生物土壤添加劑對黃瓜根系分泌物的影響

摘 要：為收集生物土壤添加劑處理的黃瓜根系分泌物，比較不同處理根系分泌物對種子萌發(fā)的影響，利用生長速率法測定不同處理根系分泌物對枯萎病鐮刀菌的影響。結(jié)果表明，生物土壤添加劑浸提液的處理能夠明顯促進黃瓜種子萌發(fā)，對下胚軸的伸長具有促進作用；生物土壤添加劑浸提液對枯萎病菌抑菌率可達98.1%，與根系分泌物混合后的抑制率仍達87.3%，根系分泌物對枯萎病菌無抑制作用。

關(guān)鍵詞：生物土壤添加劑；黃瓜；根系分泌物

中圖分類號：S642.2 文獻標(biāo)識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.01.020

Effects of Biologic Soil Amendment on the Root Exudates of Cucumber

HAO Yong-juan， HUO Jian-fei， LIU Chun-yan，WANG Yong， GAO Wei

（Tianjin Plant Protection Institute ， Tianjin 300112， China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The root exudates from cucumber by different control including Biologic Soil Adment（BSA） were collected， investigated effect of root exudates on the germination of cucumber seeds. Their effects on Fusarium oxysporum f. sp. Cucumerinum mycelium growth were tested by grow rate method. The results showed that leach liquor of BSA can promoted the germination of cucumber seeds and promoted the growth of hypocotyl. Inhibitive rate of BSA leach liquor or Fusarium oxysporum f. sp was 98%， that of BSA mixing the root exudates was 87.3%.

Key words： biologic soil amendment；cucumber； root exudates

黃瓜是容易發(fā)生連作障礙的蔬菜種類之一。根系分泌物的毒害作用是引起連作障礙的原因之一[1]，因此，在生長過程中減少或改變根系分泌物的產(chǎn)生，將有助于緩解連作障礙導(dǎo)致的土傳病害。利用菇渣培養(yǎng)的拮抗木霉制劑與腐熟的合成有機物一起合成生物土壤添加劑，可以從改良土壤、促進養(yǎng)分吸收、抑制土傳病害、分解或轉(zhuǎn)化自毒物質(zhì)、誘導(dǎo)抗性物質(zhì)等方面，減緩連作障礙的發(fā)生。許多研究表明，根系分泌物與土傳病害的發(fā)生有關(guān)[2-5]，本試驗研究了生物土壤添加劑應(yīng)用后根系分泌物的變化情況，為合理利用生物土壤添加劑防病提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

供試黃瓜品種：津研4號，市售。

病原菌：尖孢鐮刀菌（ Fusarium oxysporum f. sp.Cucumerinum ）由天津市植物保護研究所蔬菜病害室分離保存。

1.2 方 法

1.2.1 黃瓜根系分泌物的收集 采用穴盤播種，每穴1粒，種子用無菌水沖洗3 次，然后在55 ℃的溫水中攪拌至恒溫浸種10 h ，在25 ℃恒溫箱內(nèi)催芽，待胚根長約0. 5 cm 時，分別播種于盛有滅菌蛭石、泥炭土及生物土壤添加劑混合的50 孔穴盤中。待所有試驗用苗第2 片真葉展開時，洗凈根部，沖洗后，移至滅菌穴盤內(nèi)，放入含有5 L 蒸餾水的培養(yǎng)槽中通氣培養(yǎng)2 d 后收集培養(yǎng)液，將收集的培養(yǎng)液用布氏漏斗粗過濾3 遍，再用0.45 μm膜過濾后，取收集液200 mL，將濾液冷藏備用。

1.2.2 種子發(fā)芽試驗 將飽滿的黃瓜種子浸漬在根系分泌物中8 h，取出后每皿放20粒，用浸液將濾紙浸潤，置于皿底，重復(fù)3次，以滅菌水處理為對照，室溫下培養(yǎng)72 h調(diào)查種子發(fā)芽數(shù)，計算發(fā)芽率，以及測量發(fā)芽種子的下胚軸長度。

