土壤酸堿度與榨菜根腫病的關(guān)系分析

蔣歡　彭玉梅　董代文　閆玉芳　吳朝軍　王旭祎

摘要：[目的]研究不同土壤（pH）酸堿度條件下榨菜根腫病發(fā)生的嚴重程度，探究土壤pH與榨菜根腫病的關(guān)系，為榨菜根腫病的防治提供理論依據(jù)。[方法]在重慶市涪陵區(qū)榨菜根腫病區(qū)采集土壤樣品288份測定其pH，測定不同pH條件下根腫病菌休眠孢子萌發(fā)率、根腫病發(fā)病率及榨菜營養(yǎng)生長情況，研究土壤pH與榨菜根腫病間的關(guān)系。[結(jié)果]288份發(fā)病土樣pH集中分布于4.00-7.00。根腫病菌休眠孢子的萌發(fā)率在pH 5.0-6.50時較高，均在50.00%以上，在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00-10.00時萌發(fā)率較低。溫室盆栽試驗結(jié)果顯示，酸『生環(huán)境下榨菜根腫病發(fā)病率顯著高于堿性環(huán)境，在pH 4.5-6.50時榨菜根腫病發(fā)病嚴重，以pH 6.00時發(fā)病最嚴重，病情指數(shù)達84.22，在pH 8.00時不發(fā)生根腫病。不同pH條件下榨菜各生長指標測定結(jié)果顯示，榨菜在pH 5.0-7.50時長勢較好，在pH 6.50-7.00時長勢最佳，在pH 4.00和8.00時生長受到抑制。[結(jié)論]土壤pH 4.5-6.50的弱酸性環(huán)境利于榨菜根腫病的發(fā)生，最適宜榨菜營養(yǎng)生長的pH為6.5-7.00。生產(chǎn)中可通過調(diào)節(jié)土壤pH，再配合其他防治措施以控制榨菜根腫病的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：根腫?。徽ゲ?；土壤pH

0引言

[研究意義]榨菜（Brassica juncea var.tumida Tsen&Lee）又名莖瘤芥菜、莖用芥菜，是人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常食用的一種鮮食及加工蔬菜，是重慶市涪陵區(qū)的特色農(nóng)業(yè)資源和重點發(fā)展的蔬菜品種。近年來，由于十字花科根腫病在榨菜上擴展蔓延，嚴重影響其產(chǎn)量，并造成巨大的經(jīng)濟損失。涪陵區(qū)于1994年首次發(fā)現(xiàn)榨菜根腫病后，該病即迅速擴展蔓延，危害日趨加重（王旭祎等，2002）。根據(jù)王旭神等（2004）的調(diào)查結(jié)果，涪陵區(qū)沿江19個榨菜主栽鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）中有10個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）受到根腫病危害，其中，重病區(qū)發(fā)病田塊占調(diào)查田塊的80%，病株率在50%以上，少數(shù)田塊死苗絕收。呂理桑（2002）研究認為，土壤酸堿度（pH）及溫濕度與根腫病的發(fā)生關(guān)系密切。因此，研究不同土壤pH條件下榨菜根腫病發(fā)生的嚴重程度，探究pH與榨菜根腫病的關(guān)系，可為榨菜根腫病的防治提供理論依據(jù)。[前人研究進展]十字花科作物根腫病是由蕓苔根腫菌（Plasmodiophora brassicae）引起的一種世界性病害。病害的發(fā)生受土壤pH、溫度、濕度、菌源量等條件影響（Murakami etal.，2002；Niwa et al.，2007），研究認為根腫病發(fā)病的最適宜土溫為25℃，土壤pH 5.8-6.5，土壤濕度在60%以上（呂理桑，2002；Kim et al.，2004；周瑚等，2015）。合適pH是根腫病發(fā)生的重要因子，通常認為在弱酸環(huán)境中更有利于根腫病菌休眠孢子萌發(fā)及病害發(fā)生（郭向華等，2001；肖崇剛和郭向華，2002；徐海燕，2011；楊明英等，2014；黃蓉等，2015；黃小琴等，2016）。胡瓊（2014）通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)油菜在土壤pH 4.0-7.0時均可發(fā)生根腫病，而在pH 8.0和9.0時不發(fā)病。孫超超等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，土壤pH與根腫病發(fā)病率的相關(guān)性達極顯著水平，且pH越高發(fā)病率越低。前人應用最早的防治根腫病的方法是在病田內(nèi)撒施生石灰，提高土壤pH以抑制病害發(fā)生（Myers and Campbell，1985；Donald et al_，2009；Hwanget al.，2011）。Tremblay等（2005）施用石灰氮后有效地抑制了根腫病的發(fā)生，其實質(zhì)也是通過提高土壤pH影響根腫病的發(fā)生。[本研究切入點]前人對土壤pH與根腫病的研究主要集中在甘藍、白菜及油菜等作物上，對于土壤pH與榨菜根腫病的關(guān)系研究鮮有報道。[擬解決的關(guān)鍵問題]在重慶市涪陵區(qū)根腫病區(qū)采集土壤樣品288份，測定不同土壤土壤pH條件下根腫病菌休眠孢子萌發(fā)率、根腫病發(fā)病情況及榨菜營養(yǎng)生長情況，明確利于榨菜根腫病發(fā)病及適宜榨菜生長的pH范圍，為榨菜根腫病的防治研究提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗所用榨菜品種為涪雜2號，根腫病菌休眠孢子懸浮液由當年采集的患根腫病榨菜新鮮菌根制備。

