碳酸氫銨熏蒸防治十字花科蔬菜根腫病效果

張停林，王桂英，楊軍峰，錢婷，周安尼

（上海市青浦區(qū)蔬菜技術(shù)推廣站，201799）

根腫病是一種由原生動物界根腫菌門根腫菌屬蕓薹根腫菌（Plasmodiophora brassicaeWor.）侵染引起的土傳病害，專性為害十字花科作物，每年造成十字花科作物產(chǎn)量降低 10%～15%[1]。該病于1737年首次被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)已蔓延至世界各地，尤其在溫帶地區(qū)發(fā)生率最高[2]。作為一種土傳病害，根腫病的病原菌在土壤中的存活時間可達(dá)10 a，休眠孢子在無感病寄主植物的土壤中甚至可以存活20 a[3，4]。

土壤熏蒸一直是防治土傳病害的重要手段，使用溴甲烷、碘甲烷、丙炔基溴、氰化鈣或1，3-二氯丙烯進(jìn)行土壤熏蒸，已廣泛用于控制雜草、土傳真菌、昆蟲和植物寄生線蟲等[5]。但此類化學(xué)品因?yàn)楹Νh(huán)境而沒有得到大面積推廣應(yīng)用[6，7]。在中國，碳酸氫銨常被作為氮肥使用，但其作用不限于此，碳酸氫銨也可作為一種安全殺菌劑使用，能夠有效減緩蘋果斑點(diǎn)病的發(fā)生[8]，抑制瓜類枯 萎病[9，10]、小麥葉銹病[11]、胡椒白粉病[12]和土豆銀屑病[13]發(fā)生。目前，使用碳酸氫銨作為熏蒸消毒劑防治十字花科蔬菜根腫病的報道較少，本研究擬在根腫病發(fā)病嚴(yán)重的地塊，開展碳酸氫銨熏蒸防治白菜根腫病研究，以期為十字花科蔬菜根腫病的防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試不結(jié)球白菜選擇當(dāng)?shù)刂髟云贩N超華一號，該品種生長勢強(qiáng)，整齊度、束腰性好，抗病性較強(qiáng)，商品性好，產(chǎn)量高，高溫下不易拔節(jié)，其由上海眾馨農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

試驗(yàn)選用農(nóng)用碳酸氫銨，氮含量≥17.1%，由安徽金禾實(shí)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2018年在上海世鑫蔬菜種植專業(yè)合作社進(jìn)行。選擇根腫病發(fā)病嚴(yán)重的八型單體鋼管大棚種植不結(jié)球白菜，設(shè)1~3號棚（單個大棚面積400 m2）3個重復(fù)，每個棚分別設(shè)置2個處理，即1個對照處理，1個碳酸氫銨熏蒸處理。碳酸氫銨熏蒸處理于8月17日將碳酸氫銨均勻撒施在土壤表面，施用量 45 kg/667 m2，然后機(jī)械翻耕 20 cm，混勻后覆地膜悶棚熏蒸，8月30日揭膜晾棚；對照不進(jìn)行土壤處理。9月6日撒種直播不結(jié)球白菜，10月11日統(tǒng)計2個處理不結(jié)球白菜根腫病發(fā)病情況。其他栽培管理同常規(guī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)采集

①溫度監(jiān)測 試驗(yàn)期間監(jiān)測環(huán)境溫度。日平均氣溫為 2：00、8：00、14：00 和 20：00 4 個時次的平均值。日最高氣溫和日最低氣溫為每天實(shí)測溫度的最高值和最低值。日照時數(shù)為每天實(shí)測的日照時長。

②土壤pH值測定 在試驗(yàn)開始和結(jié)束時，分別采集2個處理地塊的土壤，測定土壤pH值，分析碳酸氫銨熏蒸處理對土壤pH值的影響。

③生理小種鑒定 在試驗(yàn)田采集發(fā)病植株作為病原材料。鑒別寄主為結(jié)球甘藍(lán)品種Jersey Queen（JQ）和 Badger Shipper （BS），蕪菁甘藍(lán)品種Laurenian （LT）和 Wilhelmsburger（WB），由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)樸鐘云老師提供，鑒定工作在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院進(jìn)行。生理小種鑒定過程中的病根侵染方法參照司軍等[14]的方法進(jìn)行。根據(jù)Williams鑒別系統(tǒng)，其生理小種劃分規(guī)則如表1所示。

