微生物菌肥對(duì)花生網(wǎng)斑病流行時(shí)間動(dòng)態(tài)及環(huán)境因素的影響

劉 震,孔 飛,賈會(huì)豐,劉學(xué)良,張 艷,李 兵,魯 迪

(鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,遼寧 鐵嶺 112616)

花生是我國主要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物,我國花生年均種植面積461.1 萬hm2,位列世界第二位。 我國花生年均總產(chǎn)量1 648.3 萬t,占世界花生總產(chǎn)量39.2%,穩(wěn)居全球首位[1～2]。 遼寧生產(chǎn)的花生品質(zhì)優(yōu)良,粗蛋白與粗脂肪含量適宜,適口性好,且在花生收獲季節(jié)氣候干燥,基本沒有或極少有黃曲霉菌污染,是我國最優(yōu)質(zhì)花生出口創(chuàng)匯基地[3]。 隨著花生種植面積不斷擴(kuò)大及部分花生主產(chǎn)區(qū)常年連茬種植,導(dǎo)致花生病害有逐年上升的趨勢,花生網(wǎng)斑病就是危害最為嚴(yán)重的葉部病害之一。 花生網(wǎng)斑病又稱云斑病、污斑病,病原菌為花生派倫霉(PeyronellaeaarachidicolaMarasas Pauer&Boerema)[4]。 1973 年,在美國德克薩斯州首次發(fā)現(xiàn)花生網(wǎng)斑病[5],隨后在世界主要花生產(chǎn)地均有不同程度的發(fā)生。 在我國的遼寧、山東等省1982 年首次發(fā)現(xiàn)該病害,危害程度可使花生減產(chǎn)10%～20%,嚴(yán)重可達(dá)到30%以上,是目前花生生產(chǎn)上亟待解決的問題之一[6～7]。

近年來,隨著對(duì)農(nóng)田生態(tài)安全意識(shí)的提升,大力推進(jìn)減少化肥和農(nóng)藥施用的“雙減政策”,使用微生物菌肥已經(jīng)成為田間生態(tài)防治的重要一環(huán)[8]。 微生物菌肥有效改善了土壤微生物環(huán)境,其作用機(jī)制為含有多種有益菌群對(duì)植物病原菌產(chǎn)生拮抗作用,抑制病原菌侵染,減輕病害的發(fā)生,具有良好的抗病潛力[9]。 目前有關(guān)花生網(wǎng)斑病病原學(xué)、致病機(jī)理、抗病遺傳、侵染機(jī)制和防治措施研究較多,而關(guān)于花生網(wǎng)斑病流行學(xué)方面的研究較少,特別是尚未見有關(guān)在花生生態(tài)系統(tǒng)中施加微生物菌肥后,對(duì)花生網(wǎng)斑病流行時(shí)間動(dòng)態(tài)的影響研究。 為此,本研究從病害流行學(xué)入手,通過田間小區(qū)試驗(yàn),系統(tǒng)調(diào)查和對(duì)比分析了施加微生物菌肥和施加常規(guī)肥料條件下花生網(wǎng)斑病發(fā)生和流行特點(diǎn)差異,構(gòu)建在施加微生物菌肥和施加常規(guī)肥料條件下花生網(wǎng)斑病流行時(shí)間動(dòng)態(tài)模型,并推導(dǎo)病害流行時(shí)期,為指導(dǎo)田間防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試花生品種為鐵花20,為目前遼寧花生產(chǎn)區(qū)主栽品種之一,春播生育期125 d。 供試花生品種由鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生研究所提供。 復(fù)合微生物菌肥由沈陽康緣益生水土環(huán)境修復(fù)研究所有限公司提供微生物菌肥(2017)準(zhǔn)字(2090)號(hào),有效活菌數(shù)≥0.20 億/g,N+P2O5+K2O=8.0%,有機(jī)質(zhì)≥20.0%。

1.2 試驗(yàn)區(qū)設(shè)置

試驗(yàn)于2022 年設(shè)在鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田進(jìn)行,位于鐵嶺市銀州區(qū)。 試驗(yàn)小區(qū)面積為100 m2,小區(qū)之間間隔1 m,并種植5 行保護(hù)行,種植密度為14 000 株/667m2。 微生物菌肥和常規(guī)化肥(CK)施肥量均為75 kg/667m2,各設(shè)3 次重復(fù),隨機(jī)排列,5 月4 日播種,出苗后正常管理,自然發(fā)病條件下進(jìn)行病害調(diào)查。

