秸秆还田对不同地力黑土培肥与茎腐病害发生的影响_李双.pdf

中国农业科技导报 2021 23 8 80 90 Journal of Agricultural Science and Technology 收稿日期 2020 03 09 接受日期 2020 04 14 基金项目 国家重点研发计划项目 2017YFD0200601 联系方式 李双 E mail ls13756014066 163 com 通信作者 崔俊涛 E mail cuijuntao2005 163 com 秸秆还田对不同地力黑土培肥与茎腐病害发生的影响 李双 1 张伟 2 王丽 3 李孝军 4 崔俊涛 1 1 吉林农业大学资源与环境学院 长春 130118 2 长春职业技术学院 长春 130033 3 长春市朝阳区农业技术推广总站 长春 130012 4 长春市土壤肥料工作站 长春 130033 摘 要 为研究秸秆还田对不同地力耕层土壤的培肥效应与病害防治的影响 利用田间病圃小区试验对高 中 低地力黑土进行不同秸秆用量的有机培肥处理 研究不同处理对土壤主要肥力指标的影响 并对不同处 理玉米茎腐病病害发生情况进行了初步探究 结果表明 与秸秆根茬量还田相比 秸秆全量还田更有利于土 壤有机碳和腐殖质组分的积累及酶活性的提升 秸秆全量还田后 高地力区的土壤有机碳含量较中 低地力 区的分别显著提高 9 87 和 19 29 胡敏素含量提高 11 12 和 11 56 胡敏酸含量提高 10 91 和 19 37 富里酸含量提高 11 42 和 12 85 水溶性物质含量提高 4 和 8 蔗糖酶活性分别提高 1 83 6 92 过氧 化氢酶活性分别降低 1 78 5 80 茎腐病发病率分别降低 2 3 2 79 病情指数降低 23 97 20 80 秸 秆还田对 3 种地力培肥效果表现为 高地力 中地力 低地力 玉米茎腐病发病率与病情指数表现为 低地力 中地力 高地力 Pearson 相关性分析与主成分分析显示 土壤各肥力指标与玉米茎腐病病害发生情况呈极显 著负相关 P 0 01 因此 秸秆还田对高 中 低地力黑土的肥力均有提升 且具有降低玉米茎腐病发病率及 危害程度的作用 对高地力土壤的效果更明显 关键词 耕地地力 腐殖物质 玉米茎腐病 秸秆还田 黑土 doi 10 13304 j nykjdb 2020 0185 中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1008 0864 2021 08 0080 11 Effect of Straw eturning on Fertility and Stem ot of Black Soil with Different Land Fertility LI Shuang 1 ZHANG Wei 2 WANG Li 3 LI Xiaojun 4 CUI Juntao 1 1 School of esources and Environment Jilin Agricultural University Changchun 130118 China 2 Changchun Vocational and Technical College Changchun 130033 China 3 Changyang Chaoyang District Agricultural Technology Extension General Station Changchun 130012 China 4 Changchun Soil and Fertilizer Work Station Changchun 130033 China Abstract In order to study the effect of fertilizer cultivation and disease prevention and control of soil in different land fertilities using the field nursery community experiment the organic fertilizer of different straw dosage was conducted on high medium and low land fertility black soil the effects of different