黑土区不同抗性大豆品种与大豆胞囊线虫群体动态关系

大豆胞囊线虫(Heterodera glycines Ichnohe,简称SCN)病是一种大豆最严重的病害之一,应用抗病品种和轮作是控制该病最经济有效的方法.上个世纪80年代以来我国也相继育成了一些抗大豆胞囊线虫病品种,为了探讨不同抗性品种与大豆胞囊线虫群体动态关系和抗性品种的抗性机制,在黑土区的中国科学院海伦农业生态试验站的长期定位区,取我国大豆主产区常见的小麦--玉米--大豆轮作、玉米--大豆--玉米--大豆迎茬、小麦--大豆--小麦--大豆迎茬和大豆连作13年4种轮作方式,以在我国大豆主产区育成的抗大豆胞囊线虫3号生理小种的抗线4号和非抗病品种黑农35为材料,研究了不同抗性品种大豆在不同轮作系统中根内不同龄期线虫和根面雌虫发育动态.结果表明,不同大豆品种根内二龄幼虫(J2)数量存在着差异,在大豆连作13年、豆米豆和豆麦豆茬口上种植的抗线4号根内J2数量高于黑农35;在大豆连作13年、轮作、米豆米豆迎茬和麦豆麦豆迎茬4个茬口中抗线4号根内三龄幼虫(J3)、四龄幼虫(J4)数量和根面雌虫数量明显低于黑农35.由此推断抗线4号对大豆胞囊线虫3号生理小种的抗性机制可能是抗线虫发育,而不是抗线虫侵入.     

大豆胞囊线虫主要寄生真菌对大豆耕作系统的响应

大豆长期连作以后,随着土壤中大豆胞囊线虫的增多,胞囊线虫天敌也在不断积累,逐步形成大豆胞囊线虫抑制性土壤。真菌作为主要因子,在抑制性土壤中发挥重要作用。为探讨大豆长期连作对大豆胞囊线虫寄生真菌的影响,以大豆22年定位试验区为研究对象,分离和鉴定了22年大豆连作、3年大豆连作和22年大豆轮作(小麦-玉米-大豆)土壤和土壤中大豆胞囊线虫不同虫态寄生真菌。结果表明:大豆经过22年连作后,厚垣轮枝菌(Verticillium chlamydosporia)和淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)分离数量高于3年连作和22年轮作,其中厚垣轮枝菌的数量最高,每克土中含有1.5×104株,胞囊、卵和J2上分别分离到14,18和8株,显著高于3年连作和轮作。研究结果证明了大豆经过长期连作后,土壤中积累了大豆胞囊线虫寄生真菌,而厚垣轮枝菌可能是抑制性土壤中的主要寄生真菌。     

大豆不同轮作系统主要植物线虫季节动态

为从线虫生态角度评价土壤健康状况和大豆轮作系统的合理性及预测大豆根部病害发生与为害,利用浅盘法收集大豆不同轮作系统下苗期、花期和结荚期土壤线虫,研究大豆不同生育期土壤总体线虫和重要属植物线虫群体动态.取大豆连作14年、小麦-玉米-大豆轮作、麦豆麦豆迎茬、米豆米豆迎茬和休闲区0～20 cm土壤.结果表明:土壤中胞囊线虫密度为迎茬(米豆、麦豆)轮作连作休闲;从大豆苗期、花期至结荚期,各轮作系统胞囊线虫密度逐渐递增,麦豆迎茬和轮作土壤中总体线虫密度呈递增趋势,各轮作系统苗期和花期土壤总体线虫差异显著;3个时期,轮作土壤中总体线虫密度分别最大,而休闲土壤中螺旋-盘旋-拟盘旋线虫为优势种群.     

大豆胞囊线虫胞囊内寄生真菌研究

从辽宁沈阳、黑龙江伊春、山东青岛、山西汾阳等地采集的大豆胞囊线虫土样,经分离获得定殖于胞囊上的真菌菌株128株.通过测定菌株对胞囊的寄生率,筛选出6株对大豆胞囊线虫有强寄生能力的胞囊内寄生真菌,经鉴定为Aspergillus niger,Paecilomyces lilacinus,Fusarium semitectum,Verticillium chlamydosporium,Verticillium sp.,Acremonium sp.,其中Aspergillus niger,Fusarium semitectum为国内首次报道定殖于大豆胞囊线虫胞囊上的真菌.通过6株胞囊内寄生真菌对大豆胞囊线虫二龄幼虫毒性作用的研究,结果表明Verticillium chlamydosporium和Verticillium sp.两株菌的发酵液对大豆胞囊线虫二龄幼虫有较强毒杀作用.     