④病情指數(shù)調(diào)查 調(diào)查不結(jié)球白菜根部的發(fā)病程度，采用等距取樣法，共3個點(diǎn)，每個點(diǎn)調(diào)查30株，3次重復(fù)。根腫病的分級標(biāo)準(zhǔn)參考Kuginuki等[15]方法劃分，具體分級標(biāo)準(zhǔn)如下，0級：無明顯癥狀；1級：主根正常，1%～25%的側(cè)根有很小的腫瘤；2級：主根有輕微膨大，或25%～50%側(cè)根有腫瘤；3級：主根發(fā)病嚴(yán)重，異常膨大、龜裂，有明顯側(cè)根或須根；4級：主根異常膨大，幾無側(cè)根。

發(fā)病率（%）=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100；病情指數(shù)=[Σ（各級病株數(shù)×相對級數(shù)值）/（調(diào)查總株數(shù)×4）]×100； 防治效果（%）=[（空白對照區(qū)病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/空白對照區(qū)病情指數(shù)]×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間溫度情況分析

本次試驗(yàn)安排在8~10月，從土壤處理到數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)束共56 d，是根腫病易發(fā)期。該時段試驗(yàn)田塊環(huán)境溫度變化情況見圖1。

圖1 試驗(yàn)期間環(huán)境溫度（℃）及日照時長（h）變化情況

悶棚期間（第1～14天）氣溫較高，日最高氣溫28.0～33.6℃，日最低氣溫穩(wěn)定在 23.5～27.7℃；日平均氣溫均高于26.5℃，其中高于28.2℃的有11 d。有10 d的日照時數(shù)≥8.1 h。較高的溫度和充足的光照條件為大棚熏蒸提供了良好的環(huán)境條件。

植物生長周期內(nèi)（第21～56天）氣溫變化大于悶棚時期，且呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。第34天日最高氣溫最高為34.1℃，日最低氣溫出現(xiàn)在第56天，為12.0℃；日平均氣溫浮動很大，處于 16.8～28.8℃，其中有 23 d 為 20.0～25.0℃，總體來說，溫度氣候條件利于根腫病病菌孢子的萌發(fā)。

表1 Williams生理小種鑒別系統(tǒng)

2.2 土壤pH值的變化情況

由表2可知，試驗(yàn)開始時（第1天），對照和碳酸氫銨處理的土壤pH值基本一致，分別為5.38和5.41。試驗(yàn)結(jié)束時（第56天），對照地塊土壤pH值沒有顯著變化，而碳酸氫銨的施用對土壤pH值影響顯著，碳酸氫銨處理的土壤pH值由5.41升到5.72。

2.3 根腫病病原菌生理小種鑒定結(jié)果

根據(jù)病原菌的侵染情況，Williams鑒別系統(tǒng)共把根腫病病原菌分為16個生理小種。本試驗(yàn)中鑒別寄主的侵染情況如圖2所示。鑒別寄主結(jié)球甘藍(lán)品種JQ和BS發(fā)病，蕪菁甘藍(lán)品種LT發(fā)病，WB未發(fā)病。對照Williams生理小種鑒別系統(tǒng) （表1）可知，該基地根腫病病原菌為2號生理小種。

2.4 碳酸氫銨處理防治效果

由表3可知，試驗(yàn)期間3個大棚均有根腫病發(fā)生，1號和2號棚發(fā)病情況接近，均較為嚴(yán)重，其中1號棚發(fā)病率20.74%，病情指數(shù)13.61；2號棚發(fā)病率18.89%，病情指數(shù)13.24；3號棚發(fā)病較輕，發(fā)病率10.00%，病情指數(shù)6.30。無論是發(fā)病較重的1號和2號棚，還是發(fā)病較輕的3號棚，碳酸氫銨熏蒸處理后，根腫病發(fā)病率和病情指數(shù)顯著降低，防治效果明顯，3個棚的防效均在50%以上。

