綠肥壓青茬口麥田貯水量與紅蜘蛛、莖基腐病發(fā)生的相關(guān)性分析

亢秀麗，崔歡虎，馬愛平，靖 華，王裕智，黃學(xué)芳

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾041000；2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西有機(jī)旱作研究院，太原030006）

0 引言

紅蜘蛛和莖基腐病在黃淮麥區(qū)及其他麥區(qū)的局部區(qū)域幾乎年年發(fā)生，給小麥生產(chǎn)造成了巨大損失[1-2]，因此，麥田紅蜘蛛和莖基腐病一直是廣大科技工作者的研究重點(diǎn)。在麥田紅蜘蛛研究和防治領(lǐng)域，馬麗等[3]開展了石硫合劑防治小麥紅蜘蛛和小麥主要病害效果評(píng)價(jià)；王永林等[4]開展了5%阿維菌素懸浮劑防治小麥紅蜘蛛田間藥效研究；王保國等[5]開展了7種藥劑的藥效試驗(yàn)研究；肖志強(qiáng)等[6]、李樂等[7]開展了氣象因素與小麥紅蜘蛛發(fā)生程度的相關(guān)研究。在莖基腐病研究和防治領(lǐng)域，王國軍等[8]運(yùn)用模糊綜合決策方法建立了小麥莖基腐病發(fā)生趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型；吳斌[9]開展了魯西南地區(qū)小麥莖基腐病病原菌鑒定及其致病力分析，認(rèn)為假禾谷鐮孢菌(Fusarium pseudoguaminearum)致病力強(qiáng)，平均病情指數(shù)均達(dá)到79以上，甚至大于90；周海峰等[10]系統(tǒng)介紹了該病害的發(fā)生分布、癥狀特點(diǎn)、病原組成、侵染和發(fā)病規(guī)律并提出了4條防治途徑；馮小軍等[11]、張鵬等[12]研究認(rèn)為采取藥劑拌種結(jié)合早期田間噴霧效果顯著，并篩選出了拌種和噴霧的較好藥劑；張煥玲等[13]研究篩選出的拌種劑對(duì)小麥灌漿初期莖稈發(fā)病有較好的控制效果；Klein等[14]研究認(rèn)為早播會(huì)加重，而適當(dāng)晚播可減輕發(fā)生程度。以上研究成果為區(qū)域防治紅蜘蛛、莖基腐病提供了較好的理論和技術(shù)支撐。但以往研究主要以藥劑防治為主，其對(duì)環(huán)境[15]及食品安全[16]均會(huì)帶來不利影響，而有關(guān)麥田貯水量對(duì)紅蜘蛛、莖基腐病的影響已有報(bào)道較少。本研究利用不同海拔高度、建立不同綠肥壓青茬口，明確不同海拔夏閑期綠肥壓青茬口不同生育期不同土層的麥田貯水量、紅蜘蛛發(fā)生量、莖基腐病發(fā)病率及麥田貯水量與紅蜘蛛發(fā)生量、莖基腐病發(fā)病率相關(guān)性，旨在為實(shí)施綠肥壓青選擇適宜區(qū)域及綠肥壓青模式提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地區(qū)概況

試驗(yàn)于2018—2019年在2個(gè)海拔高度試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行。其中海拔459.00 m試驗(yàn)地（以下簡(jiǎn)稱低海拔點(diǎn)）在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所試驗(yàn)基地（臨汾市堯都區(qū)），海拔998.00 m試驗(yàn)地（以下簡(jiǎn)稱高海拔點(diǎn)）在山西省鄉(xiāng)寧縣雙鶴鄉(xiāng)紅凹村。低海拔點(diǎn)常年平均降水455.1 mm，年平均氣溫13.08℃；高海拔點(diǎn)常年平均降水515.00 mm，年平均氣溫10.48℃。2個(gè)海拔點(diǎn)小麥出苗期至孕穗期氣溫見表1，2019年早春降水時(shí)間及降水量見表2，2個(gè)海拔點(diǎn)土壤質(zhì)地均為輕黏土質(zhì)。