不同耕作方式对大豆胞囊线虫群体数量的影响

研究四种耕作方式(连作、轮作、水田改旱作和撂荒)对大豆苗期胞囊线虫群体数量的影响.研究结果表明,在黑龙江和辽宁两省,连作使大豆田土壤中胞囊数量显著增加,撂荒使大豆田土壤中胞囊积累数量最少,其次是水改旱和轮作.连作可促进大豆根上和根内胞囊线虫数量显著增加,随连作年限增加,根内胞囊线虫数量也显著增加.轮作条件下根上和根内大豆胞囊线虫的发生较连作少,但高于水改旱和撂荒,其中在3种轮作方式中玉米-玉米-大豆的轮作土壤中胞囊数量积累最少,根上和根内大豆胞囊线虫发生也较少.水改旱条件下,根上和根内大豆胞囊线虫的发生数量都很少.撂荒条件下,根上未发现胞囊线虫,而且根内胞囊线虫发生也很少.大豆种衣剂的施用在一定程度上能够抑制或干扰胞囊线虫的孵化与侵染.     

真菌发酵滤液对大豆胞囊线虫二龄幼虫趋性的影响

采用滤纸片法和直接法,通过考察大豆胞囊线虫二龄幼虫(J2)在WA平板上不同区域内的分布率,研究淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)、镰孢菌属(Fusarium spp.)和厚垣轮枝菌(Pochonia chlamydosporium)的12个不同菌株代谢物滤液对大豆胞囊线虫J2趋性的影响。滤纸片法结果显示,WA培养基上0~1 cm区间内,大豆胞囊线虫二龄幼虫(J2)在12个寄生真菌菌株代谢物滤液中分布率均较低,F-9-3、V-2、F-5和V-1菌株代谢物滤液中的分布率分别为17.3%、17.3%、18.0%和18.3%,显著低于对照水的分布率26.0%,也低于J2在根系分泌物中的分布率32.3%(P0.05)。直接法结果与滤纸片法基本一致,大豆幼根蘸取寄生真菌代谢物滤液后,线虫幼虫在0~1 cm区间内分布率范围为18.0%~31.3%,显著低于幼根蘸清水对照(P0.05),说明大豆胞囊线虫J2对12个寄生真菌菌株代谢物滤液存在一定的趋避性。     

自然侵染土壤中玉米大豆轮作对大豆猝死病发病程度及大豆胞囊线虫种群密度的影响

北美大豆猝死综合症病菌引起的大豆猝死症与大豆胞囊线虫病联合导致大豆严重减产。本研究的目的是确定玉米、大豆轮作对降低猝死症的有效性,若轮作有利于大豆根部健康,则可以改进病害防治措施。试验田设在印第安纳商业用地,2003—2006年期间为玉米—大豆轮作两次循环,但是没有提供玉米—大豆轮作与大豆连作的产量效益对比。轮作区叶片和根部猝死症的严重程度均不低于大豆连作区。在某一试验点,与轮作相比,大豆连作抑制了猝死症的发生,但是大豆胞囊线虫大量繁殖。在另一试验点,大豆连作抑制了大豆胞囊线虫的繁殖,但是所有处理中猝死症均受到了抑制。数据表明,土壤抑制能单独影响猝死症的重要病原体。因为大豆胞囊线虫能够增强猝死症的症状,因此大豆胞囊线虫的抑制也会减轻猝死症的发生程度。目前,由大豆+玉米构成的轮作系统易导致土传病害复合发生,因此,简单的玉米大豆轮作被认为不具有可持续性。虽然在此试验中大豆连作能抑制病害,但是由于试验以外的环境因素的影响,包括其他作物在内的轮作可能有利于提高大豆玉米生产系统的可持续性。     

不同大豆品种根系对大豆胞囊线虫趋化性的影响

以4种不同抗性大豆品种为试材,研究了离体大豆胞囊线虫二龄幼虫对不同抗性大豆品种幼根和不同时期根系分泌物的趋化性.结果表明:在不同抗性不同苗龄大豆根系分泌物作用下,二龄幼虫在根系分泌物周围0～1 cm区间内的分布存在明显差异.感病品种辽豆10在根系分泌物周围0～1 cm区间内的平均分布率最高,达到12.21%,最高峰出现在6 d苗龄.而灰皮支黑豆等抗病品种对二龄幼虫的吸引高峰均出现在大豆出苗18 d后.研究二龄幼虫对离体幼根的趋性时发现,感病品种辽豆10的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有强烈的吸引性,而抗病品种灰皮支黑豆的幼根对大豆胞囊线虫的二龄幼虫具有排斥作用.     