treatment on the main fertility inds of soil were studied and a preliminary exploration of the occurrence of corn stem decay disease was made in this paper The results showed that compared with the amount of straw stubble amount return to the field the full amount of straw was more conducive to the accumulation of organic carbon and humus contents and the improvement of soil enzyme activity The organic carbon content of the high land fertility was increased by 9 87 and 19 29 compared with the middle and low land fertilities respectively the content of humin increased by 11 12 11 56 humic acid was increased by 10 91 19 37 the content of fulvic acid was increased by 11 42 12 85 water soluble substance was increased by 4 8 sucrose activity was increased by 1 83 and 6 92 catalase activity was decreased by 1 78 and 5 80 the incidence of corn stem rot was decreased by 2 3 2 79 and disease index was decreased by 23 97 20 80 The effect of straw returning on three kinds of land force fertilization was as follow high land fertility medium land fertility low land fertility and the incidence and disease index of corn stem rot were as follow low land fertility medium land fertility high land fertility Pearson correlation analysis and PCA analysis showed that soil fertility indicators were significantly negative correlated with the occurrence of corn stem P 0 01 rot occurred Therefore straw returning to the field could improve the fertility of high medium and low black soil fertility and reduce the incidence and damage degree of corn stem rot and the effect on high land force was more obvious Key words cultivated land fertility humus corn stem rot straw returning black soil 有机碳和腐殖质的含量变化与土壤保肥供肥 效果密切相关 是评价土壤质量的重要指标 1 近年来 东北黑土地重用轻养 施肥结构不合理 加之土壤侵蚀和土地集约利用 2 导致黑土区的 土壤质量有着不同程度的下降 在黑土肥力亟需 改善的情况下 秸秆直接还田成为土壤有机培肥 的重要手段 3 尽管前人从还田方式 还田深度 以及秸秆形态等方面对秸秆还田的培肥机理进行 了广泛研究 4 5 但秸秆还田对不同质量土壤的 