堿性肥料對(duì)香蕉枯萎病發(fā)生及土壤微生物群落的影響

李 進(jìn), 張立丹, 劉 芳, 樊小林

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州 510642)

?

堿性肥料對(duì)香蕉枯萎病發(fā)生及土壤微生物群落的影響

李 進(jìn), 張立丹, 劉 芳, 樊小林*

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州 510642)

【目的】針對(duì)我國(guó)香蕉主產(chǎn)區(qū)蕉園土壤酸化、微生物環(huán)境惡化，香蕉枯萎病嚴(yán)重泛濫和肆虐，嚴(yán)重威脅產(chǎn)業(yè)等問題，通過施用堿性肥料改善蕉園土壤酸性及微生物環(huán)境，從而降低香蕉枯萎病發(fā)病率，促進(jìn)香蕉健康生長(zhǎng)。【方法】以重病區(qū)蕉園土壤為對(duì)象，采用盆栽試驗(yàn)，研究堿性肥料對(duì)土壤微生物及香蕉枯萎病發(fā)生情況的影響。試驗(yàn)設(shè)堿性肥料(AF)和常規(guī)肥料(CCF)2種肥料處理，每種肥料設(shè)低量(L1)、中量(L2)和高量(L3)3個(gè)施肥量，同一施肥量處理的氮、磷、鉀總用量相等。于2013年3月6日移栽香蕉苗到營(yíng)養(yǎng)缽, 130d后待各處理香蕉發(fā)病明顯時(shí)采集土壤及植株樣品進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定?！窘Y(jié)果】 1)施堿性肥料能顯著降低香蕉枯萎病的發(fā)病率，常規(guī)肥料處理的香蕉發(fā)病率為78%，而堿性肥料處理的僅為33%。2)堿性肥料對(duì)土壤微生物群落有明顯的影響，土壤中的真菌數(shù)量AF處理明顯少于CCF處理，而細(xì)菌、放線菌數(shù)量則顯著高于CCF處理，因此AF處理土壤的香蕉尖孢鐮刀菌明顯減少。3)試驗(yàn)期間堿性肥料能顯著提高土壤pH值，較常規(guī)肥料處理提高了0.75個(gè)pH單位，而土壤EC值比常規(guī)肥料處理低47.76μS/cm。4)土壤pH值與土壤中古巴專化型尖孢鐮刀菌(FOC)的數(shù)量及香蕉發(fā)病率呈顯著負(fù)相關(guān); 細(xì)菌數(shù)量與FOC數(shù)量、香蕉枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)之間呈顯著的負(fù)相關(guān); 土壤中FOC和真菌數(shù)量與香蕉發(fā)病率呈顯著正相關(guān)。5)香蕉生物量隨著堿性肥料和常規(guī)肥料用量的增大而增加，但堿性肥料的效果更加明顯?！窘Y(jié)論】應(yīng)用堿性肥料不僅可以為香蕉提供氮、磷、鉀養(yǎng)分，而且能改良蕉園土壤酸性從而改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及環(huán)境，有效防控香蕉枯萎病的發(fā)生。

