专利名称：：一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法
技术领域：
：本发明涉及一种防治小麦全蚀病的方法，尤其是涉及一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法。
背景技术：
：开垦荒地是解决贫困问题和确保粮食安全性的重要措施之一。宁夏回族自治区党委、政府为能使南部山区农民脱贫和实现我区农业的再次腾飞，兴建和扩建了扬黄工程，在红寺堡、盐池县、惠农区和平罗县等地新垦农田的面积迅速扩大，仅在固海扬黄灌区就新增灌溉面积130万亩，在未来随着大柳树工程的实施，宁夏新垦农田的面积将会大大增加。然而在新垦地，主栽作物小麦全蚀病严重发生，据我们调查，新垦农田连作3年小麦，减产达20%以上；连作5年以上，减产50%以上甚至绝产，极大地影响了新垦农田地效益和开发前景，成为开发新垦农田地重要束约因素，已到了非解决不可的地步。小麦全蚀病主要靠土壤传播，其发生受土壤微生物和理化性状等多种因素的影响，防治工作极为困难，被称为植物病害中的"癌症"，生产中除轮作倒茬外还没有十分有效的防治方法。新垦农田由于土壤贫瘠，微生物种类和数量较少，常常土传病害小麦全蚀病等的发生严重，给新垦农田的可持续发展造成了很大困难，目前还没有解决方法。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简单、易行的最佳自然控制技术模式、能够防治新垦农田小麦全蚀病的一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法。本发明通过如下方式实现—种新垦农田防治小麦全蚀病的方法，其特征在于该方法为在农田头3年连续种植大蒜，然后再连作小麦；所述农田为从未种过任何作物、土壤盐碱性较大、肥力不足的新垦农田；所述农田为贫瘠的土壤或旱地小麦上施用。本发明具有如下效果1)方法独特本发明提供一项新垦农田防治小麦全蚀病的新技术，其主要特征是以小麦全蚀病作为研究对象，在新开垦农田头3年连续种植大蒜作为最佳的作物种植模式，然后再连作小麦。2)防治小麦全蚀病本发明提供的方法其原理是利用土壤微生物之间的相互作用原理，调节和建立土壤微生物区系来胁迫病原微生物的活动，进而建立良好的作物病害自然控制胁迫体系，以达到防治小麦全蚀病的目的。本发明可快速增加土壤中细菌、真菌和放线菌的种类和数量，使其土壤微生物区系发生变化，微生物群落日趋丰富，抗病能力增强。另外，土壤中的拮抗菌，如木霉菌、芽孢杆菌、拮抗性放线菌可有效抑制小麦全蚀病菌的活动，从而减少小麦全蚀病的发生。3)增产、增收采用本发明提供的方法头3年连续种植大蒜，对后茬作物小麦全蚀病的白穗防效和增产效果分别达85.8%、50.0%，本发明大蒜根系分泌物对小麦全蚀病菌具有较强的抑菌效果，抑菌率高达32.8%。其原因是土壤微生物群落结构发生显著变化，尤其一些拮抗性微生物明显增加，致使作物抗病能力增强。此外，大蒜根系分泌物对作物根际微生物的种群结构、代谢和生长发育有一定影响，它不仅会分泌某些灭菌素来杀死或抑制小麦全蚀病菌的生长，同时也可促进土壤中对小麦全蚀病菌有拮抗作用的微生物如木霉菌等的活动，从而抑制病原物的滋长。4)促进小麦的生长本发明头3年连续种植大蒜，对后茬作物小麦具有促生长作用，其根长比连作小麦，6年，平均增加1.8cm，株高平均增加5.7cm。一方面本发明可改变和丰富土壤微生物群落结构及种类和数量，促使其朝着有利于作物生长的方向发展，另一方面土壤中拮抗菌增加可有效抑制病原菌活动，大蒜分泌物既可为土壤微生物提供所需能量，又可杀死或抑制病原菌活动，减少小麦全蚀病发生，从而促进后茬作物的生长。5)简单、易行发明使用方法为新垦农田头3年连种大蒜，然后再种植小麦。此模式可有效形成小麦全蚀病自然控制胁迫体系。本发明使用方法简单、成本低廉、高效安全、益于推广，该方法主要适用于新垦地，也可用于较贫瘠的土壤或小麦全蚀病发生较严重的土壤，主要在旱地小麦上施用。具体实施方式实施例一新垦农田土壤微生物区系评价—、材料与方法1.l试验地的选择试验田安排在宁夏石嘴山市惠农区尾闸乡尾闸村2队。此试验地为新垦地，面积为1043.7(49X21.3)m2，土壤盐碱性较大，肥力不足，排灌条件较方便。