有机培肥效果报道较少 秸秆还田对土传病害的影响亦存在争议 赵 永强等 6 研究表明 还田的秸秆能够充当培育土 壤病虫害 温床 张琴等 7 则研究表明 秸秆深 耕还田可 变废为宝 调节土壤微生态 有效减 轻病害的发生 茎腐病是玉米常见的土传病害之 一 一般发病率为 10 20 个别严重地区高达 70 8 在生产实践中 主要有三类茎腐病害的 防治措施 种子处理 化学施药和土壤处理 其中 栽培玉米茎腐病抗性品种 9 占目前防治方式的 43 施用 10 咯菌腈悬浮种衣剂等药剂占目前 茎腐病害防治方式的 41 10 过度依赖化学防 治 可能会导致农药残留 产生抗性及病害再度猖 獗等问题 因此 绿色防控技术是值得探究的土 壤处理技术 蔡祖聪等 11 提出的强还原土壤灭菌 方法便是其一 即利用大量秸秆厌氧发酵腐解物 来杀死病原菌 此类做法因成本较高 尚未得到广 泛推广 为了探究秸秆还田的有机培肥对玉米茎 腐病的影响 同时探究不同秸秆还田量对不同耕 地地力黑土的培肥效应 本研究通过田间试验 将 玉米秸秆还田于高 中 低地力水平的耕层黑土土 壤中 研究其对土壤的有机培肥效果及对玉米茎 腐病害发生的影响 以期丰富土壤有机培肥理论 并为秸秆还田与病害防治实践提供数据参考 1 材料与方法 1 1 不同耕地地力水平玉米茎腐病病圃的建立 为了消除气候因素对试验结果的影响 2018 年 4 月 在吉林农业大学教学试验田建立一个玉 米茎腐病病圃 试验田地处中温带 海拔 230 m 2018 年月均降水量 231 19 mm 月均气温 7 年 蒸发量 1 000 2 000 mm 将原耕层土壤全部挖 除 并进行耕层土壤置换 设置高地力 中地力和 低地力 3 个地力水平 镇压后耕层厚度为 25 cm 每小区面积为 32 m 2 随机排列 3 次重复 总计 27 个小区 每小区按照 100 mL m 2 土埋法接种禾 谷镰刀菌 Fusarium graminearum 的菌悬液 由 于耕地力是耕地生产能力的综合性指标 尚无 统一划分标准 本研究主要依据吉林省耕地近 5 年玉米的平均单产水平进行划分 分别将产量为 5 500 7 000 kg hm 2 7 000 8 000 kg hm 2 和大 于 8 000 kg hm 2 的耕地土壤定义为低地力 中地 力和 高 地 力 土 壤 分别采自吉林省长春市 E125 24 N43 48 周边地区不同耕地地力的玉 米田耕层 土壤为黑土 土壤质地为壤质黏土 供 试土壤基本理化性质见表 1 1 2 试验材料 供试菌种为禾谷镰刀菌 分离于病情指数为 2 级左右的植株 剪取茎部发病组织处约 0 5 cm 0 5 cm 依次用 75 乙醇消毒 30 s 5 次氯酸钠 消毒 45 s 无菌水冲洗 3 次 在无菌滤纸上充分晾 干后 转至 PDA 培养基 12 每皿 5 个 25 培养 6 d 后观察到禾谷镰刀菌分生孢子 用单个孢子 法在 WA 培养基 13 上获得纯化菌株 制成浓度为 1 69 10 3 cfu mL 1 菌悬液 备用 玉米品种为 吉农大 719 为玉米茎腐病中 抗品种 种植密度为 4 株 m 2 供试秸秆有机碳含量为 331 62 g kg 1 全氮 含量 8 35 g kg 1 C N 为 39 72 剪碎至 10 cm 长 段 直接还田 1 3 试验设计 试验共设低地力 D 中地力 Z 高地力 G 3 个耕地地力水平 秸秆还田量设无秸秆还 田 W 根茬还田量秸秆还田 G 全量秸秆还田 Q 3 个处理水平 总计低地力无秸秆还田 DW 低地力根茬量秸秆还田 DG 低地力全 量秸 秆还田 DQ 中地力无秸秆还田 ZW 中 188 期 李双等 秸秆还田对不同地力黑土培肥与茎腐病害发生的影响 表 1 供试土壤基本理化性质 Table 1 Basic physical and chemical properties of tested soil 处理 Treatment pH 含水量 Moisture content 有机碳 Soil organic carbon g kg 1 碱解氮 Available nitrogen mg kg 1 有效磷 Available phosphorus mg kg 1 速效钾 Available kalium mg kg 1 低地力 Low land fertility 6 73 0 03 a 14 91 0 12 a 15 26 0 14 b 89 12 0 