堿性肥料; 蕉園土壤;pH值; 香蕉枯萎病; 發(fā)病率; 土壤微生物群落

S668.1.606+.2;S436.63

A

1008-505X(2016)02-0429-08

fusarium oxysporumf.sp. cubense (FOC);incidenceofFOC;soilmicrobialcommunity

香蕉枯萎病于19 世紀(jì) 80 年代后期首次在澳大利亞被發(fā)現(xiàn)，20 世紀(jì) 50 年代在巴拿馬大面積流行[1]。至20世紀(jì)90年代以來，香蕉枯萎病已蔓延至全球各主要香蕉生產(chǎn)國(guó)，成為最具毀滅性的香蕉病害之一[2-3]。迄今我國(guó)乃至全球香蕉產(chǎn)業(yè)正遭遇有史以來最嚴(yán)重的尖孢鐮刀菌古巴專化型Fusarium oxysporumf.sp. Cubense (FOC)的侵染引起的香蕉枯萎病(又稱香蕉黃葉病，巴拿馬枯萎病)的威脅和挑戰(zhàn)[4]。香蕉枯萎病可以通過帶病吸芽、土壤、雨水、灌溉水、氣流和農(nóng)具等介質(zhì)傳播，而且尖孢鐮刀菌可長(zhǎng)期生存于土壤中，一般藥劑很難根除[5]。近年我國(guó)蕉園香蕉枯萎病發(fā)病率嚴(yán)重時(shí)達(dá)90%以上[6-7]，嚴(yán)重阻礙我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[8]。目前防治香蕉枯萎病的方法主要有: 1)選用香蕉抗病品種，如寶島蕉、農(nóng)科一號(hào)等，但抗病品種育種周期長(zhǎng)，且品質(zhì)方面難以突破，無法推廣[5]; 2)輪作，但由于我國(guó)蕉田比較分散，排灌不統(tǒng)一，再加上無合理的輪作作物及輪作制，故此輪作方法尚不實(shí)用，問題亟待解決[9]; 3)化學(xué)防治，此法雖有一定作用，但效果并不理想[10-11]，并且化學(xué)防治還將產(chǎn)生農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染、病原菌抗藥性等負(fù)面影響; 4)生物防治，目前雖有關(guān)于植物拮抗菌與腐熟有機(jī)肥料結(jié)合的生防菌研究報(bào)道[12-14]，但是單純生防菌防病速度慢，且效果不穩(wěn)定，原因是生防菌作為外來菌受土壤條件影響大，不易在土壤中繁殖和發(fā)揮效果[15]; 5)土壤酸度改良法，通過改變土壤酸度控制病害的方法和途徑，香蕉巴拿馬病病菌肆虐和迅速滋生蔓延的主要原因之一是土壤酸化，已有相關(guān)研究表明通過調(diào)節(jié)土壤pH值可以有效地防控香蕉枯萎病的發(fā)生，中性或偏堿性環(huán)境能抑制包括尖孢鐮刀菌在內(nèi)的真菌萌發(fā)和致病[16-22]。目前調(diào)節(jié)土壤酸度的方法主要包括在酸性土壤中施用石灰、鋼渣磷肥、鈣鎂磷肥等堿性改良物質(zhì)。并且，通過科學(xué)施用均能達(dá)到提高土壤pH值、改良酸性土壤的目的。然而如果長(zhǎng)期濫用可能會(huì)對(duì)土壤和植物造成負(fù)面影響，如導(dǎo)致土壤鹽害、土壤氮素?fù)]發(fā)損失、土壤板結(jié)、重金屬污染等。針對(duì)此，作者所在研究中心研發(fā)了以長(zhǎng)效氮為氮源(氮素可以處于堿性環(huán)境而不會(huì)造成氮素明顯揮發(fā)損失)、磷酸二銨為磷源、碳酸鉀為鉀源，經(jīng)過共熔反應(yīng)制成的新型堿性氮磷鉀復(fù)混肥料，并以此為供試材料在海南香蕉產(chǎn)區(qū)發(fā)病蕉園展開了堿性肥料對(duì)香蕉枯萎病發(fā)生及土壤微生物群落影響的研究，旨在為研發(fā)既能為香蕉提供氮磷鉀養(yǎng)分，又能改良土壤酸性、防治香蕉枯萎病害、恢復(fù)我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)的多功能堿性肥料提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試材料

盆栽試驗(yàn)設(shè)在海南省樂東縣萬鐘實(shí)業(yè)有限公司(18°38′N，108°46′E)香蕉大田。供試土壤分別采自該農(nóng)場(chǎng)香蕉枯萎病發(fā)病率大于70%的田塊，多點(diǎn)采集后混合均勻再裝盆。土壤pH為 6.13，有機(jī)質(zhì)含量5.5g/kg，全氮103.3mg/kg，速效磷 137.2mg/kg(酸浸提)，速效鉀107.6mg/kg。

供試香蕉為巴西蕉 (MusaAAAGiantCavendishcv.Baxi)，選用組培苗，培育香蕉苗長(zhǎng)至20cm高，13片綠葉時(shí)，選取生長(zhǎng)相對(duì)一致的蕉苗進(jìn)行試驗(yàn)。

供試肥料的常規(guī)肥料(conventionalfertilizer,CCF)由含氮(N)46%的尿素、含磷(P2O5)46.0%的磷酸二銨和含鉀(K2O)60%的氯化鉀肥料配制而成; 堿性肥料(alkalinefertilizer,AF)是廣東高校環(huán)境友好型肥料工程技術(shù)研究中心研發(fā)的以含N28.0%的長(zhǎng)效氮、含P2O544.0%的磷酸二銨和含K2O65.1%的K2CO3配制而成的，pH值為9.2。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)堿性肥料和常規(guī)肥料2種肥料處理，每個(gè)肥料處理設(shè)低量(L1)、中量(L2)、高量(L3)3個(gè)施肥量，共6個(gè)處理。每處理12次重復(fù)，單盆為一個(gè)重復(fù)，每盆移栽一株香蕉，共72盆，隨機(jī)排列。同一施肥量處理的香蕉氮磷鉀總用量相等，N∶P2O5∶K2O均為1 ∶0.22 ∶1.44。根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果，L1、L2、L3處理的施氮量分別為N0.0968、0.1566、0.2534g/kg,土。試驗(yàn)采用30cm×28cm規(guī)格的黑色無孔塑料營(yíng)養(yǎng)缽，每盆裝土12kg。試驗(yàn)前將盆缽埋入大田土壤中，既保障生長(zhǎng)環(huán)境溫度與大田一致，又保障香蕉生長(zhǎng)期其根系與大田土壤隔離。香蕉移栽于盆缽15d后第一次施肥，之后每隔30d追肥一次，共追施4次。第一次施肥的N、P2O5、K2O分別占總量的10%、 0、 0; 第2次分別占20%、0、10%; 第3次為30%、50%、30%; 第4次為 40%、50%、60%。病蟲害防治和灌水等日常管理方法參考樊小林[23]的方法。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

試驗(yàn)于2013年3月6日移栽香蕉苗到營(yíng)養(yǎng)缽，130d后，即各處理香蕉發(fā)病明顯時(shí)采集土壤及植株樣品進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

