氟醚菌酰胺对番茄四种病害的控制效果及对土壤微生物多样性的影响

发布时间：2017-10-14 00:29

  本文关键词：氟醚菌酰胺对番茄四种病害的控制效果及对土壤微生物多样性的影响

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【摘要】：我国是设施番茄生产大国,长期连作种植导致番茄晚疫病、枯萎病等病害普遍危害严重,对设施番茄发展和农民增收影响很大。氟醚菌酰胺是由山东省联合农药工业有限公司于2010年创新合成的一种新型含氟苯甲酰胺类广谱性杀菌剂。本研究拟通过室内毒力测定、温室盆栽试验及田间药效试验,评价氟醚菌酰胺对番茄晚疫病、灰霉病、叶霉病和枯萎病的毒力及防治效果,及其对番茄植株生长的影响;同时,通过研究其对土壤可培养微生物数量、土壤酶、土壤呼吸强度、土壤细菌多样性及氮素利用相关基因丰度的影响,初步评价其生态安全性和防病增产机制,为该药剂在我国设施番茄上获得登记及安全合理使用提供理论依据。主要研究结果如下:1.本研究采用菌落直径法测定了氟醚菌酰胺对番茄晚疫病菌、番茄灰霉病菌、番茄叶霉病菌和番茄枯萎病菌的室内毒力,其EC50值分别为2.550、2.502、1.527和4.662mg·L-1,对4种病原菌的杀菌毒力均较高,其中对番茄灰霉病菌、叶霉病菌和枯萎病菌的作用效果远高于对照药剂氟吡菌胺,突破了氟吡菌胺仅对卵菌病害有效的限制,杀菌范围较广,是一种高效广谱性杀菌剂。2.高效液相色谱(HPLC)分析结果表明,土壤处理的氟醚菌酰胺可以被番茄植株根部吸收,并输导至植株的地上部分。同时,氟醚菌酰胺在土壤中的残留消解动态符合一级动力学方程;氟醚菌酰胺以田间推荐使用剂量的1倍、2倍和4倍处理土壤,其含量变化回归方程分别为y=3.685 e-0.24x、y=6.097 e-0.18x和y=10.32 e-0.13x,半衰期分别为4.50 d、4.95 d和5.57 d。3.温室盆栽试验和大田药效试验结果表明,氟醚菌酰胺可以通过土壤施用而同时防治土传性病害晚疫病和枯萎病,叶部病害灰霉病和叶霉病,适当提高药剂的施用剂量,可以提高药效并延长药剂持效期。盆栽条件下药剂处理后21 d,按照大田喷雾推荐剂量4倍施用的氟醚菌酰胺对番茄4种病害的防效均高于80%。田间条件下,4倍的氟醚菌酰胺大田喷雾推荐剂量土壤处理后50 d,对番茄4种病害的防效仍为66.67~70.76%。4.氟醚菌酰胺土壤施用对番茄植株生长及产量的影响试验结果表明,氟醚菌酰胺以大田喷雾推荐剂量的1倍、2倍和4倍进行土壤处理,对番茄植株均十分安全,且高剂量的氟醚菌酰胺土壤处理能够显著提高番茄叶片内防御酶(POD和PAL)及根系的活力,为番茄的抗病增产奠定了生理和生化基础。在田间条件下,氟醚菌酰胺土壤处理后50 d,可显著提高番茄植株的株高和活力。与对照药剂氟吡菌胺相比,1倍、2倍和4倍的氟醚菌酰胺大田推荐剂量土壤处理对番茄增产率分别达到14.6%、23.3%和32.0%。5.研究氟醚菌酰胺对土壤可培养微生物的影响,发现氟醚菌酰胺处理土壤后,对土壤细菌和放线菌数量的影响仅持续至处理后20 d,对真菌的抑制作用可持续至处理后40d,而对土传疫霉和镰孢菌2种靶标菌的抑制作用可持续至处理后60 d。6.土壤酶活力测定结果表明,氟醚菌酰胺处理土壤后对脲酶、脱氢酶、酸性磷酸酶和纤维素酶活力表现出先抑制后激活的作用;对土壤蔗糖酶活力表现出一定的激活作用;对土壤过氧化氢酶有一定的抑制作用。这些抑制或激活作用都只是暂时现象,在处理后60 d,各处理的土壤酶活力差异不显著,表明试验剂量下氟醚菌酰胺对土壤酶的影响是可恢复的。7.按照农业部化学农药安全评价试验准则的要求,测定了氟醚菌酰胺对土壤呼吸强度的影响,发现氟醚菌酰胺按照大田推荐剂量100倍处理土壤至15 d,对土壤呼吸无抑制作用,其对土壤微生物属于低毒级或无实际危害级药剂。8.采用T-RFLP技术分析氟醚菌酰胺对土壤细菌多样性的影响,发现在处理后20 d,受抑制的T-RF片段数量较多;随着处理时间的延长,药剂对土壤非靶标细菌的影响逐渐降低。在整个试验周期内,一些受到持续激活的T-RF片段中,如T-RF61、T-RF570等,包含一些代表根瘤菌、亚硝化螺旋菌等与固氮和硝化作用有关的有益菌群。9.采用实时荧光定量PCR技术分析了氟醚菌酰胺处理后对土壤固氮基因(nifH)、反硝化相关基因(nirS)及氨氧化相关基因(amoA)丰度的影响,结果表明药剂处理后土壤氨氧化细菌功能基因amoA(以下简称AOB)和固氮基因(nifH)的丰度较对照有所增加,与T-RFLP试验的结果一致。表明氟醚菌酰胺土壤处理既可防治4种番茄病害,还能促进土壤中部分有益微生物的增殖,改善土壤微生物的结构,提高作物产量。
【关键词】：氟醚菌酰胺 土壤处理 番茄病害 土壤微生物 T-RFLP
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S436.412;S154.3
【目录】：

