喀斯特地区土壤及气候因素对油菜菌核病的影响

苏 跃，吴沿友

(1 中国科学院 地球化学研究所，贵州 贵阳 550001；2 贵州省植保植检站，贵州 贵阳 550001)

喀斯特地区土壤及气候因素对油菜菌核病的影响

苏 跃1,2，吴沿友1*

(1 中国科学院 地球化学研究所，贵州 贵阳 550001；2 贵州省植保植检站，贵州 贵阳 550001)

为有效防控贵州喀斯特地区油菜菌核病发生，以及为油菜生长期营养调控提供依据。通过测定15试点135田块的土壤指标，并对油菜不同生育期菌核病发生情况和气候因子进行调查统计，分析贵州喀斯特地区油菜菌核病发病的主要影响因素。结果表明：叶部菌核病从抽薹期零星发生，初花期开始加剧，盛花期发病率达最大；茎部菌核病从盛花期开始并持续加剧，直到成熟期；初花期对叶部菌核病影响最大的是初花前3 d平均温度和前10 d平均空气相对湿度；盛花期叶部菌核病影响最大的因素是盛花前5 d平均气温和平均空气湿度，对茎部菌核病发生影响最大的是盛花前3 d平均气温与前10 d平均气温及空气湿度。土壤和气候因素对油菜各生育时期菌核病发生有明显影响，其中气候因素较土壤因子影响显著，但土壤因子特别是土壤中钙含量对叶部和茎部菌核病开始加剧发生时具有显著的抑制作用。

油菜；菌核病；土壤因子；气候因子；喀斯特

油菜菌核病作为油菜最严重病害之一，制约着我国油菜生产发展。贵州是全国优质油菜适宜区和主产区，菌核病是贵州油菜主要病害之一，几乎全省都有菌核病发生，但总体发病率不高，对油菜生产影响不大[1]。究其原因可能是贵州喀斯特地区土壤平均交换性钙比我国非石灰岩地区土壤交换性钙含量高数倍。与我国其他地区植物钙含量相比，喀斯特植被具有明显的高钙特征[2]，且农区耕地中高复种农作区土壤交换钙含量较其他类型高[3]。喀斯特土壤环境中Ca2+含量丰富，由于植物根对Ca2+吸收的限制较少，导致该地区植物体内Ca2+浓度含量高，这又需要植物体更多地分泌草酸，以形成草酸钙进行调控[4]。植物体分泌草酸不仅会对植株磷等元素的吸收造成影响，而且草酸也会诱导油菜对菌核病的抗性[5]。当菌核病侵染分泌草酸时，体内过高的Ca2+会更快地与草酸结合，制菌核病的发生。吴纯仁等[6]研究发现，0.01～0.1M钙离子浓度处理油菜120 h能抑制菌核病的发生。陈士华[7]在菌核病高发期(6月22日至8月2日)每3 d调查1次的统计分析表明，每次调查前3 d的相对湿度和降水量是影响田间子囊盘数量和空气中孢子量的最主要因素，花期的气象因子对茎秆发病影响最大。目前就气候中温、湿度对油菜菌核病的发生影响有一定的研究，但土壤的理化因子特别是土壤中钙素对大田油菜菌核病的发病的影响未见报道，而植物体内钙元素对病害的发生有较大影响。因此，笔者拟通过在贵州喀斯特地区特定土壤环境下土壤和气候因素对菌核病发病的影响研究，旨在为菌核病的无害化防控特别是钙素营养进行菌核病的防控提供理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点

2013-2014年度油菜菌核病调查试验安排在遵义县新民镇、思南县板桥镇、榕江县忠诚镇、平坝县十字乡、江口县桃映镇、黄平县旧州镇、福泉市陆坪镇、都匀市河阳乡、碧江区瓦屋乡、盘县板桥镇、湄潭县高台镇、凤冈县进化镇、三都县三合镇、荔波县朝阳镇和开阳县南龙乡等15个试点。供试油菜品种为黔油18号。

