蘇 躍，吳沿友

(1 中國科學(xué)院 地球化學(xué)研究所，貴州 貴陽 550001；2 貴州省植保植檢站，貴州 貴陽 550001)

喀斯特地區(qū)土壤及氣候因素對油菜菌核病的影響

蘇 躍1,2，吳沿友1*

(1 中國科學(xué)院 地球化學(xué)研究所，貴州 貴陽 550001；2 貴州省植保植檢站，貴州 貴陽 550001)

為有效防控貴州喀斯特地區(qū)油菜菌核病發(fā)生，以及為油菜生長期營養(yǎng)調(diào)控提供依據(jù)。通過測定15試點(diǎn)135田塊的土壤指標(biāo)，并對油菜不同生育期菌核病發(fā)生情況和氣候因子進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，分析貴州喀斯特地區(qū)油菜菌核病發(fā)病的主要影響因素。結(jié)果表明：葉部菌核病從抽薹期零星發(fā)生，初花期開始加劇，盛花期發(fā)病率達(dá)最大；莖部菌核病從盛花期開始并持續(xù)加劇，直到成熟期；初花期對葉部菌核病影響最大的是初花前3 d平均溫度和前10 d平均空氣相對濕度；盛花期葉部菌核病影響最大的因素是盛花前5 d平均氣溫和平均空氣濕度，對莖部菌核病發(fā)生影響最大的是盛花前3 d平均氣溫與前10 d平均氣溫及空氣濕度。土壤和氣候因素對油菜各生育時(shí)期菌核病發(fā)生有明顯影響，其中氣候因素較土壤因子影響顯著，但土壤因子特別是土壤中鈣含量對葉部和莖部菌核病開始加劇發(fā)生時(shí)具有顯著的抑制作用。

油菜；菌核??；土壤因子；氣候因子；喀斯特

油菜菌核病作為油菜最嚴(yán)重病害之一，制約著我國油菜生產(chǎn)發(fā)展。貴州是全國優(yōu)質(zhì)油菜適宜區(qū)和主產(chǎn)區(qū)，菌核病是貴州油菜主要病害之一，幾乎全省都有菌核病發(fā)生，但總體發(fā)病率不高，對油菜生產(chǎn)影響不大[1]。究其原因可能是貴州喀斯特地區(qū)土壤平均交換性鈣比我國非石灰?guī)r地區(qū)土壤交換性鈣含量高數(shù)倍。與我國其他地區(qū)植物鈣含量相比，喀斯特植被具有明顯的高鈣特征[2]，且農(nóng)區(qū)耕地中高復(fù)種農(nóng)作區(qū)土壤交換鈣含量較其他類型高[3]?？λ固赝寥拉h(huán)境中Ca2+含量豐富，由于植物根對Ca2+吸收的限制較少，導(dǎo)致該地區(qū)植物體內(nèi)Ca2+濃度含量高，這又需要植物體更多地分泌草酸，以形成草酸鈣進(jìn)行調(diào)控[4]。植物體分泌草酸不僅會(huì)對植株磷等元素的吸收造成影響，而且草酸也會(huì)誘導(dǎo)油菜對菌核病的抗性[5]。當(dāng)菌核病侵染分泌草酸時(shí)，體內(nèi)過高的Ca2+會(huì)更快地與草酸結(jié)合，制菌核病的發(fā)生。吳純?nèi)实萚6]研究發(fā)現(xiàn)，0.01～0.1M鈣離子濃度處理油菜120 h能抑制菌核病的發(fā)生。陳士華[7]在菌核病高發(fā)期(6月22日至8月2日)每3 d調(diào)查1次的統(tǒng)計(jì)分析表明，每次調(diào)查前3 d的相對濕度和降水量是影響田間子囊盤數(shù)量和空氣中孢子量的最主要因素，花期的氣象因子對莖稈發(fā)病影響最大。目前就氣候中溫、濕度對油菜菌核病的發(fā)生影響有一定的研究，但土壤的理化因子特別是土壤中鈣素對大田油菜菌核病的發(fā)病的影響未見報(bào)道，而植物體內(nèi)鈣元素對病害的發(fā)生有較大影響。因此，筆者擬通過在貴州喀斯特地區(qū)特定土壤環(huán)境下土壤和氣候因素對菌核病發(fā)病的影響研究，旨在為菌核病的無害化防控特別是鈣素營養(yǎng)進(jìn)行菌核病的防控提供理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