• 中文摘要12-14
• Abstract14-16
• 1 引言16-40
• 1.1 番茄种植情况概述16
• 1.2 番茄常见病害的发生及防治方法16-27
• 1.2.1 番茄枯萎病16-19
• 1.2.1.1 番茄枯萎病的发生规律16-17
• 1.2.1.2 番茄枯萎病的发病症状17
• 1.2.1.3 番茄枯萎病的防治方法17-19
• 1.2.2 番茄晚疫病19-22
• 1.2.2.1 番茄晚疫病的发病规律19-20
• 1.2.2.2 番茄晚疫病的发病症状20-21
• 1.2.2.3 番茄晚疫病的防治措施21-22
• 1.2.3 番茄灰霉病22-24
• 1.2.3.1 番茄灰霉病的发病规律22
• 1.2.3.2 番茄灰霉病的防治方法22-24
• 1.2.4 番茄叶霉病24-26
• 1.2.4.1 番茄叶霉病的发病规律24
• 1.2.4.2 番茄叶霉病的病害症状24
• 1.2.4.3 番茄叶霉病的防治方法24-26
• 1.2.5 番茄其它常见病害26-27
• 1.2.5.1 番茄其它常见病害的种类及简介26
• 1.2.5.2 番茄其它常见病害的防治26-27
• 1.3 新型杀菌剂氟醚菌酰胺27-30
• 1.3.1 酰胺类杀菌剂研究进展27
• 1.3.2 甲霜灵27-28
• 1.3.3 烯酰吗啉28
• 1.3.4 氟吡菌胺28-29
• 1.3.5 氟醚菌酰胺29-30
• 1.4 土壤酶30-32
• 1.5 土壤呼吸强度32
• 1.6 氮素循环32-33
• 1.7 土壤微生物多样性33-39
• 1.7.1 土壤微生物多样性概述33-34
• 1.7.1.1 物种多样性33
• 1.7.1.2 遗传多样性33
• 1.7.1.3 结构多样性33-34
• 1.7.1.4 功能多样性34
• 1.7.2 影响土壤微生物多样性的因素34-35
• 1.7.2.1 植被34
• 1.7.2.2 土壤类型34
• 1.7.2.3 温度和水分34-35
• 1.7.2.4 耕作方式35
• 1.7.2.5 施肥35
• 1.7.2.6 农药35
• 1.7.3 土壤微生物多样性的研究方法35-39
• 1.7.3.1 传统的微生物平板菌落计数法36
• 1.7.3.2 BIOLOG微孔板技术36-37
• 1.7.3.3 磷脂脂肪酸谱图分析法（PLFA）37
• 1.7.3.4 变性梯度凝胶（DGGE）技术37-38
• 1.7.3.5 T-RFLP技术38
• 1.7.3.6 荧光原位杂交技术（FISH）38
• 1.7.3.7 高通量测序技术38-39
• 1.8 本研究的目的和意义39-40
• 2 材料与方法40-60
• 2.1 供试材料40-43
• 2.1.1 药品和试剂40-42
• 2.1.2 仪器设备42
• 2.1.3 供试病原菌42-43
• 2.1.4 供试培养基43
• 2.1.5 供试土壤43
• 2.2 试验方法43-60
• 2.2.1 室内毒力测定43-44
• 2.2.2 温室盆栽试验44-47
• 2.2.2.1 氟醚菌酰胺土壤处理对4种番茄病害的防治效果评价44-45
• 2.2.2.2 氟醚菌酰胺土壤处理番茄的安全性试验45
• 2.2.2.3 氟醚菌酰胺对番茄叶片防御酶活力的影响45-47
• 2.2.3 氟醚菌酰胺土壤处理对呼吸强度的影响47-48
• 2.2.3.1 试验原理47-48
• 2.2.3.2 操作步骤48
• 2.2.3.3 结果计算48
• 2.2.4 田间试验48-55
• 2.2.4.1 试验地概况48-49
• 2.2.4.2 试验设计49
• 2.2.4.3 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄4种病害的防治效果49
• 2.2.4.4 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄植株生长及产量的影响49
• 2.2.4.5 氟醚菌酰胺土壤处理对土壤可培养微生物数量的影响49-50
• 2.2.4.6 氟醚菌酰胺土壤处理对土壤酶活力的影响50-55
• 2.2.5 T-RFLP分析氟醚菌酰胺对土壤细菌多样性的影响55-58
• 2.2.5.1 测定原理55
• 2.2.5.2 土壤总DNA的提取55-56