1.2新垦农田土壤微生物主要群落结构组成1.2.l取样时间2002年9月10日1.2.2取样方法土样采用五点取样，采样土层深度分别为0-15cm、15-30cm、30-45cm，将不同位点同一层次的土样混匀、密闭，带回实验室进行分析测定。1.2.3测定内容与方法好气性细菌、真菌、放线菌、芽孢杆菌、好气性自生固氮菌采用稀释平板法测数(活菌数)；氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌采用稀释频度法(MPN)测数。1.2.4测定用的培养基细菌用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基；真菌用马丁氏琼脂培养基；放线菌用改良高氏一号琼脂培养基；芽孢杆菌用牛肉膏加麦芽糖琼脂培养基；氨化细菌用蛋白胨培养基，硝化细菌用改良的斯蒂芬逊培养基；反硝化细菌用反硝化细菌培养基；好气性自生固氮菌用改良瓦克斯曼77号培养基。二、试验结果2.1新垦农田土壤微生物区系评价2.1.1新垦农田土壤微生物数量及垂直变化(其结果见表1)4表1:新垦农田土壤微生物垂直分布表2002年惠农土层深度/cm微生物数量(103个/克《干土)总数相对值细菌真菌放线菌总数(%)0—15520.080.1755.45575.7047.0315—30470.040.0939.04509.1741.6030—45102.00.1137.09139.1711.370—451092.120.37131.581224.07100.0总数相对值(％)89.220.0310.75100.0由表1可知土壤中各类微生物的数量随土层加深而减少，表现了上层多于下层的垂直分布特点。表层(0-15cm)土壤微生物分布最多，占三层微生物总数的47.03%;亚表层(15-30cm)土壤微生物占微生物总数的41.60%;第三层(30-45cm)土壤微生物最少，仅占微生物总数的11.37%。从土壤各类微生物的测定结果也可以看出细菌在总数中占绝对优势，在三层土壤中平均占总菌数89.22%;放线菌次之，占总菌数的10.75%;真菌最少，仅占总菌数的O.03%。2.1.2新垦农田氮素生理群微生物的数量及垂直变化(其结果见表2)表2:新垦农田氮素生理群微生物垂直变化(0-45cm)2002年惠农微生物数量(个/克干土)土层深度氦化细菌芽孢杆菌~~硝化细菌"~反硝化细菌~好气性自生固氮/菌(X106)(X104)(X103).(X104)_(X102)~o—i5132.oiTlT^T5^15—3018.016.611.424.03.330—453.05.73.011.42.60—45153.063.732.489.49.57由表2可看出土壤中氮素生理群微生物的数量也随土层的加深而减少，均表现了上层多于下层的垂直分布特点。表层(0-15cm)土壤中氮素生理群微生物分布最多，其次为亚表层(15-30cm)，第三层数量最少。土壤微生物氮素生理群总体水平表现出氨化细菌>反硝化细菌>芽孢杆菌>硝化细菌>好气性自生固氮菌的分布特点。实施例二不同作物种植模式对土壤微生物多样性及对小麦全蚀病发生影响—、材料与方法1.l供试土壤取自宁夏石嘴山市惠农区尾闸乡尾闸村2队新垦农田作物种植后的土壤。1.2试验设计2003年将2002年所选新垦试验地平均划分成7个小区，分别种植小麦、胡麻、玉米、大蒜、油菜、蚕豆7种作物，每小区面积为128.45(6.5X21.3)m2，田间进行正常管理；2004年将2003年种植小麦、玉米、蚕豆、油葵、油菜、大蒜、胡麻的试验小区128.45(6.5X21.3)m2分别一分为二，一半继续种植与上年相同的作物，另一半种植小麦，正常管理；2005年将2004年种植小麦、玉米、胡麻、大蒜、蚕豆、油葵、油菜的小区(1/2)再分别一分为二，一半继续种植与上年相同的作物，一半种植小麦；另外一半小区(1/2)仍然连作种植小麦；20062008年将2005年种植小麦、玉米、胡麻、大蒜、蚕豆、油葵、油菜的小区(1/4)以及其它种植小区全部种植成小麦，共计19个试验小区。以上设计均在作物种植后，每月取土样一次。1.3取样方法采用五点取样法分别对各试验小区的土壤进行取样，所采土层深度为015cm，将不同小区的各个土样分别混匀后密闭，带回实验室进行土壤微生物的分离和测定。1.4测定内容及方法1.4.1不同作物种植模式土壤中细菌、真菌和放线菌的数量测定和种类鉴定采用稀释平板法。