2013-2014年度油菜菌核病調(diào)查試驗(yàn)安排在遵義縣新民鎮(zhèn)、思南縣板橋鎮(zhèn)、榕江縣忠誠鎮(zhèn)、平壩縣十字鄉(xiāng)、江口縣桃映鎮(zhèn)、黃平縣舊州鎮(zhèn)、福泉市陸坪鎮(zhèn)、都勻市河陽鄉(xiāng)、碧江區(qū)瓦屋鄉(xiāng)、盤縣板橋鎮(zhèn)、湄潭縣高臺(tái)鎮(zhèn)、鳳岡縣進(jìn)化鎮(zhèn)、三都縣三合鎮(zhèn)、荔波縣朝陽鎮(zhèn)和開陽縣南龍鄉(xiāng)等15個(gè)試點(diǎn)。供試油菜品種為黔油18號(hào)。

1.2 土樣采集

各地土樣采集時(shí)間統(tǒng)一在前茬作物收獲后，施肥整地前完成。采用統(tǒng)一規(guī)格土鉆，取樣多點(diǎn)混合。按S形采樣，每地塊取10個(gè)點(diǎn)，制成混合樣。供試土壤理化性質(zhì)的測定方法參照文獻(xiàn)[8]進(jìn)行。

1.3 調(diào)查指標(biāo)

菌核病調(diào)查：每試點(diǎn)選有代表性的9塊油菜田，參照全國農(nóng)業(yè)技術(shù)中心《油菜菌核病測報(bào)技術(shù)規(guī)范》，在油菜抽薹期、初花期、盛花期、終花和成熟期調(diào)查油菜葉部、莖部菌核病發(fā)病情況，并計(jì)算病情指數(shù)。

氣候因素：以當(dāng)?shù)貧庀蟛块T資料為準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)各生育期前10 d、前5 d和前3 d的平均氣溫、降雨量和空氣相對濕度。

土壤因素：分析土壤全鈣、交換鈣、交換鎂、pH、堿解氮、有效磷、有效鉀含量及鈣鎂比8個(gè)指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel整理后，采用SPSS和DPS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較、相關(guān)分析、通徑分析和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 油菜生育期菌核病的發(fā)生情況

從圖1可知，油菜葉部菌核病發(fā)病從抽薹期零星發(fā)生，初花開始加劇，至盛花期達(dá)高峰，此后，隨著葉片的凋零，葉部菌核病發(fā)病率逐漸降低。油菜莖部菌核病發(fā)病率從盛花期開始到成熟期均呈升上趨勢，說明油菜植株莖部菌核病感染速度快，導(dǎo)致莖部病發(fā)病率持續(xù)增高，基本呈直線上升趨勢。油菜病情指數(shù)曲線上升幅度低，說明從盛花期到成熟期油菜莖部發(fā)病率高，但油菜發(fā)病程度并不很強(qiáng)。