1.2 土样采集

各地土样采集时间统一在前茬作物收获后，施肥整地前完成。采用统一规格土钻，取样多点混合。按S形采样，每地块取10个点，制成混合样。供试土壤理化性质的测定方法参照文献[8]进行。

1.3 调查指标

菌核病调查：每试点选有代表性的9块油菜田，参照全国农业技术中心《油菜菌核病测报技术规范》，在油菜抽薹期、初花期、盛花期、终花和成熟期调查油菜叶部、茎部菌核病发病情况，并计算病情指数。

气候因素：以当地气象部门资料为准，统计各生育期前10 d、前5 d和前3 d的平均气温、降雨量和空气相对湿度。

土壤因素：分析土壤全钙、交换钙、交换镁、pH、碱解氮、有效磷、有效钾含量及钙镁比8个指标。

1.4 数据处理

数据经Excel整理后，采用SPSS和DPS软件对数据进行多重比较、相关分析、通径分析和回归分析。

2 结果与分析

2.1 油菜生育期菌核病的发生情况

从图1可知，油菜叶部菌核病发病从抽薹期零星发生，初花开始加剧，至盛花期达高峰，此后，随着叶片的凋零，叶部菌核病发病率逐渐降低。油菜茎部菌核病发病率从盛花期开始到成熟期均呈升上趋势，说明油菜植株茎部菌核病感染速度快，导致茎部病发病率持续增高，基本呈直线上升趋势。油菜病情指数曲线上升幅度低，说明从盛花期到成熟期油菜茎部发病率高，但油菜发病程度并不很强。

2.2 土壤及气候因素对油菜不同生育期菌核病的影响

2.2.1 初花期 通过对各影响因子的逐步回归分析可知，油菜初花前10、5和3 d的平均相对湿度以及前5、3 d平均气温和前3 d平均降雨量6个气象因子，以及土壤中全钙含量、交换镁平均含量2个土壤因子对油菜叶部菌核病的影响大(表1)，其影响程度达显著水平或极显著水平(P≤0.05或P≤0.01)。进一步对各因子分析(表2)表明，6个气象因子对油菜叶部菌核病的影响较2个土壤因子大。其中，影响最大的是的是前3 d平均温度(直接通径系数为-0.9653)，其次是前10 d平均空气相对湿度，直接通径系数为0.7788。气象因子间的间接通径系数较大，其中，前3 d平均气温通过前5 d平均气温间接影响较大(间接通径系数为0.7444)，前10 d、前5 d和前3 d平均空气湿度的间接影响也较大。土壤全钙含量对初花期叶部菌核病的发生有一定的影响，起到一定的抑制作用。因此，在油菜初花期，油菜叶部菌核病发生的主要影响因素是气候，同时土壤全钙和交换镁含量和对菌核病发生也有一定的影响。

图1 油菜各生育期菌核病的发病情况 Fig.1 Occurrence situation of sclerotiniose at different growth stages of rapeseed

因子Factors回归系数Regressioncoefficient标准回归系数Standardregressioncoefficient偏相关Partialcorrelationt值P值土壤全钙含量TotalCacontent-0.6109-0.3147-0.41195.07350交换镁含量ExchangeableMgcontent0.0110.3830.43835.47370前10d相对湿度Relativehumidity10daysago0.74860.77880.39574.83630前5d温度Temperature5daysago1.45770.76210.20382.33660.021前5d相对湿度Relativehumidity5daysago0.58080.56390.36314.37470前3d降雨量Rainfall3daysago1.920.52780.30433.58580.0005前3d温度Temperature3daysago-1.6306-0.9653-0.25762.99260.0033前3d相对湿度Relativehumidity3daysago-0.6229-0.6778-0.37584.55170