香蕉病葉率(%) =(病葉數(shù)/綠葉數(shù))×100[24];

香蕉枯萎病發(fā)病率(%) =[染病植株總數(shù) /(染病植株總數(shù)+健康植株總數(shù))]×100[24];

病情指數(shù)(%)=[∑(各級(jí)病株數(shù)×該級(jí)級(jí)數(shù)值)/ (總株數(shù)×最高級(jí)級(jí)數(shù)值)]×100[24]。

土壤pH值用pH計(jì)電位法測(cè)定(土 ∶水比為1 ∶2.5); 土壤EC值用電導(dǎo)儀電導(dǎo)法測(cè)定(土 ∶水比為1 ∶5)。

土壤微生物數(shù)量采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定。香蕉尖孢鐮刀菌選擇性培養(yǎng)基的配制參考Sun等[25]的方法，為1gK2HPO4、0.5gKCl、0.5gMgSO4·7H2O、0.01gFe-Na-EDTA、2gL-天門冬酰胺、10g半乳糖、16g瓊脂,溶解于去離子水并定容至900mL，在高壓滅菌后冷卻至60℃，再加入100mL鹽溶液(由0.9g五氯硝基苯75%WP、0.45gOxgall、0.5gNa2B4O7·10H2O、0.3g硫酸鏈霉素配制，并用10%磷酸調(diào)節(jié)pH值至3.8±0.2)。細(xì)菌、真菌和放線菌分別采用LB培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基和高氏培養(yǎng)基[26-27]。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS13.0和EXCEL2007進(jìn)行處理。

2　結(jié)果與分析

2.1堿性肥料對(duì)香蕉枯萎病發(fā)生的影響

圖1結(jié)果表明，香蕉移栽130d后堿性肥料(AF)處理的香蕉病葉率、發(fā)病率、病情指數(shù)均明顯低于常規(guī)肥料(CCF)處理。其中AF處理香蕉的病葉率較CCF降低了17個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)病率降低了45個(gè)百分點(diǎn)，病情指數(shù)降低了17個(gè)百分點(diǎn)。

圖1　堿性肥料對(duì)香蕉枯萎病發(fā)生的影響Fig.1　Effect of the alkaline fertilizer on the banana Fusarium wilt disease development

[注(Note): 柱上不同字母表示處理間差異達(dá)5%Differentlettersabovethebarsmeansignificantamongtreatmentsatthe5%level(n=12).]

2.2肥料及其用量對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

堿性肥料能明顯影響土壤微生物種群的數(shù)量從而影響香蕉枯萎病的發(fā)生。堿性肥料(AF)處理的土壤FOC和真菌種群數(shù)量顯著降低，分別是常規(guī)肥料(CCF)處理的50%和84%(表1)。從土壤酸堿度變化看，施用AF肥料后，土壤pH平均值為6.9±0.06，而使用CCF肥料的為6.1±0.02，即AF處理的土壤pH值顯著高于CCF(圖2)。這一結(jié)果與FOC和真菌生理上喜好偏酸性土壤環(huán)境[29-30]，而細(xì)菌和放線菌則喜中性偏堿環(huán)境[18]的報(bào)道一致。結(jié)果還表明，施用堿性肥料后，土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量顯著增多，AF分別是CCF的1.38和1.52倍(表1)。可見，土壤真菌數(shù)量減少、細(xì)菌和放線菌量增加是土壤香蕉枯萎病(FOC)下降的前提，而真菌、細(xì)菌、放線菌群落的協(xié)調(diào)與土壤酸堿性息息相關(guān)，施用堿性肥料能明顯提高土壤pH值而改善土壤酸性環(huán)境，抑制真菌而有利于細(xì)菌和放線菌的生長(zhǎng)繁殖，降低土壤香蕉枯萎病病菌(FOC)數(shù)量。

表1　肥料用量對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響(×103 cfu/g)

注(Note): 同列數(shù)據(jù)后不同字母表示同一肥料不同用量間差異達(dá)5%顯著水平; 同行數(shù)據(jù)后不同大寫字母表示同種菌數(shù)量在堿性肥料和常規(guī)肥料處理間的差異在5%水平顯著Valuesfollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongdifferentapplicationratesunderthesamefertilizeratthe5%levelValuesfollowedbydifferentcapitallettersinarowaresignificantbetweenAFandCCFforthesametypemicroorganism.

