木薯根系分泌物與土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)2種致病菌的化感效果

袁飛 劉子凡 閆文靜 劉培培

摘? 要：采用平板試驗(yàn)，通過(guò)生長(zhǎng)速率法分析木薯根系分泌物及其土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌及棒孢霉落葉病病菌的化感效果，為判斷膠園林下種植木薯的可行性提供理論依據(jù)。結(jié)果表明：（1）木薯根系分泌物對(duì)橡膠樹(shù)白根病和棒孢霉落葉病病菌均表現(xiàn)為化感促進(jìn)效果，但在任一處理時(shí)間，不同濃度間對(duì)白根病病菌的化感效果與對(duì)照均未達(dá)顯著差異，而對(duì)棒孢霉落葉病病菌的化感效果呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)，濃度達(dá)40 mg/mL時(shí)，化感促進(jìn)效果與對(duì)照達(dá)到顯著水平。（2）木薯根系分泌物的任一濃度，對(duì)橡膠樹(shù)白根病和棒孢霉落葉病病菌的化感效果，在不同處理天數(shù)間均未達(dá)到顯著水平。（3）木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)白根病和棒孢霉落葉病病菌均呈現(xiàn)化感促進(jìn)效果，且存在明顯的劑量效應(yīng);對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌，處理后2 d，達(dá)到顯著化感效果所需浸出液濃度至少為40 mg/mL，處理后3 d和處理后4 d，達(dá)到顯著化感效果所需浸出液濃度至少為8 mg/mL;對(duì)棒孢霉落葉病病菌，在任一處理時(shí)間達(dá)到顯著化感效果的浸出液濃度均至少為200 mg/mL。（4）土壤浸出液小于8 mg/mL時(shí)，3個(gè)處理時(shí)間之間的橡膠樹(shù)白根病病菌化感效果無(wú)顯著差異，當(dāng)濃度達(dá)到40 mg/mL時(shí)，處理后2 d的化感促進(jìn)效果顯著大于處理后3 d和4 d;4種土壤浸出液的任一濃度，對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌的化感效果在不同處理時(shí)間之間均未達(dá)到顯著差異。所以說(shuō)，幼齡膠園間作木薯會(huì)在一定程度上促進(jìn)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病和白根病的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：木薯;根系分泌物;土壤浸出液;橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌;橡膠樹(shù)白根病病菌;化感作用

中圖分類(lèi)號(hào)：S435.33? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： In order to study the allelopathic effect of the root exudates and aqueous extracts from the soil of cassava on the Rigidoporus lignosus and Corynespora cassiicola of rubber tree， the growth of the C. cassiicola and R. lignosus of rubber tree were measured using the mycelial growth rate method. The root exudates of cassava could promote the growth of the C. cassiicola and R. lignosus of Hevea brasiliensis. The effect on C. cassiicola of four concentrations was not obvious at any treatment times， while the effect on R. lignosus was more obvious with the concentration increase. When the concentration was 40 mg/mL， the effect on R. lignosus was significant. The allelopathic effect of the four concentration root exudates on C. cassiicola and R. lignosu was not obvious at any treatment days. The allelopathic effect of the aqueous extracts from the soil on C. cassiicola and R. lignosus showed promotion. With the concentration increased， the promotion effect increased gradually. On the 2nd day after treatment， there was a significant effect on R. lignosus when the concentration was 40 mg/mL， while there was a significant effect when the concentration was 8 mg/mL on the 3rd and 4th day after treatment. There was a significant effect on C. cassiicola when the concentration was 200 mg/mL at any treatment days. When the concentration of the aqueous extracts from the soil was less than 8 mg/mL， the effect on R. lignosuof on the 3rd day was not obvious. When the concentration was more than 40 mg/mL， the allelopathic effect on R. lignosu on the 2nd day after treatment was significantly higher than that on the 3rd day and 4th day after treatment. The effect of the four concentration aqueous extracts from the soil on C. cassiicola was not obvious. Intercropping cassava in the rubber plantation could promote the occurrence of Corynespora leaf falling disease and white root disease of H. brasiliensis to a certain extent.