表1 不同海拔點(diǎn)小麥出苗期至孕穗期氣溫 ℃

表2 不同海拔點(diǎn)2019年早春降水時(shí)間及降水量

1.2 試驗(yàn)材料

低海拔、高海拔試驗(yàn)點(diǎn)選用小麥品種分別為‘晉麥92號(hào)’和‘臨豐3號(hào)’。低海拔試驗(yàn)點(diǎn)播種前底施尿素、過磷酸鈣分別由山西焦化集團(tuán)有限公司、陜西省雙菱化工集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)，高海拔試驗(yàn)點(diǎn)播種前底施當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶提供的羊糞。

1.3 試驗(yàn)方法

2018年麥田夏閑期，低海拔和高海拔試驗(yàn)點(diǎn)均設(shè)休閑4個(gè)茬口、壓青6個(gè)茬口，共10個(gè)處理（表3）。其中6個(gè)壓青茬口作物種植時(shí)間低海拔點(diǎn)和高海拔點(diǎn)均分別為6月9、20日，種植方式均為人工鐵茬直播；低海拔點(diǎn)的休閑期早滅茬處理在8月5日增加了1次雜草粉碎。

表3 不同海拔點(diǎn)各試驗(yàn)處理壓青時(shí)間

小麥生長(zhǎng)季2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均將夏閑期的休閑晚滅茬處理設(shè)置為休耕（不種小麥），夏閑期的其他處理作為小麥生長(zhǎng)季對(duì)應(yīng)的各處理茬口。2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)麥田夏閑期和小麥生長(zhǎng)季各處理的小區(qū)面積均為60 m2；低海拔和高海拔點(diǎn)小麥播種期分別為2018年10月6、2日，播種量均為187.5 kg/hm2。

1.4 測(cè)定內(nèi)容

1.4.1 不同生育期土壤水分測(cè)定 用烘干稱重法測(cè)定土壤質(zhì)量含水率W，如式(1)。土壤貯水量A計(jì)算如式(2)。

式中，W1為鋁盒與濕土總質(zhì)量，W2為鋁盒與干土總質(zhì)量，W3為鋁盒質(zhì)量；H為土層厚度，ρ為土壤容重。

在小麥生長(zhǎng)季的播種期、越冬期、拔節(jié)期、灌漿期和成熟期，對(duì) 10 個(gè)處理 0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120、120～140、140～160、160～180、180～200 cm土層進(jìn)行水分測(cè)定。

1.4.2 麥田紅蜘蛛、莖基腐病調(diào)查

（1）紅蜘蛛。2019年3月25日、4月7日分別對(duì)低海拔點(diǎn)和高海拔點(diǎn)的9個(gè)處理調(diào)查，每個(gè)處理隨機(jī)取樣點(diǎn)3個(gè)，每個(gè)樣點(diǎn)連續(xù)調(diào)查麥苗約10～15株，數(shù)取紅蜘蛛頭數(shù)，折算為百株發(fā)生量。

（2）莖基腐病。2019年5月15、20日分別對(duì)低海拔點(diǎn)和高海拔點(diǎn)的9個(gè)茬口處理各取3個(gè)樣點(diǎn)調(diào)查，每個(gè)樣點(diǎn)取1 m長(zhǎng)1行，調(diào)查總莖數(shù)、發(fā)病莖數(shù)，計(jì)算平均發(fā)病率[式(3)]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

資料數(shù)據(jù)用Excel 2003和DPS平臺(tái)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔點(diǎn)綠肥壓青茬口對(duì)麥田土壤貯水量、紅蜘蛛發(fā)生量及其相關(guān)性的影響

2.1.1 不同海拔點(diǎn)綠肥壓青茬口對(duì)麥田不同生育期土壤貯水量、紅蜘蛛發(fā)生量的影響

（1）從表4看出，不同海拔點(diǎn)不同綠肥壓青茬口對(duì)越冬前、拔節(jié)期不同土層土壤貯水量的影響不同。各茬口越冬前、拔節(jié)期不同土層的貯水量高海拔點(diǎn)均大于低海拔點(diǎn)，且高海拔點(diǎn)與低海拔點(diǎn)間各茬口在0～100、100～200、0～200 cm土層冬前、拔節(jié)期的貯水量配對(duì)T值檢驗(yàn)均存在極顯著差異(P＜0.01)；高海拔點(diǎn)和低海拔點(diǎn)的各茬口在越冬前0～100 cm土層的貯水量均高于100～200 cm土層的貯水量，而在拔節(jié)期0～100 cm土層的貯水量低于100～200 cm土層的貯水量；低海拔點(diǎn)同一茬口0～100、100～200 cm的貯水量在冬前和拔節(jié)期均表現(xiàn)為壓青愈晚貯水量越低，如玉米壓青晚＜玉米中壓青＜玉米早壓青，大豆晚壓青＜大豆中壓青。