土壤微生物的分离均选用选择性培养基，细菌用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基；真菌用马丁氏琼脂培养基；放线菌用改良高氏1号培养基。1.4.2不同作物种植模式对小麦全蚀病发生的影响采用五点取样法，调查各个生长时期小麦出苗率、根长、株高、鲜重和干重、乳熟期白穗以及收获时小麦产量。二、试验结果通过连续6年在田间进行小麦、玉米、蚕豆、油葵、油菜、大蒜、胡麻7种不同作物种植模式试验研究，结果表明种植大蒜，尤其头3年种植大蒜，可使新垦农田土壤微生物区系发生明显改变，抗小麦全蚀病的能力大大增强，后茬小麦生长较好，现将其具体试验结果表现如下2.1不同作物种植模式对土壤微生物多样性及对小麦全蚀病发生的影响2.1.1不同作物种植模式对土壤微生物多样性的影响表3不同作物种植模式土壤微生物数量测定结果2008年惠农处土壤微生物数量(个/g'干土)理作物种植模式细菌真菌放线菌号(Xl(f)(X102)(X104)大蒜.—大蒜.一大蒜一小麦一小麦一小麦23.4326.6450.52G小麦.一小麦-一小麦一小麦一小麦一小麦16.9119.1128.38表3测定结果表明头3年种植大蒜的种植模式和连作6年小麦(对照)两种模式下的土壤中微生物数量存在较显著的差异。前者与后者相比较，土壤中细菌数量增加6.52X106个/g干土，真菌数量增加7.53X102个/g干土，放线菌数量增加22.14X104个/g*干土。说明大蒜_大蒜_大蒜_小麦_小麦_小麦的作物种植模式可使土壤中微生物的数量迅速增加。2.1.2不同作物种植模式下土壤真菌种类鉴定表4不同作物种植模式土壤中主要真菌鉴定结果2008年惠农种植模式真菌菌名种类数量分离菌落总数小Jt小先大跡一x跡—大跡—Mucormucedo242136小麦一小麦一小麦Alternariatenuis9Ulocladiumconsortiale8Ulocladiumsp.5Fusariumgraminearum12Fusariumoxysporium10Fusariumspp.6Trichodermasp14Trichodermaspp10PenicUiumsp.4Peniciliumspp.5Aspergillusflavus1Aspergillusochralens4Aspergillussp.4Rhizoctoni3solani1Cladosporium4Cephalosporium2Phoma5Gliocladium2Exosporium4Asemphylium2Humicola8Scopuiariopsis7Stemphylium4小麦一小麦一小麦一Fusariumspp.111854小麦一小麦一小麦Trichodermasp.4Trichodermaspp.3Alternariaspp.5Alternariasp.2Peniciliumsp.2Peniciliumspp.5Gliocladium5Chaetominm4Aspergillum5Humicola1由表4土壤真菌鉴定结果可看出在上述两种不同种植模式下，各试验小区土壤真菌的种类差异显著，其中头3年种植大蒜的试验小区土壤真菌种类和数量分别为24种、136个，且主要以镰刀菌属(Fusarium)、木霉属(Trichoderma)、链格孢属(Alternaria)、青霉属(Penicilium)的真菌在土壤中普遍存在，所占比率较大，而连作6年小麦(对照)的模式土壤真菌种类和数量只有11种、54个，两者差异及显著，尤其木霉菌的数量明显增多。2.1.3不同作物种植模式对小麦全蚀病发生的影响2.1.3.1不同作物种植模式对小麦生长特性的影响表5不同作物种植模式对小麦生长特性影响测定结果2008年惠农<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5测定结果表明在两种不同种植模式下，各试验小区小麦出苗率、根长、株高、鲜干重等测定指标存在明显的差异。大蒜_大蒜_大蒜_小麦_小麦_小麦模式下各测定指标均比连作小麦高，其中出苗率、根长、株高、鲜种和干种分别增加7.4%、1.8cm、5.7cm、31.0g/30株、5.5g/30株。