寄生真菌发酵液对大豆胞囊线虫3号生理小种毒力和防效研究

为验证淡紫拟青霉菌、镰孢菌属和厚垣轮枝菌对大豆胞囊线虫的抑制作用,实验室条件下探讨了3个属的12种供试菌株发酵液对大豆胞囊线虫3号生理小种胞囊、卵孵化的抑制作用和对2龄幼虫的致死作用。结果表明:这3个属的12个菌株的发酵液对大豆胞囊线虫各种虫态均有抑制作用,抑制线虫的胞囊和卵孵化,对二龄幼虫有致死作用。供试菌株发酵原液对胞囊孵化抑制率为57.5%～81.2%,稀释5倍、10倍、20倍和50倍发酵液对胞囊孵化也具有抑制作用,抑制率为23.0%～77.0%。发酵液对线虫卵孵化抑制率为41.6%～80.6%。菌株发酵液均对大豆胞囊线虫2龄幼虫具有致死作用,原液处理1 h有83.0%菌株对胞囊线虫幼虫出现致死毒性,48 h致死作用达到80.0%以上。供试菌株中以镰孢菌的F-9、淡紫拟青霉菌的P-E和厚垣轮枝菌V-25发酵液对大豆胞囊线虫抑制作用最显著,以此3种菌株进行盆栽试验的结果显示,真菌发酵液可降低盆栽大豆根部雌虫、胞囊、卵量和根内J2的密度,促进植物生长和增加大豆鲜重。     

轮作植物对大豆胞囊线虫抑制作用的研究

轮作是防治大豆胞囊线虫病的有效措施,旨在探讨常用和潜在的轮作植物对大豆胞囊线虫病的抑制作用.为黑龙江省大豆生产轮作体系改进提供技术支持.2006年,选择5种轮作植物(大麦、红三叶草、万寿菊、亚麻、玉米)与感病品种一起种在大豆胞囊线虫病圃;2007年种植玉米、小麦和感病大豆.检测两年播种前和收获后土壤中大豆胞囊线虫胞囊、卵和二龄幼虫数量;2008年所有小区种植感病大豆,测定大豆产量.结果表明:连续种植大豆的处理卵数量增加了13%,而种植万寿菊、红三叶草和大麦茬后复种红三叶三个处理的土壤中卵的数量明显减少,减少率分别为80%、58%和68%,其他轮作处理土壤中大豆胞囊线虫群体密度也有不同程度降低,而且,轮作区大豆产量也有提高.结果显示:合理种植万寿菊、红三叶草以及大麦后复种红三叶草可以减少土壤中胞囊线虫的密度,对大豆胞囊线虫的抑制作用好于常规轮作作物玉米.而综合考虑不同作物对土壤养分的影响,以及在黑龙江省的播种面积,则可以确定能够使土壤中胞囊线虫密度减少,同时义能够提高土壤养分的合理的轮作方式为万寿菊一玉米一大豆.     

Effects of crop rotation of soybean with corn on severity of sudden death syndrome and population densities of Heterodera glycines in naturally infested soil

Sudden death syndrome, caused by Fusarium virguliforme, and the soybean cyst nematode, Heterodera glycines, combined cause the highest yield losses in soybean. The objective of this study was to determine the effectiveness of corn rotated annually with soybean on reducing severity of sudden death syndrome (SDS) and if such crop rotation is beneficial to soybean root health and thus improves disease management strategies. Experiments were conducted from 2003 to 2006 through two cycles of a corn–soybean rotation on two commercial fields in Indiana. With one exception, the rotation of soybean with corn did not provide yield benefits compared to monoculture of soybean. Severity of foliar and root symptoms of SDS in rotation plots were never less than in soybean monoculture plots. At one location, soybean monoculture resulted in suppression of SDS compared to the corn–soybean rotation, while H. glycines reproduced freely. At the other location, monoculture of soybean resulted in suppressiveness against H. glycines, while SDS was limited in all treatments. The data suggest that soil suppressiveness can independently impact the pathogens that are important in SDS development. Because H. glycines can increase SDS symptoms, its suppression may also reduce severity of SDS. Current production systems consisting of yearly rotation of soybean with corn are highly vulnerable to the development of severe soil-borne disease complexes. The simple year-to-year rotation of corn and soybean is not considered sustainable. While monoculture of soybean resulted in some disease suppression in these trials, reliance on monoculture may be detrimental due to other environmental considerations beyond the scope of these trials. Including other crops may be beneficial in improving the sustainability of soybean and corn production systems.     