雖然堿性肥料的FOC和真菌數(shù)量明顯小于常規(guī)肥料，但是肥料用量對(duì)FOC數(shù)量、真菌、細(xì)菌和放線菌群落數(shù)量的影響也不相同。由表1可以看出，堿性肥料(AF)3個(gè)用量比較，隨著肥料用量的增加，F(xiàn)OC、真菌和細(xì)菌數(shù)量沒有明顯的變化，而L1處理的土壤放線菌的數(shù)量明顯大于L2和L3，可以認(rèn)為L(zhǎng)1處理土壤的pH適合放線菌生活，進(jìn)一步增加堿性不利于放線菌的生存。常規(guī)肥料(CCF)用量對(duì)于香蕉枯萎病菌(FOC)數(shù)量有明顯的影響，當(dāng)施氮量達(dá)到N0.16g/kg土(L2)以上時(shí)，F(xiàn)OC數(shù)量明顯增加。CCF用量對(duì)土壤真菌和放線菌數(shù)量沒有明顯影響，但是用量最大的處理(L3)土壤細(xì)菌數(shù)量明顯小于處理L1和L2，其原因還有待進(jìn)一步研究。

2.3肥料及用量對(duì)土壤pH值及EC的影響

圖2結(jié)果表明，AF處理土壤pH值顯著高于CCF處理，3種肥料用量處理的土壤pH值平均提高了0.75。在AF處理中土壤pH值隨著肥料用量的增加而顯著升高; 而AF處理的土壤EC值顯著低于CCF處理，3個(gè)用量平均較CCF處理降低47.76μs/cm。AF肥料用量的增加不會(huì)明顯改變土壤的EC值，而CCF肥料用量的增加則顯著增加了土壤EC值。其可能的原因是堿性肥料制造過程選材比

圖2　肥料及用量對(duì)土壤pH值及EC值的影響Fig.2　Effects of the fertilizers and their amounts on the pH and EC values of the soil

[注(Note): 柱上不同字母表示處理間差異達(dá)5%顯著水平Differentlettersabovethebarsmeansignificantamongtreatmentsatthe5%level(n=12).]

較單一，又以羥甲基脲有機(jī)氮為氮源，相對(duì)于常規(guī)肥料，原料的鹽度低。因此堿性肥料與常規(guī)肥料相比可以有效提高土壤pH值，改良土壤酸性，而不會(huì)造成土壤EC值的明顯增加，避免對(duì)植物產(chǎn)生鹽害。

2.4土壤pH、EC和微生物特征與香蕉枯萎病的相關(guān)性

土壤pH、EC值、微生物數(shù)量與香蕉枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)的相關(guān)分析結(jié)果(表2)表明，土壤pH值分別與EC值、真菌數(shù)量、FOC數(shù)量、香蕉枯萎病發(fā)病率及病情指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，而與細(xì)菌和放線菌數(shù)量呈正相關(guān)，其中土壤EC值、FOC數(shù)量和香蕉枯萎病發(fā)病率與pH值間的負(fù)相關(guān)達(dá)顯著水平，其可能的原因是隨著堿性肥料施用量的增加，土壤pH趨于中性或微堿性，明顯抑制了FOC孢子的萌發(fā)率和致病力，從而控制了病害的發(fā)生[16]。由統(tǒng)計(jì)結(jié)果還可以看出，土壤FOC、真菌數(shù)量分別與香蕉枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)間呈顯著的正相關(guān)，而細(xì)菌數(shù)量與FOC數(shù)量、香蕉枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)之間呈顯著的負(fù)相關(guān)。表明在本試驗(yàn)條件下，土壤中FOC是引起香蕉枯萎病害的主要因素，同時(shí)真菌數(shù)量也和香蕉植株發(fā)病率成正相關(guān)關(guān)系，而土壤中細(xì)菌和放線菌含量高時(shí)，能在一定程度上抑制FOC等真菌的生長(zhǎng)和繁殖。這一結(jié)果與張志紅等[9]的研究結(jié)果基本一致。

2.5肥料及用量對(duì)香蕉生物量的影響

研究表明，隨著堿性肥料用量的增加，對(duì)香蕉生物量的影響更加明顯(圖3)，在施肥量低時(shí)(L1)堿性肥料(AF)處理的生物量和常規(guī)肥料(CCF)無明顯差異。但肥料用量增加到L2、L3水平后，香蕉整株鮮重和干重都明顯大于CCF。從圖3還可以看出，堿性肥料處理的香蕉植株干重增加的幅度更大，相比常規(guī)肥料，在L2、L3的肥料用量AF比CCF的植株干重分別增加了36%、78%，即施用AF比CCF更有利于香蕉植株生物量的積累。

表2　土壤pH、EC和微生物特征與香蕉枯萎病發(fā)生的關(guān)系

注(Note):RWI—Rateofwiltinfected;DI—Diseaseindex. *— P < 0.01; **—P < 0.05.

圖3　肥料及用量對(duì)香蕉生物量的影響Fig.3　Effect of the fertilizers and their amounts on the banana biomass