13 c 16 43 0 08 c 82 89 0 15 b 中地力 Middle land fertility 6 62 0 02 a 14 80 0 13 a 16 20 0 11 b 109 97 0 26 b 18 75 0 09 b 77 81 0 18 c 高地力 High land fertility 6 41 0 02 a 14 17 0 09 b 19 30 0 15 a 120 33 0 26 a 19 04 0 07 a 110 45 0 16 a 注 同列不同小写字母表示不同地力土壤间差异在 P 0 05 水平具有显著性 Note Different lowercase letters in the same column indicate significant differences between different fertility soils at P 0 05 level 地力根茬量秸秆还田 ZG 中地力全量秸秆还田 ZQ 高地力无秸秆还田 GW 高地力根茬量 秸秆还田 GG 高地力全量秸秆还田 GQ 9 个 处理 3 次重复 各小区一次性施肥 施用尿素 330 21 kg hm 2 含氮量 151 93 kg hm 2 重过磷 酸钙 246 88 kg hm 2 含磷量 103 69 kg hm 2 硫 酸钾 159 37 kg hm 2 含钾量 119 25 kg hm 2 DG ZG 和 GG 小区的玉米秸秆施用量按根茬量 还田比例计算为 1 450 kg hm 2 总碳量 449 5 kg hm 2 并配施 43 75 kg hm 2 尿素来调节 C N 比 DQ ZQ 和 GQ 小区的玉米秸秆施用量按全量 还田比例计算为 9 600 kg hm 2 总碳量 2 976 kg hm 2 并配施 265 63 kg hm 2 尿素调节 C N 自 2018 年播种季 4 月 至收获季 10 月 按照玉米的苗期 拔节期 抽雄期 灌浆期 成熟期 5 个生育时期 取 0 25 cm 的耕层土壤 在每个 小区采用 五点法 取样 混合均匀 去除样品中 杂草石块等杂质 封装带回实验室 一部分风干过 2 mm筛后备用 另一部分立即进行酶活性测定 1 4 检测指标和方法 土壤含水量 moisture content 采用烘干法 土壤碱解氮 available nitrogen AN 含量测定采用 碱解扩散法 土壤有效磷 available phosphorus AP 含量测定采用 NaHCO 3 浸提 钼锑抗比色法 土壤速效钾 available kalium AK 含量测定采用 NH 4 OAc 浸提 火焰光度计法 土壤有机碳 soil organic carbon SOC 含量测定采用重铬酸钾外加 热法 14 土壤胡敏素 humin HM 胡敏酸 humic acid HA 和水溶性物质 water soluble substance WSS 含量提取测定采用腐殖质组成修改法 15 富里酸 fulvic acid FA 含量采用差减法 15 计算 土壤蔗糖酶 sucrose SC 活性测定采用 3 5 二硝 基水杨酸比色法 15 土壤过氧化氢酶 catalase CAT 活性测定采用高锰酸钾滴定法 16 1 5 玉米茎腐病发病情况调查 在玉米苗期 拔节期 抽雄期 灌浆期 成熟期 分别抽样调查记录各小区玉米茎腐病的发病情 况 参照李春霞等 17 病情级别标准 计算发病率 incident Inc 及病情指数 disease index DI 分 级标准及公式如下 0 级 全株正常 1 级 青枯叶片数不足全株 1 4 茎基部 1 2 节节间呈水渍状 手感微软 2 级 青枯片数占全株 1 4 1 2 茎基部 1 2 节节间呈水渍状 而且凹陷 手感稍软 3 级 青枯叶片数占全株 1 2 左右 茎基部 1 2 节节间明显发软 果穗苞叶褪色或下垂 4 级 全株 3 4 以上青枯叶片数 茎基部 1 2 节明显松软 果穗全部下垂 严重时植株从茎基部 倒伏 病情指数 各级病叶数 各级代表值 调查总叶数 最高级代表值 100 1 发病率 调查染病株数 调查总株数 100 2 1 6 数据分析与处理 利用 SPSS 22 0 进行 ANVOA 分析 LSD 检验 及 Pearson 相关性分析 Minitab 进行 PCA 分析 Microsoft Excel 2010 进行数据统计和制图 28 