2.2 土壤及氣候因素對油菜不同生育期菌核病的影響

2.2.1 初花期 通過對各影響因子的逐步回歸分析可知，油菜初花前10、5和3 d的平均相對濕度以及前5、3 d平均氣溫和前3 d平均降雨量6個(gè)氣象因子，以及土壤中全鈣含量、交換鎂平均含量2個(gè)土壤因子對油菜葉部菌核病的影響大(表1)，其影響程度達(dá)顯著水平或極顯著水平(P≤0.05或P≤0.01)。進(jìn)一步對各因子分析(表2)表明，6個(gè)氣象因子對油菜葉部菌核病的影響較2個(gè)土壤因子大。其中，影響最大的是的是前3 d平均溫度(直接通徑系數(shù)為-0.9653)，其次是前10 d平均空氣相對濕度，直接通徑系數(shù)為0.7788。氣象因子間的間接通徑系數(shù)較大，其中，前3 d平均氣溫通過前5 d平均氣溫間接影響較大(間接通徑系數(shù)為0.7444)，前10 d、前5 d和前3 d平均空氣濕度的間接影響也較大。土壤全鈣含量對初花期葉部菌核病的發(fā)生有一定的影響，起到一定的抑制作用。因此，在油菜初花期，油菜葉部菌核病發(fā)生的主要影響因素是氣候，同時(shí)土壤全鈣和交換鎂含量和對菌核病發(fā)生也有一定的影響。

圖1 油菜各生育期菌核病的發(fā)病情況 Fig.1 Occurrence situation of sclerotiniose at different growth stages of rapeseed

因子Factors回歸系數(shù)Regressioncoefficient標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)Standardregressioncoefficient偏相關(guān)Partialcorrelationt值P值土壤全鈣含量TotalCacontent-0.6109-0.3147-0.41195.07350交換鎂含量ExchangeableMgcontent0.0110.3830.43835.47370前10d相對濕度Relativehumidity10daysago0.74860.77880.39574.83630前5d溫度Temperature5daysago1.45770.76210.20382.33660.021前5d相對濕度Relativehumidity5daysago0.58080.56390.36314.37470前3d降雨量Rainfall3daysago1.920.52780.30433.58580.0005前3d溫度Temperature3daysago-1.6306-0.9653-0.25762.99260.0033前3d相對濕度Relativehumidity3daysago-0.6229-0.6778-0.37584.55170

2.2.2 盛花期 對油菜葉部發(fā)病影響。通過土壤和氣候17個(gè)因子對盛花期葉部菌核病影響逐步回歸和通徑分析表明，除了土壤中堿解氮、交換鈣和有效鉀等3個(gè)因素對葉部菌核病的發(fā)生影響不顯著外，其他因子影響達(dá)顯著水平或極顯著水平(P≤0.05或P≤0.01)。前5 d平均相對氣溫對葉部菌核病發(fā)生影響最大(直接通徑系數(shù)為1.7471)，其次是前5 d平均相對濕度和前3 d平均氣溫(直接通徑系數(shù)分別為-1.4367和1.2103)。土壤因子中交換鎂和全鈣含量對葉部菌核病發(fā)生影響較大(直徑通徑系數(shù)分別為0.3789和-0.366)。其中，前3 d、前10 d平均氣溫通過前5 d平均氣溫對菌核病影響最大，間接通徑系數(shù)分別為1.7176和1.5197；前3 d、前10 d平均空氣濕度通過前5 d平均空氣濕度對菌核病影響也較大，間接通徑系數(shù)分別為-1.2952和-0.9652。因此，在油菜盛花期，油菜葉部菌核病發(fā)生主要受該時(shí)期氣溫和空氣濕度影響，但土壤中鈣、鎂、磷含量以及pH值和對菌核病發(fā)生也產(chǎn)生了一定的影響。

表2 初花期土壤與氣侯因素與葉部菌核病通徑分析結(jié)果

注：決定系數(shù)R2=0.63942，剩余通徑系數(shù)=0.6005。

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

對油菜莖部菌核病影響。從表3看出，土壤中全鈣、有效磷和速效鉀3個(gè)土壤因素，以及除前3 d平均降雨量外的其他8個(gè)氣候因子對莖部菌核病的影響達(dá)顯著或極顯著水平(P≤0.05或P≤0.01)。進(jìn)一步對影響顯著的11個(gè)因子進(jìn)行通徑分析，結(jié)果(表4)表明，前3 d平均氣溫對莖部菌核病發(fā)生影響最大(直接通徑系數(shù)為-1.4329)，其次是前10 d平均氣溫和空氣濕度(直接通徑系數(shù)分別為1.2304和0.9907)；土壤因子中全鈣含量對莖部菌核病發(fā)生影響最大(直徑通徑系數(shù)為-0.2125)。前5 d、前10 d平均氣溫通過前3 d平均氣溫對菌核病間接影響最大，間接通徑系數(shù)分別為-1.4087和-1.1838，前3 d、前5 d、前10 d平均氣溫間相互影響大。因此，在油菜盛花期，油菜莖部菌核病發(fā)生主要受該時(shí)期氣溫，特別是前3 d平均氣溫影響。