3　討論

由尖孢鐮刀菌引起的香蕉枯萎病是一種真菌類土傳病害，主要危害香蕉維管束、其致病力強(qiáng)、蔓延快、孢子存活時(shí)間長(zhǎng)，一旦發(fā)病即具毀滅性危害[30]。包括香蕉枯萎病病原菌在內(nèi)的許多微生物生命活動(dòng)的正常生理生化反應(yīng)與體內(nèi)外微環(huán)境的pH值有著密切聯(lián)系[16-17]。香蕉枯萎病易在pH值6以下的酸性砂質(zhì)或砂壤中發(fā)作[29]，偏酸性環(huán)境可增強(qiáng)某些真菌類病原菌孢子的萌發(fā)率和致病力，而偏堿性環(huán)境則對(duì)其有明顯的抑制作用[16]。本文研究結(jié)果也表明香蕉枯萎病的危害程度及土壤FOC數(shù)量與土壤pH值呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，土壤FOC數(shù)量及香蕉枯萎病的危害程度將隨著土壤pH值的升高而削弱。相比常規(guī)肥料，施用堿性肥料后土壤pH值升高了0.75個(gè)單位，而土壤中FOC數(shù)量減少了4.498×103cfu/g，香蕉枯萎病的發(fā)病率則降低了45個(gè)百分點(diǎn)。其原因正在于FOC屬于喜酸性土壤環(huán)境的真菌，當(dāng)堿性肥料中和了土壤中部分酸性并使土壤環(huán)境呈中性或偏堿性時(shí)，改變了FOC棲息的土壤微環(huán)境酸堿度，從而控制了其病害的發(fā)生[18-19]; 另一方面的原因是在本試驗(yàn)條件下，施用堿性肥料后土壤中細(xì)菌和放線菌數(shù)量比施常規(guī)肥料顯著增加。因此，土壤酸堿環(huán)境的改變更有利于細(xì)菌、放線菌等有益微生物的活動(dòng)和繁殖[28]，而細(xì)菌和放線菌種群增加會(huì)對(duì)FOC的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的抑制作用[10]。

因此，通過調(diào)節(jié)土壤pH值，改變香蕉枯萎病發(fā)病土壤的酸堿環(huán)境，進(jìn)而改善土壤微生物群落是防控香蕉枯萎病蔓延和危害的關(guān)鍵?；诖吮菊n題組研發(fā)了以長(zhǎng)效氮為氮源(氮素可以處于堿性環(huán)境而不會(huì)造成氮素明顯揮發(fā)損失)、磷酸二銨和K2CO3為原料，經(jīng)過熔融聚合反應(yīng)生成的復(fù)混堿性肥料。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過4次施肥后，堿性肥料比常規(guī)肥料的土壤pH值顯著提高了0.75個(gè)單位，但又不會(huì)使EC值明顯增大; 并且在香蕉枯萎病發(fā)病土壤中堿性肥料比常規(guī)肥料更有利于香蕉的健康生長(zhǎng)，既保證了香蕉擁有足夠的健康綠葉，又減少了病葉數(shù)及發(fā)病率; 同時(shí)堿性肥料比常規(guī)肥料還可以更有效地增加發(fā)病土壤中所栽培的香蕉的生物量，其一方面是因?yàn)閴A性肥料保證了香蕉葉片的健康生長(zhǎng)，更多的健康綠葉可以使香蕉更好地進(jìn)行光合作用，而積累更多的生物量; 另一方面是堿性肥料的的施用提高了土壤pH值，并減少了發(fā)病土壤中香蕉尖孢鐮刀菌的數(shù)量，而豐富了其他有益微生物數(shù)量，提供給香蕉生長(zhǎng)所需的良好土壤環(huán)境，明顯防控了香蕉枯萎病的發(fā)生，保證了香蕉不受枯萎病危害或減輕其危害，從而有利于香蕉生物量的積累; 其三是土壤中數(shù)量最大的細(xì)菌和有益的放線菌適合在中性或者偏堿性的土壤環(huán)境中生存，施用堿性肥料比常規(guī)肥料明顯增加了土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量。因此，改良土壤酸性環(huán)境是提高土壤土著微生物數(shù)量和活性的有效方法[28]。土壤微生物在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、有機(jī)質(zhì)的分解等方面起著重要的作用，已有研究表明，土壤中細(xì)菌、放線菌密度高時(shí)則土壤肥力水平較高[31]，土壤生態(tài)系統(tǒng)中各微生物種群數(shù)量與活性的提高有助于高肥力土壤的形成[32-33]，而高肥力的土壤更有利于香蕉生長(zhǎng)，生物量增加。

本試驗(yàn)結(jié)果還表明，在3個(gè)施肥量下，堿性肥料與常規(guī)肥料對(duì)盆栽土壤中微生物數(shù)量的作用效果和機(jī)理截然不同。除此之外，堿性肥料的用量水平對(duì)土壤pH值、EC值以及香蕉生物量積累和抗病等也有一定的影響。其可能的原因是堿性肥料用量的不同，對(duì)土壤養(yǎng)分和香蕉養(yǎng)分的吸收狀況的影響也不同，而且更主要的是它還能調(diào)節(jié)土壤pH值，從而對(duì)土壤中不同種類的微生物數(shù)量產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)而影響香蕉的發(fā)病情況。所以，為了既營(yíng)養(yǎng)香蕉又抗病防病，有必要對(duì)堿性肥料在不同發(fā)病狀況的蕉園土壤中的使用方法、用量以及效果做深入細(xì)致的研究，以期在我國(guó)能早日構(gòu)建起既能中和土壤酸性、均衡香蕉營(yíng)養(yǎng)，又能防控香蕉枯萎病、恢復(fù)我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)的堿性肥料應(yīng)用技術(shù)體系。

