尖孢镰刀菌对不同紫花苜蓿品种生长和营养品质的影响

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论文字数:17855 论文编号:sb2022031510255844870 日期:2022-03-17 来源:硕博论文网
农业论文哪里有?本论文通过大田试验研究了国内外 20 个代表性紫花苜蓿品种接种尖孢镰刀菌后,株高、再生速度、粗蛋白和粗脂肪含量的变化。接种尖孢镰刀菌后不同品种之间的株高和再生速度显著降低(P <0.05)。“040”、“WL168HQ”、“中兰 2 号”的株高降低率和再生速度降低率均大于 60%;“3010”、“WL366HQ”和“普通”的株高降低率和再生速度降低率均小于 20%。接种尖孢镰刀菌后不同品种之间的粗蛋白含量和粗脂肪含量显著降低(P <0.05)。

第一章  文献综述

1.1  前言
紫花苜蓿(Medicago sativa)是多年生优质豆科牧草,具有耐寒、抗干旱、耐盐碱等特性,因此在国内外一直享有“牧草之王”的美誉(张婧等, 2020)。紫花苜蓿富含多种营养成分,长期作为畜牧业的优质牧草(Radovic et al., 2009)。紫花苜蓿具有较好的耐寒性和耐旱性,在各种自然条件下都可以旺盛生长,因此于世界范围内广泛种植。全世界栽种紫花苜蓿的国家已多达 80 多个,面积约为 3500万 hm2。
紫花苜蓿营养丰富,各类指标中蛋白质含量最高(杨青川等, 2016)。苜蓿的叶片中含有多种矿物质与维生素,相比于其他豆科牧草,紫花苜蓿优势明显(支旭欣, 2020)。我国境内的紫花苜蓿主要种植在西北、华北等区域,其中种植区域最广,面积最大的是西北区,该地区对紫花苜蓿需求量大,应用前景广阔。近年来我国对优质牧草的需求更加迫切,但各种危害苜蓿生长的病害也在逐渐增加。苜蓿病害会导致其产量与品质大幅降低,严重时甚至会使苜蓿草场退化绝产(曹致中, 2005; Leath, 1978)。
土传病原真菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)是紫花苜蓿生产上的重要制约因素之一,严重影响草产量及品质。为明确尖孢镰刀菌对紫花苜蓿的生长和营养品质的影响,本论文通过大田试验研究了国内外 20 个代表性紫花苜蓿品种接种尖孢镰刀菌后,株高、再生速度、粗蛋白和粗脂肪含量的变化。
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1.2  尖孢镰刀菌对紫花苜蓿的危害
尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)是一种土传病原真菌,具有寄主范围广,致病力强等特点,能够侵染 100 多种不同科属的植物并引发枯萎或根腐病(申卫收等, 2008; Couture et al., 2002)。目前关于镰刀菌侵染豆科牧草的报道,主要是关于尖孢镰刀菌苜蓿根腐病的研究。如张国漪研究表明,尖孢镰刀菌会首先从苜蓿根或根颈部进行感染,随着侵染时间的逐渐推移,引发维管束病变,严重发病的还会造成根部腐烂、根茎和根中部变空的情形,甚至导致植株完全枯死(张国漪, 2012; Zhang et al., 2020)。由于尖孢镰刀菌存活时间久,适应性能力极强,因此不仅可以在宿主植物中寄生存活,还能通过侵染植株表现出很强的致病性(Wu et al., 2013)。当苜蓿被根腐病侵染后,会出现叶片发黄与茎萎蔫等症状,致使苜蓿吸收水分与养分能力下降,体内营养元素越来越少,直至植株死亡(丁守彦等, 2011;  周文楠, 2019;  黄宁等, 2012);根部会出现深褐色或黑色小斑点,并在主根组织内长期繁殖,继而破坏苜蓿的各项营养含量(南志标等, 1994)。尖孢镰刀菌可对苜蓿根部造成严重危害,使根部及茎中柱出现发黑、腐烂的情况,情况严重的甚至会枯死(Jordan, 1993)。镰刀菌根腐病会作用于苜蓿生长的各个阶段,并造成严重危害,受侵染后的苜蓿大约有 60%-73%的植株死亡,固氮能力和营养品质也会下降(南志标等, 2001;  孟嫣等, 2005)。据报道,在根腐病泛滥的地区,苜蓿每年会缩减 20%左右的产量,严重的情况下甚至会降低 60%(潘龙其, 2015;  丛丽丽, 2017)。镰刀菌根腐病具有发现晚,治愈难,防治压力大等特点,不只对苜蓿危害严重,对红豆草,沙打旺,箭筈豌豆等豆科牧草也影响深远(罗英花等, 2019)。由此可见,镰刀菌根腐病危害范围十分广泛,造成的破坏性巨大。
苜蓿根腐病发病区域多,传播范围广,危害程度深,大量国内外的苜蓿种植区已有相关报道。我国对苜蓿根腐病的研究报道多集中在西北,东北等地;国外发病较重地区主要为美国,俄罗斯,阿根廷,加拿大与日本等地(Semeniuk, 2018)。1991 年我国首次发表了关于苜蓿根腐病的最新研究,之后在新疆陆续报道了大量苜蓿根腐病文章(南志标等, 1994);而陈雅君在东北地区进行苜蓿试验后发现,该地区也广泛存在苜蓿根腐病(陈雅君等, 2001)。在我国,尖孢镰刀菌引起的苜蓿根腐病主要集中在西北等地(曹丽霞等, 2008),而国外的苜蓿根腐病危害程度也不容乐观。近年来该病害已在美国、加拿大等多个国家大量发现(Couture, 2002; Zaccardelli, 2006)。根据已有文献可知,Cormack 于 1937 年在亚伯达地区对苜蓿的根部、茎部发现的真菌侵染情况进行了系统研究,并通过大量数据证明燕麦镰刀菌与锐顶镰刀菌的生长条件(Cormack et al., 1937)。
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第二章  材料与方法