盛花期土壤及氣候因素對病情指數(shù)的影響與油菜莖部菌核病發(fā)病率情況完全一致。

2.2.3 終花期 對莖部菌核病影響。通過土壤和氣候17個(gè)因子對終花期莖部菌核病影響逐步回歸和通徑分析，氣候因子中前3 d平均氣溫、前5 d平均氣溫和降雨、前10 d平均降雨和平均相對濕度，以及土壤因素中除交換鎂和鈣鎂比外的其余因子對莖部菌核病的發(fā)生影響達(dá)顯著水平。前5 d平均氣溫對莖部菌核病發(fā)生影響最大(直接通徑系數(shù)為2.8446)，其次是前3 d平均氣溫(直接通徑系數(shù)為-2.5662)，土壤因子中交換鈣含量對莖部菌核病發(fā)生影響最大(直徑通徑系數(shù)分別為-0.323)。前3 d平均氣溫通過前5 d平均氣溫對菌核病間接影響最大，間接通徑系數(shù)為2.7256，前3 d和前5 d平均氣溫間相互影響大，土壤因子中全鈣通過交換鈣間接影響最大(間接通徑系數(shù)為-0.2023)。因此，在油菜終花期，油菜莖部菌核病發(fā)生主要受該時(shí)期氣溫，特別是前5 d平均氣溫的影響。土壤因子中交換鈣含量對終花期的莖部菌核病發(fā)病率影響最大，有一定的抑制作用。

終花期土壤及氣候因素對病情指數(shù)的影響與對莖部菌核病發(fā)病率完全一致。

2.2.4 成熟期 對莖部菌核病影響。逐步回歸和通徑分析表明，氣候因子中前5 d平均氣溫、降雨量和空氣濕度、前3 d平均濕度、前10 d平均氣溫，以及土壤中有效磷含量對莖部菌核病的發(fā)生影響達(dá)顯著水平。前3 d平均空氣濕度對莖部菌核病發(fā)生影響最大(直接通徑系數(shù)為2.2494)，其次是前5 d平均空氣濕度(直接通徑系數(shù)為-2.0104)，土壤因子中只有有效磷含量對莖部菌核病發(fā)生有顯著影響(直徑通徑系數(shù)為0.3522)。前5 d平均空氣濕度通過前3 d平均空氣濕度對菌核病間接影響最大，間接通徑系數(shù)為2.1667。因此，在油菜成熟期，油菜莖部菌核病發(fā)生主要受該時(shí)期空氣濕度影響，特別是前3 d平均濕度的影響。

表3 盛花期土壤及氣象因素與莖部菌核病逐步回歸篩選所得各因子顯著性檢驗(yàn)

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回歸系數(shù)Regressioncoefficient標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)Standardregressioncoefficient偏相關(guān)Partialcorrelationt值P值土壤全鈣TotalCacontent-0.8968-0.2125-0.36734.37980有效磷Availablephosphorus-0.1903-0.1439-0.2272.58550.0109速效鉀Rapidlyavailablepotassium0.04590.15050.25132.87910.0047前10d降雨量Rainfall10daysago-5.0208-0.4169-0.30433.54270.0006前10d溫度Temperature10daysago5.16571.23040.5948.18860前10d相對濕度Relativehumigity10daysago2.97110.99070.66569.89240前5d降雨量Rainfall5daysago2.12170.29390.20762.35330.0202前5d溫度Temperature5daysago2.88990.8070.21252.41230.0173前5d相對濕度Relativehumidity5daysago-1.9155-0.6671-0.40274.87950前3d溫度Temperature3daysago-4.6354-1.4329-0.41815.10390前3d相對濕度Relativehumidity3daysago1.91840.75080.50276.44870

