玉米秸秆还田对玉米大斑病发生及流行要素的影响

发布时间：2017-10-11 08:07

  本文关键词：玉米秸秆还田对玉米大斑病发生及流行要素的影响

  更多相关文章： 秸秆还田 玉米大斑病 流行要素 防御酶 Exserohilum turcicum

【摘要】：玉米(Zea mays L.)是我国第一大粮食作物,每年秸秆产量约为3亿吨。秸秆中富含纤维素、木质素等物质,是形成有机质的重要来源。秸秆还入田地后可有效改良土壤的理化性质,提高土壤有机质含量。同时秸秆中含有氮、磷、钾等大量矿质元素和铁、铜、锌、锰等微量元素,为作物生长提供了有利的环境,有效缓解了因土壤中氮磷钾失衡引起的土壤板结问题,减少了焚烧秸秆对环境造成的污染。随着农业现代化的发展,秸秆还田成为农业生产的必然趋势。但在生产中,关于秸秆还田对病害的影响存在着争议,部分学者认为秸秆还田后为病原菌的生长与繁殖提供了有利的环境,使病原菌初始菌源量增加,病害加重；但也有学者认为,秸秆还田会使土壤中的拮抗菌数量增多,腐解产生的物质会增强植物的抗病性,从而使病害减轻。本文通过设置半量秸秆还田(3750kg/hm2)、全量秸秆还田(7500 kg/hm2)、倍量秸秆还田(15000 kg/hm2)和未秸秆还田(CK),从秸秆还田对玉米大斑病田间发生情况,秸秆腐解液对病原菌生长的影响,秸秆还田对土壤微生物、土壤酶、玉米生长和寄主防御酶活性的影响进行研究。结果如下：1.根据植物病害流行学原理,通过田间调查发现,玉米大斑病病情指数表现为秸秆还田重于未秸秆还田；不同秸秆还田量下,病情指数与秸秆还田量成正相关,半量、全量、倍量秸秆还田的病情指数分别为15.7、27.5和43.5,均高于未秸秆还田病情指数。依据不同秸秆还田量下的玉米大斑病病情指数随时间的变化,建立了病害时间流行动态模型,其中Logistic模型能较好拟合出病害田间时间流行动态。结合田间调查并通过Logistic模型推导得出,秸秆还田模式下的玉米大斑病病情指数增长期、衰退期早于未秸秆还田,病情指数增长期、衰退期随秸秆还田量的增加而提前,半量、全量、倍量秸秆还田病情指数增长期比未秸秆还田分别提前5 d、6 d、7 d,病情衰退期比未秸秆还田分别提前2 d、3 d、5 d。2.通过提取不同时期玉米秸秆腐解液,研究其对玉米大斑病菌菌丝生长和孢子萌发的影响,发现秸秆腐解液对病原菌菌丝生长和孢子萌发有一定的抑制作用,0.125 g/mL的秸秆腐解液对病原菌菌丝生长抑制率在38.7%～58.8%之间,对孢子萌发抑制率在28.8%～91.9%之间。利用高效液相色谱检测腐解60 d的腐解液,确定其含有对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸、香草酸、丁香酸和苯甲酸。通过外源添加法研究酚酸物质对病原菌菌丝生长和孢子萌发的影响。结果表明5种酚酸物质抑制病原菌菌丝生长,抑菌率在14.5%～100.0%之间,且随浓度的增加抑制作用增强；苯甲酸和邻苯二甲酸在0.125～1.000mg/mL浓度下抑制孢子萌发；对羟基苯甲酸在0.063～1.000 mg/mL浓度下促进孢子萌发。3.通过田间不同秸秆还田量试验,研究了玉米生育期中土壤微生物与土壤酶活性的动态变化。