中国农业科技导报 23 卷 2 结果与分析 2 1 秸秆还田对不同地力耕地培肥效应的影响 2 1 1 土壤有机碳含量的动态变化 不同处理 不同玉米生育期的土壤有机碳含量结果 图 1 显 示 高 中 低地力水平的秸秆未还田小区的 SOC 含量整体表现为随着生育时期延长呈先升高至拔 节期后下降的趋势 秸秆还田小区的 SOC 含量 整体表现为在灌浆期前明显升高 灌浆期至成熟 期缓慢下降趋势 在灌浆期时 DG 与 DW ZG 与 ZW 及 GG 与 GW 处理间均存在显著差异 P 0 05 成熟期时 DQ 较 DW 处理的 SOC 含量显 著提高 17 21 ZQ 较 ZW 处理的 SOC 含量显著 提高 19 66 GQ 较 GW 处理的 SOC 含量显著提 高 22 22 GQ 较 DQ 和 ZQ 处理的 SOC 含量分 别显著提高 9 87 19 29 说明秸秆还田于高 中 低地力耕层土壤后 土壤 SOC 的积累效果均 表现为全量还田处理优于根茬量还田处理 秸秆 全量还田处理对高地力土壤的 SOC 积累效果优 于中 低地力土壤 注 不同英文字母表示同一时期不同处理间差异在 P 0 05 水平具有显著性 不同希腊字母表示同一处理不同时期差异在 P 0 05 水 平具有显著性 Note Different English lowercase letters of the same period indicate significant difference between different treatments at P 0 05 level and different Greek lowercase letters of the same treatment indicate significant difference between different growth periods at P 0 05 level 图 1 土壤有机碳含量的动态变化 Fig 1 Dynamic variation of soil organic carbon content 2 1 2 土壤腐殖质各组分含量的动态变化 不 同时期不同处理的土壤胡敏素 胡敏酸 富里酸和 水溶性物质含量结果见表 2 可知 秸秆全量还田 小区土壤的 HM 含量自苗期至抽雄期呈增加趋 势 抽雄期后明显下降 与苗期相比 成熟期时 DQ ZQ 和 GQ 处理的 HM 含量分别显著提高 12 93 12 88 8 89 此时 GQ 较 ZQ 和 DQ 处理的 HM 含量分别提高 11 12 11 56 DQ 较 DW ZQ 较 ZW 和 GQ 较 GW 处理的 HM 含量显 著提高 16 93 14 00 和 10 79 说明秸秆全量 还田对低地力土壤的 HM 积累效果优于高 中地 力土壤 土壤 HA 含量结果与 HM 含量呈相似趋 势 成熟期时 DQ 较 DW ZQ 较 ZW 和 GQ 较 GW 土壤 HA 含量显著提高 8 83 13 5 和 17 5 GQ 较 ZQ 和 DQ 处理 HA 含量分别显著提高 10 91 19 37 土壤 FA 含量自苗期至成熟期 呈缓慢下降的趋势 成熟期时 GQ 较 ZQ DQ 处 理的 FA 含量分别显著提高 11 42 12 85 秸 秆根茬量还田小区的土壤 FA 含量降幅表现为 DG ZG GG 秸秆全量还田小区土壤 FA 含量降 幅表现为 DQ ZQ GQ 土壤 WSS 含量结果显 示 成熟期时 GQ 较 GW 处理的 WSS 含量显著提 高 8 69 GQ 与 ZQ 和 DQ 处理的 WSS 含量分别 提高 4 8 ZQ 与 ZW DQ 与 DW 间土壤 WSS 388 期 李双等 秸秆还田对不同地力黑土培肥与茎腐病害发生的影响 含量无显著差异 秸秆全量还田小区土壤的 WSS 含量呈先升高至拔节期后下降的趋势 说明 秸秆全量还田有助于玉米生育前期土壤 WSS 含 量的积累 秸秆全量还田对不同地力 WSS 含量的 影响效应表现为高地力 中地力 低地力 综上 表明 相对于秸秆根茬量还田 全量还田更能有效 培肥高 中 低地力土壤 全量还田时 SOC HA FA 和 WSS 含量的积累效果表现为高地力 中地 力 低地力 HM 含量的积累效果表现为低地力 中地力 高地力 2 1 3 土壤酶活性的动态变化 土壤酶活性的 高低能反映土壤生物活性和土壤生化反应强度 土壤蔗糖酶参与土壤中碳水化合物的转化 对增 