1.2.3 培養(yǎng)基的制備 將收集的根系分泌物與融化后冷卻至50 ℃左右的PDA培養(yǎng)基按1∶9混勻，制成平板。試驗處理為：A，菇渣浸提液；B，菇渣浸提液+根系分泌物；C，木屑；D，木屑+根系分泌物；E，生物土壤添加劑浸提液；F，生物土壤添加劑浸提液+根系分泌物； G，滅菌水；H，根系分泌物。每處理重復(fù)3次，平皿中央接入活化培養(yǎng)的黃瓜枯萎病鐮刀菌5 mm菌片，置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)4 d 后調(diào)查菌落半徑增加值，計算不同處理的抑菌率。

1.2.4 根系分泌物對黃瓜主要土傳病菌的影響 培養(yǎng)基制備及調(diào)查同1.2.3。試驗處理為： 生物土壤添加劑根系分泌物，對照為無菌水。每處理重復(fù)3次，平皿中央分別接入活化培養(yǎng)的黃瓜枯萎病鐮刀菌、立枯絲核菌、腐霉菌及核盤菌，菌片直徑5 mm，置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)48 h后調(diào)查菌落半徑增加值，計算不同處理的抑菌率。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物土壤添加劑處理的根系分泌物對種子發(fā)芽的影響

圖1表明，生物土壤添加劑處理根系分泌物較對照田園土的根系分泌物種子發(fā)芽率提高5.33%，較枯萎病菌處理提高27.42%，略低于清水對照處理。生物土壤添加劑浸提液的處理具有明顯促進種子萌發(fā)作用。圖2顯示根系分泌物對黃瓜種子生長勢的影響，具體表現(xiàn)為對下胚軸生長的影響，生物土壤添加劑浸提液具有同樣的促進下胚軸伸長作用，生物土壤添加劑根系分泌物對下胚軸伸長僅次于清水對照處理，顯著好于常規(guī)根系分泌物及枯萎病菌處理。由此可見，生物土壤添加劑能夠消解根系分泌物的抑制作用。

2.2 根系分泌物對黃瓜枯萎病菌的影響

室內(nèi)抑菌作用表明，生物土壤添加劑浸提液對枯萎病菌具有顯著的抑制作用，與根系分泌物混合后的抑制率仍可達97.3%，根系分泌物對枯萎病菌無抑制作用。菇渣的提取液同樣具有較強的抑菌作用，與根系分泌物混和，抑菌效果可達89%，木屑的提取液及木屑與根系分泌物混合物的抑菌效果均在85%以上。生物土壤添加劑及其組分處理的根系分泌物均對黃瓜枯萎病菌有很好的抑制作用。

2.3 根系分泌物對黃瓜立枯絲核菌、腐霉菌等土傳病菌的影響

由圖4可以看出，生物土壤添加劑處理后，黃瓜根系分泌物對立枯絲核菌抑制作用最明顯，達50%以上，對黃瓜枯萎病和菌核病也有一些抑制作用，對腐霉菌的抑制作用較差。對照處理的根系分泌物對幾種病原菌無抑制作用，對一些病原菌如枯萎病反而有促進作用。

3 討 論

單一作物的連續(xù)種植，形成了特殊的土壤環(huán)境，作物根系分泌物和植株殘茬腐解物給病原菌提供了豐富的營養(yǎng)和寄主，長期適宜的溫度和環(huán)境，使病原菌具有良好的繁殖條件，從而使得病原菌數(shù)量不斷增加，致使病害蔓延。利用工農(nóng)業(yè)廢棄物結(jié)合拮抗菌配制的生物土壤添加劑對黃瓜連作障礙具有明顯的緩解作用。以適量生物土壤添加劑為基質(zhì)收集的根系分泌物較常規(guī)根系分泌物對黃瓜種子發(fā)芽的影響小，對種子生長勢的影響同樣較小。生物土壤添加劑根系分泌物對黃瓜立枯病的抑菌作用較強，同時對枯萎病鐮刀菌、菌核病等土傳病菌也有抑制作用。生物土壤添加劑浸提液能明顯促進種子萌發(fā)，促進種子下胚軸的伸長，對枯萎病菌有很強的抑制作用。研究表明，生物土壤添加劑能夠消解根系分泌物的抑制作用，促進植株提早出苗及生長。

