绿肥压青茬口麦田贮水量与红蜘蛛、茎基腐病发生的相关性分析

亢秀丽，崔欢虎，马爱平，靖 华，王裕智，黄学芳

（1山西农业大学小麦研究所，山西临汾041000；2山西农业大学山西有机旱作研究院，太原030006）

0 引言

红蜘蛛和茎基腐病在黄淮麦区及其他麦区的局部区域几乎年年发生，给小麦生产造成了巨大损失[1-2]，因此，麦田红蜘蛛和茎基腐病一直是广大科技工作者的研究重点。在麦田红蜘蛛研究和防治领域，马丽等[3]开展了石硫合剂防治小麦红蜘蛛和小麦主要病害效果评价；王永林等[4]开展了5%阿维菌素悬浮剂防治小麦红蜘蛛田间药效研究；王保国等[5]开展了7种药剂的药效试验研究；肖志强等[6]、李乐等[7]开展了气象因素与小麦红蜘蛛发生程度的相关研究。在茎基腐病研究和防治领域，王国军等[8]运用模糊综合决策方法建立了小麦茎基腐病发生趋势预测模型；吴斌[9]开展了鲁西南地区小麦茎基腐病病原菌鉴定及其致病力分析，认为假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudoguaminearum)致病力强，平均病情指数均达到79以上，甚至大于90；周海峰等[10]系统介绍了该病害的发生分布、症状特点、病原组成、侵染和发病规律并提出了4条防治途径；冯小军等[11]、张鹏等[12]研究认为采取药剂拌种结合早期田间喷雾效果显著，并筛选出了拌种和喷雾的较好药剂；张焕玲等[13]研究筛选出的拌种剂对小麦灌浆初期茎秆发病有较好的控制效果；Klein等[14]研究认为早播会加重，而适当晚播可减轻发生程度。以上研究成果为区域防治红蜘蛛、茎基腐病提供了较好的理论和技术支撑。但以往研究主要以药剂防治为主，其对环境[15]及食品安全[16]均会带来不利影响，而有关麦田贮水量对红蜘蛛、茎基腐病的影响已有报道较少。本研究利用不同海拔高度、建立不同绿肥压青茬口，明确不同海拔夏闲期绿肥压青茬口不同生育期不同土层的麦田贮水量、红蜘蛛发生量、茎基腐病发病率及麦田贮水量与红蜘蛛发生量、茎基腐病发病率相关性，旨在为实施绿肥压青选择适宜区域及绿肥压青模式提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地区概况

试验于2018—2019年在2个海拔高度试验点进行。其中海拔459.00 m试验地（以下简称低海拔点）在山西省农业科学院小麦研究所试验基地（临汾市尧都区），海拔998.00 m试验地（以下简称高海拔点）在山西省乡宁县双鹤乡红凹村。低海拔点常年平均降水455.1 mm，年平均气温13.08℃；高海拔点常年平均降水515.00 mm，年平均气温10.48℃。2个海拔点小麦出苗期至孕穗期气温见表1，2019年早春降水时间及降水量见表2，2个海拔点土壤质地均为轻黏土质。

表1 不同海拔点小麦出苗期至孕穗期气温 ℃

表2 不同海拔点2019年早春降水时间及降水量

1.2 试验材料

低海拔、高海拔试验点选用小麦品种分别为‘晋麦92号’和‘临丰3号’。低海拔试验点播种前底施尿素、过磷酸钙分别由山西焦化集团有限公司、陕西省双菱化工集团有限责任公司生产，高海拔试验点播种前底施当地农户提供的羊粪。

1.3 试验方法

2018年麦田夏闲期，低海拔和高海拔试验点均设休闲4个茬口、压青6个茬口，共10个处理（表3）。其中6个压青茬口作物种植时间低海拔点和高海拔点均分别为6月9、20日，种植方式均为人工铁茬直播；低海拔点的休闲期早灭茬处理在8月5日增加了1次杂草粉碎。