2.1.3.2不同作物种植模式对小麦全蚀病白穗和产量的影表6不同作物种植模式对小麦全蚀病白穗和产量的影响测定结果2008年惠农<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表6测定结果表明大蒜_大蒜_大蒜_小麦_小麦_小麦种植模式对小麦全蚀病具有显著的防治效果，其中白穗防效达85.8%，增产效果达50.0%。说明该种植模式可明显提高新垦地小麦抗全蚀病的能力。实施例三不同作物种植模式土壤微生物群落功能多样性研究—、材料与方法1.1供试土壤供试土壤取自宁夏石嘴山市惠农区尾闸乡新垦地，土壤样品为19个不同作物种植模式的试验小区土壤。作物种植种类为小麦、胡麻、玉米、大蒜、油菜、油葵、蚕豆。1.2取样时间及方法取样时间为2008年6月30日。土样采用五点取样法，采样土层深度为0-15cm，将不同位点同一层次的土样混匀、密闭带回实验室，土壤样品均放在4t:的冰箱内保存，Biolog方法在48h内进行测定。1.3测定方法采用Biolog-EC0微平板方法。具体试验方法称取10克鲜土(称量前测量含水量)，加入90ml无菌生理盐水中稀释，在摇床里振摇30分钟，静止沉淀35min，然后进行100倍稀释，以每孔150微升稀释液加入微孔板中，将制备好的菌悬液倒入无菌移液槽中，使用八孔移液器将其接种于微平板的96孔中。接种好的微平板放到铺有六层湿纱布的塑料盒中，塑料盒用保鲜膜包裹，保鲜膜上用注射针头扎若干个小眼，将微平板避光培养。1.4测定时间将Biolog-EC0生态板放到30。C恒温培养，分别于24、48、72、96、120、144、168、192小时在Biolog微孔板读数仪上读取数据(测定波长为590nm)。BiologMICROSOFT全自动微生物鉴定分型系统进行测定。1.5数据统计分析利用EXCEL和DPSv3.11、CAN0C0软件对ECO板结果进行统计分析。二、试验结果2.1不同作物种植模式土壤微生物群落利用全部碳源的利用情况2008年利用Biolog-EC0技术对小麦、玉米、蚕豆、油葵、油菜、大蒜、胡麻7种不同作物种植模式土壤微生物群落功能多样性进行系统研究，结果表明在不同作物种植模式下，土壤微生物对6类碳源的利用存在着差异，从整体趋势来看，它们对聚合物、羧酸类、氨基酸类、碳水化合物、胺类化合物的利用相对较高，而对酚类化合物的利用最低。尤其头3年种植大蒜的模式土壤微生物群落对碳源的利用能力最强，生理代谢活性最高，因此该种植模式对土壤微生物群落结构及功能多样性影响最大。2.2不同作物种植模式土壤微生物群落功能多样性分析表7不同作物种植方式土壤微生物群落功能多样性指数<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在培养过程中土壤中不同类群微生物对各自的优先利用碳源基质具有选择性，因而使土壤微生物群落功能多样性产生差异。从表7可看出与对照(G)相比较，各处理在丰富度、优势度、多样性指数及均匀度上表现出了差异，但不是特别显著，这与种植土壤类型、耕作方式和田间管理措施相同有关。总体比较，头3年种植大蒜(B2)模式的优势度、多样性指数及均匀度测定指标相对最高，说明该作物种植模式对土壤微生物群落结构和功能多样性影响最大。从整个试验研究内容来评价种植大蒜(尤其头3年种植大蒜)代谢活性较强，在一定程度上很可能与真菌和放线菌(比对照增加显著)的贡献密切相关。通过连续3年种植大蒜，再种植小麦后，新垦地土壤微生物种类、群落结构以及相互作用和营养物质条件得到了很大改观，从低水平、稳定态过渡到了高水平、非稳定态的微生物活性状态，提高作物抗病能力，有效改善了土壤贫营养的状况。实施例四不同作物根系分泌物对小麦全蚀病菌的影响—、材料与方法1.1试验材料1.1.1砂子将纯砂过筛数次，用自来水洗净后18(TC高温灭菌1小时，取出后分别按等量装入无菌烧杯中。1.1.2种子均为精选过的小麦、玉米、油葵、胡麻、大蒜、蚕豆、油菜种子。1.1.3小麦全蚀病菌菌种由本所分离保存。1.2试验方法1.2.1不同作物根系分泌物的收集方法将小麦、玉米、油葵、胡麻、大蒜、蚕豆、油菜种子用75%的酒精消毒3分钟，并用灭菌水冲洗34次后置于25°C的恒温箱中发芽，2天后挑选发芽较好的种子，分别种植于用酸洗过的15cmX15cm的无菌砂烧杯中，每种作物种植5瓶，每瓶IO株，在生长过程中不断加入无机营养液，培养30天后，取出幼苗，用150毫升无菌水冲洗幼根及杯内无菌砂23遍，然后用1.2um的微孔滤膜过滤、浓縮备用。