春大豆长期连作对土壤线虫群落结构和食物网的影响

以土壤线虫为指示生物,研究了大豆不同耕作系统土壤线虫群落结构、生态指数和食物网指数的变化特征,以期明确大豆长期连作对土壤生物多样性和土壤食物网结构的影响。结果表明:大豆轮作土壤线虫属最丰富,大豆长期连作25年后土壤线虫属水平种类最少。大豆轮作和大豆短期连作3年土壤线虫群落组成Jaccard相似性最高(0.81),大豆轮作和大豆长期连作25年Jaccard相似性最低(0.66)。大豆短期连作3年土壤中植物寄生线虫的数量最高,显著高于大豆轮作和大豆长期连作25年。食真菌线虫在大豆长期连作25年土壤中较丰富,显著高于大豆轮作和大豆短期连作3年。大豆长期连作25年植物寄生线虫成熟度指数(PPI)高于大豆短期连作3年和大豆轮作。土壤线虫的通路指数(CI)在3个处理中均小于50,土壤腐蚀食物网的降解以细菌降解通路为主。大豆短期连作3年处理位于富集指数(EI)和结构指数(SI)食物网特征图的A象限,大豆轮作和长期连作25年位于食物网特征图的B象限。结果表明,大豆长期连作改变了土壤线虫的群落结构,降低了属的多样性,食物网结构向成熟稳定的方向恢复。     

不同茬口大豆根圈土壤pH值和氮营养分布的变化

利用根箱系统,研究不同茬口条件下大豆根圈土壤pH值和氮营养分布,结果表明,前茬为麦茬和玉米茬的大豆根面区土壤偏碱,而前茬为休闲和豆茬的大豆根面区土壤偏酸.不同茬口土壤大豆根面区NO-3 -N含量较距根面2mm区低,表现为亏缺效应.尽管处理间NH 4 -N含量分布受茬口影响较NO-3 -N小,但NH 4 -N含量分布走向却因茬口而不同,休闲土、正茬土、迎茬土、重茬土和大豆长期连作处理条件下的大豆根圈土壤NH 4 -N含量表现为一定的累积效应,而小麦长期连作茬口土壤的大豆根圈NH 4 -N含量表现为亏缺效应.试验结果表明不同茬口的大豆根圈土壤pH值、NO-3 -N和NH 4 -N含量分布变化不同,说明大豆连作障碍的原因可能更主要的归结于大豆根圈土壤微生态环境的改变.     

长期轮作和连作对土壤中 大豆胞囊线虫数量的影响

在白浆土设计长期轮作和连作试验区,采取麦麦豆油玉豆6区轮作和麦玉豆连作, 18a内连续调查土壤 中大豆胞囊线虫( SCN)的胞囊数量,观察轮作或连作对土壤中SCN胞囊数量的影响。试验结果表明,长期轮作使 土壤中胞囊数量有减少的趋势,各茬口间胞囊数量变化幅度减小,轮作12a后土壤中胞囊数量达到动态平衡;大豆 连作的前2a土壤中胞囊数量急速增加,以后缓慢增加, 7a后有下降趋势, 14a后土壤中的胞囊数量在较高水平上趋 于平衡;小麦或玉米连作前3a土壤中的胞囊数量呈快速下降, 4a后缓慢减少, 14a后土壤中胞囊数量极少。     

麦/玉/豆轮作制度下不同施肥措施对大豆产量的影响

在麦/玉/豆轮作制度下,通过在不同年份改变施肥量,研究前茬作物的肥料残效和不同施肥措施对大豆产量和农艺性状的影响.结果表明:麦/玉/豆轮作与大豆连作相比具有显著的增产效果.各处理平均株高较连作处理增加25.6%,单株荚数增加90.2%,单株粒数增加158.2%,茎粗增加10.5%.不同施肥水平间产量差异极显著.同样在轮作制度下,年际问调整化肥施用量,可以获得较好的作物产量.     