表3 不同海拔点各试验处理压青时间

小麦生长季2个试验点均将夏闲期的休闲晚灭茬处理设置为休耕（不种小麦），夏闲期的其他处理作为小麦生长季对应的各处理茬口。2个试验点麦田夏闲期和小麦生长季各处理的小区面积均为60 m2；低海拔和高海拔点小麦播种期分别为2018年10月6、2日，播种量均为187.5 kg/hm2。

1.4 测定内容

1.4.1 不同生育期土壤水分测定 用烘干称重法测定土壤质量含水率W，如式(1)。土壤贮水量A计算如式(2)。

式中，W1为铝盒与湿土总质量，W2为铝盒与干土总质量，W3为铝盒质量；H为土层厚度，ρ为土壤容重。

在小麦生长季的播种期、越冬期、拔节期、灌浆期和成熟期，对 10 个处理 0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120、120～140、140～160、160～180、180～200 cm土层进行水分测定。

1.4.2 麦田红蜘蛛、茎基腐病调查

（1）红蜘蛛。2019年3月25日、4月7日分别对低海拔点和高海拔点的9个处理调查，每个处理随机取样点3个，每个样点连续调查麦苗约10～15株，数取红蜘蛛头数，折算为百株发生量。

（2）茎基腐病。2019年5月15、20日分别对低海拔点和高海拔点的9个茬口处理各取3个样点调查，每个样点取1 m长1行，调查总茎数、发病茎数，计算平均发病率[式(3)]。

1.5 数据处理

资料数据用Excel 2003和DPS平台操作系统进行数据处理分析[17]。

2 结果与分析

2.1 不同海拔点绿肥压青茬口对麦田土壤贮水量、红蜘蛛发生量及其相关性的影响

2.1.1 不同海拔点绿肥压青茬口对麦田不同生育期土壤贮水量、红蜘蛛发生量的影响

（1）从表4看出，不同海拔点不同绿肥压青茬口对越冬前、拔节期不同土层土壤贮水量的影响不同。各茬口越冬前、拔节期不同土层的贮水量高海拔点均大于低海拔点，且高海拔点与低海拔点间各茬口在0～100、100～200、0～200 cm土层冬前、拔节期的贮水量配对T值检验均存在极显著差异(P＜0.01)；高海拔点和低海拔点的各茬口在越冬前0～100 cm土层的贮水量均高于100～200 cm土层的贮水量，而在拔节期0～100 cm土层的贮水量低于100～200 cm土层的贮水量；低海拔点同一茬口0～100、100～200 cm的贮水量在冬前和拔节期均表现为压青愈晚贮水量越低，如玉米压青晚＜玉米中压青＜玉米早压青，大豆晚压青＜大豆中压青。

表4 不同海拔绿肥压青茬口对麦田越冬前、拔节期土壤贮水量的影响 mm

（2）从表5看出，不同海拔点不同绿肥压青茬口对麦田红蜘蛛发生量的影响不同。各绿肥压青茬口红蜘蛛发生量低海拔点均大于高海拔点，对不同海拔点间不同绿肥茬口的红蜘蛛发生量进行配对T值检验，存在极显著差异(t=3.3687，df=8，P=0.0098)，其中高海拔点油葵晚压青茬口红蜘蛛发生量最大，但仍低于低海拔点红蜘蛛发生量最小的休闲深翻茬口；同一海拔点不同茬口间的红蜘蛛发生量存在极显著差异(P＜0.01)，高海拔点以油葵晚压青和玉米晚压青发生量最大，同一茬口的红蜘蛛发生量表现为压青愈晚发生量越大，如玉米压青晚＞玉米中压青＞玉米早压青，大豆晚压青＞大豆中压青；低海拔点以大豆压青茬口和油葵晚压青茬口发生量最大，同一茬口间的红蜘蛛发生量与高海拔点的趋势一致，即呈现压青愈晚发生量愈大。

表5 不同海拔点不同绿肥压青茬口对麦田红蜘蛛发生量的影响 头/100株

2.1.2 不同海拔点绿肥压青茬口不同生育期不同土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的相关性