1.2.2根系分泌物对小麦全蚀病菌的影响方法将小麦、胡麻、大蒜、油菜、油葵、蚕豆和玉米的根系分泌物用灭菌的吸管取0.5、1.0、1.5、2.Oml分别注入不同的灭菌培养皿中，每皿倒入45。C左右的15mlPDA均匀混合，冷却后，用直径为0.5cm的打孔器取平板培养的小麦全蚀病菌接种，以加无菌水作为对照，每个处理重复3次，放入25t:恒温箱中培养，分别于3、6、7、8、9、10天等测定菌落的直径大小，直到有菌落长满整个培养皿为止。1.2.3抑菌率的计算公式抑菌率二CK菌落直径一Pt菌落直径CK菌落直径二、试验结果10表8不同作物根系分泌物对小麦全蚀病菌生长的影响测定2005年作物种类根系分泌物小麦全蚀病菌菌落直径(cm)吸入量(ml)3d6d7d8d9d0.54.07.27.58.08.2胡麻1.04.07.27.68.18.31.54.17.38.18.38.52.04.27.48.08.38.50.53.15.96.26.67.0大蒜1.02.95.66.06.36.81.52,65.45.76.16.52.02.45.15.55.86.10.53.76.06.57.27.9菜1.03.66.56.97.47.81.53.76.67.07.47.92.04.07.17.57.88.00.54.06.16.46.97.3油葵1.04.06.56.87.07.51.54.27.17.37.47.72.04.27.27.47.78.00.54.26.97.17.57.9货丑1.03.86.77.07.47.61.53.96.56.87.07.42.04.06.56.77.07.30.54.17.07.37.78.1玉米1.04.06.97.17.57.81.53.66.56.97.27.62.03.26.66.97.37.50.54.07.37.68.18.3小麦1.03.97.47.88.48.51.54.27.47.98.58.52.04.27.58.38.58.50.54.57.27.67.98.1对照1.04.17.17.57.88.01.54.27.17.68.28.52.04.57.37.88.28.5注培养皿的直径平均为8.5cm表示病菌被污染。从表8测定结果可以看出从3d起，大蒜、蚕豆、玉米根系分泌物对小麦全蚀病菌已表现出了明显的抑制作用，且随着根系分泌物的增加，抑菌作用逐渐增强，尤其大蒜根系分泌物对全蚀病菌的抑制作用最强，当根系分泌物吸入量为2ml时，其抑菌率高达到28.246.7%;胡麻、小麦的根系分泌物对小麦全蚀病菌无抑制作用，相反，病菌在PDA培养基上生长良好，9天时菌落已基本长满；油菜和油葵的根系分泌物对小麦全蚀病菌无明显抑制作用。—种新垦农田防治小麦全蚀病的方法，其特征在于该方法为在农田头3年连续种植大蒜，然后再连作小麦；所述农田为从未种过任何作物、土壤盐碱性较大、肥力不足的新垦农田；所述农田为贫瘠的土壤或旱地小麦上施用。权利要求一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法，其特征在于该方法为在农田头3年连续种植大蒜，然后再连作小麦。2.如权利要求1所述的一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法，其特征在于所述农田为从未种过任何作物、土壤盐碱性较大、肥力不足的新垦农田。3.如权利要求1所述的一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法，其特征在于所述农田为贫瘠的土壤或旱地小麦上施用。全文摘要本发明涉及一种防治小麦全蚀病的方法，尤其是涉及一种新垦农田防治小麦全蚀病的方法，其特征在于该方法为在农田头3年连续种植大蒜，然后再连作小麦；所述农田为从未种过任何作物、土壤盐碱性较大、肥力不足的新垦农田；本发明提供一种简单、易行的最佳自然控制技术模式、能够防治新垦农田小麦全蚀病。文档编号A01G1/00GK101702979SQ20091011760公开日2010年5月12日申请日期2009年11月19日优先权日2009年11月19日发明者吴惠玲,哈金华,康萍芝,张丽荣,张华普,张萍,朱建祥,杨卫东,沈瑞清,白小军,郭成瑾申请人:宁夏农林科学院