生物有機肥、CO2施肥發(fā)酵殘渣和土壤預(yù)處理對番茄青枯病的防控效果及其機制研究.pdf

1、作物栽培面積的不斷擴大、單一作物的連續(xù)種植和化肥的大量使用造成了土壤質(zhì)量的退化，土壤功能下降，引發(fā)了土傳病害的嚴(yán)重發(fā)生，從而對農(nóng)作物生產(chǎn)造成了極大的損失，人們采取了各種不同措施防控土傳病害，但未能取得滿意的防治效果。近年來，有機改良和生物防控（生物有機肥）作為無污染無公害的有效防控措施受到廣泛關(guān)注，但在田間防控效果上尤其對青枯病害的防控方面仍較薄弱;另外，無機氮素預(yù)處理方法已廣泛應(yīng)用于防控土傳病害方面，但防控青枯病的有關(guān)研究鮮有報道。在

2、本研究中，生物有機肥與多種土壤施肥方式相比較，評估其對番茄枯萎病、草莓疫病和番茄青枯病的田間防控效率，并著重探索了生物有機肥防控番茄青枯病害的相關(guān)機理;CO2施肥發(fā)酵殘渣具有改良連作土壤的功能，本研究以番茄青枯病為試驗對象，評估發(fā)酵殘渣對田間青枯病害的防效和對土壤的改良作用;受氣候條件影響，生物有機肥與發(fā)酵殘渣不能穩(wěn)定而有效防控青枯病害，針對這一現(xiàn)象，探索和比較了三種土壤氮素預(yù)處理方式對土壤青枯病菌的抑制效果，并研究了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)

3、發(fā)生的變化，為土壤預(yù)處理與生物防控和發(fā)酵殘渣綜合防控青枯病害提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1.通過比較化肥、有機肥和生物有機肥三個處理間番茄枯萎病和草莓疫病的病原菌數(shù)量和發(fā)病情況，表明生物有機肥中番茄枯萎病和草莓疫病發(fā)病率最低，與對照處理相比，發(fā)病率分別下降了43％-56％和49-65％，番茄和草莓產(chǎn)量分別提高了40.2％和66.7％。另外，生物有機肥顯著改善了土壤理化性質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分有效性，提高土壤中微生物活性及微生物

4、數(shù)量。因此生物有機肥在改善土壤生物化學(xué)性質(zhì)的同時，可以有效防控枯萎病和疫病的發(fā)生。
　　2.與其他幾種土壤施肥方式相比，生物有機肥作為一種新型肥料顯示出較高的抑制番茄青枯病害的能力。五季番茄種植中，生物有機肥顯著降低了番茄青枯病發(fā)病程度，提高了番茄產(chǎn)量。另外，生物有機肥提高了土壤pH值、電導(dǎo)率、有機碳、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和速效鉀含量，增加了土壤微生物活性和微生物量，通過分析青枯病發(fā)病程度與土壤生物化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，以上土壤生物化學(xué)性

5、質(zhì)的變化與土壤抑病能力之間有正相關(guān)關(guān)系。生物有機肥處理中細(xì)菌和放線菌數(shù)量最高，而青枯病菌和真菌數(shù)量最低。通過使用變性梯度凝膠電泳分析土壤群落多樣性和豐度，發(fā)現(xiàn)生物有機肥處理顯著提高了細(xì)菌群落多樣性而降低了真菌群落多樣性。冗余分析表明青枯病發(fā)病程度與細(xì)菌多樣性負(fù)相關(guān)，而病原菌數(shù)量與真菌多樣性正相關(guān)。因此我們認(rèn)為生物有機肥處理中土壤物理化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)的變化誘導(dǎo)了土壤對番茄青枯病的抑制能力。
　　3.通過田間試驗，評估了CO2施肥

6、發(fā)酵殘渣二次堆肥產(chǎn)物(SCP)對番茄青枯病防控效果。結(jié)果表明SCP具有防控番茄青枯病的能力。與對照處理（當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)習(xí)慣種植）相比，SCP使青枯病發(fā)病率降低了32-81％，作物產(chǎn)量提高了59-95％。相關(guān)分析結(jié)果表明青枯病菌數(shù)量與土壤總氮、有機碳和硝態(tài)氮含量有著緊密的關(guān)系，另外青枯病發(fā)病程度與磷酸單酯酶、β-D-葡萄糖苷酶、熒光二乙酸水解活性、土壤呼吸強度、微生物量碳和細(xì)菌群落多樣性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與真菌多樣性呈正相關(guān)關(guān)系。這些結(jié)果表明SC

7、P處理中土壤抑病能力的提高可能與微生物群落結(jié)構(gòu)的改變和有益微生物對病菌較強的競爭力有關(guān)。因此，CO2施肥發(fā)酵殘渣具有增強土壤抑制番茄青枯病的能力。
　　4.溫度和降雨量的變化影響青枯病菌的生長和發(fā)病程度。低溫下病菌生長受到抑制，生物有機肥和CO2施肥發(fā)酵殘渣的防控效率穩(wěn)定;較高的溫度促使青枯病菌生長繁殖，而生物有機肥和CO2施肥發(fā)酵殘渣防控效率降低。同時我們發(fā)現(xiàn)較高的降雨量也會加重青枯病發(fā)病程度。我們認(rèn)為在高溫和高降雨量的季節(jié)，病

8、菌生長繁殖力增強，植物蒸騰作用加強，促進了病原菌對植物的入侵，從而導(dǎo)致青枯病發(fā)病程度與SCP防控效率不穩(wěn)定現(xiàn)象。
　　5.針對第4部分結(jié)果指出的現(xiàn)象，我們設(shè)想將輔助措施與生物有機肥和發(fā)酵殘渣聯(lián)合起來去防控青枯病害，是否會產(chǎn)生更加有效地防控效果。因此，我們探索和比較三種土壤氮素改良劑（石灰氮、碳酸氫銨石灰混合物和氨水）對青枯病菌生存的抑制效果，結(jié)果表明石灰氮具有較高提高土壤銨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮含量和土壤pH值的能力，從而呈現(xiàn)出抑制青枯病

9、菌的效果最高。然而氨水在0.25 gNkg-1氮水平下就可以有效抑制青桔病菌生存，是最為經(jīng)濟有效的氮素改良劑，因此成為抑制青枯病的最優(yōu)選擇。另外，三種無機氮素改良劑在有效的氮素水平下，只對青枯病菌表現(xiàn)出抑制效果，而對土壤微生物群落以及生物活性沒有不良的影響。以上研究結(jié)果對農(nóng)民選擇經(jīng)濟有效的氮素改良劑和最佳使用量上將起到指導(dǎo)作用。
　　5.在50℃高溫條件下，評估了三種無機氮素改良劑在0.25 g N kg-1以上氮水平時，對青枯病

10、害土壤所產(chǎn)生的影響。50℃的高溫可以迅速抑制青枯病的生存。高溫分別配施石灰氮、碳酸氫銨石灰混合物和氨水處理中，土壤微生物活性和群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了不同程度的變化。在高氮水平下，三種無機氮素改良劑均提高了微生物活性和細(xì)菌群落數(shù)量;而相反地，石灰氮和碳酸氫銨石灰混合物處理降低真菌群落數(shù)量和多樣性，抑制真菌的生存，氨水處理并未產(chǎn)生相似的結(jié)果。因此，氨水與高溫相結(jié)合是比較溫和有效的修復(fù)方式，其次為碳酸氫銨和石灰混合物與高溫的結(jié)合使用。該部分研究為中國