森井土壤系列微生物产品对土传病害的防治

发表时间:2020-10-12 12:06作者:刘侃诚
土传病害是农业生产中主要的植物病害之一,病原物一般从植物根部开始入侵,之后逐渐蔓延开来致使整株受害。但由于土传病害发生初期难以觉察,且传染性极强,土传病害的防治工作尤其困难,农业生产受到极大重创,农民经济损失惨重。


总结土传病害发生的原因,主要包括连作障碍、化肥与农药的使用、耕作管理等三个方面:

1.连作障碍

大量研究发现,作物进行长时间连作后,生长发育变差,土传病害发生加剧。同一地块长年种植同一作物,由于根系分泌物等因素存在,作物根际单一的生长环境会对微生物种群进行特异性筛选,连作土壤中一些强寄生的种群尤其是病原微生物的丰度大幅上升,打破了原先根际微生态平衡,最终引起作物土传病害的爆发,作物的健康生长发育受到破坏。在农业生产中,很多作物在连作后,土壤中病原菌丰度会有相应的升高,而土传病害的严重程度一般随著土传病原菌种群密度的增加而增加。徐瑞富等通过微生物分离鉴定,发现连作花生土壤中优势真菌包括镰刀菌、曲霉、青霉、根霉、丛节孢霉和射线串孢囊,其中部分真菌能够引起花生土传病害的发生,例如镰刀菌是花生根腐病的病原菌[1]。李安优等对不同连作年限的太子参根腐病发病率的研究表明,随着连作年限延长,太子参根腐病病情指数逐次升高[2]。最近,采用高通量测序技术探究连作土壤真菌群落的变化,结果发现长期连作后一些土传病原菌如 Fusarium oxysporum, Leptosphaerulina australis, Phoma sp. Bionectria ochroleuca 等的丰度显著升高[3],土传病害发病几率大幅升高。因此,连作土壤中病原菌丰度升高是引起作物土传病害发生的重要原因。


2.化肥与农药的使用

土壤环境和作物生育紧密相关,土壤环境的优劣将直接影响到作物土传病害的发生。研究表明大量使用化肥后,土壤酸化、板结问题严重,土壤肥力水平大幅降低[4]。同样施用农药在解决作物病害的同时也会对土壤环境产生了一个极大的负面作用,如改变土壤理化性质、降低土壤自身修复能力和减少土壤中有益微生物的数量等[5]。陈丹梅等研究发现,长期施用化肥后土壤有机质、碱解氮、有效钾含量明显降低,土壤中病原真菌相对丰度显著上升,土传病害发病几率大为升高[6]。Mas等研究表明施用含氯杀虫剂后,土壤微生物多样性随之下降[7],而土壤微生物多样性对保障土壤生态系统健康发展具有重要意义[8]。因此,滥用化肥农药在解决农业生产的同时,可能也会引起土壤环境的恶化,进而为土传病害的流行创造条件。


3.耕作管理

耕作管理手段能够改变土壤环境,对土传病原菌的生长起到直接或者间接的作用。一些田间耕作管理制度如作物播种期和收获期、秸秆还田以及种植密度等,都是土传病害发生的影响因素之一。当播种和收获时间发生偏移时,可能因为田间气候的不宜使得病原菌有机可乘。例如,当玉米播种过早时,土壤温度条件无法满足导致玉米出苗延迟,顶腐病发病严重,而播种过晚虽然病害问题有所缓解,但是玉米贪青晚熟会造成一定程度的产量下降[9]。秸秆还田等手段有可能伴随着大量植物病原菌,提高了田间土传病原菌的相对丰度,导致作物土传病害发病率提升[10]。除此之外,当作物种植密度过高也有助于加剧土传病害的发展。例如,李杨等调查表明,当马铃薯的种植密度增加时,各种病虫害的发生率均随之提高[11]。增大作物种植密度有利于提高作物产量,但种植密度的改变必会引起田间小气候和植株彼此接触的几率等因素的变化,当过度密植时,植物对光线、水分和营养的可利用空间降低,从而给病原菌侵染创造机会。

森井针对土壤的系列微生物产品,包括微生物复合肥料及农用微生物菌剂,参与土壤多种生态过程,对土壤有机质分解、能量交换以及营养元素循环等过程具有重要意义,可以显著降低土传病害的发生,主要作用包括以下几个方面:

