新疆连作棉田不同棉秆还田方式下腐解物对棉花生长及枯黄萎病菌的影响研究

新疆是我国最大的商品棉生产基地，植棉面积占全国的1/4。因环境条件限制，棉花连作现象普遍，并长期以棉秆还田补充肥力。在植棉成本不断攀高而效益下降的情况下，深入研究长期连作所带来的土传病害加重、植株营养失衡等问题，对实现新疆棉区连作与秸秆还田条件下棉花生产降耗增效具有重要意义。本项目采用自然还田与木质纤维素分解菌处理两种方式对棉秆进行腐解，将不同时期的腐解物设置不同浓度梯度，开展棉花种子萌发、幼苗生长、棉花枯黄萎病菌生长及侵染等实验，从化感作用角度阐述连作棉田中秸秆还田腐解物对棉花生长发育及枯黄萎病菌感病过程的影响，并进一步开展小区实验予以验证。综合棉秆腐解还田方式、还田时间与还田量三方面的影响，初步提出适于南疆的棉秆还田模式。检测并对比不同时期各处理腐解物中主要化学成分的差异，为以后深入研究棉花的化感机制提供依据。

本项目针对新疆棉区长期连作与棉秆直接粉碎还田耕作模式下，连作障碍不断加重的现象，分别采用自然腐解与接种微生物人工腐解的方式处理棉秆，从化感效应的角度研究了两种棉秆腐解液对棉花生长及棉花枯黄萎病菌的化感作用。研究发现：（1）接种微生物人工腐解棉秆30 d以上即能有效消除棉秆还田所带来的自毒化感效应，而自然腐解在120 d的周期内，腐解液的自毒作用仍难以消除，降低了种子的萌发率、棉苗的根系活力及叶片中的叶绿素含量等。自然腐解处理自30 d起，基本上从5 g/L的浓度开始就有显著的抑制作用，影响到种子萌发及幼苗生长。而人工腐解在达到50 g/L时，棉花的生长情况仍与对照无显著差异。（2）棉秆腐解液对棉花枯、黄萎病菌的菌丝生长及孢子萌发均表现出较强烈的抑制作用，抑制作用的大小受到腐解时间、腐解方式、腐解液浓度等及各因素交互作用的影响。综合来看，棉秆人工腐解液的抑菌效果优于自然腐解，对棉花枯萎、黄萎病菌菌丝生长的抑制率最高可分别达84.93%、87.72%，对其孢子萌发的抑制率可分别达34.98%、62.33%。（3）田间小区试验证实，接种微生物菌剂后，棉苗的形态及生理指标均高于自然腐解处理，棉花的枯黄萎病情也得到一定的缓解。（4）采用GC-MS法检测了棉秆腐解液中的主要化学成分，结果表明两种腐解方式之间，以及不同的腐解时期，其腐解液中化学成分的种类与含量差异较大，其中很多为已有报道的化感物质。（5）对棉秆的厌氧发酵降解进行了初步探讨，并研究了发酵液对棉花生长及枯黄萎病菌生长的影响。结果显示经过40~60 d的发酵，发酵液适当稀释后能有效促进棉花种子的萌发与幼苗生长，且各阶段发酵液对棉花枯黄萎病菌的生长均表现出了一定的抑制作用。以上研究成果，可为构建适于新疆的棉秆还田模式提供理论依据。