1.2試驗方法

1.2.1不同耕作方式榨菜地土壤pH測定 選取榨菜根腫病發(fā)生嚴重且較典型的3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）（珍溪、南沱和百勝）及重慶市渝東南農(nóng)業(yè)科學院（以下簡稱農(nóng)科院），分別在發(fā)病旱地和水旱輪作地選同一病田中輕度發(fā)?。?級）、中度發(fā)病（2級）和重度發(fā)?。?級和4級）的植株，以根為中心，由上至下取5、10、15和20cm，再由內(nèi)至外取5、10和15 cm的不同土層土樣，共288份。將土樣自然風干后用機械粉碎至試驗所需細度后用酸度計測定土壤水浸液pH，每個樣品重復3次。

榨菜根腫病田間分級標準：0級，無腫瘤；1級，側(cè)根發(fā)病，腫瘤小而少，呈白色，對植株生長無或輕微影響，產(chǎn)量損失0-5%；2級，腫瘤在主根中下部或側(cè)根上腫瘤大而多，呈白色或米黃色，對植株生長有一定影響，但地上部分無明顯癥狀，產(chǎn)量損失6%-20%；3級，主根腫瘤大且變黑，表面粗糙龜裂，有少量側(cè)根，地上部分生長受阻，中心葉片變?yōu)樯罹G色，在陽光下出現(xiàn)輕度萎蔫，產(chǎn)量損失21%-35%；4級，主根腫瘤龜裂或腐爛變黑，幾乎無側(cè)根，地上部分生長嚴重受阻，株型矮小，葉色暗綠，菜頭小且皮厚筋多，在陽光下整株嚴重萎蔫，極易拔起，產(chǎn)量損失（不包括無實際收獲價值的病株）在36%以上。

1.2.2土壤pH對根腫病菌休眠孢子萌發(fā)的影響

1.2.2.1休眠孢子懸浮液制備 休眠孢子懸浮液的制備參考郭向華（2001）、肖崇剛和郭向華（2002）的方法。

1.2.2.2根分泌物收集 將涪雜2號榨菜種子整齊分散在培養(yǎng)皿內(nèi)的濕潤濾紙上，蓋上皿蓋，置于25℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)催芽2 d，然后移栽至盛有Hoagland營養(yǎng)液的200 mL大培養(yǎng)皿中有孔的泡沫薄片上，每燒杯移栽60株，10 d后收集獲得含根分泌物的溶液，將收集到的根分泌物溶液過0.22um細菌過濾器后4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2.3休眠孢子萌發(fā)試驗 在離心管中以5：1的比例分別加入收集的根分泌物及孢子懸浮液，然后調(diào)節(jié)pH至3.00、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50、8.00、8.50、9.00和10.00，3次重復，于25℃黑暗條件下培養(yǎng)5 d后顯微鏡下觀察孢子萌發(fā)情況，計算休眠孢子萌發(fā)率。