表4 不同海拔綠肥壓青茬口對(duì)麥田越冬前、拔節(jié)期土壤貯水量的影響 mm

（2）從表5看出，不同海拔點(diǎn)不同綠肥壓青茬口對(duì)麥田紅蜘蛛發(fā)生量的影響不同。各綠肥壓青茬口紅蜘蛛發(fā)生量低海拔點(diǎn)均大于高海拔點(diǎn)，對(duì)不同海拔點(diǎn)間不同綠肥茬口的紅蜘蛛發(fā)生量進(jìn)行配對(duì)T值檢驗(yàn)，存在極顯著差異(t=3.3687，df=8，P=0.0098)，其中高海拔點(diǎn)油葵晚壓青茬口紅蜘蛛發(fā)生量最大，但仍低于低海拔點(diǎn)紅蜘蛛發(fā)生量最小的休閑深翻茬口；同一海拔點(diǎn)不同茬口間的紅蜘蛛發(fā)生量存在極顯著差異(P＜0.01)，高海拔點(diǎn)以油葵晚壓青和玉米晚壓青發(fā)生量最大，同一茬口的紅蜘蛛發(fā)生量表現(xiàn)為壓青愈晚發(fā)生量越大，如玉米壓青晚＞玉米中壓青＞玉米早壓青，大豆晚壓青＞大豆中壓青；低海拔點(diǎn)以大豆壓青茬口和油葵晚壓青茬口發(fā)生量最大，同一茬口間的紅蜘蛛發(fā)生量與高海拔點(diǎn)的趨勢(shì)一致，即呈現(xiàn)壓青愈晚發(fā)生量愈大。

表5 不同海拔點(diǎn)不同綠肥壓青茬口對(duì)麥田紅蜘蛛發(fā)生量的影響 頭/100株

2.1.2 不同海拔點(diǎn)綠肥壓青茬口不同生育期不同土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的相關(guān)性

（1）從表6看出，不同海拔點(diǎn)綠肥壓青茬口拔節(jié)期不同土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的相關(guān)性不同。高海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口拔節(jié)期不同土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性關(guān)系不存在顯著差異，但拔節(jié)期不同土層的貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性關(guān)系不同，0～20、120～180、100～200 cm各土層的貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量呈負(fù)相關(guān)，其他土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量呈正相關(guān)。低海拔點(diǎn)除20～40、140～200 cm土層拔節(jié)期貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量不存在顯著差異外，其他土層貯水量均與麥田紅蜘蛛發(fā)生量存在顯著性差異(P＜0.05)，其中0～40 cm土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量呈正相關(guān)，其他土層均呈負(fù)相。表明不同土層的拔節(jié)期貯水量對(duì)麥田紅蜘蛛發(fā)生量的影響低海拔大于高海拔。

表6 不同海拔不同綠肥壓青茬口拔節(jié)期不同土層土壤貯水量(x)與麥田紅蜘蛛發(fā)生量(y)的相關(guān)性

（2）從表7看出，不同海拔點(diǎn)綠肥壓青茬口越冬前不同土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性關(guān)系不同。高海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口除100～200 cm土層越冬前貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量間存在顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)外，其他土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量不存在差異。低海拔點(diǎn)各茬口不同土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性顯著差異不同，0～100、0～200 cm土層間存在顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05)，而100～200 cm間不存在差異，其結(jié)果與高海拔點(diǎn)相反，低海拔點(diǎn)除土層0～20 cm貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量呈正相關(guān)外，其他土層均呈負(fù)相關(guān)。表明越冬前0～100 cm土層的貯水量對(duì)紅蜘蛛發(fā)生量的影響低海拔大于高海拔，0～200 cm土層的貯水量對(duì)紅蜘蛛發(fā)生量的影響高海拔大于低海拔。

表7 不同海拔不同綠肥壓青茬口越冬前不同土層土壤貯水量(x)與麥田紅蜘蛛發(fā)生量(y)的相關(guān)性

2.2 不同海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口的莖基腐發(fā)病率及其與土壤貯水量的相關(guān)性

