作物秸秆在植物病虫草害防治中的应用

时间：2021-03-19 10:45:54 所属分类：农作物 浏览量:

秸秆是成熟作物茎叶部的总称，通常是指作物在收获果实籽粒之后的剩余部分。作物光合作用的产物有一半以上储存于秸秆之中。秸秆含有丰富的 N、P、K、Ca以及多种有机质，是一种具有多种用途的可再生生物质能源，也是当今世界上位于石油、煤炭、天然气之后的第

　　秸秆是成熟作物茎叶部的总称，通常是指作物在收获果实籽粒之后的剩余部分。作物光合作用的产物有一半以上储存于秸秆之中。秸秆含有丰富的 N、P、K、Ca以及多种有机质，是一种具有多种用途的可再生生物质能源，也是当今世界上位于石油、煤炭、天然气之后的第四大能源[1-3]。中国作为农业大国，农作物秸秆资源 非 常 丰富。据统 计，我国秸秆年产量占全球农作物秸秆总量的1/5[4]。大量的秸秆需要在农作物收获之后以及再次轮作之前被清理[5]。然而随着农民生活水平的提高和农村劳动力的转移，使得作物秸秆的利用成本过高，秸秆资源成为了一种废弃物[6]，绝大部分的秸秆被丢弃或就地焚烧[7]，不仅引发了诸多的环境问题，而且还严重危害人身健康[8]，因此，如何提高秸秆的利用率成为了人们重点关注的问题。该研究分别从病、虫、草3个方面阐述了作物秸秆在农作物病虫草害防治中的应用进展，为 提 高 作 物 秸 秆 的 利 用 率 提 供 参 考依据[9-10]。

　　1 作物秸秆对植物病害的防治应用

　　1.1 作物秸秆在作物病害防治中的直接应用1.1.1 作物秸秆对根结线虫病的防治效果植物寄生线虫是重要的植物病原生物之一，每年对农作物造成的损失达数千亿元，而根结线虫所造成 的 损 失 又 占 总 损 失 的 50%[11-12]。传 统的杀线虫剂存在污染环境、产生抗药性等缺点，而利用秸秆防治线虫是一种新的安全有效的策略。1.1.2 作物秸秆对马铃薯 Y 病毒病的防治效果马铃薯 Y 病毒是马铃薯生产上的重要病原物之一，主要依靠非持久性传毒的蚜虫进行传播。国外在研究秸秆覆盖减少蚜虫侵染从而控制病毒发生方面已经取得了较为良好的成果。国外研究表明，马铃薯的出苗期在田间进行秸秆覆盖，可以使马铃薯 Y 病毒病的发病率降低50%～70%，在农场水 平 下 降 低 了 马 铃 薯 Y 病 毒 病 发 病 率 的25%～47%[20]，并有望依靠该方法来减轻芬兰优质种薯产区马铃薯 Y 病毒病的发病率[21]。1.1.3 稻秸秆覆盖对小麦纹枯病的防控作用稻秸秆覆盖可有效控制小麦纹枯病的发生。试验中在不 同 时 期(1—4月)对 覆 盖 稻 秸 秆 田 与未覆盖稻秸秆田的小麦纹枯病的病情指数进行了调查，结果表明，不同时期覆盖稻秸秆田的小麦纹枯病病情指数相较于未覆盖田均显著下降，2月秸秆覆盖田比 未 覆 盖 田 小 麦 纹 枯 病 病 情 指 数 降 低 了70%，而在小麦纹枯病病情指数最高的4月，覆盖秸秆也可使其病情指数下降近50%[22]。

　　1.2 秸秆肥料在植物病害防治中的应用

　　1.2.1 堆肥在病害防治中的应用堆肥指的是利用一些废弃物(如秸 杆、粪 便、垃圾等)堆制而成的肥料，近年来研究表明，利用秸秆为主要原料制成的堆肥对一些土传病害及线虫具有良好的抑制作用。猪粪与小麦秸秆制成的堆肥对部 分 枯 萎 病 的 病 原 菌 具 有 良 好 的 抑 制 作用，试验结果 表 明，猪 粪-秸 秆 堆 肥 提 取 液 可 显 著地抑制黄瓜、香蕉、甜瓜、西瓜的枯萎病菌以及西瓜蔓枯病菌的生长。同时，该种堆肥提取液还对根结线虫有较好的生防效果，其对番茄根系中的线虫虫卵抑制率达30%～90%，对土壤中线虫密度的抑制率达30%～50%[23]。杉树皮、玉米秸秆堆肥对番茄根结线虫病也有较好的防治效果，其中松杉树皮、玉米秸秆堆肥混施的效果最好，同时多种堆肥的施用均增加了番茄的生物量及土壤微生物数量。多种堆肥的施用改变了土壤生物群落的多样 性，从而对番茄根结线虫病产生 了抑制效果[24]。1.2.2 生物菌肥在病害防治中的应用生物菌肥是指以微生物的生命活动导致作物得到特定肥料效应的一种制品，是农业生产中使用肥料的一种。利用各类秸秆(玉米、小麦、水稻秸秆按一定比例配置)与深绿木霉(Trichodermaatroviride)制成的生物菌肥对核盘菌的菌丝生长有一定的抑制作用，试验证明其对油菜菌核病具有良好的生防潜力;同时对根肿病也有良好的防治效果。试验应用深绿木霉(T.atroviride)RE-MI突变菌 株 H6 菌 肥 进 行 处 理，从 田 间 防 效 来看，利用木霉菌肥处理的田块发病率低、病情指数小，对油菜菌 核 病 的 相 对 防 效 为63%，达 多 菌 灵防 效 的 2/3，对根肿病的平均防治 效果最高达60%[25]。

