油菜與蠶豆間作模式對油菜菌核病危害及產量的影響

黃華磊,李艷花?,肖長明,劉 濤,石有明,周 燕??

(1重慶市農業科學院特色作物研究所,重慶402160;2重慶市農業科學院科技處,重慶401329)

菌核病(Sclerotiniastem rot)是由核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)寄生引起的一種嚴重的植物真菌性病害。核盤菌屬于核盤菌科核盤菌屬,是一種重要的植物病原真菌[1-2]。我國每年油菜菌核病發病面積可達4.7×106hm2,產量損失5%—25%,直接經濟損失數億元(人民幣,下同)[3]。油菜上發生的病害種類很多,尤以菌核病危害嚴重,長江上中下游和東南沿海冬油菜主產區受害較為嚴重[4],且病情呈逐年上升態勢[5]。油菜菌核病不僅降低油菜產量,且影響其品質[6-7]。各國科學家對油菜抗菌核病進行了廣泛而深入的探索和研究,如通過無花瓣種質創新[8-9]、誘變育種和基因工程育種等方式培育抗菌核病的油菜,但目前尚未有通過此類途徑獲得抗性品種的報道[10],品種間只是耐病程度不同,因此,亟待創新有效的菌核病防治方法[11-13]。油菜菌核病以水稻、油菜輪作的防病效果較好,因菌核長期淹水存活率降低,從而使菌源減少[14]。選育抗(耐)病品種、適當晚播、合理密植、加強田間管理等措施也可對油菜菌核病有一定的防治效果[15]。據報道,不同作物間作套種、同一作物不同品種混合種植,可減少病蟲雜草危害[16]。如玉米與馬鈴薯[17]、蠶豆與馬鈴薯[18]、小麥與蠶豆[19]等間作可緩解作物部分病害,提高其病害生理抗性。間套作對油菜菌核病防控效應研究鮮見報道。本試驗根據油菜高大、分枝多,蠶豆較矮、分枝高度較低等特點,設置不同行比,研究二者間作依靠株型差別形成的群體結構對油菜菌核病的防控效果,旨在為利用間作控制油菜菌核病提供一定的借鑒,為探索油菜病蟲草害生物防治方法提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

油菜品種為‘重蓉油1號’,早熟,菌核病鑒定為感病;蠶豆品種為‘通蠶鮮8號’,粒大莢長,抗赤斑病較強。兩品種均由重慶市農業科學院特色作物研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

于2014年和2015年在重慶市農業科學院渝西作物試驗站進行定點試驗,設置不同的油菜與蠶豆行比,分別為2∶2、3∶3、4∶4、5∶5、6∶6、7∶7、8∶0(油菜單作)、0∶8(蠶豆單作),共 8 個處理。 隨機區組設計,3次重復。采用稻茬免耕直播,油菜株距25 cm,行距40 cm;蠶豆穴距20 cm,行距60 cm,每穴2株,各處理同一作物種植密度一致。油菜和蠶豆間距60 cm,每年10月20日同時播種。行長20 m,小區寬度按各行比確定,各處理小區寬度不等,如2∶2行比即連續種植2行油菜和2行蠶豆,小區寬為220 cm。底肥用量為腐熟農家肥45 000 kg∕hm2、過磷酸鈣400 kg∕hm2和硫酸鉀150 kg∕hm2。 常規田間管理。

1.2.2 菌核病調查

終花期至成熟期每10 d調查一次,分析時采用菌核病最嚴重時期的數值。每小區調查5點,每點連續調查10株,每處理共調查150株。根據菌盤侵染植株的部位和面積比例將病害分為0—4級[20]。0級,全株莖、枝、果軸無癥狀。1級,全株1∕3以下分枝數(含果軸,下同)發病或主莖有小病斑;全株受害角果數(含病害引起的非生理性早熟和不結實角果數,下同)在1∕4以下。2級,全株1∕3—2∕3分枝數發病,或分枝發病數在1∕3以下而主莖中上部有大病斑;全株受害角果數達1∕4—2∕4。3級,全株2∕3以上分枝數發病,或分枝發病數在2∕3以下而主莖中下部有大病斑;全株受害角果數達2∕4—3∕4。4級,全株絕大部分分枝發病,或主莖有多個病斑,或主莖下部有大型繞莖病斑;全株受害角果數達3∕4以上。

發病率=(發病株數/調查株數)×100%;

病情指數=Σ[(各病級株數×該病級值)/(株數總和×發病最重級代表數值)]×100。

1.2.3 主要經濟性狀、產量及菌核數量調查

每年5月4日左右收獲,收獲前取樣考種,調查油菜主要經濟性狀。取樣后不同作物各處理取10 m雙行單收測產。于2015年5月及2016年5月在收獲后的油菜種植區采用5點取樣法取土調查菌核數量,取樣點面積為0.5 m2,深度為10 cm,統計各行比處理菌核密度。

2 結果與分析

2.1 不同行比處理對油菜菌核病的防控效果

從表1可以看出,油菜菌核病病情指數和發病率在年際間存在差異,且處理間差異表現出相同的趨勢。與油菜單一種植(8∶0)相比,油菜與蠶豆間作處理的油菜菌核病病情指數及發病率較低,間作能在一定程度上減輕油菜菌核病的危害。油菜與蠶豆行比為2∶2時,油菜菌核病發病率及病情指數兩年均最低,其次為3∶3行比處理,兩處理的油菜菌核病防控效果均顯著優于油菜單一種植(8∶0)。油菜菌核病發病率和病情指數除2014年有部分處理表現不規律外,2015年及兩年綜合數據均呈現隨行比增加而升高的趨勢。綜合兩年數據,對菌核病控制效果較好的是油菜與蠶豆行比為2∶2和3∶3處理,兩年平均發病率分別為10.53%和16.98%,病情指數分別為6.52和8.99,發病率和病情指數均顯著低于其他處理。因0∶8處理為蠶豆單作,無油菜菌核病發病情況,故未列出。