2.2.1 不同海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口對(duì)莖基腐發(fā)病率的影響 由表8可知，不同海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口對(duì)莖基腐發(fā)病率的影響不同。高海拔點(diǎn)各茬口均無莖基腐發(fā)病發(fā)生即發(fā)病率為0.00%；低海拔點(diǎn)不同茬口莖基腐發(fā)病率不同，其發(fā)病率由小到大依次為休閑深翻、休閑滅茬、玉米壓青、油葵壓青、大豆壓青；2個(gè)海拔點(diǎn)各茬口對(duì)應(yīng)的發(fā)病率樣本配對(duì)T值檢驗(yàn)存在極顯著差異(t=6.2980，df=4，P=0.0032)。

表8 不同海拔點(diǎn)綠肥壓青茬口對(duì)莖基腐發(fā)病率的影響 %

2.2.2 低海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口不同生育期不同土層貯水量(x)與莖基腐發(fā)病率(y)的線性關(guān)系 從表9可得，越冬前和拔節(jié)期各土層貯水量與莖基腐發(fā)病率均呈負(fù)相關(guān)，平均相關(guān)系數(shù)越冬前(0.7226)小于拔節(jié)期(0.9326)。越冬前不同土層貯水量與莖基腐發(fā)病率的線性關(guān)系，0～100 cm土層達(dá)顯著水平(P≤0.05)，100～200、0～200 cm均未達(dá)顯著水平(P＞0.05)；拔節(jié)期不同土層貯水量與莖基腐發(fā)病率的線性關(guān)系，0～100 cm土層基本達(dá)極顯著水平(P≤0.01)，而100～200、0～200 cm土層達(dá)顯著水平(P＜0.05)。

表9 低海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口不同生育期不同土層貯水量(x)與莖基腐發(fā)病率(y)的線性關(guān)系

3 結(jié)論

麥田關(guān)鍵生育期土壤貯水量低是誘發(fā)紅蜘蛛、莖基腐病發(fā)生的重要因素。海拔高度即溫度、夏閑期不同綠肥壓青茬口（包括夏閑期土壤耕作方式）及綠肥壓青時(shí)間均影響麥田貯水量，麥田貯水量的高與低直接影響紅蜘蛛的發(fā)生量和莖基腐病的發(fā)病率；拔節(jié)期不同綠肥壓青茬口0～100、100～200、0～200 cm土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性關(guān)系低海拔點(diǎn)均存在顯著負(fù)相關(guān)，而高海拔點(diǎn)均不存在差異；越冬前高海拔點(diǎn)100～200 cm土層貯水量、低海拔0～100 cm土層貯水量、低海拔0～200 cm土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性關(guān)系均表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)。不同生育期各土層貯水量與莖基腐發(fā)病率的平均相關(guān)系數(shù)拔節(jié)期大于越冬前，越冬前0～100 cm土層貯水量、拔節(jié)期0～100 cm土層貯水量、拔節(jié)期100～200 cm土層貯水量與莖基腐發(fā)病率均存在顯著負(fù)相關(guān)。

4 討論

4.1 影響麥田紅蜘蛛發(fā)生的因素

以往研究表明，影響麥田紅蜘蛛發(fā)生的因素主要有降雨、氣溫等。肖志強(qiáng)等[6]研究認(rèn)為，小麥紅蜘蛛發(fā)生程度與上年9月至當(dāng)年3月的逐月氣溫呈正相關(guān)，與該時(shí)段降水量呈顯著的負(fù)相關(guān)。本研究表明，高海拔點(diǎn)紅蜘蛛發(fā)生程度低于低海拔點(diǎn)，分析其原因除與高海拔點(diǎn)的氣溫偏低（表1）單因子作用有關(guān)外，還與高海拔點(diǎn)麥田貯水量絕對(duì)值較高有關(guān)，越冬前和拔節(jié)期不同茬口不同土層貯水量高海拔點(diǎn)高于低海拔點(diǎn)，其除與上茬綠肥壓青生物產(chǎn)量低海拔高于高海拔的耗水量有關(guān)外，還與氣溫與蒸發(fā)量呈正相關(guān)[18]、增溫背景下土壤耗水量加大[19]有關(guān)。但數(shù)據(jù)顯示，從越冬前至拔節(jié)期耗水量高海拔點(diǎn)大于低海拔點(diǎn)，其原因是不同生育階段耗水量與不同生育階段初始貯水量均呈正相關(guān)[20]。