　　2 作物秸秆对农业害虫的防治应用

　　秸秆还田既可以提高土壤有机质的 含 量，改善土壤结构，还可以有效地降低虫源基数，减轻次年的发生量，成 为 一 种 综 合 防 治 的 重 要 措 施[37]。研究表明，不同的秸秆对不同的害虫产生的影响有所不同，并且秸秆还田的方式不同，造成的结果也有所不同，传统的秸秆还田方式不仅不能有效地控制害虫的数量，反而为其提供了合适的栖息和繁殖的场所，导致害虫数量增 加[38-39]。而 运 用合理的秸秆还田方式和耕作手段，能够有效地控制害虫的数量。

　　2.1 秸秆直接覆盖处理对害虫防治的应用秸秆覆盖处理能够致使还田地块生态环境发生变化，不同的秸秆引起的变化有所不同，从而导致不同秸秆直接覆盖对害虫造成的影响不同。秸秆覆盖可以有效降低烟粉虱、蓟马的数量。研究表明，在没有使用杀虫剂的洋葱田中，秸秆覆盖处理的试验田与对照田相比，天敌的数量并没有增加，但烟 粉 虱 及 蓟 马 的 数 量 均 显 著 下 降[40]。美国科罗拉多州的试验表明，利用小麦秸秆作为覆盖物使得洋葱中 蓟马的种群数量减少了近50%[41]。不仅如此，由于水分流失减少和土壤湿度增加，用于灌溉沟的秸秆覆盖使洋葱产量增加了64%～74%[42]。秸秆直接覆盖处理还可以有效降低马铃薯甲虫的数量。研究表明，秸秆的覆盖可以通过物理阻塞、改善土壤以及增加天敌捕食等多个方面来抑制马铃薯甲虫的数量，从而保护马铃薯不被伤害。

　　2.2 不同的还田方式对害虫防治效果不同研究表明，玉米秸秆还田对玉米螟有 良 好 的防治作用，并且我国就秸秆还田对玉米螟的防治问题上做了较多的研究，因此该研究以玉米螟为例来对比不同还田方式对害虫防治的利弊。2.2.1 还田方式的对比越冬期是防治玉米螟的一个重要阶 段，同 时也是玉米螟生命期中的重要阶段，该时期玉米螟较为脆弱 且 易 于 防 治[43]。玉米秸秆还田可以将越冬中的玉米螟杀伤，有 效 地 减 轻 其 越 冬 基 数。试验以玉米螟为研究对象，分别比较秸秆粉碎精耕、留高茬、秸秆覆盖、秸秆碎混、秸秆翻埋5种还田方式处理前后的玉米螟越冬幼虫基数，结果表明，利用每种秸秆还田的方式处理之后，玉米螟幼虫的活 虫 数 均 显 著 降 低。秸 秆 碎 混 和 秸 秆 翻 埋2种方式处理后效果最好，幼虫减退率达95%左右，对玉米螟越冬幼虫的防治效果最好，但这2种方法也有一定的弊端，秸秆深翻会对土壤造成一定的影响，使第2年播种不宜连种。而秸秆也会引起收获效率低以及成本高等问题。秸秆覆盖和留高茬2种处理方式的幼虫减退率最低，分别为75%与60%左右，但这2种方法投入的人力和能源较少，能在短时间之内处理大量秸秆，同时可以起到良好的防风固沙以及保持水土的作用[44]。2.2.2 研究中的不足之处在秸秆的处理过程中(将秸秆捣碎的过程中)可能会对处理之后存活下来的幼虫造成了一定的机械损伤，损伤的幼虫在越冬过程中不能像正常的幼虫那样安全越冬，而现在大多数研究中并没有考虑到秸秆还田过程中机械损伤对幼虫存活的影响。因此，加强这方面的研究对于更好地评价植物秸秆对农业害虫的影响具有重要的意义[45]。

