CN111771636B - 地隆1号芥菜作为生物绿肥在农作物控病增产中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了地隆1号芥菜作为生物绿肥在农作物控病增产中的应用。本发明研究发现地隆1号芥菜硫甙含量高、生物量大、适应性强且生物熏蒸效果好；可明显增强农作物长势；可显著抑制农作物病害的发生；可明显提高农作物穗粒数、千粒重、和单位面积产量。本发明提供了一种优良的农作物生物绿肥，可通过生物熏蒸技术达到低成本用地养地、减药减肥和增产增效的目的，对促进农业的可持续发展具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于农作物生物绿肥领域，具体涉及地隆1号芥菜作为生物绿肥在农作物控病增产中的应用。
背景技术
绿肥是培养地力的重要物质基础，发展绿肥是多快好省地解决养地用地和有机肥源的良好途径，也是生态农业的重要组成部分。
近年来，土传病害发生逐年加重，尤其在一些重茬种植的老龄保护地，土传病害已经成为农作物生产过程中最为突出的问题，严重导致农产品产量与品质的降低，成为限制我国农作物生产的严重障碍。土壤处理是防治土传病害最直接、最有效的方法。鉴于化学熏蒸剂对地球环境和人类健康产生的严重影响，寻找环保型的替代品已成为国际社会的研究热点课题。一些植物或微生物及其衍生物能够产生对病原菌、害虫或杂草等有害生物具有抑制作用的挥发性气体，人们利用该特点替代化学熏蒸剂对土壤进行消毒，以达到控制作物病虫草害的目的。生物熏蒸采用植物有机质在分解过程中产生的挥发性物质抑制或杀死土壤中的有害生物。这种土壤消毒方法体现出化学药剂熏蒸和土壤有机改良的特点，在消灭土壤有害生物的同时，熏蒸材料腐烂分解后能够提高土壤的性质(如持水性、肥力、有机质含量、通透性等)，而且对作物无药害，对环境无污染，因此被视为很有开发前景的环保型土壤处理措施。
生物熏蒸技术是一种国际上广为使用的植物保护生态调控技术。芸薹属植物油菜的生物熏蒸作用不仅有巨大的生态学意义，还有很大的经济与社会效益。生物熏蒸除了能有效防治部分植物土传病原菌、减少化学农药用量和提高作物产量之外，还可以有效改善土壤的结构，增加有机质和有益微生物的含量，更好地促进农业的可持续发展。国外有报道指出，芸薹属植物组织中GSLs含量除因种而异外，也与该种植物的生育期和部位有关。我国芸薹属植物资源丰富，寻找和选育高GSLs含量的植物材料是提高生物熏蒸效果的一个重要研究方向。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新的芸薹属芥菜植物地隆1号芥菜，并给出了采用该芸薹属芥菜植物为生物绿肥在农作物控病增产中的应用。通过大田生产试验测定，结果表明：采用该芥菜作为生物绿肥进行生物熏蒸后，处理组和对照组水稻在长势、病虫害发生及产量方面差异显著。处理组水稻总体长势明显强于对照组。处理组水稻苗期叶色更深，在株高、分蘖数，旗叶长和宽等方面均显著高于对照组；生物熏蒸处理对水稻常见病害有明显的抑制作用，显著降低了水稻主要病害的发生；提高了水稻穗粒数、千粒重、和单位面积产量。该芥菜作为生物绿肥使用可达到低成本用地养地、减药减肥增效的目的。
本发明的目的可以通过以下技术措施得以实现：
芥菜作为生物绿肥在农作物控病增产中的应用。
上述的应用，将盛花期的芥菜就地机械化粉碎，翻压还田后作为生物绿肥用于防控农作物病虫害和增加农作物产量。优选的，播种芥菜，待其长至盛花期后，通过机械化粉碎，翻压还田于土壤中作为生物绿肥。
本发明所述芥菜的品种为地隆1号芥菜，该芥菜品种于2019年12月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为：中国武汉市武汉大学，保藏编号：CCTCC NO:P201924。
所述的农作物为水稻、小麦、马铃薯、玉米、大豆或花生。
一种农作物控病增产的方法，将盛花期的芥菜就地粉碎翻耕还田于土壤中作为生物绿肥用于防控农作物病虫害和增加农作物产量。优选的，所述生物绿肥为盛花期的芥菜。