根系分泌物作為微生物的營養(yǎng)源，隨著連作年限的增加，根系分泌物中的某些有毒物質(zhì)提供了病原菌的營養(yǎng)，促進了病原菌的繁殖，減弱或消除了某些有益菌的拮抗作用，使有害菌增殖，結(jié)果表現(xiàn)為發(fā)病率高，土傳病害嚴(yán)重。吳鳳芝[6]認(rèn)為，連作條件下黃瓜的根系分泌物可以有效促進黃瓜枯萎菌菌絲的生長，在作物連作條件下，根系分泌物的產(chǎn)生是根際環(huán)境的核心問題。鄒麗蕓[7]在研究西瓜自毒作用中發(fā)現(xiàn)，西瓜根系分泌物中大多數(shù)是酚類物質(zhì)，是西瓜產(chǎn)生自毒作用的主要原因。黃奔立[8]報道了茄根系分泌物對大麗輪枝菌及菌核病菌的生長和孢子萌發(fā)有明顯的促進作用，對灰葡萄孢的影響較小。田永強[9]研究發(fā)現(xiàn)，根系分泌物中的確有一種或幾種物質(zhì)能夠?qū)菸【鹱饔?；不同抗性材料的根系分泌物對病原菌作出的反?yīng)不同， 抗病材料的反應(yīng)強于感病材料；在菌絲體侵入到根的皮層細(xì)胞時， 抗病品種中出現(xiàn)的細(xì)胞增厚， 感染細(xì)胞溶解死亡的現(xiàn)象多于感病品種。韓雪[10]報道了黃瓜對枯萎病等土傳病害的抗性與根系分泌物對病原菌的作用有密切關(guān)系。生物土壤添加劑將有益微生物菌株與發(fā)酵肥有機結(jié)合的一種土壤調(diào)理劑，從改善土壤養(yǎng)分，促進養(yǎng)分吸收，抑制土傳病害分解或轉(zhuǎn)化自毒物質(zhì)，誘導(dǎo)抗性物質(zhì)等方面，減緩連作障礙的發(fā)生。生物土壤添加劑對根系分泌物的作用可能有拮抗菌株的降解作用，也可能是生物土壤添加劑浸提液中的一些化合物對根系分泌物中某些成分起作用，還需進一步研究。

參考文獻：

[1] 郝永娟，魏軍，劉春艷，等.生物土壤添加劑減輕黃瓜連作障礙的微生物效應(yīng)[J].華北農(nóng)學(xué)報，2009（4）：231-234.

[2] 郝永娟，王萬立，劉春艷，等.設(shè)施蔬菜土傳病害的綜合調(diào)控及防治進展[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（1）：31-34.

[3] 楊麗麗，鄭偉.設(shè)施蔬菜栽培連作障礙分析及綜合防治[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（8）：815-818.

[4] 李勇，黃小芳，丁萬隆.根系分泌物及其對植物根際土壤為生態(tài)環(huán)境的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2008（S1）：182-186.

[5] 劉博，吳鳳芝，包靜.西瓜根系分泌物對西瓜種子萌發(fā)及幼苗根系活力的影響[J].北方園藝，2008（11）：39-42.

[6] 吳鳳芝，孟立君，文景芝.黃瓜根系分泌物對枯萎病菌菌絲生長的影響[J].中國蔬菜，2002（5）：26-27.

[7] 鄒麗蕓，喻景權(quán).西瓜植株水浸提物對西瓜種子萌發(fā)的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（4）：181-182.

[8] 黃奔立，朱鍵鑫，許云東.茄根分泌物及其浸提液對3種土傳病原菌的促進作用[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，21（4）：301-305.

[9] 田永強，張作剛，張正. 根系分泌物對西瓜枯萎病菌的影響[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，28（4）：436-438.

[10] 韓雪，吳鳳芝，潘凱.根系分泌物與土傳病害關(guān)系之研究綜述[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2006，22（2）：316-318.