（1）从表6看出，不同海拔点绿肥压青茬口拔节期不同土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的相关性不同。高海拔点各绿肥压青茬口拔节期不同土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性关系不存在显著差异，但拔节期不同土层的贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性关系不同，0～20、120～180、100～200 cm各土层的贮水量与麦田红蜘蛛发生量呈负相关，其他土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量呈正相关。低海拔点除20～40、140～200 cm土层拔节期贮水量与麦田红蜘蛛发生量不存在显著差异外，其他土层贮水量均与麦田红蜘蛛发生量存在显著性差异(P＜0.05)，其中0～40 cm土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量呈正相关，其他土层均呈负相。表明不同土层的拔节期贮水量对麦田红蜘蛛发生量的影响低海拔大于高海拔。

表6 不同海拔不同绿肥压青茬口拔节期不同土层土壤贮水量(x)与麦田红蜘蛛发生量(y)的相关性

（2）从表7看出，不同海拔点绿肥压青茬口越冬前不同土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性关系不同。高海拔点各绿肥压青茬口除100～200 cm土层越冬前贮水量与麦田红蜘蛛发生量间存在显著负相关(P＜0.05)外，其他土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量不存在差异。低海拔点各茬口不同土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性显著差异不同，0～100、0～200 cm土层间存在显著负相关(P＜0.05)，而100～200 cm间不存在差异，其结果与高海拔点相反，低海拔点除土层0～20 cm贮水量与麦田红蜘蛛发生量呈正相关外，其他土层均呈负相关。表明越冬前0～100 cm土层的贮水量对红蜘蛛发生量的影响低海拔大于高海拔，0～200 cm土层的贮水量对红蜘蛛发生量的影响高海拔大于低海拔。

表7 不同海拔不同绿肥压青茬口越冬前不同土层土壤贮水量(x)与麦田红蜘蛛发生量(y)的相关性

2.2 不同海拔点各绿肥压青茬口的茎基腐发病率及其与土壤贮水量的相关性

2.2.1 不同海拔点各绿肥压青茬口对茎基腐发病率的影响 由表8可知，不同海拔点各绿肥压青茬口对茎基腐发病率的影响不同。高海拔点各茬口均无茎基腐发病发生即发病率为0.00%；低海拔点不同茬口茎基腐发病率不同，其发病率由小到大依次为休闲深翻、休闲灭茬、玉米压青、油葵压青、大豆压青；2个海拔点各茬口对应的发病率样本配对T值检验存在极显著差异(t=6.2980，df=4，P=0.0032)。

表8 不同海拔点绿肥压青茬口对茎基腐发病率的影响 %

2.2.2 低海拔点各绿肥压青茬口不同生育期不同土层贮水量(x)与茎基腐发病率(y)的线性关系 从表9可得，越冬前和拔节期各土层贮水量与茎基腐发病率均呈负相关，平均相关系数越冬前(0.7226)小于拔节期(0.9326)。越冬前不同土层贮水量与茎基腐发病率的线性关系，0～100 cm土层达显著水平(P≤0.05)，100～200、0～200 cm均未达显著水平(P＞0.05)；拔节期不同土层贮水量与茎基腐发病率的线性关系，0～100 cm土层基本达极显著水平(P≤0.01)，而100～200、0～200 cm土层达显著水平(P＜0.05)。

表9 低海拔点各绿肥压青茬口不同生育期不同土层贮水量(x)与茎基腐发病率(y)的线性关系

3 结论

麦田关键生育期土壤贮水量低是诱发红蜘蛛、茎基腐病发生的重要因素。海拔高度即温度、夏闲期不同绿肥压青茬口（包括夏闲期土壤耕作方式）及绿肥压青时间均影响麦田贮水量，麦田贮水量的高与低直接影响红蜘蛛的发生量和茎基腐病的发病率；拔节期不同绿肥压青茬口0～100、100～200、0～200 cm土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性关系低海拔点均存在显著负相关，而高海拔点均不存在差异；越冬前高海拔点100～200 cm土层贮水量、低海拔0～100 cm土层贮水量、低海拔0～200 cm土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性关系均表现为显著负相关。不同生育期各土层贮水量与茎基腐发病率的平均相关系数拔节期大于越冬前，越冬前0～100 cm土层贮水量、拔节期0～100 cm土层贮水量、拔节期100～200 cm土层贮水量与茎基腐发病率均存在显著负相关。