表4 土壤氣象因素與莖部菌核病通徑分析

對菌核病病情指數(shù)的影響。氣候因子中前5 d、前10 d平均氣溫和降雨量、前3d平均氣溫，以及土壤中有效磷含量和pH值對油菜菌核病病情指數(shù)的影響達(dá)顯著水平。前5 d平均氣溫對菌核病病情指數(shù)影響最大(直接通徑系數(shù)為2.6117)，其次是前3 d平均氣溫(直接通徑系數(shù)為-2.266)；土壤因子中有效磷含量對菌核病病情指數(shù)影響較大(直徑通徑系數(shù)為0.3468)。前3 d平均溫度通過前5 d平均溫度對菌核病病情指數(shù)間接影響最大，間接通徑系數(shù)為2.1667。因此，在油菜成熟期，油菜菌核病病情主要受該時(shí)期溫度影響，特別是前5 d平均氣溫的影響。

3 結(jié)論與討論

(1) 通過對貴州喀斯特地區(qū)15個(gè)試點(diǎn)135塊田的油菜菌核病發(fā)生調(diào)查情況表明，貴州油菜菌核病在葉部從抽薹期零星發(fā)生，初花期開始加劇，盛花期達(dá)最重；在莖部發(fā)病從盛花期開始并持續(xù)加劇，一直到成熟期。

(2)土壤氣候及因素對油菜各生育時(shí)期菌核病發(fā)生有顯著影響。初花期，對葉部菌核病的影響主要是氣候因素，其中影響程度最大的是初花前3 d平均溫度和前10 d平均空氣相對濕度；而土壤因素中土壤全鈣含量對初花期葉部菌核病的發(fā)生有一定的影響。盛花期，對葉部菌核病影響最大的是盛花前5 d平均氣溫和平均空氣濕度，土壤因子中交換鎂和土壤全鈣含量對葉部菌核病發(fā)生影響較大；對莖部菌核病發(fā)生影響最顯著的是前3 d平均氣溫、前10 d平均氣溫和空氣濕度，土壤因子中土壤全鈣含量對莖部菌核病發(fā)生影響最大。對終花期莖部菌核病影響最顯著是終花前5 d平均氣溫和前3 d平均氣溫，土壤因子中交換鈣含量對莖部菌核病發(fā)生影響最大，對病情指數(shù)影響情況與對莖部菌核病影響一致。成熟期，氣候因素中對莖部菌核病影響最顯著的是前3 d、前5 d平均空氣濕度，土壤因子中只有有效磷含量對莖部菌核病發(fā)生有顯著影響；而對成熟期菌核病病情指數(shù)的影響最顯著的因素是成熟前5 d平均氣溫和前3 d平均氣溫，土壤因子中影響最大的也是有效磷。

(3)從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，氣候因子和土壤因子對油菜各生育菌核病發(fā)生影響有差異，氣候因子較土壤因子影響大。但土壤因子中鈣對葉部菌核病和莖部菌核病開始劇烈發(fā)生時(shí)起到了較顯著的抑制作用，這為下一步鈣營養(yǎng)防控油菜菌核病提供了可能。

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[6]吳純?nèi)?劉后利.油菜菌核病致病機(jī)理的研宄Ⅲ.罹病組織內(nèi)草酸毒素積累和分布的初步分析[J].植物病理學(xué)報(bào),1991,21(2):135-139.

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(責(zé)任編輯 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

貴州省優(yōu)秀青年科技人才培養(yǎng)對象專項(xiàng)資金“喀斯特山區(qū)土壤環(huán)境對油菜菌核病致病性的影響”[黔科合人字(2013)34]

蘇 躍(1973-),男,研究員,博士，在站博士后，從事農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究，E-mail：64166561@qq.com，*為通訊作者:吳沿友(1966-),男,教授,博士,博士生導(dǎo)師,從事喀斯特適生植物篩選及應(yīng)用研究，E-mail:782391418@qq.com。

S435.654

A