4　結(jié)論

施用堿性肥料能顯著降低香蕉枯萎病的發(fā)病率和土壤中香蕉尖孢鐮刀菌的數(shù)量，而使細(xì)菌、放線菌數(shù)量顯著增加; 堿性肥料能有效提高土壤pH值，而不會(huì)造成土壤EC值的迅速增加; 土壤pH值與土壤中FOC數(shù)量及香蕉發(fā)病率呈顯著負(fù)相關(guān)，細(xì)菌數(shù)量與FOC數(shù)量、香蕉枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)之間也呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而土壤中FOC和真菌數(shù)量與香蕉發(fā)病率呈顯著正相關(guān)。

[1]PeggKG,MooreNY,BentleyS.FusariumwiltofbananainAustralia:areview[J].AustralianJournalofAgriculturalResearch, 1996, 47(5): 637-650.

[2]PloetzRC.FusariumwiltofbananaiscausedbyseveralpathogensreferredtoasFusarium oxysporumf.sp. cubense [J].Phytopathology, 2006, 96(6): 653-656.[3]MolinaAB,FabregarE,SinohinVG, et al.RecentoccurrenceofFusarium oxysporumf.sp. cubensetropicalrace4inAsia[J].ActaHorticulturae, 2009, 828: 109-116.

[4]樊小林, 李進(jìn). 堿性肥料調(diào)節(jié)香蕉園土壤酸度及防控香蕉枯萎病的效果[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2014, 20(4): 938-946.

FanXL,LiJ.EffectivenessofalkalinefertilizeronbananaFusariumwiltcontrolandthesoilacidityregulationindegradedorchards[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer, 2014, 20(4): 938-946.

[5]張茂星, 張明超, 陳鵬, 等. 硝/銨營(yíng)養(yǎng)對(duì)香蕉生長(zhǎng)及其枯萎病發(fā)生的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2013, 19(5): 1241-1247.

ZhangMX,ZhangMC,ChenP, et al.Influenceofnitrate/ammoniumratioontheplantgrowthofbananaandrelatedwiltdiseasedevelopment[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer, 2013, 19(5): 1241-1247.

[6]戚佩坤. 廣東果樹真菌病害[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2000. 38-39.

QiPK.Guangdongfungaldiseasesoffruittrees[M].Beijing:SciencePress, 2000. 38-39.

[7]高喬婉. 香蕉枯萎病[A]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)百科全書編輯部. 植物病理學(xué)卷[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 1996. 482.

GaoQW.Bananawilt[A].EncyclopediaoftheEditorialDepartmentofChina’sAgriculture.Plantpathology[M].Beijing:ChinaAgriculturePress, 1996. 482.

[8]PearceF.Goingbananas[J].NewScientist, 2003, 177: 26-30.

[9]張志紅, 李華興, 韋翔華, 等. 生物肥料對(duì)香蕉枯萎病及土壤微生物的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境, 2008, 17(6): 2421-2425.

ZhangZH,LiHX,WeiXH, et al.Influenceofbiologicalfertilizersonbananawiltdiseaseandmicroorganismsinsoil[J].EcologyandEnvironment, 2008, 17(6): 2421-2425.

[10]卓國(guó)豪, 黃有寶, 吳運(yùn)新, 等. 香蕉枯萎病的綜合防治技術(shù)[J]. 植物檢疫, 2003,17(5): 279-280.

ZhuoGH,HuangYB,WuYX, et al.Bananawiltdiseasecontrol[J].PlantQuarantine, 2003, 17(5): 279-280.

[11]林蘭穩(wěn), 奚偉鵬, 黃賽花. 香蕉鐮刀菌枯萎病防治藥劑的篩選[J]. 生態(tài)環(huán)境, 2003, 12(2): 182-183.LinLW,XiWP,HuangSH.SelectionoffungicidesforcontrollingbananablightresultedfromFusarium oxysporum f.sp. Cubense[J].EcologyandEnvironment, 2003, 12(2): 182-183. [12]MurrayMG,ThompsonWF.RapidisolationofhighmolecularweightplantDNA[J].NucleicAcidsResearch, 1980, 8 (19): 4321-4325.

[13]LiusS,RichardMM,MureenMM, et al.Pathogen-derivedresistanceprovidespapayawitheffectiveprotectionagainstpapayaringspotvirus[J].MolecularBreeding, 1997, 3: 161-169.[14]TennantPF,GonsalvesC,LinkKS, et al.Differentprotectionagainstpapayaringspotvirusisolateincoatproteingenetransgenicpapayaandclassicallycross-protectedpapaya[J].Phytopathology, 1994, 84: 1359-1366.

[15]GethaK,VikineswaryS,WongWH, et al.EvaluationofStreptomycesspp.straing10forsuppressionofFusariumwiltandrhizospherecolonizationinpot-grownbananaplantlets[J].JournalofIndustrialMicrobiology&Biotechnology, 2005, 32: 24-32.

[16]王莉, 李寶聚, 石延霞. 酸堿微環(huán)境對(duì)三種黃瓜主要真菌病原菌的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2005, 25(4): 808-813.