• 2.2.5.3 土壤总DNA的纯化56
• 2.2.5.4 细菌 16S基因片段的PCR扩增56-57
• 2.2.5.5 PCR产物酶切57
• 2.2.5.6 酶切产物检测57-58
• 2.2.5.7 数据计算58
• 2.2.6 土壤氮素相关基因的荧光定量PCR试验58-60
• 3 结果与分析60-88
• 3.1 氟醚菌酰胺对番茄4种病原菌的室内毒力60
• 3.2 盆栽试验60-67
• 3.2.1 氟醚菌酰胺对盆栽番茄4种病害的防治效果评价60-62
• 3.2.2 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄植株生长的影响62-63
• 3.2.3 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄植株叶片防御酶活力的影响63-64
• 3.2.4 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄根系活力的影响64
• 3.2.5 氟醚菌酰胺土壤处理在番茄植株体内及土壤中的残留消解动态64-67
• 3.2.5.1 HPLC分析方法的确定64
• 3.2.5.2 氟醚菌酰胺标准曲线的绘制64-65
• 3.2.5.3 添加回收率65
• 3.2.5.4 氟醚菌酰胺土壤处理后在根系和叶片中的含量变化65-66
• 3.2.5.5 氟醚菌酰胺在番茄种植土壤中的残留消解动态66-67
• 3.3 氟醚菌酰胺对土壤呼吸强度的影响67-68
• 3.4 田间试验68-88
• 3.4.1 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄4种病害的防治效果68-69
• 3.4.2 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄植株生长的影响69-70
• 3.4.3 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄产量的影响70
• 3.4.4 氟醚菌酰胺土壤处理对土壤可培养微生物数量的影响70-72
• 3.4.5 氟醚菌酰胺土壤处理对土壤酶活力的影响72-77
• 3.4.5.1 土壤脲酶72-73
• 3.4.5.2 蔗糖酶73
• 3.4.5.3 过氧化氢酶73-74
• 3.4.5.4 脱氢酶74-75
• 3.4.5.5 酸性磷酸酶75-76
• 3.4.5.6 纤维素酶76-77
• 3.4.6 氟醚菌酰胺土壤处理对土壤微生物多样性的影响77-88
• 3.4.6.1 T-RFLP技术分析氟醚菌酰胺对土壤细菌多样性的影响77-84
• 3.4.6.2 土壤氮素相关基因的Real-Time PCR试验84-88
• 4 讨论88-94
• 4.1 氟醚菌酰胺对番茄4种病害的防治效果评价88-89
• 4.1.1 氟醚菌酰胺对番茄4种病害的室内毒力88
• 4.1.2 氟醚菌酰胺土壤处理对温室番茄4种病害的防效评价88-89
• 4.1.3 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄4种病害的田间防效评价89
• 4.2 氟醚菌酰胺土壤处理对番茄植株生长的影响89-90
• 4.2.1 氟醚菌酰胺对植株的安全性评价89
• 4.2.2 氟醚菌酰胺对番茄叶片防御酶活力的影响89-90
• 4.2.3 氟醚菌酰胺对番茄植株根系活力的影响90
• 4.2.4 氟醚菌酰胺对番茄产量的影响90
• 4.3 氟醚菌酰胺的生态效应评价90-94
• 4.3.1 氟醚菌酰胺对土壤可培养微生物数量的影响90
• 4.3.2 氟醚菌酰胺对土壤酶活力的影响90-91
• 4.3.3 氟醚菌酰胺对土壤呼吸作用的影响91
• 4.3.4 氟醚菌酰胺对土壤细菌多样性的影响91-92
• 4.3.5 氟醚菌酰胺对土壤氮素循环相关基因丰度的影响92-94
• 5 主要结论与展望94-97
• 5.1 主要结论94-95
• 5.2 创新点95
• 5.3 问题不足与研究展望95-97
• 参考文献97-117
• 致谢117-118
• 攻读学位期间发表论文情况118

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1027990