病率。Tuitert等^[6]報道，用腐爛水果、蔬菜和果園垃圾生產(chǎn)的堆肥處理土壤，不僅有效降低疫霉所致病害的發(fā)病率，而且對木本觀賞植物疫霉病害的抑制效果也很顯著。國內(nèi)對堆肥防治土傳病害的研究也有報道，Huang等^[7]研究表明通過施用植物殘體、餅肥以及家禽糞肥均可有效抑制棉花黃萎病的發(fā)生。何欣等^[8]報道采用營養(yǎng)缽育苗和移栽時都施用生物有機(jī)肥種植的香蕉不僅生長良好，還能有效降低香蕉枯萎病的發(fā)病率。Ning等^[9]報道無論是施用有機(jī)肥的盆栽試驗還是大田試驗都有顯著效果，枯萎病的發(fā)生率分別減少60%～100%和59%～73%。

植物線蟲病害也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)病較嚴(yán)重的土傳病害之一。國外有關(guān)堆肥防治植物根結(jié)線蟲的報道較多。早在1937年，Linford就發(fā)現(xiàn)有機(jī)堆肥在分解期間能顯著降低土壤中根結(jié)線蟲密度^[10]

。Marull等^[11]研究發(fā)現(xiàn)，施用以城市固體廢棄物為原料制作的堆肥能顯著減少青椒和番茄根系的根結(jié)線蟲數(shù)量。Chen等^[12]發(fā)現(xiàn)應(yīng)用以酒糟堆制的肥料能顯著減少Meloidogyne hapla根結(jié)數(shù)和根結(jié)線蟲卵的數(shù)量。臺灣黃振文發(fā)現(xiàn)腐熟的香菇太空包堆肥能降低西瓜根結(jié)線蟲病的發(fā)生率^[10]。Weserdahl等試驗在幾丁質(zhì)中加入尿素制作的堆肥，能有效防治馬鈴薯根結(jié)線蟲病及胡桃根腐線蟲病的發(fā)生^[10]。國內(nèi)使用農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥防治線蟲的研究起步較晚，房華等^[13]應(yīng)用茶樹菇菌渣對番茄根結(jié)線蟲進(jìn)行防治，初步發(fā)現(xiàn)茶樹菇能減少南方根結(jié)線蟲對番茄的侵染，降低根結(jié)數(shù)量，在一定程度上對番茄根結(jié)線蟲病有很好的防效。王博^[14]以廢棄的花卉秸稈和雞糞為原料進(jìn)行好氧靜態(tài)堆肥，探究不同比例堆肥對爪哇根結(jié)線蟲形成根結(jié)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著堆肥處理水平的增加，根結(jié)數(shù)量呈指數(shù)降低。曹志平等^[15]研究通過在土壤中施入小麥秸稈，增加了土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量，引起土壤線蟲群落結(jié)構(gòu)的變化：植食性線蟲下降97.3%，食細(xì)菌線蟲的比例上升189.7%，從而改善了整個土壤食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，恢復(fù)了土壤生態(tài)系統(tǒng)抑制病原生物的生態(tài)功能。

2 堆肥提取液防治植物土傳病害

所謂堆肥提取液是將已經(jīng)腐熟的肥料和水按一定比例混合提取出來的液體。堆肥提取液對植物土傳病害的研究相對較少，馬利平等^[16-19]研究發(fā)現(xiàn)施用馬、牛和豬廄肥堆制作的提取液能顯著降低黃瓜和青椒枯萎病的發(fā)生。ALMughrabi等^[20]研究表明堆肥、堆肥提取液及堆肥和堆肥提取液混合施用3種施用方式對馬鈴薯瘡痂病的抑制率分別為81%、41%和81%，而對塊莖病和枯萎病卻沒有防治效果。Siddiqui等^[21]分別以水稻秸稈和油棕桐廢棄物為原料制作的堆肥提取液均能顯著減少黃秋葵枯萎病的發(fā)生。

對于堆肥提取液對植物根結(jié)線蟲防治效果的研究報道較少。Cayuela等^[22]發(fā)現(xiàn)以橄欖廢棄物為原料的堆肥提取液能顯著抑制植物根結(jié)線蟲卵的孵化和2齡幼蟲的活性。Zhang等^[23]研究發(fā)現(xiàn)以沙地柏樹和楝樹廢棄物為原料的堆肥提取液能在一定程度上抑制線蟲卵的孵化和降低幼蟲存活力。朱開建等^[24]分別對番茄施用腐熟堆肥的提取液和由提取液制備的堆肥茶，觀察該2種方法對爪哇根結(jié)線蟲種群的影響，發(fā)現(xiàn)土壤和根中的線蟲數(shù)量都下降，隨著使用濃度的增加，根結(jié)數(shù)量和線蟲種群數(shù)量均呈指數(shù)降低，并且堆肥茶的效果略優(yōu)于提取液。