结果表明,秸秆还田能够促进土壤微生物中真菌、细菌和放线菌数量的增加,这三者的数量随秸秆还田量的增加而增长。在玉米生育期中,真菌、细菌和放线菌的数量总体上呈现出先增长后下降的趋势,在玉米抽雄期达到最大值,半量秸秆还田下真菌数量为9.7x103 cfu·g-1,细菌数量为9.7x105 cfu·g-1,放线菌数量6.9x104 cfu·g-1;全量秸秆还田下真菌数量为1.3x104 cfu·g-1,细菌数量为1.1x106 cfu·g-1,放线菌数量7.7×104Cfu·g-1;倍量秸秆还田下真菌数量为1.8x104 cfu·g-1,细菌数量为1.2x106 cfu·g-1,放线菌数量为8.5x104 cfu·g-1。从土壤微生物的组成比例来看,各秸秆还田量下真菌、细菌和放线菌的组成比例基本相同,其中细菌所占比例为92.2%,放线菌为6.7%,真菌为1.1%。在土壤酶活性的研究中发现,不同秸秆还田量均对土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性表现出促进作用。脲酶在玉米抽雄期活性达到最大值,半量、全量、倍量秸秆还田与未秸秆还田相比酶活性分别增加了35.7%、63.4%和99.8%;在喇叭口期不同秸秆还田量处理与对照相比,蔗糖酶活性分别增加22.0%、33.0%和34.8%；过氧化氢酶活性在抽雄期达到最高值,不同秸秆还田处理酶活性为2.40 mL·h-1·g-1、2.44 mL·h-1·g-1、 2.51 mL·h-1·g-1,与未还田的相比酶活性分别提高4.9%、6.9%和9.7%；在成熟期,不同秸秆还田量处理与对照相比碱性磷酸酶活性分别增加13.4%、21.6%、27.1%。4.对田间不同秸秆还田量下玉米株高、茎粗、叶长和叶宽进行比较,发现株高、茎粗、叶长和叶宽的数值随秸秆还田量的增加而增长,半量、全量、倍量秸秆还田与未秸秆还田相比株高分别增长0.5%、4.4%、5.4%,茎粗分别增长1.1%、13.6%、26.9%,叶长分别增长0.7%、3.0%、4.4%,叶宽分别增长0.9%、2.7%、5.4%。根系活力在玉米生长期中呈现出先增强后减弱的趋势,根系活力最大值12.2 TTFμg·g-1·h-1。在寄主防御酶活性的研究中,发现苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性在玉米生长期中均表现为先增强后减弱的趋势,在喇叭口期防御酶活性相对较强,半量、全量、倍量秸秆还田量下,苯丙氨酸解氨酶活性分别为125.5 U·g-1·h-1、123.8 U·g-1·h-1和124.6 U·g-1·h-1；多酚氧化酶活性分别为3.4 U·g-1·min-1、3.5 U·g-1·min-1和3.7U·g-1·min-1;过氧化物酶活性分别为258.0 U·g-1·h-1,316.4 U·g-1·h-1和345.4 U·g-1.h-1；过氧化氢酶活性分别为37.5 U·g-1·min-1,36.5 U·g-1·min-1和38.2 U·g-1·min-1。
【关键词】：秸秆还田 玉米大斑病 流行要素 防御酶 Exserohilum turcicum
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S435.131.4;S141.4
【目录】：