1.3 調(diào)查方法

從6 月10 日在鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)田所設(shè)計(jì)的小區(qū)開始調(diào)查,每隔7 d 調(diào)查1 次,調(diào)查采用5 點(diǎn)取樣的方法進(jìn)行,每個(gè)取樣點(diǎn)隨機(jī)抽取花生植株10 株,共計(jì)50 株,每次調(diào)查記錄病株數(shù)、病害等級(jí),并通過記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算病株率和病情指數(shù),花生網(wǎng)斑病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照袁紅霞的研究方法[10～11],公式如下:

1.4 試驗(yàn)小區(qū)環(huán)境監(jiān)測

從試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)6 月10 日開始調(diào)查花生網(wǎng)斑病的同時(shí),利用便攜式溫濕度記錄儀對(duì)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)地表以上10 cm 處溫度、濕度進(jìn)行測定;利用土壤測定儀的探頭插在不同處理小區(qū)距地表10 cm處的土層中對(duì)土壤環(huán)境溫度、濕度、pH 值進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測。

表1 兩種施肥模式病株數(shù)、病株率及病情指數(shù)Table 1 Number of diseased plants, rate of diseased plants and disease index of two fertilization methods

1.5 分析方法

應(yīng)用MS Office 2006 Excel 軟件對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 花生褐斑病的病情指數(shù)(Y)和調(diào)查天數(shù)(t)為因變量和自變量,通過SPSS 27.0 軟件進(jìn)行模擬。 選取Linear、Logarithmic、Inverse、Quadratic、Cubic、Compound、Power、S、Growth、Exponential 和Logistic 等11 種常用數(shù)學(xué)模型對(duì)花生褐斑病的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,以各模型的決定系數(shù)(R2)、標(biāo)準(zhǔn)差(Std E)、F值和檢驗(yàn)概率(Sig.F)作為模型取舍的標(biāo)準(zhǔn),篩選出最佳模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種施肥方式下花生網(wǎng)斑病發(fā)生情況

通過對(duì)兩種施肥方式試驗(yàn)小區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn),花生網(wǎng)斑病季節(jié)流行曲線為典型S 形曲線(圖1)。微生物菌肥試驗(yàn)小區(qū)在6 月24 日發(fā)現(xiàn)病斑,常規(guī)肥料試驗(yàn)小區(qū)在6 月17 日發(fā)現(xiàn)病斑,說明微生物菌處理可明顯推遲花生網(wǎng)斑病的始見時(shí)間。 流行末期9 月17 日的病情指數(shù)分別為35.5 和42.8,病株率分別為94%和100%(表1,圖2),說明微生物菌肥處理可減輕花生網(wǎng)斑病的季節(jié)末最大病情指數(shù)和病株率。

圖1 兩種施肥模式下花生網(wǎng)斑病病情指數(shù)Figure 1 Disease index of peanut web blotch disease under two fertilization modes

圖2 兩種施肥模式下花生網(wǎng)斑病病株率Figure 2 Disease plant rate of peanut web blotch disease under two fertilization modes

2.2 兩種施肥方式小區(qū)環(huán)境監(jiān)測

從溫濕度記錄儀可知,微生物菌肥和常規(guī)肥處理的試驗(yàn)小區(qū)平均溫度分別為27.0 ℃和27.1 ℃,平均濕度分別為50.1%和49.9%,小區(qū)環(huán)境差異不大(表2)。

表2 兩種施肥模式試驗(yàn)小區(qū)的平均溫濕度Table 2 The average temperature and humidity of the plot were tested by two fertilization modes

2.3 兩種施肥方式土壤環(huán)境監(jiān)測

從土壤檢測儀可知,微生物菌肥和常規(guī)肥料的試驗(yàn)小區(qū)土壤平均溫度分別為25.0 ℃和25.1 ℃,土壤平均濕度分別為51.1%和51.0%,土壤平均pH 值分別6.4 和5.8(表2)。 兩種施肥處理下小區(qū)氣候條件相同、土壤溫濕度差異不大,土壤pH 值存在差異。