表1 不同行比處理對油菜菌核病的防控效果Table 1 Prevention and control effect of different row ratio treatments on rape Sclerotinia sclerotiorum

對油菜種植區土壤菌核數量調查發現,油菜與蠶豆行比為2∶2時菌核數最少,菌核密度為5.56個∕m2,其次為3∶3行比,油菜單一種植時菌核數量最多。油菜行數越多,油菜區土壤中菌核數量越多;蠶豆和油菜行數越少,小區內油菜株數越少,其土壤中菌核數量越少,間作蠶豆對油菜菌核病的發生和傳播有一定的阻擋和稀釋效果。2016年土壤中菌核數量及密度均較2015年降低,說明蠶豆作物種植對土壤中菌核萌發后產生的分生孢子可能有一定的阻擋效應。

表2 不同行比處理油菜田塊菌核分布情況Table 2 The distribution of Sclerotia sclerotiorum in rape field of different row ratio treatment

2.2 不同行比處理對油菜主要經濟性狀的影響

油菜經濟性狀在年際間差異不顯著。株高、有效分枝高度隨油菜行數增加而升高,主序長度和有效分枝數隨行數增加而降低(表3)。從兩年平均值來看,間作油菜株高均低于單一種植,單作油菜株高最高,為239.1 cm。一次有效分枝數2∶2行比時最高,達13.8枝,隨油菜行數增多基本呈現減少的趨勢。間作條件下全株有效角果數和每果粒數高于油菜單一種植,且隨間作行數增多呈現降低的趨勢,其中2∶2、3∶3行比處理油菜的有效角果數和每果粒數顯著高于其他行比處理。2014年、2015年及兩年平均,各處理千粒重均差異不顯著,但年際間有差異,2014年高于2015年,可能因為2015年青莢期日照少、多雨,導致灌漿較2014年差。單株理論產量隨油菜行數增多呈現降低的趨勢。

表3 不同行比處理對油菜主要經濟性狀的影響Table 3 Effect of different row ratio treatments on the main economic characters of rape

2.3 不同行比處理對油菜產量及經濟效益的影響

從表4可以看出,油菜與蠶豆間作模式下油菜籽及蠶豆干籽粒的總產量均較單作高。間作時菜籽和蠶豆產量基本呈隨行比增大而降低的趨勢。綜合兩年的平均數據來看,不同間作處理總產量表現為2∶2行比＞3∶3行比 ＞4∶4行比 ＞5∶5行比 ＞6∶6行比 ＞7∶7行比,其中 2∶2行比處理總產量最高,達2 641.1 kg∕hm2,兩年均顯著高于其他行比處理。以蠶豆5元∕kg、菜籽4.5元∕kg計算經濟效益,油菜與蠶豆間作時經濟效益均比單作高,其中油菜與蠶豆2∶2行比處理經濟效益最高,達12 546.6元∕hm2,其次是3∶3行比。

表4 不同行比處理對產量及經濟效益的影響Table 4 Effect of different treatments on the yield and benefit of rape and faba bean

3 結論與討論

連續兩年試驗中,蠶豆長勢并未因油菜植株高大產生部分遮陰而受影響,相反,由于蠶豆的阻隔及稀釋效應,使得油菜與蠶豆2∶2行比時土壤中菌核數量最少,降低了油菜菌核病的發病率。且2∶2行比處理綜合產量最高,經濟效益最大,分別為2 641.1 kg∕hm2、12 546.6元∕hm2,其次為3∶3行比。油菜與蠶豆間作和油菜或蠶豆單作相比均可提高經濟效益。試驗表明,油菜與蠶豆間作可有效防控油菜菌核病,降低菌核病菌對油菜的危害程度及其產量損失。

利用栽培措施對油菜菌核病的防控研究多集中在選擇抗病品種及調整播期、種植密度等方面,如費維新等[21]研究發現,品種和播期對油菜菌核病的影響均達顯著水平,選用抗(耐)病性品種和適當晚播可有效控制或避開油菜菌核病發生。不同株高作物間作種植,可通過豐富寄主資源,降低病原菌降落在寄主植物上的種群數量,達到降低發病情況的目的。這在蠶豆∕馬鈴薯、大麥∕蠶豆等作物間作對病害的防控效應中已有證實[21]。因間作單位面積上弱抗植株密度降低,整體抗性得到提高,且間作時兩作物的株高差形成天然通風道,可有效降低田間空氣濕度,增加田間透氣性,阻擋病原菌子囊孢子的互相傳播和交叉侵染,減輕病害發生。本研究發現油菜單作土壤中菌核數高于間作,在一定程度上證實了這一解釋。

試驗地區危害蠶豆的主要病害為赤斑病,在兩年的間作試驗中蠶豆長勢良好,不同病原菌之間是否有相互抑制作用還需進一步研究。在后續研究中,將監測間作時各作物種植區域內土壤中菌核變化情況,以詳細分析間作對病菌傳播的阻擋效應。