WangL,LiBJ,ShiYX.Theeffectofacid-alkaliinthemicroenvironmentonthreemajorfungalpathogensincucumber[J].ActaEcologicaSinica, 2005, 25(4): 808-813.

[17]El-GibalyMH,El-ReweinyFM,Abdel-NasserM, et al.Studiesonphosphate-solubilizingbacteriainsoilandrhizosphereofdifferentplants.Ⅰ.Occurrenceofbacteria,acidproducers,andphosphatedissolvers[J].ZentralblBakteriolParasitenkdInfektionskrHyg, 1977, 132(3): 233-239.

[18]郭水木, 楊志明. 香蕉鐮刀菌枯萎病的發(fā)生規(guī)律與綜防措施[J]. 現(xiàn)代園藝, 2009, (2): 16-18.

GuoSM,YangZM.ControlformeasuresandoccurrenceregularityofFusarium oxysporumf.sp. Cubense[J].ModernHorticultural, 2009, 2: 16-18.

[19]陳敦忠, 徐碧玉, 金志強(qiáng). 香蕉鐮刀菌枯萎病的診斷及防治[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, 25(2): 53-57.

ChenDZ,XuBY,JinZQ.DiagnosisandcontrolforFusariumwiltofbanana[J].ChineseJournalofTropicalAgriculture, 2005, 25(2): 53-57.

[20]GroenewaldS.BiologypathogenicityanddiversityofFusarium oxysporumf.sp.cubense[D].Pretoria:PhDdissertationoftheFacultyofNaturalandAgriculturalScienceUniversityofPretoria, 2006. 27-28.

[21]WoltzSS,JonesJP.InteractionsinsourceofnitrogenfertilizerandlimingprocedureinthecontrolofFusariumwiltoftomato[J].Hortscience, 1973, 8: 137-138.

[22]陳綿才, 謝圣華, 肖彤斌, 等．海南島主要栽培果樹的根結(jié)線蟲病及其防治[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2004, 24(6): 8-12.ChenMC,XieSH,XiaoTB, et al.OccurrenceandcontrolrootknotnematodediseaseinmainfruitcropsinHainanIsland[J].ChineseJournalofTropicalAgriculture, 2004, 24(6): 8-12.[23]樊小林. 香蕉營(yíng)養(yǎng)與施肥[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2007. 208-217, 252- 256.

FanXL.Banananutritionandfertilization[M].Beijing:ChinaAgriculturePress, 2007. 208-217, 252-256.

[24]CarlierJ.GlobalevaluationofMusagermplasmforresistancetoFusariumwilt, Mycosphaerellaleafspotdiseasesandnematodes[M].Rome,Italy:BioversityInternatinal, 2003.

[25]SunEJ,SuHJ,KoWH.IdentificationofFusarium oxysporumf.sp. cubenseRace4fromsoilorhosttissuebyculturalcharacters[J].Phytopathology, 1978, 68: 1672-1673.

[26]WangB,YuanJ,ZhangJ, et al.EffectsofnovelbioorganicfertilizerproducedbyBacillus amyloliquefaciensW19onantagonismofFusariumwiltofbanana[J].BiologyFertilitySoils, 2013, 49(4): 435-446.

[27]ShenZ,ZhongS,WangY, et al.InducedsoilmicrobialsuppressionofbananaFusariumwiltdiseaseusingcompostandbiofertilizerstoimproveyieldandquality[J].EuropeanJournalofSoilBiology, 2013, 57: 1-8.

[28]王世強(qiáng), 胡長(zhǎng)玉, 程?hào)|華, 等. 調(diào)節(jié)茶園土壤pH對(duì)其土著微生物區(qū)系及生理群的影響[J]. 土壤, 2011, 43 (1): 76-80.WangSQ,HuZY,ChengDH, et al.EffectsofadjustingpHofteaplantationsoilonindigenousmicrobialfaunaandphysiologicalgroup[J].Soils, 2011, 43 (1): 76-80.

[29]胡莉莉, 竇美安, 謝江輝, 等. 香蕉枯萎病抗病性研究進(jìn)展[J]. 廣西熱帶農(nóng)業(yè), 2006, (1): 16-18.

HuLL,DouMA,XieJH, et al.AdvancesinresistanceofbananaFusariumwilt[J].GuangxiTropicalAgriculture, 2006, (1): 16-18.

[30]劉紹欽, 梁張慧, 黃熾輝. 香蕉枯萎病的防治策略[J]. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 37(6): 686-687.

LiuSQ,LiangZH,HangCH.ControlstrategyonFusariumwiltofbanana[J].GuangxiAgriculturalSciences, 2006, 37(6): 686-687.

[31]羅明, 文啟凱, 陳全家, 等. 不同用量的氮磷化肥對(duì)棉田土壤微生物區(qū)系及活性的影響[J]. 土壤通報(bào), 2000, 31(2): 67-68.

LuoM,WenQK,ChenQJ, et al.Influencesofdifferentnitrogenandphosphorusfertilizersonsoilmicrofloraandmicrobialactivitiesincottonedsoil[J].ChineseJournalofSoilScience, 2000, 31(2): 67-68.