1.改善土壤微观结构

森井针对土壤的系列微生物产品中的有益菌在土壤中产生的腐殖酸和分泌物有利于形成疏松透气、养分丰富、不易泡散的水稳性多孔团粒状的土壤结构。由于团粒间存在大孔隙,团粒内又有毛细管孔隙,这就有利于水分、空气的同时存在,从而土壤水、气状况协调。同时,具有团粒结构的土壤,疏松多孔,犁耕阻力小,耕作省力,耕翻质量好;土壤细碎而均匀,既不紧硬,又不起浆浮泥;干燥不开大坼,泡田渗漏损失也小。


2.改善土壤营养情况

森井针对土壤的系列微生物产品中的有益菌在土壤中根据自身需要,从土壤中选择吸收多种养分,其中部分是植物难以吸收和利用的营养物质(易流失的速效氮、难溶的磷酸盐、难溶性含钾矿石等),形成有机体。当它们死亡后,有机残体又逐渐分解,把营养物质释放出来,包括优质的不易流失的缓效氮,水解释放出的磷酸、有机磷化合物(主要有核蛋白、核酸、磷脂等),水溶性钾与代换性钾(系土壤胶体上吸附的钾,作物可以直接利用)等,供作物吸收利用。所以微生物能分解有机质,保持并积累养分,提高土壤肥力。其中,好氧发酵有利于养分释放及吸收,厌氧发酵有利腐殖酸累积,养分保蓄。


3.改善作物微生态环境

森井针对土壤的系列微生物产品中的有益菌在土壤中可以直接产生利于作物的营养、激素等物质,促进作物生长。也可以通过形成根际菌根、增加根系比表面积等方式增强作物根系对矿物质和水分的吸收能力。同时微生物也可以降解土壤中对作物不利的物质(例如连作产生的根系分泌物以及其他污染物等)。除此之外,微生物还可以通过对有机质的降解占据土壤中的微生物生态位,抑制土传病害病原菌的繁殖,减少土传病害发生和流行。

参考文献:

[1] 徐瑞富, 王小龙. 花生连作田土壤微生物群落动态与土壤养分关系研究[J]. 花生学报, 2003, 32(3): 19-24.
[2] 李安优, 曾桂萍, 赵致, 等. 连作年限对太子参根腐病发生及防御酶活性的影响[J]. 江苏农业科学, 2017, 45(13): 123-125.
[3] Li X G,Ding C F, Zhang T L, et al. Fungal pathogen accumulation at the expense ofplant-beneficial fungi as a consequence of consecutive peanut monoculturing[J].Soil Biology & Biochemistry, 2014, 72: 11-18.
[4] 黄国勤, 王兴祥, 钱海燕, 等. 施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策[J]. 生态环境学报, 2004, 13(4): 656-660.
[5] 何云龙, 谢桂先, 孙改革,等. 土传病害防治的研究进展[J]. 湖南农业科学, 2012(6): 27-29.
[6] 陈丹梅, 段玉琪, 杨宇虹, 等. 长期施肥对植烟土壤养分及微生物群落结构的影响[J]. 中国农业科学, 2014, 47(17): 3424-3433.
[7] Arif MAS, Houwen F, Verstraete W. Agricultural factors affectingmethane oxidation in arable soil[J]. Biology & Fertility of Soils, 1996,21(1-2): 95-102.
[8] Visser S, Parkinson D. Soil biological criteria asindicators of soil quality: Soil microorganisms. Am J Altern Agric 7:33-37[J].1992, 7(1): 33-37.
[9] 马建仓, 张维俊, 杨鹏, 等. 土壤温湿度及播种期对玉米顶腐病发生的影响[J]. 甘肃农业科技, 2010(4): 18-20.
[10] 刘凤艳, 龚振平, 马先树, 等. 秸秆还田对水稻病虫害发生的影响[J]. 黑龙江农业科学, 2010, 2010(8): 75-78.
[11] 李杨, 陈祖瑶, 郑元红, 等. 不同种植密度下“威芋 5号”病虫害种类调查及防治[J]. 中国园艺文摘, 2014(1): 70-73.