孢子萌發(fā)檢查參照吳道軍（2013）的仿DIC顯微鏡（微分干涉相差顯微鏡）方法。

休眠孢子萌發(fā)率（%）=孢子萌發(fā)數(shù)/調(diào)查孢子總數(shù)×100

1.2.3土壤pH對榨菜根腫病發(fā)病的影響 采用菌土法測定榨菜苗在不同土壤pH條件下的發(fā)病情況（郭向華，2001；司軍等，2003）。取滅菌的營養(yǎng)土加入根腫病菌孢子懸浮液，混勻后菌土濃度為1×10個/g土，用HCl和NaOH調(diào)節(jié)菌土pH至3.00、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50、8.00、8.50、9.00和10.00，分裝營養(yǎng)缽，營養(yǎng)缽放入托盤中，每盤30缽，每處理3次重復，50 d后拔出幼苗調(diào)查根腫病發(fā)病情況，病害分級參照吳道軍（2013）的0-9級分級標準。

1.2.4土壤pH對榨菜營養(yǎng)生長的影響 取滅菌的營養(yǎng)土，加入適量蒸餾水后用HCl和NaOH調(diào)節(jié)pH至3.00、4.00、4.50、5.00、5.50、6.00、6.50、7.00、7.50、8.00、8.50、9.00和10.00，分裝營養(yǎng)缽，營養(yǎng)缽放入托盤中，每盤30缽，每處理3次重復，60 d后將幼苗拔出，測定其根鮮重、株鮮重（不含根）、株高、擴展度及最大葉長和最大葉寬。

1.3統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)用Excel 2007和DPS v7.05進行整理及統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同耕作方式下榨菜根腫病不同發(fā)病程度土壤pH測定結(jié)果

對榨菜根腫病不同發(fā)病程度土壤進行pH測定，結(jié)果（表1）顯示，水旱輪作地土壤pH高于旱地，中度發(fā)病土樣的pH低于輕度發(fā)病和重度發(fā)病土樣的pH。差異顯著性分析結(jié)果顯示，不同發(fā)病程度的土壤pH存在顯著差異（P<0.05，下同）。

2.2土樣pH分布及各土層pH的最小值分布情況

288份土樣pH測定結(jié)果（表2）顯示，pH最高為7.98，最低為3.82，集中分布在pH 4.00-7.00，其中分布于pH 5.00-6.00最多。分析發(fā)現(xiàn)，各采樣點各土層pH最小值大部分分布于中度發(fā)病和重度發(fā)病土樣，占所測樣本的64.58%，只有35.42%的土樣最小pH分布于輕度發(fā)病土樣。

2.3土壤pH對根腫病菌休眠孢子萌發(fā)的影響

為探究榨菜根腫病與土壤pH的關(guān)系，測定了不同pH條件下根腫病菌休眠孢子的萌發(fā)率，結(jié)果（圖1）顯示，休眠孢子的萌發(fā)率在pH 6.00前隨著pH的升高而升高，而后隨著pH的升高而降低，且在pH 5.00-6.50時休眠孢子萌發(fā)率較高，均在50.00%以上，與2.2的檢測結(jié)果（發(fā)病土樣pH集中分布在4.00-7.00）基本吻合，其中在pH 5.50和6.00時休眠孢子萌發(fā)率較高，分別為68.62%和70.32%，顯著高于其他pH條件。在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00和10.00時休眠孢子萌發(fā)率較低。

2.4土壤0H對榨菜根腫病發(fā)病的影響

為探究土壤pH對榨菜根腫病發(fā)病的影響，測定了榨菜苗在不同土壤pH條件下的發(fā)病率及病情指數(shù)，結(jié)果（圖2）顯示，在pH 3.00、8.50、9.00和10.00時榨菜不能生長，酸性環(huán)境下榨菜根腫病發(fā)病率顯著高于堿性環(huán)境，且發(fā)病嚴重，其中在pH 4.50-6.50時病情指數(shù)均在50.00以上，發(fā)病嚴重；在pH 6.00時發(fā)病最嚴重，病情指數(shù)達84.22；而在pH 7.50時發(fā)病率為僅為29.62%，病情指數(shù)為24.69；在pH 8.00時榨菜不發(fā)生根腫病。榨菜苗根腫病各級發(fā)病癥狀見圖3。