2.2.2 盛花期 对油菜叶部发病影响。通过土壤和气候17个因子对盛花期叶部菌核病影响逐步回归和通径分析表明，除了土壤中碱解氮、交换钙和有效钾等3个因素对叶部菌核病的发生影响不显著外，其他因子影响达显著水平或极显著水平(P≤0.05或P≤0.01)。前5 d平均相对气温对叶部菌核病发生影响最大(直接通径系数为1.7471)，其次是前5 d平均相对湿度和前3 d平均气温(直接通径系数分别为-1.4367和1.2103)。土壤因子中交换镁和全钙含量对叶部菌核病发生影响较大(直径通径系数分别为0.3789和-0.366)。其中，前3 d、前10 d平均气温通过前5 d平均气温对菌核病影响最大，间接通径系数分别为1.7176和1.5197；前3 d、前10 d平均空气湿度通过前5 d平均空气湿度对菌核病影响也较大，间接通径系数分别为-1.2952和-0.9652。因此，在油菜盛花期，油菜叶部菌核病发生主要受该时期气温和空气湿度影响，但土壤中钙、镁、磷含量以及pH值和对菌核病发生也产生了一定的影响。

表2 初花期土壤与气侯因素与叶部菌核病通径分析结果

注：决定系数R2=0.63942，剩余通径系数=0.6005。

Note:Determination coefficient (R2)=0.63942. Surplus path coefficient = 0.6005.

对油菜茎部菌核病影响。从表3看出，土壤中全钙、有效磷和速效钾3个土壤因素，以及除前3 d平均降雨量外的其他8个气候因子对茎部菌核病的影响达显著或极显著水平(P≤0.05或P≤0.01)。进一步对影响显著的11个因子进行通径分析，结果(表4)表明，前3 d平均气温对茎部菌核病发生影响最大(直接通径系数为-1.4329)，其次是前10 d平均气温和空气湿度(直接通径系数分别为1.2304和0.9907)；土壤因子中全钙含量对茎部菌核病发生影响最大(直径通径系数为-0.2125)。前5 d、前10 d平均气温通过前3 d平均气温对菌核病间接影响最大，间接通径系数分别为-1.4087和-1.1838，前3 d、前5 d、前10 d平均气温间相互影响大。因此，在油菜盛花期，油菜茎部菌核病发生主要受该时期气温，特别是前3 d平均气温影响。

盛花期土壤及气候因素对病情指数的影响与油菜茎部菌核病发病率情况完全一致。

2.2.3 终花期 对茎部菌核病影响。通过土壤和气候17个因子对终花期茎部菌核病影响逐步回归和通径分析，气候因子中前3 d平均气温、前5 d平均气温和降雨、前10 d平均降雨和平均相对湿度，以及土壤因素中除交换镁和钙镁比外的其余因子对茎部菌核病的发生影响达显著水平。前5 d平均气温对茎部菌核病发生影响最大(直接通径系数为2.8446)，其次是前3 d平均气温(直接通径系数为-2.5662)，土壤因子中交换钙含量对茎部菌核病发生影响最大(直径通径系数分别为-0.323)。前3 d平均气温通过前5 d平均气温对菌核病间接影响最大，间接通径系数为2.7256，前3 d和前5 d平均气温间相互影响大，土壤因子中全钙通过交换钙间接影响最大(间接通径系数为-0.2023)。因此，在油菜终花期，油菜茎部菌核病发生主要受该时期气温，特别是前5 d平均气温的影响。土壤因子中交换钙含量对终花期的茎部菌核病发病率影响最大，有一定的抑制作用。

终花期土壤及气候因素对病情指数的影响与对茎部菌核病发病率完全一致。

2.2.4 成熟期 对茎部菌核病影响。逐步回归和通径分析表明，气候因子中前5 d平均气温、降雨量和空气湿度、前3 d平均湿度、前10 d平均气温，以及土壤中有效磷含量对茎部菌核病的发生影响达显著水平。前3 d平均空气湿度对茎部菌核病发生影响最大(直接通径系数为2.2494)，其次是前5 d平均空气湿度(直接通径系数为-2.0104)，土壤因子中只有有效磷含量对茎部菌核病发生有显著影响(直径通径系数为0.3522)。前5 d平均空气湿度通过前3 d平均空气湿度对菌核病间接影响最大，间接通径系数为2.1667。因此，在油菜成熟期，油菜茎部菌核病发生主要受该时期空气湿度影响，特别是前3 d平均湿度的影响。