2.4 兩種施肥方式下試驗(yàn)小區(qū)花生網(wǎng)斑病流行時(shí)間動(dòng)態(tài)模型的初步建立

應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 27.0,將調(diào)查的數(shù)據(jù)帶入回歸分析曲線估計(jì)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。 結(jié)果表明,試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)花生網(wǎng)斑病的流行時(shí)間動(dòng)態(tài)可通過Logistic,Growth,Exponential,Compound 這4 種數(shù)學(xué)模型較好的擬合出來(表3)。 其中Logistic 模型得到眾多研究學(xué)者在生物學(xué)、植物病害流行學(xué)等領(lǐng)域中的驗(yàn)證,這也充分反映花生網(wǎng)斑病流行動(dòng)態(tài)能夠得到該模型充分驗(yàn)證。 因此,對(duì)微生物菌肥和常規(guī)肥料試驗(yàn)小區(qū)病情指數(shù)和調(diào)查天數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并進(jìn)行回歸分析曲線估計(jì),得到對(duì)應(yīng)的Logistic 模型(表4)。

表3 施加微生物菌肥模式下試驗(yàn)小區(qū)花生網(wǎng)斑病流行時(shí)間動(dòng)態(tài)不同模型及其檢驗(yàn)Table 3 Different dynamic models of peanut web blotch disease epidemic time in experimental plots and their test under the modes of microbial fertilizer

表4 兩種施肥模式下花生網(wǎng)斑病流行時(shí)間動(dòng)態(tài)Logistic 模型及其檢驗(yàn)Table 4 Logistic model and test of Peanut Web Blotch Disease epidemic time under two fertilization modes

2.5 兩種施肥方式下試驗(yàn)小區(qū)花生網(wǎng)斑病流行時(shí)期的推導(dǎo)和比較

由表5 可知,常規(guī)肥料處理花生網(wǎng)斑病病情指數(shù)增長期短于微生物菌肥處理。 通過Logistic模型推導(dǎo)并結(jié)合試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)調(diào)查確定常規(guī)肥料方式下花生網(wǎng)斑病指數(shù)增長期(始發(fā)期)是從花生出苗～7 月2 日,Logistic 增長期(盛發(fā)期)為7 月2 日～9 月2 日,衰退期為9 月2 日～生育后期;微生物菌肥方式下花生網(wǎng)斑病指數(shù)增長期(始發(fā)期)是從花生出苗～7 月9 日,Logistic 增長期(盛發(fā)期)為7 月9 日～9 月10 日,衰退期為9 月10日～生育后期。 微生物菌肥處理可有效推遲花生網(wǎng)斑病始發(fā)期,為藥劑防治提供窗口。

表5 兩種施肥模式下花生網(wǎng)斑病流行時(shí)期Table 5 The epidemic phases of peanut web blotch disease under two fertilization modes

3 結(jié)論與討論

研究表明,微生物菌肥處理比常規(guī)肥料處理病情指數(shù)低,分別為35.5 和42.8。 微生物菌肥和常規(guī)肥料病斑出現(xiàn)的日期分別為6 月24 日和6 月17 日,病株率分別為94%和100%。 通過小區(qū)溫濕度記錄儀、土壤檢測儀監(jiān)測可知,從6 月10 日開始調(diào)查到流行末期兩種施肥方式的小區(qū)環(huán)境平均溫度和濕度、土壤環(huán)境平均溫度和濕度無明顯差異,土壤平均pH 值存在差異,微生物菌肥處理較常規(guī)肥料處理高0.6。 已有研究表明,微生物菌肥中含有的功能性菌株,能調(diào)節(jié)土壤微生物環(huán)境,對(duì)病原菌產(chǎn)生拮抗作用,減少對(duì)植物的侵染和危害[9]。

花生網(wǎng)斑病流行時(shí)期和流行程度也受到施肥方式的影響。 通過Logistic 模型變形推導(dǎo)可得到該病害的指數(shù)生長期(始發(fā)期),該時(shí)期也是藥劑防治的最佳時(shí)期。 本研究表明,Logistic 模型能夠反映微生物菌肥和常規(guī)肥料方式下花生網(wǎng)斑病病情指數(shù)隨時(shí)間增長的動(dòng)態(tài)情況,與多種植物病害的研究一致,證明了Logistic 模型具有廣泛的適應(yīng)性。 微生物菌肥處理對(duì)花生網(wǎng)斑病流行時(shí)期和發(fā)生流行程度均有一定影響。 施加微生物菌肥有利于控制花生網(wǎng)斑病的發(fā)生,即可有效推遲該病的始發(fā)期(指數(shù)增長期),該時(shí)期也是最佳藥劑防治理論時(shí)間,因此可針對(duì)微生物菌肥和常規(guī)肥料處理制定不同的藥劑防治時(shí)間,及時(shí)準(zhǔn)確的藥劑防治既可減少農(nóng)藥使用量,也能控制花生網(wǎng)斑病的發(fā)生程度。