表2 土壤pH值的變化情況

圖2 根腫病鑒別寄主發(fā)病情況

表3 碳酸氫銨熏蒸防治根腫病情況

3 討論與結(jié)論

根腫病是一種土傳病害，其發(fā)病受環(huán)境條件影響。根腫病病菌孢子萌發(fā)溫度為10～30℃，最適溫度24℃，致死溫度45℃；弱酸性的土壤最利于其發(fā)病，最適pH值為5.4～6.5，pH值大于7.2時病害發(fā)生減輕[16]。本試驗(yàn)植物生長過程中，日平均氣溫16.8～28.8℃，64%的天數(shù)平均氣溫為20.0～25.0℃，且日照較好，溫度條件適宜根腫病發(fā)病。在土壤中施入碳酸氫銨后，隨著碳酸氫銨肥料的分解，部分HCO3-離子可轉(zhuǎn)化為CO32-離子，土壤pH值會有所提高[17]。本研究中，碳酸氫銨處理后土壤pH值顯著上升，由5.41升高到5.72，但仍處于適宜根腫病發(fā)病的pH值范圍。

根腫病是專性寄生菌，存在著生理小種分化。鑒定根腫病致病力分化的鑒別系統(tǒng)有4套，即Williams系統(tǒng)、歐洲根腫病鑒別系統(tǒng)（European Clubroot Differential，ECD）、somé系統(tǒng)和Kuginuki系統(tǒng)。目前Williams和ECD兩套根腫病生理小種鑒別系統(tǒng)被視為國際通用的鑒別系統(tǒng)。其中，Williams鑒別系統(tǒng)因其在根腫病生理小種的鑒定方面具有快捷、寄主少等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用[18]。

生理小種鑒定是一項(xiàng)非?；A(chǔ)的工作，雖然上海地區(qū)面積不大，但是當(dāng)?shù)叵M(fèi)者對綠葉菜的喜愛決定了十字花科蔬菜的種植面積占比不小。連續(xù)多年種植十字花科蔬菜，導(dǎo)致上海地區(qū)根腫病發(fā)病嚴(yán)重，生理小種也比較復(fù)雜。本研究采用Williams鑒別系統(tǒng)，鑒別出了該基地的根腫病病原菌為2號生理小種。于學(xué)新等[19]研究結(jié)果表明，上海地區(qū)存在根腫病2號、5號、7號生理小種，以2號和7號生理小種居多。丁云花等[20]在上海嘉定地區(qū)發(fā)現(xiàn)了4號生理小種。就全國而言，生理小種的分布更為復(fù)雜，存在 2號、4號、5號、7號、8號、10號、11號、13號等生理小種，其中以4號生理小種為主[18]。

碳酸氫銨作為氮肥使用，具有熱不穩(wěn)定性，正是因其易揮發(fā)的特點(diǎn)，同時也能用作安全高效的殺菌劑。田間自然發(fā)病開展試驗(yàn)研究，由于管理方式，氣候條件等方面的不同，不同的地塊發(fā)病情況不盡相同，同一地塊的不同位置發(fā)病情況也千差萬別，極易受環(huán)境條件影響。在前期的研究中，筆者把對照和碳酸氫銨處理設(shè)置在不同的大棚，試驗(yàn)結(jié)果顯示，碳酸氫銨處理土壤后不但沒有效果，且根腫病發(fā)病率和病情指數(shù)均高于空白對照，推測是由于試驗(yàn)地塊本身病原菌數(shù)量差異大影響了碳酸氫銨處理的防治效果[21]。本研究中，筆者優(yōu)化了試驗(yàn)方案，把對照和碳酸氫銨處理設(shè)置在同一個棚內(nèi)，并增設(shè)重復(fù)，結(jié)果顯示，經(jīng)碳酸氫銨處理后根腫病發(fā)病率明顯降低，且3個大棚的防治效果均在50%以上?？紤]到碳酸氫銨處理后土壤pH值雖然顯著上升，但仍處于適宜根腫病發(fā)病的pH值范圍，推測碳酸氫銨防治效果主要是通過熏蒸殺滅根腫病病菌孢子起作用。石灰pH值明顯高于碳酸氫銨，能夠顯著提高土壤pH值，有研究表明，石灰和碳酸氫銨的聯(lián)合熏蒸在防治土傳病害上效果顯著[22]；前期試驗(yàn)結(jié)果顯示，移栽的青菜幼苗側(cè)根多的特點(diǎn)能顯著緩解根腫病對青菜生長的影響[21]。下一步計劃開展石灰與碳酸氫銨聯(lián)合熏蒸結(jié)合青菜移栽防治根腫病試驗(yàn)研究，探索完善的十字花科蔬菜根腫病綜合防治方法。