虫菌复合技术转化棉秆还田对棉花生长发育及黄萎病发生的影响

来源 :新疆农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong435
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针对连作棉田棉花黄萎病日趋加重、棉秆资源化利用率不高、直接还田弊端凸显等问题,开展了虫菌复合技术转化棉秆还田对棉花生长发育及黄萎病发生的影响研究,探究白星花金龟(Protaetia brevitarsis Lewis)生物转化棉秆及虫砂(昆虫的排泄物,颗粒较大的称为虫砂)还田的潜力、带菌棉秆及虫砂还田对棉花黄萎病发生的风险评价和虫砂与生防菌相结合防控棉花黄萎病的可行性。优化并验证虫菌复合技术转化棉秆的主要技术参数,明确带菌棉秆直接还田与棉秆基虫砂还田对土壤中棉花黄萎病带菌量、棉花生长发育和黄萎病发生的影响,探讨棉秆生物转化后的虫砂复合生防菌还田对棉花生长发育及黄萎病发生的影响,为棉秆离田资源化利用和棉花黄萎病的绿色防控提供技术方案和新思路。主要结果如下:1.虫菌复合技术转化棉秆的最优技术参数为:牛粪配比为40%、选用VT菌剂和发酵25d。折合每100 g的棉秆原料,辅加66.67 g的牛粪,添加1‰VT菌剂,发酵25 d后,得到发酵配合饲料104.75 g,经白星花金龟3龄幼虫转化后可获得70.92 g的虫砂,虫体增重3.06g,剩余20.88 g残渣。虫菌复合体系可以提高棉秆饲料化和肥料化的营养指标,虫体蛋白质和脂肪含量分别为52.49%和11.7%,虫体相较于棉秆,蛋白质、脂肪、总能分别提高7.31、19.50和1.16倍,游离棉酚降低50%以上,粗纤维低于棉秆的1/6,是质量较好的高蛋白昆虫源饲料原料;虫砂氮磷钾总量9.04%,是棉秆总养分的1.95倍,超过有机肥的标准(NY525-2021,NPK≥4%)的2倍,有机质含量为54.8%,具有肥料化应用潜力。2.盆栽棉花在70 d的生长期内,病田土(B)盆栽棉花的生长发育情况整体优于灭菌田土(M),在株高(B相对M的增幅46.78%~83.45%,下同)、茎粗(28.39%~51.83%)、果枝台数(17.19%~39.06%)、叶龄(2.82%~16.48%)等生长发育指标上,7个处理的整体表现为:带菌棉株>灭菌棉株>CK>带菌根茬>灭菌根茬>带菌棉秆>灭菌棉秆。棉株全量还田对棉花的生长发育有一定的促进作用,根茬和棉秆单独还田对棉花的生长发育有一定的负面影响。带菌棉秆和根茬直接还田加重了当年棉花黄萎病发生的风险和程度,病田土根际土壤中棉花黄萎病微菌核的数量在黄萎病发生的高峰期相较于初始土样增长0.16~8.37倍,棉花黄萎病发生的病情指数与根际土壤微菌核数量有正相关趋势。带菌根茬还田对棉花黄萎病的发生负面影响最大,病情指数加重20.00%,土壤微菌核数量增长8.37倍。发酵5 d以上的带菌棉秆和根茬饲料及其转化的虫砂未检测到棉花黄萎病微菌核,虫砂还田不存在传播棉花黄萎病微菌核的风险。白星花金龟对发酵25 d的棉秆和根茬配合物料都有比较好的转化力,每增长1单位的虫体,可以取食27.47倍的饲料,产出23.88倍的虫砂。每公顷棉秆可以产出3000kg的虫砂和120kg的干虫。3.棉花黄萎病病田两年的试验表明,棉秸秆离田虫砂及虫砂复合生防菌还田的模式对于保障黄萎病发生重病田棉花的生长发育和产量是可行的。在棉花生长发育和产量指标上,病田(B)整体优于接菌田(I),秸秆离/还田和虫砂及虫砂复合生防菌还田等5个处理在棉花的株高(B相对I的增幅3.59%~9.58%,下同)、茎粗(-8.11%~-6.17%)、叶龄(1.01%~1.55%)、叶绿素含量(-0.47%~1.35%)、果枝始节高(-8.40%~-0.58%)和果枝台数(9.66%~10.26%)等生长指标均未达到显著差异水平。秸秆离田虫砂及虫砂复合生防菌还田3个处理在株高、茎粗、叶龄和果枝台数、单株铃数(14.34%~24.31%)和产量(2.00%~6.77%)上整体表现较佳,2年综合增产4.74%~7.71%。秸秆离田虫砂及虫砂复合生防菌还田对于翌年减轻棉花黄萎病的发生有一定的作用,2年的综合防效为33.96%~41.03%。试验田播种期耕作层土壤棉花黄萎病微菌核的数量在3.81~8.05CFU·g-1之间,到黄萎病发生高峰期,各处理的微菌核数量在2.24~12.67CFU·g-1之间,秸秆离田虫砂还田处理的微菌核数量为2.24~7.48CFU·g-1,增减幅度为-41.30%~79.17%,秸秆还田处理的微菌核数量在4.94~12.76CFU·g-1之间,增减幅度为-25.97%~97.39%,秸秆离田虫砂还田能够在一定程度上阻止根际土壤微菌核数量的增长,秸秆直接还田对于棉花微菌核的积累有加重的风险。综上所述,辅加40%牛粪、添加1‰的VT菌剂和发酵25 d是虫菌复合技术转化棉秆的最优技术方案,棉秆饲料化(高蛋白虫体)和肥料化(高营养虫砂)耦合应用可行。带菌棉秆和根茬直接还田可加重棉花黄萎病发生的风险(高达20.00%)和增加根际土壤黄萎病微菌核数量(达97.39%)。棉秆离田生物转化后的虫砂复合生防菌还田模式可促进棉花生长发育和增产(4.74%~7.71%)并对减少棉花黄萎病的发生(防效达41.03%)及降低土壤中棉花黄萎菌微菌核的积累(降幅达41.30%)有积极的作用。虫菌复合技术转化棉秆资源化链接棉秆生物转化后的虫砂及虫砂复合生防菌还田模式可助力棉花黄萎病绿色防控和棉花产业的可持续发展。虫菌复合技术转化棉秆间接还田作为一项秸秆还田改进型新技术,提高了秸秆的资源化利用效果,阻断了带菌秸秆和根茬直接还田增加土壤棉花黄萎病带菌量和加重棉花黄萎病病情的风险,对于棉花秸秆的资源化利用、减轻棉花黄萎病发生危害及棉花种植业的健康具有重要意义。
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