本发明技术方案的详细过程为：
(1)芥菜品种的选择
为了获得生物量大、生长与发育习性和适应性强的生物熏蒸材料，本发明收集了芥菜型油菜、萝卜型油菜、辣根与芜菁等资源材料102份。从中选出硫甙含量高、生物量大、适应性强且生物熏蒸效果好的芥菜型材料。
(2)田间准备
为了测试所选芥菜材料作为生物绿肥的有效性，本发明在不同地域选取连续种植三年以上农作物(水稻、小麦、马铃薯、玉米、大豆、花生)且连年发生主要病害的田块进行田间生产实验。以一半种植芥菜做生物绿肥，另一半不种作为对照。
(3)芥菜直播
在前后茬作物种植间隙，种植芥菜材料。播种时，施用尿素做底肥。
(4)粉碎还田
将盛花期的芥菜就地机械化粉碎还田于土壤中作绿肥。
(5)生物绿肥对农作物病害发生及产量的影响分析
为了评估所选芥菜材料作为生物绿肥的有效性，本发明在农作物生长的不同时期调查并记载农作物苗期生长情况、主要病害的发生情况和农作物最终的产量。
本发明的有益效果：
本发明中的生物绿肥由盛花期的地隆1号芥菜制备而来，材料易得，操作简单，成本低廉；只需在前后茬作物种植间隙撒播地隆1号芥菜种子，操作简便，大大降低了生产成本。
大田生产试验结果表明，该生物绿肥明显增大了水稻旗叶面积(13.39％)，增加了水稻植株的株高(4.67％)和分蘖数(24.90％)。病害调查结果表明，用生物绿肥熏蒸处理后，水稻稻瘟病和纹枯病的病株率显著降低。与对照相比，分别降低52.87％、50.00％。测产结果表明，使用该生物绿肥后，水稻亩增产产幅达31.27％。该生物绿肥用于农作物控病增产效果显著，达到了用地养地、减肥减药和增产增效的目的。
该芥菜品种作为生物绿肥具有诸多优点：a.该芥菜硫甙含量高、生物量大、适应性强且生物熏蒸效果好；b.该芥菜产生的挥发性物质抑菌谱广，对多种农作物的主要病害均具有很好的抑制作用；c.该芥菜易于种植，操作简单，无需管理，成本低。本发明可更好地促进农业的可持续发展，对于克服农作物连作障碍，控制农作物主要病虫害及改良土壤结构等具有巨大的生态学意义，是一种经济、有效和无污染的生物熏蒸材料。
附图说明
图1为筛选到的地隆1号芥菜苗期长势；
图2为地隆1号芥菜硫甙含量测定结果；
图3为地隆1号芥菜作为生物绿肥对水稻苗期各性状的影响；
图4为地隆1号芥菜作为生物绿肥对水稻病害发生的影响；
图5为地隆1号芥菜作为生物绿肥对水稻产量的影响。
图6为生物熏蒸处理组和对照组的水稻病害发生程度统计结果。
图7为生物熏蒸处理组和对照组的水稻单位面积水稻产量统计结果。
具体实施方式
芸薹属植物富含硫甙类次生代谢物(Glucosinolates,GLS)。植物正常状态下，硫甙本身没有抑菌活性，但在翻耕到土壤或细胞被破坏后，可被自身产生的植物源酶——黑芥子酶 (Myrosinase)水解而形成挥发性和杀生性很强的异硫氰酸酯(Isothiocyanates,ITCs)类物质。该物质具有挥发性，能够有效抑制甚至杀死病原线虫、病原真菌与卵菌、细菌以及害虫等有害生物。因此，在前后茬作物种植间隙，种植高硫甙十字花科植物，翻耕深埋后，随着植物的腐烂持续产生大量的ITCs，可以显著降低土壤中病原生物与害虫的基数。因此，寻找和选育高GSLs含量的植物材料是提高生物熏蒸效果的一个重要研究方向。申请人前期收集并评估了102份芸薹属植物材料，从中筛选得到的地隆1号芥菜具有优良的生物熏蒸能力，可作为生物绿肥用于农作物控病增产和改善土壤结构。结果表明，该芥菜具有显著的抑菌活性，能够用于生物绿肥。根据申请人所进行的资料检索，目前还未见文献报道。
以下是发明人给出的具体实施例。
实施例1地隆1号芥菜
申请人培育了芥菜新品种地隆1号芥菜，该芥菜品种于2019年12月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为：中国武汉市武汉大学，保藏编号：CCTCC NO:P201924。研究过程中发现利用该芥菜生物量大(见图1)；硫甙含量高(见图2)，抑菌谱广，是作为生物绿肥进行生物熏蒸的优良资源。