[32]周智彬, 李培軍. 塔克拉瑪干沙漠腹地人工綠地土壤中微生物的生態(tài)分布及其與土壤因子間的關(guān)系[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2003,14(8): 1246-1250.

ZhouZB,LiPJ.EcologicaldistributionofsoilmicroorganisminartificialgreenbeltinhinterlandofTaklamakandesertandtheirrelationswithsoilfactor[J].ChineseJournalofAppliedEcology, 2003, 14(8): 1246-1250.

[33]陸雅海, 張福鎖. 根際微生物研究進(jìn)展[J]. 土壤, 2006, 38(2): 113-121.

LuYH,ZhangFS.Theadvancesinrhizospheremicrobiology[J].Soils, 2006, 38 (2): 113-121.

Effectsofalkalinefertilizeronoccurrenceofbananawiltdiseaseandsoilmicrobialcommunity

LIJin,ZHANGLi-dan,LIUFang,FANXiao-lin＊

(College of Natural Resource and Environment Science, South China Agriculture University, Guangzhou 510642, China)

【Objectives】InviewofproblemofseriousdecliningbananaproductionandevenconstrainedabandonofbananaorchardsinmanyregionsofChinacausedbysoilacidification,deteriorationofmicrobialcommunityandwidespreadofFusarium oxysporumf.sp. cubense (FOC)inbananaplantation,theobjectiveoftheresearchwastostudyeffectofakindofalkalinefertilizer(AF)asameasureofimprovingsoilpH,amelioratingthemicrobialcommunity,reducingincidenceoftheFusariumandpromotingthegrowthofbanana. 【Methods】TheeffectsoftheAFonbananawiltdiseasedevelopmentandthreemaintypesofmicroorganismsinsoilwerestudiedbyusingpotcultureduringbananaseedlinggrowthwithtwo-groupsandthree-levelsdesign.Theexperimentincludedfertilizertreatments(AF),conventionalfertilizertreatments(CCF)andboththeAFandCCFconsistedofthreelevelsofappliedfertilizerN.ThetotalamountofN,P2O5andK2Ousedwasthesameinonelevel.Therewere6treatmentsintotal.ThetestedsoilwascollectedfromthewiltdiseaseinfectedbananaplantationinLedongCounty,HainanIsland,China.Aftertransplantingbananastonutritivepotsfor130days,thesoilandplantsampleswerecollectedon6March2013whenthedifferencesofincidenceofFOCweresignificantamongdifferenttreatments. 【Results】 1)Afterfourtimes’intervalfertilization,theincidencesoftheFOCofthebananatreatedwiththeAFaresignificantlylowerthanthoseintheconventionalcompoundfertilizertreatments,whichshowsapositiveresultoftheAFapplicationduringthebananagrowth,andtheincidenceofthediseaseis78%intheCCFand33%intheAFtreatment. 2)SoilmicrobialcommunityissignificantlyaffectedbytheAFmainlyinthesoilmicrobialpopulation.TheamountoffungipopulationinthesoiltreatedwiththeAFisremarkablylessthanthatintheCCF,whiletheamountsofactinomycetesandbacteriapopulationaresignificantlyhigherthanthoseintheCCFtreatments.TheamountofFOCisdecreasedsignificantlyaftertheAFfertilization. 3)TheAFfertilizationcouldraisesoilpHvaluesignificantlyduringtheexperiment.ThepHvaluesofthesoiltreatedwithAFareincreasedby0.75unitcomparedtotheCCFtreatmentafterfour-timeintervalapplication.WhereasthesoilECoftheformertreatmentisdecreasedby47.76μS/cmcomparedtothelaterone. 4)TherearesignificantlynegativecorrelationsbetweenthesoilpHvalueandnumberofFOC,theincidenceofthediseaserespectively.Meanwhile,therearesignificantnegativecorrelationsbetweenthenumberofbacteriainthesoilandnumberofFOC,diseaseindexoftheFOC.However,theincidenceofthediseaseissignificantlypositivecorrelatedwithnumberoffungiandFOC. 5)ThebananabiomassisincreasedsignificantlywiththeincreasesofbothAFandCCFappliedinthetrial,andtheeffectofAFisgreaterthanthatofCCF.【Conclusions】Theuseofalkalinefertilizernotonlyprovidesnutrientssuchasnitrogen,phosphorusandpotassiumforbanana,butalsoincreasessoilpHandimprovessoilmicrobialcommunityforpromotingactinomycetesandbacteriadevelopment.TheuseofAFwillsignificantlypreventandcontroltheinfectionofFOCduringbananagrowth.

alkalinefertilizer(AF);infectedbananaplantationsoil;soilpH;

2014-09-30接受日期: 2014-12-11網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-07-17

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(nycytx-33-07); 廣東高校環(huán)境友好型肥料工程技術(shù)研究中心建設(shè)項(xiàng)目(CCZX-A100); “十二五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目(2011BAD11B04); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31071857, 30871594)資助。

李進(jìn)(1985—)，男，陜西西安人，博士研究生，主要從事新型肥料研發(fā)方面的研究。E-mail: 550210506@qq.com

Tel: 020-85288325,E-mail:xlfan@scau.edu.cn