3 堆肥提取液防治植物氣傳病害

目前堆肥提取液對植物氣傳病害的研究報道較多。Scheuerell等^[25]通過總結(jié)眾多研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)病害防治效果和堆肥提取液的生產(chǎn)方法有關(guān)系。主要影響因素包括堆肥原料、堆肥腐熟時間、提取比例和提取時間等。Weltzien^[1]研究32種不同原料的堆肥提取液對霉病分生孢子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)大部分原料的堆肥提取液對霉病分生孢子的萌發(fā)均有很好的抑制作用。關(guān)于堆肥的腐熟時間的研究，Trnkner^[2]認(rèn)為一般堆肥要經(jīng)過2～6個月發(fā)酵腐熟才能獲得提取液。而且不同原料的堆肥腐熟時間也不同，但Scheuerell等^[25]認(rèn)為堆肥腐熟程度比堆肥腐熟時間更重要。關(guān)于提取比例，有文獻(xiàn)報道堆肥與水提取比例有1∶1～1∶50，但是Scheuerell等^[25]認(rèn)為提取比例一般在1∶3～1∶10，并推薦1∶10的提取比例效果最好。關(guān)于提取時間，目前還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。Ketterer等^[26]對比提取1、3、7和14 d的抑制效果，發(fā)現(xiàn)提取7 d的抑制效果最好。而Hmouni等^[27]研究了以動物糞便和橄欖秸稈為原料制作的堆肥提取液，發(fā)現(xiàn)噴施提取7和15 d的堆肥提取液，番茄灰霉病的發(fā)病率分別減少 27%～66%和41%～70%，而Elad等^[28]以牛糞、雞糞加牛糞以及葡萄渣為原料提取10 d后的堆肥提取液能夠?qū)⒎押颓嘟返幕颐共“l(fā)病率減少 56%～100%。

在制作堆肥提取液的過程中有時會添加一些糖蜜、魚乳膠物、可溶性海藻、腐殖物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，提高防病效果。Ketterer^[29]在以馬糞為原料獲得的堆肥提取液中添加1%的麥乳精，對霉菌的抑制效果顯著增強(qiáng)。Trnkner^[2]在堆肥提取過程中添加5～7 g/L蛋白胨或酵母提取物，得到的提取液對灰霉菌的抑制效果達(dá)100%。但并非所有加入添加物后的防病效果都會增強(qiáng)，Scheuerell等^[30]研究發(fā)現(xiàn)添加營養(yǎng)物質(zhì)與未添加營養(yǎng)物質(zhì)提取液的抑菌效果并無顯著差異。

目前關(guān)于厭氣獲得堆肥提取液的研究報道較多，馬利平等^[31-33]研究發(fā)現(xiàn)馬、牛和豬廄堆肥獲得的提取液對小麥白粉病、黃瓜霜霉病和蘋果斑點病有顯著抑制作用。Koné等^[34]研究了不同原料堆肥以厭氣提取方式獲得的堆肥提取液對番茄葉傳真菌病害的防治效果，發(fā)現(xiàn)厭氣提取堆肥提取液均能顯著抑制Altermria solani、Botrytiscinere和Phytophthora infestans的菌絲生長。然而目前對好氣獲得堆肥提取液的研究報道較少，Larkin^[35]澆灌好氣獲得的堆肥提取液，馬鈴薯莖潰瘍病和銀腐病減少到18%～33%。Scheuerell等^[36]研究發(fā)現(xiàn)好氣堆肥提取液和厭氣堆肥提取液對玫瑰白粉病的防治效果沒有差異，并且認(rèn)為相比通氣條件，肥料來源更重要。因此，堆肥提取液提取過程中是否通氣還有許多爭議，防治效果受多種因素的影響。

4 問題與展望

通過綜述前人的研究，發(fā)現(xiàn)堆肥不僅能有效防治植物病害，減少農(nóng)藥化肥的使用，而且還可發(fā)揮肥效，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。目前，雖然利用堆肥和堆肥提取液防治植物病害取得一定進(jìn)展，但仍然存在一些問題，需要后續(xù)研究。主要問題有：①堆肥制作一般需要2～6個月，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上不利于推廣，應(yīng)繼續(xù)探索影響發(fā)酵效果的因素，在保證防效的基礎(chǔ)上繼續(xù)優(yōu)化發(fā)酵條件，縮短發(fā)酵時間；②堆肥防病效果受肥料來源、施肥方式、施肥時間、施肥量等的影響，今后應(yīng)研究真正發(fā)揮防效的物質(zhì)，便于堆肥材料的選擇，而且要進(jìn)一步篩選合適的施肥方式、施肥時間和施肥量，最大限度地發(fā)揮防治效果；③應(yīng)繼續(xù)探索堆肥提取液對植物病害的研究，并比較堆肥和堆肥提取液對植物病害在防治效果和防治機(jī)理上的差異，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)選出更好的肥料形式；④關(guān)于厭氣與好氣獲得堆肥提取液對病害防治效果的影響還有待于繼續(xù)深入研究。

有關(guān)堆肥抑制植物病原菌作用的機(jī)理，Hoitink等^[37-38]認(rèn)為一般有3種：物理作用、化學(xué)作用和生物作用。其中生物作用即改變土壤結(jié)構(gòu)，均衡土壤營養(yǎng)，提高土壤微生物數(shù)量和活性。但真正的防治機(jī)理還不是很透徹，是綜合因素還是有主導(dǎo)因素還需要進(jìn)一步研究；如果有主導(dǎo)因素，是所有植物都相同還是各有不同；是否存在其他未知的防治機(jī)理等，都是今后重點的研究方向。

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