Keywords： cassava; root exudates; aqueous extracts from soil; Rigidoporus lignosus （Klotzsch） Imaz. of Hevea brasiliensis; Corynespora cassiicola of Hevea brasiliensis; allelopathic effect

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.08.027

橡膠是全球重要的戰(zhàn)略性物資，是關(guān)系我國(guó)國(guó)計(jì)民生的大宗工業(yè)原料。種植橡膠樹(shù)是熱區(qū)農(nóng)民重要的經(jīng)濟(jì)來(lái)源，然而，割膠前的6～8 a時(shí)間沒(méi)有任何經(jīng)濟(jì)收益，導(dǎo)致膠農(nóng)積極性差。發(fā)展林下種植是一種投入小、見(jiàn)效快、膠農(nóng)易接受的提高種植積極性的重要措施。木薯也是一種重要的熱帶作物，且具有耐瘠薄，可在荒山荒坡種植等特點(diǎn)，故膠農(nóng)常選擇木薯作為林下種植材料[1-2]。有學(xué)者認(rèn)為，橡膠樹(shù)上的多主棒孢病菌很可能與木薯多主棒孢病菌變異侵染有關(guān)[3];膠園林下種植木薯可能會(huì)引起橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病和白根病等真菌病害的互相傳染[4-5]。受上述因素的制約，該林下種植模式的推廣與應(yīng)用受到一定程度的影響。

化感作用是所有類(lèi)型植物（含微生物）之間生物化學(xué)物質(zhì)的相互作用[6]。間作后病害的發(fā)生與間作物釋放的化感物質(zhì)有關(guān)。木薯器官含有對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病、橡膠樹(shù)白根病病菌菌絲生長(zhǎng)有影響的化感物質(zhì)[7-8]。植物凋落物、殘枝和根系分泌物是化感物質(zhì)的產(chǎn)生源，土壤是化感物質(zhì)累積的媒介和庫(kù)[9]，如：多主棒孢的菌絲體或分生孢子可以隨病殘?bào)w在土壤中或其它寄主植物上越冬、越夏，病原菌存活力較強(qiáng)，至少可存活2 a[10];橡膠樹(shù)白根病病菌的根狀菌索結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，具有在深層土壤中進(jìn)行繁殖的能力[11]。故根系分泌物和土壤浸提液是直接影響土壤中該病菌孢子積累速率的源，因此，本研究從木薯根系分泌物和木薯土壤浸出液的角度研究其對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病和白根病病菌菌絲生長(zhǎng)的影響，從化感作用的角度為判斷膠園林下種植木薯的可行性提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

木薯品種為‘華南8號(hào)，由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所提供。橡膠樹(shù)白根病病菌木質(zhì)硬孔菌[Rigidoporus lignosus （Klotzsch） Imaz.]菌種由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所提供。橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌多主棒孢菌（Corynespora cassiicola）菌株由云南省熱帶作物研究所提供。利用保存的木質(zhì)硬孔菌和多主棒孢菌制成菌餅，接種于PDA培養(yǎng)基（馬鈴薯200 g，蔗糖20 g，瓊脂20 g，無(wú)菌水1000 mL）平板中央，于28 ℃培養(yǎng)擴(kuò)繁。

1.2? 方法

1.2.1? 根系分泌物的提取? 取長(zhǎng)約20 cm的木薯種莖，下端插入自來(lái)水中培養(yǎng)，長(zhǎng)出新根后改營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，營(yíng)養(yǎng)液配置參考何冰等[12]的方法。種莖用海綿包裹固定在泡沫板上液體培養(yǎng)，將經(jīng)預(yù)處理的XAD-4樹(shù)脂用尼龍絲襪包裹置于裝有營(yíng)養(yǎng)液的培養(yǎng)桶中，XAD-4樹(shù)脂預(yù)處理參考孟玉芳等[13]的方法，小型潛水泵定期增氧循環(huán)，每3 d更換營(yíng)養(yǎng)液，共培養(yǎng)15 d，取出XAD-4樹(shù)脂。

用去離子水清洗XAD-4樹(shù)脂后置于三角瓶?jī)?nèi)，加甲醇200 mL，搖床洗脫6 h。在60 ℃下減壓蒸發(fā)，加蒸餾水50 mL、乙醚100 mL，萃取3次，在40 ℃下減壓蒸發(fā)，采用0.22 ?m濾膜過(guò)濾，加去離子水定容，得1000 mg/mL根系分泌物（每mL溶液中含1000 mg木薯根系所產(chǎn)生的分泌物），于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2? 土壤浸出液的制備? 采取2齡單作橡膠園的土壤（用單作土壤表示）和間作木薯2齡橡膠園的土壤（用間作土壤表示），其土壤的理化性質(zhì)情況見(jiàn)表1。