4.2 影響莖基腐病發(fā)生的因素

以往研究表明，影響莖基腐病發(fā)生的因素主要有品種抗性、播種期、土壤質(zhì)地和濕度（貯水量）及秸稈還田等。陸寧海等[21]通過室內(nèi)盆栽接種試驗(yàn)和田間試驗(yàn)，對(duì)河南省19個(gè)小麥新品種抗莖基腐病性能進(jìn)行鑒定和評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，品種間存在明顯的抗性差異。本研究中，低海拔點(diǎn)莖基腐病發(fā)病率高于高海拔點(diǎn)，而低海拔點(diǎn)和高海拔點(diǎn)應(yīng)用品種分別為‘晉麥92號(hào)’和‘臨豐3號(hào)’，而從高海拔點(diǎn)試驗(yàn)的鄰近10個(gè)品種（含‘晉麥92號(hào)’）生態(tài)適應(yīng)性試驗(yàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，10個(gè)品種均無莖基腐病發(fā)生，表明莖基腐病發(fā)生的環(huán)境因子（麥田水分和溫度）作用大于品種間的差異。Wallwork[22]研究認(rèn)為，地勢(shì)低洼、排水不良可促進(jìn)莖基腐病發(fā)病；Klein等[23]研究認(rèn)為，土壤濕度高有利于發(fā)??；而本研究結(jié)果表明，各綠肥壓青茬口不同生育期不同土層的貯水量高海拔點(diǎn)均高于低海拔點(diǎn)，但高海拔點(diǎn)的莖基腐病發(fā)病率卻低于低海拔點(diǎn)；在低海拔點(diǎn)的不同綠肥壓青茬口越冬前和拔節(jié)期的不同土層貯水量越高其發(fā)病率越低，表明土壤濕度過小也會(huì)造成莖基腐病的發(fā)生。陸寧海等[24]研究表明，秸稈還田后，在返青期、拔節(jié)期、孕穗期、揚(yáng)花期、成熟期5個(gè)生育期中，莖基腐病的發(fā)病率比未還田區(qū)的發(fā)病率高約12.00%～17.50%；本研究發(fā)現(xiàn)，壓青生物產(chǎn)量（秸稈還田量）高海拔點(diǎn)玉米晚壓青茬口高于低海拔點(diǎn)的大豆、油葵壓青茬口，但莖基腐病的發(fā)病率低海拔點(diǎn)大豆，油葵壓青茬口卻高于高海拔點(diǎn)玉米晚壓青茬口，表明環(huán)境因子溫度和麥田水分對(duì)莖基腐病的發(fā)病率的影響大于秸稈，低海拔點(diǎn)較高的溫度[25]導(dǎo)致麥田貯水量的降低而誘發(fā)莖基腐病的發(fā)生，這與崔歡虎等[26]在2018—2019年開展的模擬增降溫麥田調(diào)查結(jié)果一致（增溫麥田、常規(guī)對(duì)照麥田、降溫麥田的莖基腐病的發(fā)病率分別為16.80%、4.62%、0.00%）。

4.3 關(guān)于麥田貯水量與紅蜘蛛、莖基腐病發(fā)生的相關(guān)性

本研究結(jié)果表明，不同綠肥壓青茬口拔節(jié)期低海拔點(diǎn)0～100、100～200 cm土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量存在顯著負(fù)相關(guān)，而高海拔點(diǎn)各土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量的線性關(guān)系均不顯著，其中拔節(jié)期低海拔點(diǎn)0～20 cm土層貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量正相關(guān)，可能與早春土壤返漿水變化有關(guān)；不同綠肥壓青茬口越冬前高海拔點(diǎn)100～200 cm貯水量與麥田紅蜘蛛發(fā)生量存在顯著負(fù)相關(guān)，而0～100 cm線性關(guān)系不顯著，仍有待進(jìn)一步研究。低海拔點(diǎn)各綠肥壓青茬口不同生育期不同土層貯水量與莖基腐發(fā)病率的線性關(guān)系均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。有關(guān)綠肥壓青茬口麥田貯水量與紅蜘蛛、莖基腐病發(fā)生的相關(guān)性已有報(bào)道較少。