加土壤中易溶性营养物质起着重要的作用 土壤 表 2 不同生育期不同处理的土壤腐殖质各组分含量 Table 2 Contents of soil humus components of different treatments during different growth periods g kg 1 生育期 Growth period 处理 Treatment 胡敏素含量 HM content 胡敏酸含量 HA content 富里酸含量 FA content 水溶性物质含量 WSS content 苗期 Seedling stage DW 6 68 0 32 d 3 27 0 03 cd 0 45 0 02 f 0 23 0 03 c DG 6 89 0 27 cd 3 17 0 05 d 0 75 0 06 d 0 26 0 02 b DQ 7 11 0 25 bc 3 16 0 07 d 1 55 0 12 a 0 25 0 02 b ZW 6 69 0 29 d 3 40 0 04 bc 0 43 0 12 f 0 23 0 05 c ZG 7 03 0 33 c 3 39 0 02 c 0 63 0 11 e 0 26 0 13 b ZQ 7 77 0 25 b 3 48 0 13 bc 0 97 0 05 b 0 26 0 07 a GW 8 49 0 28 b 3 60 0 07 b 0 91 0 02 b 0 24 0 05 b GG 9 03 0 29 a 3 90 0 06 ab 0 93 0 02 b 0 27 0 05 a GQ 9 01 0 17 ab 4 23 0 06 a 0 88 0 08 c 0 27 0 06 a 拔节期 Elongation stage DW 6 77 0 18 e 3 32 0 01 d 0 41 0 03 e 0 24 0 06 c DG 6 93 0 20 e 3 36 0 02 cd 0 63 0 07 d 0 24 0 05 c DQ 8 78 0 12 c 3 21 0 16 d 1 54 0 13 a 0 26 0 07 ab ZW 7 08 0 41 e 3 50 0 05 c 0 42 0 01 e 0 24 0 03 c ZG 7 98 0 32 d 3 57 0 10 c 0 62 0 03 d 0 25 0 02 bc ZQ 8 05 0 29 c 3 72 0 11 b 0 96 0 18 b 0 26 0 01 ab GW 8 62 0 21 cd 3 79 0 19 b 0 84 0 08 c 0 25 0 02 bc GG 8 76 0 34 b 4 29 0 07 a 0 89 0 08 c 0 26 0 07 ab GQ 9 44 0 35 a 4 46 0 08 a 0 88 0 10 c 0 28 0 05 a 抽雄期 Tasseling stage DW 6 89 0 20 f 3 44 0 04 e 0 41 0 05 d 0 24 0 07 b DG 8 15 0 14 e 3 68 0 01 d 0 62 0 06 c 0 24 0 07 b DQ 8 99 0 10 d 3 71 0 20 d 1 15 0 15 a 0 25 0 08 ab ZW 7 02 0 10 f 3 61 0 05 e 0 41 0 03 d 0 24 0 07 b ZG 7 83 0 23 ef 3 74 0 08 d 0 61 0 04 c 0 25 0 11 ab ZQ 9 44 0 39 c 4 27 0 07 c 0 76 0 15 b 0 25 0 07 ab GW 9 06 0 23 d 4 05 0 10 cd 0 81 0 05 ab 0 24 0 13 b GG 9 68 0 28 b 4 78 0 11 b 0 86 0 14 ab 0 25 0 09 ab GQ 10 18 0 24 a 5 10 0 07 a 0 82 0 05 ab 0 26 0 02 a 灌浆期 Pustulation stage DW 7 75 0 18 e 3 42 0 04 d 0 33 0 07 d 0 24 0 04 ab DG 8 22 0 19 d 3 64 0 13 cd 0 61 0 07 bc 0 23 0 15 b DQ 8 35 0 27 bc 3 98 0 06 c 1 11 0 10 a 0 24 0 04 ab ZW 