实施例2：地隆1号芥菜种植
(1)田间准备
为了测试所选芥菜材料作为生物绿肥的有效性，本发明在江苏、山东和安徽三个不同地域选取连续种植三年以上水稻且连年发生主要病害的田块进行田间生产实验。每个地块划分为面积相等的两个小区，每个小区面积300m2。处理区种植地隆1号芥菜做生物绿肥，对照区不种。每个处理3个重复。
(2)油菜直播
在前后茬作物种植间隙，种植地隆1号芥菜材料。播种期选在9月下旬至10月中旬，播种量为0.4-0.7公斤/亩。播种时，将芥菜种子与干泥土或细沙按1：1比例混合均匀，采用人工撒播的方式均匀撒于田块。每亩施用10kg尿素做底肥，其它生育期不再追肥。
(3)粉碎还田
翌年3月下旬至4月上旬，将盛花期的地隆1号芥菜就地机械化粉碎，翻耕还田于土壤中，浇水漫灌。未种植芥菜的对照小区进行翻耕后浇水漫灌。粉碎操作见图3。
实施例3：生物绿肥对农作物生长、病害发生及产量的影响分析
A.地隆1号芥菜作为生物绿肥对水稻早期生长的影响分析：
水稻移栽1个月后，对水稻苗期的生长性状进行调查。采用五点取样法，每个小区调查 5个样点，每个样点调查5个植株，拍照并统计结果。调查指标包括水稻苗期叶片颜色、植株高度、分蘖数及旗叶的长度和宽度。
统计结果表明，生物熏蒸处理组水稻总体长势强于对照组。结果见图4和图5。处理组水稻苗期叶色更深，在株高、分蘖数，旗叶长和宽等方面均显著高于对照组。与对照组相比，生物熏蒸处理组水稻的株高增长4.67％；分蘖数增长24.90％；旗叶面积增长13.39％。
B.地隆1号芥菜作为生物绿肥对水稻病害发生的影响分析：
水稻移栽定殖后，分别调查水稻幼苗期、分蘖期、抽穗期和结实期的病害发生情况，每个生长期调查两次，每次间隔一周时间。采用五点取样法，每个小区调查5个样点，每个样点调查5个植株，拍照并统计结果。调查的病害种类包括水稻生产上的主要病害水稻纹枯病和稻瘟病。
统计结果表明，生物熏蒸处理组水稻不但在长势方面强于对照组，其病害发生程度明显降低。结果见图6。与对照相比，生物熏蒸处理组水稻的纹枯病病株减少50.00％；稻瘟病病株减少52.87％。地隆1号芥菜作为生物绿肥进行生物熏蒸后达到了明显控制水稻土传病害的目的。
C.地隆1号芥菜作为生物绿肥对水稻产量的影响分析：
在水稻收获期，对生物熏蒸处理组和对照组进行单位面积水稻产量的测定，同时，统计穗粒数和千粒重。采用五点取样法，每个小区随机抽取10株水稻，统计穗粒数并称量千粒重。
统计结果表明，生物熏蒸处理组水稻增产效果显著。结果见图7。与对照相比，生物熏蒸处理组比对照组水稻的穗粒数和千粒重明显增多，增幅分别为26.67％和7.40％；水稻亩产增产31.27％。地隆1号芥菜作为生物绿肥明显增加了水稻的穗粒数和千粒重，提高了水稻的产量。
Claims (4)
1.地隆1号芥菜作为生物绿肥在农作物控病增产中的应用，该芥菜品种于2019年12月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO:P201924；所述的农作物为水稻、小麦、马铃薯、玉米、大豆或花生。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将盛花期的芥菜就地机械化粉碎，翻压还田后作为生物绿肥用于防控农作物病虫害和增加农作物产量。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，播种芥菜，待其长至盛花期后，通过机械化粉碎，翻压还田于土壤中作为生物绿肥。
4.一种农作物控病增产的方法，其特征在于，将盛花期的地隆1号芥菜就地粉碎翻耕还田于土壤中作为生物绿肥用于防控农作物病虫害和增加农作物产量，该芥菜品种于2019年12月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO:P201924，所述的农作物是水稻、小麦、马铃薯、玉米、大豆或花生。
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