　　3 作物秸秆对农田杂草的防治应用

　　3.1 秸秆直接覆盖对杂草的防治作用早期国内外学者就秸秆直接覆盖对杂草的影响进行了较 多 的 研 究，其 中 TEASDALE[46]以 秋季播种的长柔毛野豌豆作为覆盖作物，对玉米田进行处理，使 得 玉 米 田 中 杂 草 密 度 降 低 近78%。而 MOORE[47]以小麦或燕麦做覆盖作物，使得杂草发生密度及生物量减少近50%。同一时间，国 内学者马永 清 等[48]在研究麦秸覆盖对玉米生长的影响时，发现小麦秸秆对玉米田杂草有一定的控制作用。李 香 菊 等[49]、LI等[50]研 究 发 现 将 小麦秸秆碎段覆盖于玉米田中，可有效降低杂草马唐的出苗率。近年来，我国就植物秸秆对田间杂草 的 影 响问题上做了较多的研究。研究表明，小麦秸秆还田对水稻田的稗草、鸭舌草、千金子、水苋菜、异型莎草等杂草均具有良好的抑制作用，既延缓了杂草萌发和生长(通过物理作用和化感作用)，又大幅度降低了水稻田杂草的发生数量[51-54]。

　　3.2 秸秆还田与除草剂协同作用秸秆还田可以在一定程度上促进较低浓度的化学除草剂对杂草的控制效果，因此，秸秆还田与化学除草剂协同使用，能够在有效控制杂草的同时，显著降低化学除草剂的用量。小麦秸秆还田显著促进了 较 低 剂 量 的 苄 嘧 磺 隆 · 苯 噻 酰 草 胺WG(207g·hm-2)对 千 金 子、鸭 舌 草 等 杂 草 的控制效果。在施 药 后45d其 对 杂 草 的 控 制 效 果达到95%以上，且与推荐剂量的苄嘧磺隆·苯噻酰草胺 WG(621g·hm-2)单独使用的效果没有显著差异。即利用秸秆还田配合化学除草剂协同作用，可 以 在 有 效 地 控 制 杂 草 的 同 时，使 苄 嘧 磺隆·苯 噻 酰 草 胺 WG 的 使 用 量 降 低 近 一 半 以上[55]。小麦秸秆覆盖可以有效减少玉米田除草剂的 用 量。 据 研 究 表 明，当 小 麦 秸 覆 盖 量 为4500～7500g·hm-2时，处理后的玉米田杂草密度比不 处 理 时 降 低 了 49.1% ～96.1%。即 便除草剂玉农乐和阿特拉津的用量比常规用药量减少1/4时，除草效果仍 然 能 够 达 到90%以 上[56]。而在烟嘧磺隆用量减少25%～50%的情况下，玉米出苗率与空白对照差异并不显著，并且对杂草有较好的 抑 制 效 果[57]。在大豆田利用小麦秸秆进行覆盖处理，可以在较少使用除草剂的条件下达到较好的抑制杂草的效果，从而减少化学农药的使用。大豆播种后的3周之内杂草的出土量占大豆整个生育期杂草出土量的80%以上，是化学防除的关键时期。据研究表明，利用4500kg·hm-2的小麦秸秆 覆 盖 可 对 大 豆 田 杂 草 有50%～80%的抑制效果[58]，处理后的杂草出苗量与生物量均明显低于未处理的结果。这也使得在采用精准用药技术的条件下，配合秸秆覆盖可以在较少使用除草剂的情况下就达到较好的除草效果(可减少精喹禾灵用量约1/3)[59]，大幅度降低了农药成本以及对环境的污染。

　　4 展望

　　纵观当前国内外学术界虽然已经就植物秸秆对作物病虫草害的防治做了一定的研究，但却并未形成完整、良好的体系，该研究将已有的文献加以归纳总结，分别从病、虫、草3个方面阐述了作物秸秆对农作物病虫草害防治的方式方法，方便参考利用。近年来，习近平同志提出“绿水青山就是金山银山”的口号，国家各方面也越来越重视生态文明建设，如何合理地利用农作物秸秆、有效地提高其利用率也显得越来越重要。将秸秆应用于作物病、虫、草害的防治是一个很好的研究方向，仍有待各位学者做进一步的研究。

　　参考文献

　　[1] 王久臣，戴林，田宜水，等.中国生物质能产业发展现状及趋势分析[J].农业工程学报，2007，23(9)：276-282.

　　[2] 张红，曹莹菲，徐温新，等.植物秸秆腐解特性与微生物群落变化的响应[J].土壤学报，2019，56(6)：1482-1492.

　　[3] 张红.植物秸秆腐解特性及微生物多样性的响应研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2017.

　　[4] BIY，WANG Y，GAO C.StrawresourcequantityanditsregionaldistributioninChina[J].JournalofAgriculturalMecha-nizationResearch，2010，3(3)：1-7.

　　《作物秸秆在植物病虫草害防治中的应用》来源：《北方园艺》，作者：刘 大 伟1，陈 婧1，司 修 洋1，罗 澜2，陈 井 生3

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