7 97 0 25 e 3 48 0 05 d 0 39 0 09 cd 0 24 0 04 ab ZG 8 04 0 16 de 3 66 0 06 cd 0 38 0 06 cd 0 24 0 03 ab ZQ 8 68 0 37 b 4 33 0 08 b 0 74 0 17 b 0 25 0 08 a GW 8 35 0 18 d 3 70 0 07 c 0 65 0 11 bc 0 24 0 06 ab GG 9 05 0 29 c 3 98 0 02 c 0 74 0 02 b 0 24 0 08 ab GQ 10 09 0 14 a 5 16 0 21 a 0 73 0 13 b 0 25 0 04 a 48 中国农业科技导报 23 卷 续表 Continued 生育期 Growth period 处理 Treatment 胡敏素含量 HM content 胡敏酸含量 HA content 富里酸含量 FA content 水溶性物质含量 WSS content 成熟期 Mature stage DW 6 67 0 10 d 3 30 0 05 d 0 32 0 05 d 0 23 0 04 b DG 7 28 0 23 d 3 41 0 03 d 0 47 0 05 c 0 23 0 07 b DQ 8 03 0 13 b 3 62 0 05 c 0 61 0 12 ab 0 23 0 12 b ZW 6 94 0 13 d 3 46 0 02 d 0 37 0 04 cd 0 23 0 03 b ZG 7 93 0 21 c 3 62 0 06 c 0 31 0 12 d 0 24 0 02 ab ZQ 8 07 0 19 b 4 00 0 10 b 0 62 0 16 ab 0 24 0 04 ab GW 8 10 0 27 c 3 67 0 05 c 0 62 0 22 ab 0 23 0 06 b GG 8 63 0 31 b 3 76 0 04 c 0 69 0 13 a 0 24 0 17 ab GQ 9 08 0 25 a 4 49 0 07 a 0 70 0 06 a 0 25 0 06 a 注 不同英文字母表示同一时期不同处理间差异在 P 0 05 水平具有显著性 不同希腊字母表示同一处理不同时期间差异在 P 0 05 水平具有显著性 Note Different English lowercase letters of the same period indicate significant difference between different treatments at P 0 05 level and different Greek lowercase letters of the same treatment indicate significant difference between different growth periods at P 0 05 level 过氧化氢酶是参与土壤中物质和能量转化的氧化 还原酶 在一定程度上可以表征土壤生物氧化过 程的强弱 由图 2 可知 3 种地力秸秆全量还田 处理和根茬量还田处理的土壤蔗糖酶活性呈先升 高至抽雄期后缓慢下降的趋势 无秸秆还田处理 的土壤蔗糖酶呈升高至拔节期后下降的趋势 成 熟期时 DQ 较 DW ZQ 较 ZW 和 GQ 较 GW 处理 的土壤蔗糖酶活性分别显著提高 27 28 29 56 和 36 89 DG 较 DW ZG 较 ZW 和 GG 较 GW 处 理的土壤蔗糖酶活性分别显著提高 12 14 图 2 不同生育期不同处理的土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性 Fig 2 Soil sucrose and catalase activity of different treatments during different growth periods 588 期 李双等 秸秆还田对不同地力黑土培肥与茎腐病害发生的影响 20 30 和 20 64 土壤过氧化氢酶活性结果显 示 拔节期时 各处理土壤过氧化氢酶活性显著下 降 其原因可能与降雨量有关 该时期降雨量增加 引发土壤含水率骤增 导致土壤根系与微生物减 缓了其自身代谢 引起土壤过氧化氢酶活性降低 GQ 较 ZQ DQ 处理的土壤过氧化氢酶活性分别 降低 1 78 5 