表3 盛花期土壤及气象因素与茎部菌核病逐步回归筛选所得各因子显著性检验

Table 3 Significance test of different soil and climatic factors screened by stepwise regression analysis to influence occurrence of stem sclerotiniose at full flowering stage

因子Factors回归系数Regressioncoefficient标准回归系数Standardregressioncoefficient偏相关Partialcorrelationt值P值土壤全钙TotalCacontent-0.8968-0.2125-0.36734.37980有效磷Availablephosphorus-0.1903-0.1439-0.2272.58550.0109速效钾Rapidlyavailablepotassium0.04590.15050.25132.87910.0047前10d降雨量Rainfall10daysago-5.0208-0.4169-0.30433.54270.0006前10d温度Temperature10daysago5.16571.23040.5948.18860前10d相对湿度Relativehumigity10daysago2.97110.99070.66569.89240前5d降雨量Rainfall5daysago2.12170.29390.20762.35330.0202前5d温度Temperature5daysago2.88990.8070.21252.41230.0173前5d相对湿度Relativehumidity5daysago-1.9155-0.6671-0.40274.87950前3d温度Temperature3daysago-4.6354-1.4329-0.41815.10390前3d相对湿度Relativehumidity3daysago1.91840.75080.50276.44870

表4 土壤气象因素与茎部菌核病通径分析

对菌核病病情指数的影响。气候因子中前5 d、前10 d平均气温和降雨量、前3d平均气温，以及土壤中有效磷含量和pH值对油菜菌核病病情指数的影响达显著水平。前5 d平均气温对菌核病病情指数影响最大(直接通径系数为2.6117)，其次是前3 d平均气温(直接通径系数为-2.266)；土壤因子中有效磷含量对菌核病病情指数影响较大(直径通径系数为0.3468)。前3 d平均温度通过前5 d平均温度对菌核病病情指数间接影响最大，间接通径系数为2.1667。因此，在油菜成熟期，油菜菌核病病情主要受该时期温度影响，特别是前5 d平均气温的影响。

3 结论与讨论

(1) 通过对贵州喀斯特地区15个试点135块田的油菜菌核病发生调查情况表明，贵州油菜菌核病在叶部从抽薹期零星发生，初花期开始加剧，盛花期达最重；在茎部发病从盛花期开始并持续加剧，一直到成熟期。

(2)土壤气候及因素对油菜各生育时期菌核病发生有显著影响。初花期，对叶部菌核病的影响主要是气候因素，其中影响程度最大的是初花前3 d平均温度和前10 d平均空气相对湿度；而土壤因素中土壤全钙含量对初花期叶部菌核病的发生有一定的影响。盛花期，对叶部菌核病影响最大的是盛花前5 d平均气温和平均空气湿度，土壤因子中交换镁和土壤全钙含量对叶部菌核病发生影响较大；对茎部菌核病发生影响最显著的是前3 d平均气温、前10 d平均气温和空气湿度，土壤因子中土壤全钙含量对茎部菌核病发生影响最大。对终花期茎部菌核病影响最显著是终花前5 d平均气温和前3 d平均气温，土壤因子中交换钙含量对茎部菌核病发生影响最大，对病情指数影响情况与对茎部菌核病影响一致。成熟期，气候因素中对茎部菌核病影响最显著的是前3 d、前5 d平均空气湿度，土壤因子中只有有效磷含量对茎部菌核病发生有显著影响；而对成熟期菌核病病情指数的影响最显著的因素是成熟前5 d平均气温和前3 d平均气温，土壤因子中影响最大的也是有效磷。

(3)从统计结果看，气候因子和土壤因子对油菜各生育菌核病发生影响有差异，气候因子较土壤因子影响大。但土壤因子中钙对叶部菌核病和茎部菌核病开始剧烈发生时起到了较显著的抑制作用，这为下一步钙营养防控油菜菌核病提供了可能。

[1]侯国佐.贵州油菜[M].贵阳：贵州科技出版社,2008.