4 讨论

4.1 影响麦田红蜘蛛发生的因素

以往研究表明，影响麦田红蜘蛛发生的因素主要有降雨、气温等。肖志强等[6]研究认为，小麦红蜘蛛发生程度与上年9月至当年3月的逐月气温呈正相关，与该时段降水量呈显著的负相关。本研究表明，高海拔点红蜘蛛发生程度低于低海拔点，分析其原因除与高海拔点的气温偏低（表1）单因子作用有关外，还与高海拔点麦田贮水量绝对值较高有关，越冬前和拔节期不同茬口不同土层贮水量高海拔点高于低海拔点，其除与上茬绿肥压青生物产量低海拔高于高海拔的耗水量有关外，还与气温与蒸发量呈正相关[18]、增温背景下土壤耗水量加大[19]有关。但数据显示，从越冬前至拔节期耗水量高海拔点大于低海拔点，其原因是不同生育阶段耗水量与不同生育阶段初始贮水量均呈正相关[20]。

4.2 影响茎基腐病发生的因素

以往研究表明，影响茎基腐病发生的因素主要有品种抗性、播种期、土壤质地和湿度（贮水量）及秸秆还田等。陆宁海等[21]通过室内盆栽接种试验和田间试验，对河南省19个小麦新品种抗茎基腐病性能进行鉴定和评价，结果表明，品种间存在明显的抗性差异。本研究中，低海拔点茎基腐病发病率高于高海拔点，而低海拔点和高海拔点应用品种分别为‘晋麦92号’和‘临丰3号’，而从高海拔点试验的邻近10个品种（含‘晋麦92号’）生态适应性试验调查发现，10个品种均无茎基腐病发生，表明茎基腐病发生的环境因子（麦田水分和温度）作用大于品种间的差异。Wallwork[22]研究认为，地势低洼、排水不良可促进茎基腐病发病；Klein等[23]研究认为，土壤湿度高有利于发病；而本研究结果表明，各绿肥压青茬口不同生育期不同土层的贮水量高海拔点均高于低海拔点，但高海拔点的茎基腐病发病率却低于低海拔点；在低海拔点的不同绿肥压青茬口越冬前和拔节期的不同土层贮水量越高其发病率越低，表明土壤湿度过小也会造成茎基腐病的发生。陆宁海等[24]研究表明，秸秆还田后，在返青期、拔节期、孕穗期、扬花期、成熟期5个生育期中，茎基腐病的发病率比未还田区的发病率高约12.00%～17.50%；本研究发现，压青生物产量（秸秆还田量）高海拔点玉米晚压青茬口高于低海拔点的大豆、油葵压青茬口，但茎基腐病的发病率低海拔点大豆，油葵压青茬口却高于高海拔点玉米晚压青茬口，表明环境因子温度和麦田水分对茎基腐病的发病率的影响大于秸秆，低海拔点较高的温度[25]导致麦田贮水量的降低而诱发茎基腐病的发生，这与崔欢虎等[26]在2018—2019年开展的模拟增降温麦田调查结果一致（增温麦田、常规对照麦田、降温麦田的茎基腐病的发病率分别为16.80%、4.62%、0.00%）。

4.3 关于麦田贮水量与红蜘蛛、茎基腐病发生的相关性

本研究结果表明，不同绿肥压青茬口拔节期低海拔点0～100、100～200 cm土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量存在显著负相关，而高海拔点各土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量的线性关系均不显著，其中拔节期低海拔点0～20 cm土层贮水量与麦田红蜘蛛发生量正相关，可能与早春土壤返浆水变化有关；不同绿肥压青茬口越冬前高海拔点100～200 cm贮水量与麦田红蜘蛛发生量存在显著负相关，而0～100 cm线性关系不显著，仍有待进一步研究。低海拔点各绿肥压青茬口不同生育期不同土层贮水量与茎基腐发病率的线性关系均呈现负相关。有关绿肥压青茬口麦田贮水量与红蜘蛛、茎基腐病发生的相关性已有报道较少。