80 GG 较 ZG DG 处理的土壤过 氧化氢酶活性分别降低 2 23 6 18 GW 较 ZW DW 处理土壤过氧化氢酶活性分别降低 7 69 14 42 说明地力水平越高 过氧化氢酶 活性越低 成熟期时 DQ 较 DW ZQ 较 ZW 和 GQ 较 GW 的土壤过氧化氢酶活性分别显著提高 32 77 35 41 42 26 说明秸秆全量还田处理 对蔗糖酶及过氧化氢酶活性的提升优于秸秆根茬 量还田处理 其提高幅度表现为高地力 中地力 低地力 2 2 玉米茎腐病病情指数及发病率的田间调查 情况 不同时期不同处理的茎腐病病情指数及发病 率结果见表 3 玉米茎腐病发病潜伏期较长 自抽 雄期开始在玉米茎部呈轻微褐色病变现象 DW ZW 和 GW 处理的玉米茎腐病病情指数和发病率 在灌浆期和成熟期明显加重 P 0 05 灌浆期 与成熟期时 高 中 低地力秸秆还田处理的茎腐 病发病率较无秸秆还田处理均显著降低 成熟期 时 DQ 较 DW ZQ 较 ZW 和 GQ 较 GW 的茎腐病 发病率分别降低 20 47 20 56 和 21 82 病情 指数分别减少 53 73 44 15 和 43 69 DG 较 DW ZG 较 ZW 和 GG 较 GW 的发病率分别降低 14 74 14 1 和 15 17 病情指数分别减少 42 18 44 99 和 49 87 GQ 较 ZQ DQ 的发 病率分别降低 2 32 2 79 病情指数分别降低 20 80 23 97 GG 较 ZG DG 的发病率分别降 低 1 16 1 89 病情指数分别降低 14 89 21 58 说明秸秆还田处理对 3 种地力小区均 未导致玉米茎腐病发病率增加 亦未加重茎腐病 害程度 秸秆还田处理对于高地力土壤的效果更 明显 全量还田处理的效果优于根茬量还田处理 2 3 不同耕地地力有机培肥与病害发生间的 关系 2 3 1 Pearson 相关性分析 对不同玉米生育期 的土壤 SOC HM HA FA WSS 及蔗糖酶 过氧化 氢酶活性与茎腐病害发病率 病情指数之间进行 Pearson 相关性分析 结果 表 4 可见 土壤各肥 力指标之间存在一定的内在关系 土壤 SOC HM HA FA WSS 蔗糖酶和过氧化氢酶与发病率和病 情指数间均呈极显著负相关 P 0 01 GQ 处理 的 SOC 含量和蔗糖酶活性及其他肥力指标在各 时期均显著高于 ZQ 和 DQ 因此 GQ 处理在整个 玉米生育期内的茎腐病发病率较低 发病程度较 轻 符合上述的负相关关系规律 2 3 2 PCA 分析 主成分分析结果显示 玉米茎 腐病圃小区试验提取两个主成分 两个主成分 的累积贡献率为 77 特征值 1 第一主成分 PC1 解释了 63 4 的信息 第二个 主 成 分 PC2 解释了 13 6 的信息 图 3 由图 3 可 知 高 中 低地力土壤未添加秸秆处理主要分布 在第二 三象限 秸秆根茬量还田和全量还田处理 主要分布于第一 四象限 第一 二象限主要为玉 米的抽雄期 灌浆期 成熟期 第三 四象限则苗期 和拔节期较集中 SOC HA 含量和蔗糖酶活性位 于 PC1 轴和 PC2 轴正方向 说明 SOC HA 含量和 蔗糖酶活性在 PC1 和 PC2 水平上均正向影响着 位于第一象限的拔节期至成熟期的 DQ ZQ 和 GQ 处理 病情指数和发病率位于 PC1 轴和 PC2 轴 负方向 说明其在 PC1 和 PC2 水平上对位于第四 象限的苗期 拔节期 成熟期的 DW ZW 和 GW 处 理的影响为负向 而病情指数 发病率与 SOC WSS HM 和 HA 含量及蔗糖酶和过氧化氢酶活性 均呈钝角 可以推测土壤病害发生与各肥力指标 间呈负相关关系 这与 Pearson 相关分析的结果 一致 3 讨论 3 1 秸秆还田对不同地力土壤 SOC 和腐殖质各 组分有机碳的影响 本研究表明 高 中 低地力秸秆全量还田处 理的土壤 SOC HM HA WSS 含量均高于无秸秆 还田和根茬量还田处理 DQ ZQ GQ 处理的土 壤 SOC 含量峰值出现于灌浆期 说明全量秸秆施 入田间初期与土壤充分接触 激发土壤微生物活 性 腐解速率加快 分解的游离有机碳与土壤结 合 随着玉米生育时期延长 腐解效率逐渐减弱 说明没有外源物质的添加 当玉米成熟期时 微生 68 中国农业科技导报 23 卷 788 期 李双等 秸秆还田对不同地力黑土培肥与茎腐病害发生的影响 表 4 土壤肥力指标与发病率 病情指