2.1  试验设计
试验地位于甘肃省兰州市榆中县夏官营镇兰州大学榆中校区试验站(35°53′N,104°04′E),属于半干旱气候,海拔 1960m,年均气温 8.5℃,年均降水量 381.8mm,年均蒸发量 1405.8mm。试验地采用随机区组设计,共种植 20 个紫花苜蓿品种(表 2-1),每品种设置接种尖孢镰刀菌处理和不接菌的小区作为对照。该试验地于 2019 年 8 月建植,每周定期浇水,除草和刈割等大田管理参照当地生产方式进行。
2020 年 5 月底第 1 次盛花期刈割后对各苜蓿品种接种尖孢镰刀菌。采用土壤接菌法,将尖孢镰刀菌米粒接种体埋置于接菌区地下 10cm 处。2 周后,每周测量株高,直至第一次盛花期刈割前,进行样品采集测量粗蛋白与粗脂肪。第 2次盛花期刈割后,继续每周测量株高,直至第 3 次盛花期刈割前,进行样品采集测量粗蛋白与粗脂肪。
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2.2  株高和再生速度
株高测定为每次刈割后在对照区与处理区各随机选取 9 株,每株自地面至生长点进行测量,取其平均值,单位以 cm 表示(蔡文涌等, 2020)。 
株高降低率(%)=[(对照植株平均株高-接菌处理植株平均株高)/对照平均株高]×100
再生速度(cm/d)=(本次测量株高-上次测量株高)/间隔天数
再生速度降低率(%)=[(对照植株平均再生速度-接菌处理植株平均再生速度)/对照平均再生速度]×100 
20 个不同的苜蓿品种受尖孢镰刀菌侵染后,株高出现了显著下降(P <0.05)(图 3-1)。株高的降低范围为 16.7%-64.2%。将 20 个品种的株高降低率结果划分为三类,分别为大于 60%、20%-60%、小于 20%。4 个品种的株高降低率大于60%,占供试材料的 20%,分别是“中兰 2 号”、“阿尔冈金”、“040”、“WL168HQ”,其中“阿尔冈金”的株高降低率最高,为 64.2%,另外 3 个品种的株高降低率分别是 61.2%、63.6%、62.5%;13 个品种的株高降低率在 20%-60%之间,占供试材料的 65%,分别是“甘农 4 号”、“甘农 7 号”、“龙牧 803”、“公农 1 号”、“中苜 1号”、“中苜 5 号”、“陇东苜蓿”、“陇中苜蓿”、“亮苜”、“耐盐之星”、“巨能 7”、“sw-3211”、“WL232”;3 个品种的株高降低率小于 20%,占供试材料的 15%,分别是“普通”、“3010”、“WL366HQ”,其中“3010”的株高降低率最低,为 16.7%。 
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第三章  尖孢镰刀菌对苜蓿生长的影响 ....................... 9
3.1  结果与分析 ..................................... 9
3.1.1  株高降低率 ............................................. 9
3.1.2  再生速度降低率 .................................. 10
第四章  尖孢镰刀菌对苜蓿品质的影响 ................................ 13
4.1  结果与分析 ....................................... 13
4.1.1  粗蛋白降低率 .................................... 13
4.1.2  粗脂肪降低率 ................................. 14
第五章  综合评价不同紫花苜蓿品种 .......................... 16
5.1  结果与分析 .............................. 16
5.2  讨论 ....................................... 17
5.3  小结 ................................. 18