Effect of tillage intensity on population densities of Heterodera glycines in intensive soybean production systems

The effects of tillage on Heterodera glycines, the most important yield-reducing pathogen of soybean in the U.S., were examined in a long-term tillage and crop sequence study initiated in 1975 on a mollisol at Purdue University. Population densities of H. glycines were monitored under corn–soybean rotation and soybean monoculture in 2003 and 2004. Tillage treatments included: (A) fall moldboard plow + spring secondary tillage; (B) fall chisel plow + spring secondary tillage; (C) ridge tillage; and (D) no-tillage. In both years in the rotational plots, final population densities of H. glycines were proportional to tillage intensity. Under both soybean and corn rotation crops, highest population densities were observed with plowing + secondary tillage and lowest population densities were detected under no-tillage. In 2004, population densities in monoculture soybean soil declined with depth intervals in layers of 0–10, 10–20, and 20–30-cm depth under no-till, but not in plowed plots. Multiple regression analysis determined that the stratification of nematode population densities was strongly correlated to penetrometer resistance and potassium concentration of the soil. Tillage seemed to affect population densities of H. glycines by modification of the soil physical parameters in corn–soybean rotation plots. Reducing tillage intensity was beneficial in reducing population densities of H. glycines in rotational soils. Thus, the choice of tillage system can reduce the risk for damage by this widely distributed pathogen.     

尖镰孢菌和禾谷镰孢菌引起的大豆根腐病生物防治研究

以大豆与禾谷类作物轮作体系中引起大豆根腐病的尖镰孢菌(F.oxysporum)和禾谷镰孢菌(F.graminearum)为研究对象,测试分离于大豆和小麦根部及根际土壤的生防菌对2种病原菌防治效果.结果表明:拮抗试验中所测试的生防菌对2种镰孢菌抑菌效果差异不显著,生防菌HJ-ZT1、HJ-MM7、HJ-ZT2、CH-Tr...     

黑土区不同轮作系统大豆根际镰孢菌种群结构和数量

对中国科学院海伦农业生态试验站长期定位区大豆连作17年、小麦-玉米-大豆轮作、玉米-大豆迎茬和大豆连作2年,分别取分枝期、花期和鼓粒期的大豆根际土壤,采用土粒平板法进行镰孢菌分离,探讨大豆连作对镰孢菌种群结构和数量的影响.根据形态学特征鉴定出6种镰孢菌,即锐顶镰孢(F.acuminatum Ellis ＆ Everhart)、黄色镰孢(F.culmorum(W.G.Smith)Saee.)、木贼镰孢(F.equiseti(CoMa)Saec.)、禾谷镰孢(F. graminearum Schwabe)、尖孢镰孢(F. oxysporum Schleeht.)和腐皮镰孢(F. solani(Mart.)Sacc.).在不同生育期及不同轮作系统大豆根际土壤中尖孢镰孢(F. oxysporum)数量较高,与其它种类相比差异显著(P＜0.05),是大豆根际土壤中的优势菌.不同轮作系统大豆根际土壤以尖孢镰孢数量平均值最高,其次为腐皮镰孢;不同轮作系统镰孢菌总量动态变化一致,花期轮作镰孢菌数量最高为1.54 x 104个·-1干土,与大豆连作17年相比差异明显.在3个生育期大豆连作17年尖孢镰孢数量均略低于轮作.     

长期施肥和气候因素对东北黑土区玉米产量的影响

本试验以公主岭国家黑土监测基地为平台,研究玉米连作条件下施肥及气候因素对产量的可持续性影响。试验共设有机肥和化肥N、P、K的不同组合共24个试验处理。结果表明,与不施有机肥相比,施用常量有机肥和高量有机肥(FYM1、FYM2)均可以显著提高玉米产量,产量分别达到7668kg/hm²和7925kg/hm²,FYM(无有机肥)处理为5718kg/hm²。有机肥配施化肥比单施化肥也有明显的增产作用,施用N肥165kg/hm²可以显著增加玉米产量,单施磷素、钾素及磷钾配施增产作用不明显,表明土壤中的磷钾营养水平没有限制作物产量。降雨量与产量的相关分析结果表明,磷、钾处理的产量与8月份的降雨量显著相关。