取單作土壤和間作土壤各20 g，分別置于三角瓶?jī)?nèi)，加無(wú)菌水200 mL，在25 ℃下144 r/min振蕩24 h。經(jīng)濾紙粗濾，0.45 ?m濾膜抽濾，在40～ 45 ℃下80 r/min轉(zhuǎn)速蒸發(fā)濃縮，加去離子水定容，得1000 mg/mL土壤浸出液（每mL溶液中含l000 mg膠園土壤所浸出的液體），于4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與指標(biāo)測(cè)定? 木薯根系分泌物和間作土壤、單作土壤浸出液均設(shè)置4種濃度，分別為8、40、200和1000 mg/mL。經(jīng)0.22 μm針式過(guò)濾器過(guò)濾除菌，取100 ?L均勻涂布到PDA培養(yǎng)基平板中，以無(wú)菌水作對(duì)照。用直徑為6 mm的打孔器于保存菌落邊緣打孔得菌餅，用無(wú)菌牙簽挑起菌餅，菌絲面朝下，接種到平板中央，每個(gè)處理重復(fù)4次，置于28 ℃培養(yǎng)。

采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。測(cè)定時(shí)間從接菌后第2天至菌落基本滿板。按以下公式計(jì)算化感效果[14]：

化感效果=（處理菌落直徑-對(duì)照菌落直徑）/（對(duì)照菌落直徑-菌餅直徑）×100%

木薯土壤浸出液化感效果=間作土壤浸出液化感效果-單作土壤浸出液化感效果

1.3? 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，利用DPS 7.05統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析，多重比較采用Tukey法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 木薯根系分泌物對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌的化感效果

結(jié)果顯示，在處理后的任一天，4種濃度的根系分泌物對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌的化感效果與對(duì)照均無(wú)顯著差異;另外，4種濃度在不同處理天數(shù)間的化感效果也均未達(dá)到顯著水平（表2）。

2.2? 木薯根系分泌物對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌的化感效果

與對(duì)照相比，在處理后的任一天，不同濃度的根系分泌物均對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌呈現(xiàn)化感促進(jìn)效果，且濃度越大化感促進(jìn)效果越明顯，當(dāng)根系分泌物濃度達(dá)到40 mg/mL時(shí)，其化感促進(jìn)效果與對(duì)照之間差異達(dá)到顯著水平。另外，4種濃度在不同處理天數(shù)間的化感效果均未達(dá)到顯著水平（表3）。

2.3? 木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌的化感效果

與對(duì)照相比，處理后2～4 d，木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌菌絲生長(zhǎng)呈現(xiàn)促進(jìn)作用，且濃度越大化感促進(jìn)效果越強(qiáng);處理后2 d，木薯土壤浸出液濃度達(dá)到40 mg/mL時(shí)，其化感促進(jìn)效果達(dá)顯著水平，而處理后3 d和4 d，濃度只需達(dá)到8 mg/mL，其化感促進(jìn)效果即可達(dá)顯著水平，說(shuō)明處理時(shí)間越長(zhǎng)，達(dá)到顯著化感促進(jìn)效果所需的木薯土壤浸出液濃度越低（表4）。

并且，木薯土壤浸出液濃度為8 mg/mL時(shí)，其不同處理天數(shù)間化感效果無(wú)顯著差異;當(dāng)木薯土壤浸出液濃度達(dá)到40 mg/mL時(shí)，處理后2 d的化感效果顯著高于處理后3、4 d，處理后3 d的化感效果大于處理后4 d，但處理后3 d和4 d之間的化感效果未達(dá)顯著差異。這說(shuō)明木薯土壤浸出液達(dá)到一定濃度后，處理前期的化感效果優(yōu)于處理后期。