第五章  综合评价不同紫花苜蓿品种

5.1  结果与分析
根据斯皮尔曼相关系数的统计分析结果显示,20 个苜蓿品种与接种尖孢镰刀菌均显著负相关(P <0.05)(图 5-1 和图 5-2)。其中,“中兰 2 号”的株高、再生速度、粗蛋白与粗脂肪含量的相关系数均与接菌呈显著负相关关系,表明尖孢镰刀菌对“中兰 2 号”的危害最大。株高与再生速度显著正相关有 7 个品种,分别是“甘农 7 号”、“中兰 2 号”、“中苜 5 号”、“普通”、“3010”、“040”、“WL366HQ”,占供试材料的 35%;与粗蛋白显著正相关的有 3 个品种,分别是“3010”、“阿尔冈金”、“WL366HQ”,占供试材料的 15%;与粗脂肪显著正相关的是“阿尔冈金”和“WL366HQ”。再生速度与粗蛋白显著正相关的是“中苜 1 号”;与粗脂肪显著正相关的是“中兰 2 号”、“中苜 1 号”、“040”。粗蛋白与粗脂肪显著正相关的是“甘农 4 号”、“中兰 2 号”、“中苜 5 号”、“3010”、“巨能 7”、“sw-3211”、“WL366HQ”。
以上结果表明,尖孢镰刀菌对不同苜蓿品种影响显著,能极强的抑制苜蓿株高与再生速度发展,同时降低粗蛋白含量与粗脂肪含量。
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第六章  结论与展望

6.1  主要结论
本论文通过大田试验研究了国内外 20 个代表性紫花苜蓿品种接种尖孢镰刀菌后,株高、再生速度、粗蛋白和粗脂肪含量的变化。接种尖孢镰刀菌后不同品种之间的株高和再生速度显著降低(P <0.05)。“040”、“WL168HQ”、“中兰 2 号”的株高降低率和再生速度降低率均大于 60%;“3010”、“WL366HQ”和“普通”的株高降低率和再生速度降低率均小于 20%。接种尖孢镰刀菌后不同品种之间的粗蛋白含量和粗脂肪含量显著降低(P <0.05)。“中兰 2 号”的粗蛋白含量降低率和粗脂肪含量降低率均大于 60%;“普通”、“3010”、“WL366HQ”的粗蛋白含量降低率和粗脂肪含量降低率均小于 20%。综合生长和营养品质指标发现,尖孢镰刀菌对“中兰 2 号”的危害最大,对“普通”、“WL366HQ”和“3010”危害最小。其中“中兰2 号”、“3010”和“WL366HQ”的再生速度与株高、粗蛋白粗脂肪含量均显著正相关;“普通”的株高与再生速度显著正相关。
因此,苜蓿品种(“普通”、“3010”和“WL366HQ”)是一种适宜陇西黄土高原的较佳抗病品种,可适当推广;而接种尖孢镰刀菌对“中兰 2 号”的危害极显著,不适宜在该地区推广。
参考文献(略)

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