2.5土壤pH對榨菜營養(yǎng)生長的影響

為探究土壤pH對榨菜營養(yǎng)生長的影響，測定了榨菜苗在不同pH（3.00-10.00）條件下的根鮮重、株鮮重、最大葉長度、最大葉寬度、株高及擴展度，結(jié)果（表3）顯示，榨菜在pH 3.00、8.50、9.00和10.00時不能生長。測得的各生長指標均在pH 5.00-7.50時較高，其中，pH 4.50-7.50時的根鮮重間無顯著差異（P>0.05，下同），但顯著高于0H 4.00和8.00時的根鮮重；pH 5.50-7.00時的株鮮重顯著高于其他pH條件下的株鮮重；pH 5.00-7.50時的最大葉長顯著高于其他pH條件下的最大葉長，pH 4.00-7.50時的最大葉寬顯著高于pH 8.00時的最大葉寬，pH 5.50-7.00時的株高顯著高于其他pH條件下的株高（pH 5.00時的株高與pH 5.50時的株高差異不顯著）；pH 5.00-7.50時榨菜苗的擴展度顯著高于其他pH條件下的擴展度。綜合各項生長指標，說明榨菜在pH 5.00-7.50時長勢較好，在pH 6.50-7.00時長勢最好，在pH 4.00和8.00時生長受到抑制。不同土壤pH條件下榨菜苗生長情況見圖4。

3討論

本研究對榨菜根腫病不同發(fā)病程度土壤進行pH測定，結(jié)果顯示，中度發(fā)病的土樣pH低于輕度發(fā)病和重度發(fā)病的土樣pH，不同發(fā)病程度土壤pH存在顯著差異，其原因可能是中度發(fā)病土壤的病原菌活力高于輕度發(fā)病和重度發(fā)病土壤的病原菌，活力強的病原菌代謝旺盛，代謝物增加，從而對土壤pH影響較大。

對288份土樣pH的測定分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)病土壤pH在3.80-8.00，主要分布在pH 4.00-7.00，其中分布于pH 5.00-6.00最多，占35.07%，且各土層的最小pH大部分分布于中度發(fā)病和重度發(fā)病土樣，占所測樣本的64.58%，只有35.42%的土樣最小pH分布于輕度發(fā)病土樣，說明酸性土壤適合榨菜根腫病的發(fā)生，抑或說榨菜根腫病的發(fā)生可使土壤酸化。

為了探究榨菜根腫病菌休眠孢子萌發(fā)與pH的關(guān)系，本研究測定了根腫病菌休眠孢子在不同pH條件下的萌發(fā)率，結(jié)果顯示，在pH 5.00-6.50時休眠孢子萌發(fā)率較高，在pH 5.50和6.00時萌發(fā)率最高，在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00和10.00時休眠孢子萌發(fā)率較低，與黃云等（2007）、張鉉哲等（2014）的研究結(jié)果基本一致。因此，在防治榨菜根腫病時可通過調(diào)節(jié)土壤pH來抑制病菌休眠孢子萌發(fā)，以達到控制榨菜根腫病的目的。

本研究測定了榨菜苗在不同土壤pH條件下的發(fā)病率及病情指數(shù)，結(jié)果顯示，酸性條件下榨菜根腫病發(fā)病率高且發(fā)病重，其中在pH 4.50-6.50時發(fā)病嚴重，而在pH為7.50時病情指數(shù)僅為24.69，在pH 8.00時榨菜不發(fā)生根腫?。▓D2）。這也說明弱酸性土壤利于榨菜根腫病的發(fā)生，因此在榨菜易受根腫病菌侵染的苗期時應考慮這一因素，使榨菜在苗期避開根腫病菌發(fā)病的適宜pH條件。

本研究還測定了榨菜苗在不同土壤pH條件下的根鮮重、株鮮重、最大葉長度、最大葉寬度、株高及擴展度，綜合各項生長指標，發(fā)現(xiàn)榨菜在強酸、強堿環(huán)境（oH 3.00、8.50、9.00、10.00）時不能生長，在pH4.00和8.00時生長受抑制，適宜生長的oH為5.00-7.50。結(jié)合前期的溫室盆栽試驗結(jié)果，說明可適當調(diào)高土壤pH以減輕根腫病的危害程度，同時不影響榨菜生長。

4結(jié)論

榨菜根腫病的發(fā)生與土壤pH關(guān)系密切，pH4.50-6.50時適于根腫病菌休眠孢子萌發(fā)，進而引發(fā)根腫病。pH 6.50～7.00最適宜榨菜的營養(yǎng)生長，綜合本研究結(jié)果，可通過調(diào)節(jié)土壤pH，再配合其他防治措施以控制榨菜根腫病的發(fā)生。