2.4? 木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌的化感效果

從表5可知，與對(duì)照相比，在處理后的任一天，木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌均呈現(xiàn)化感促進(jìn)效果，且濃度越大效果越強(qiáng);木薯土壤浸出液濃度達(dá)到200 mg/mL時(shí)，化感促進(jìn)效果達(dá)顯著水平。另外，4種濃度在不同處理天數(shù)間的化感促進(jìn)效果均未達(dá)顯著水平。

3? 討論

間套作作物的選擇與搭配必須考慮作物相互間的化感作用，這在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用[15]。植物受到病原菌侵染時(shí)，根系分泌物或其有效成分可以直接影響病原菌的生長(zhǎng)與繁殖，最終影響植物的發(fā)病率[16];土壤是化感物質(zhì)累積

的媒介和庫(kù)，土壤中的化感物質(zhì)主要來(lái)源于植物代謝產(chǎn)物及其器官或殘留物分解[17]、根系自身產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物或上述化感物質(zhì)的累加或轉(zhuǎn)化，或通過(guò)影響土壤微生物區(qū)系，最終對(duì)病原菌產(chǎn)生直接或間接的影響[18]。土壤浸出液與自然環(huán)境最為接近[19]，因此，本研究選擇根系分泌物和土壤水浸液作為研究對(duì)象。

化感物質(zhì)指的是生物體內(nèi)產(chǎn)生的非營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)[20]。前人多采用將植株根系置于清水培養(yǎng)24～48 h的方法來(lái)提取根系分泌物，該方法雖能剔除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響，但清水培養(yǎng)與根系生長(zhǎng)的實(shí)際環(huán)境相差較大，根系分泌物屬于代謝次生物，故所提取的根系分泌物成分及其性質(zhì)與實(shí)際情況嚴(yán)重不符，因此，最好采取完全營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)收集根系分泌物。但是，收集根系分泌物必須剔除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以保證獲得的效應(yīng)僅是化感物質(zhì)效應(yīng)。為此，本試驗(yàn)中采用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)，經(jīng)XAD-4樹(shù)脂吸附、洗脫獲取根系分泌物;木薯土壤浸出液采用分別提取間作土壤和單作土壤浸出液，分析兩種土壤浸出液的效應(yīng)差，消除土壤本身的營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)，使研究結(jié)果更加科學(xué)可靠。

化感效果與受體微生物對(duì)化感物質(zhì)的敏感程度[8]，以及化感物質(zhì)成分及其比例有關(guān)[21-22]。研究表明，木薯根系分泌物和木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌呈現(xiàn)化感促進(jìn)效果，且濃度越大化感促進(jìn)效果越明顯;木薯根系分泌物對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌的化感促進(jìn)效果不明顯;木薯土壤浸出液呈現(xiàn)化感促進(jìn)效果，且濃度越大化感促進(jìn)效果越明顯，這可能與菌絲細(xì)胞具有一定的自身緩沖能力有關(guān)[7]。研究還發(fā)現(xiàn)，木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌的化感促進(jìn)效果，以及木薯根系分泌物對(duì)橡膠樹(shù)棒孢霉落葉病病菌和白根病病菌的化感促進(jìn)效果在不同處理天數(shù)間均無(wú)顯著差異;低濃度時(shí)木薯土壤浸出液對(duì)橡膠樹(shù)白根病病菌菌絲生長(zhǎng)的化感效果在不同處理天數(shù)間無(wú)顯著差異，濃度提高時(shí)，處理初期的化感促進(jìn)效果顯著高于處理后期。由多種途徑釋放的化感物質(zhì)絕大多數(shù)最終都將進(jìn)入土壤，在土壤中發(fā)生累積、再遷移或轉(zhuǎn)化形成新的物質(zhì)，故土壤浸出液和根系分泌物所含的成分及其比例相差較大，由于病原菌對(duì)化感物質(zhì)的耐性程度存在差異，從而導(dǎo)致根系分泌物與土壤浸出液對(duì)致病菌的化感效果不同。另外，化感物質(zhì)也可能影響土壤微生物區(qū)系，從而影響致病菌的生長(zhǎng)，已有研究發(fā)現(xiàn)間作木薯會(huì)影響橡膠根際土壤的真菌群落結(jié)構(gòu)[23]，而木薯根系分泌物和土壤浸出液對(duì)膠園土壤微生物區(qū)系的影響效果還有待進(jìn)一步研究。

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