• 摘要10-12
• Abstract12-15
• 第一章 秸秆还田的研究进展15-25
• 1. 秸秆还田的方式15-16
• 2. 秸秆还田对土壤环境的影响16-19
• 2.1 秸秆还田对土壤结构的影响16
• 2.2 秸秆还田对土壤含水量和温度的影响16-17
• 2.3 秸秆还田对土壤有机质含量的影响17
• 2.4 秸秆还田对土壤矿质元素的影响17-18
• 2.5 秸秆还田对土壤pH的影响18
• 2.6 秸秆还田对土壤微生物的影响18-19
• 2.7 秸秆还田对土壤酶的影响19
• 3. 秸秆还田对农作物生长和产量的影响19-20
• 4. 秸秆还田腐解及化感作用的研究20-23
• 4.1 秸秆还田腐解规律的研究20-21
• 4.1.1 秸秆腐解的影响因素20-21
• 4.1.2 秸秆腐解规律的研究21
• 4.1.3 秸秆腐解过程中物质的积累与转化21
• 4.2 秸秆还田化感作用的研究21-23
• 4.2.1 化感物质对作物种子萌发的影响21-22
• 4.2.2 化感物质对作物生长发育的影响22
• 4.2.3 化感物质对作物某些酶活性的影响22-23
• 5. 秸秆还田对农作物病虫害的影响23-25
• 第二章 玉米秸秆还田对玉米大斑病发生流行的影响25-34
• 1. 材料与方法25-26
• 1.1 供试玉米品种25
• 1.2 病原菌的繁殖25
• 1.3 试验小区设计25-26
• 1.4 病害调查及病害分级标准26
• 1.5 数据处理26
• 2. 结果与分析26-32
• 2.1 不同秸秆还田量下玉米大斑病的病情26-28
• 2.2 不同秸秆还田量下玉米大斑病时间流行动态模型的建立28-31
• 2.3 不同秸秆还田量下玉米大斑病流行时期的推导及比较31-32
• 3. 小结32-34
• 第三章 玉米秸秆腐解液酚酸物质检测及对玉米大斑病菌的影响34-43
• 1. 材料与方法34-36
• 1.1 玉米秸秆腐解液的制备34
• 1.2 供试菌株34
• 1.3 玉米秸秆腐解液对玉米大斑病菌菌丝生长和孢子萌发的影响34-35
• 1.4 玉米秸秆腐解液中酚酸物质检测35
• 1.5 酚酸物质对玉米大斑病菌菌丝生长和孢子萌发的影响35-36
• 1.6 数据处理36
• 2. 结果与分析36-42
• 2.1 玉米秸秆腐解液对玉米大斑病菌菌丝生长和孢子萌发的影响36-39
• 2.2 秸秆腐解液中酚酸物质的检测39-40
• 2.3 酚酸物质对玉米大斑病菌菌丝生长和孢子萌发的影响40-42
• 3. 小结42-43
• 第四章 玉米秸秆还田对土壤微生物及土壤酶活性的影响43-53
• 1. 材料与方法43-47
• 1.1 试验设计43
• 1.2 土样采集43
• 1.3 供试培养基43-44
• 1.4 土壤微生物计数44
• 1.5 土壤酶活性的测定44-47
• 1.6 数据分析47
• 2. 结果与分析47-52
• 2.1 秸秆还田下土壤微生物数量动态变化47-49
• 2.2 不同秸秆还田量下土壤酶活性的动态变化49-52
• 3. 小结52-53
• 第五章 玉米秸秆还田对玉米生长及寄主防御酶系的影响53-63
• 1. 材料与方法53-56
• 1.1 材料53
• 1.2 试验区设计53
• 1.3 玉米生长性状的测定53
• 1.4 玉米根系活力的测定53-54
• 1.5 玉米防御酶的测定54-56
• 2. 结果与分析56-62
• 2.1 不同秸秆还田量下玉米生长性状的变化56-58
• 2.2 不同秸秆还田量下玉米根系活力的变化58-59
• 2.3 不同秸秆还田量下玉米防御酶的变化59-62
• 3. 小结62-63
• 第六章 结论与讨论63-67
• 6.1 玉米秸秆还田对玉米大斑病发生流行的影响63-64
• 6.2 玉米秸秆腐解液酚酸物质检测及对玉米大斑病菌的影响64-65
• 6.3 玉米秸秆还田对土壤微生物及土壤酶活性的影响65
• 6.4 玉米秸秆还田对玉米生长及防御酶系的影响65-67
• 参考文献67-74
• 致谢74-75
• 攻读学位论文期间发表文章75

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本文编号：1011405