[2]姬飞腾,李 楠,邓 馨.喀斯特地区植物钙含量特征与高钙适应方式分析[J]. 植物生态学报,2009,33(5):926-935.

[3]苏 跃,刘 方,李 航.喀斯特山区不同土地利用方式下土壤质量变化及其对水环境的影响[J].水土保持学报,2008，22(1):65-68.

[4]FRANCESCHI V R， NAKATA P A. Calcium oxalate in plants:formation and function [J].Annu Rev Plant Bid,2005,56:41-71.

[5]冀瑞琴,董彩华,高荣村.甲基茉莉酸、苯丙噻重氮、草酸诱导油菜对菌核病的抗性[J].中国油料作物学报,2006,28(2):184-188.

[6]吴纯仁,刘后利.油菜菌核病致病机理的研宄Ⅲ.罹病组织内草酸毒素积累和分布的初步分析[J].植物病理学报,1991,21(2):135-139.

[7]陈士华.寒地春油菜菌核病的流行分析与监测防御体系[D].福州：福建农林大学，2004.

[8]鲁如坤.土壤农业化学分析法[M]. 北京:中国农业科技出版社, 2000.

(责任编辑 姜 萍)

Effect of Soil and Climatic Factors on Occurrence of Rapeseed Sclerotiniose in Guizhou Karst Area

SU Yue1,2, WU Yan-you1*

(1.Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guizhou Guiyang 550081，China;2.Guizhou Station of Plant Protection and Quarantine, Guizhou Guiyang 550001, China)

The main factors to influence rapeseed sclerotiniose occurrence were analyzed by measuring soil indexes of 135 field samples from 15 test locations and investigating sclerotiniose occurrence of rapeseed at different growth stages and climatic factors to effectively prevent and control occurrence of rapeseed sclerotiniose in Guizhou Karst area and provide the scientific basis for nutrition regulation of rapeseed at different growth stages. Results:The leaf sclerotiniose occurs at bolting stage and develops at early flowering stage. The disease rate of leaf sclerotiniose reaches the maximum at full flowering stage. The stem sclerotiniose occurs at full flowering stage and develops from end flowering stage and maturity stage. The maximal climatic factors to influence leaf sclerotiniose occurrence at early flowering stage are average temperature 3 days ago and average relative humidity 10 days ago before early flowering stage. The maximal climatic factors to influence leaf sclerotiniose occurrence at full flowering stage are average temperature 5 days ago and average relative humidity 5 days ago before full flowering stage. The maximal climatic factors to influence stem sclerotiniose occurrence are average temperature 3 days ago,average temperature 10 days ago and average relative humidity 10 days ago before full flowering stage. The soil and climatic factors have the obvious influence on sclerotiniose occurrence of rapeseed at different growth stages but the influence degree of climatic factors is higher than soil factors. The soil factors, especially soil Ca content have the significant inhibition influence on occurrence and development of rapeseed sclerotiniose.

Rapeseed; Sclerotiniose; Soil factor; Climatic factor; Karst

1001-4829(2016)12-2890-06

10.16213/j.cnki.scjas.2016.12.022

2015-12-30

贵州省优秀青年科技人才培养对象专项资金“喀斯特山区土壤环境对油菜菌核病致病性的影响”[黔科合人字(2013)34]

苏 跃(1973-),男,研究员,博士，在站博士后，从事农业资源环境研究，E-mail：64166561@qq.com，*为通讯作者:吴沿友(1966-),男,教授,博士,博士生导师,从事喀斯特适生植物筛选及应用研究，E-mail:782391418@qq.com。

S435.654

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