土壤環(huán)境因素對(duì)玉米紋枯病菌菌核生長(zhǎng)影響

劉 震桑立君楊學(xué)達(dá)朱久祥

(鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所,遼寧 鐵嶺 112616)

玉米紋枯病已成為遼寧省玉米豐產(chǎn)栽培中主要限制性因素之一[1～2]。近年來(lái),隨著玉米產(chǎn)區(qū)對(duì)玉米品種、抗病性、耐密性等要求的提高,品種示范田間種植密度相比以往有大幅度的增加。因此,田間玉米灌層內(nèi)土壤溫濕度相對(duì)提高,土壤環(huán)境條件有利于紋枯病的發(fā)生[3]。關(guān)于玉米紋枯病的生物學(xué)特性前人已有報(bào)道[4～5],但對(duì)土壤環(huán)境因素影響玉米紋枯病菌菌核生長(zhǎng)產(chǎn)生,尚缺乏系統(tǒng)的定量研究。本文采用土傳植物病原生態(tài)學(xué)的試驗(yàn)方法,通過(guò)對(duì)玉米生長(zhǎng)最適宜的生長(zhǎng)條件,模擬了土壤溫度、含水量、pH值對(duì)玉米紋枯病菌菌核生長(zhǎng)進(jìn)行了研究[6～7]。并應(yīng)用SPSS 11.5進(jìn)行差異顯著性和相關(guān)性分析,分析不同土壤環(huán)境下菌核生長(zhǎng)和萌發(fā)狀況,明確土壤環(huán)境對(duì)玉米紋枯病發(fā)生的影響。旨在進(jìn)一步明確玉米紋枯病菌菌核在土壤中的生存條件,明確其規(guī)律,將為今后在玉米生產(chǎn)上防治玉米紋枯病田間流行提供重要的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

供試菌株為沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病害流行實(shí)驗(yàn)室提供,在超凈工作臺(tái)中(保證工作臺(tái)的清潔無(wú)菌環(huán)境),從玉米病株上分離得到玉米紋枯病菌,放置25 ℃恒溫箱中培養(yǎng),培養(yǎng)至產(chǎn)生大量菌核,待用。

1.2 土壤制備

在供試菌株培養(yǎng)期間,用40目和60目篩子,取二者之間的沙子。轉(zhuǎn)入大培養(yǎng)皿中,進(jìn)行干熱滅菌(165 ℃,120 min),滅菌完畢,待用。

1.3 培養(yǎng)液的制備

液體培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液(PD培養(yǎng)液),作為調(diào)節(jié)土壤培養(yǎng)基的含水量。1 000 ml水、馬鈴薯200 g、10～20 g葡萄糖。將馬鈴薯洗凈去皮切塊,加水煮沸30 min,用雙層紗布濾去薯塊,補(bǔ)足水量,再加糖,待完全化后,趁熱用雙層紗布過(guò)濾至漏斗中,分裝入三角瓶中,每瓶裝量不超過(guò)三角瓶容量的2/3,塞好棉塞,外罩用牛皮紙并用橡皮筋扎好后,放入高壓滅菌鍋中滅菌(121 ℃,30 min),滅菌完畢,待用。

1.4 溫度試驗(yàn)

用裝有自來(lái)水的潔凈手提式噴霧器,對(duì)滅菌后的大培養(yǎng)皿中進(jìn)行噴霧,并把土壤含水量調(diào)節(jié)為15%(含水量=1-噴霧前土壤的重量/噴霧后土壤的重量)。土樣充分混勻后,在超凈工作臺(tái)中(保證工作臺(tái)的清潔無(wú)菌環(huán)境)稱(chēng)取15 g的土樣放入90 mm培養(yǎng)皿中。挑選大小相同的玉米紋枯病菌菌核放入裝有土樣的培養(yǎng)皿中,每皿3個(gè)。然后用紗布包好放置5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng),菌絲在每個(gè)溫度梯度各3次重復(fù)。玉米紋枯病菌核在3 d、6 d、9 d用游標(biāo)卡尺測(cè)定1次,并記錄數(shù)據(jù)。

1.5 含水量試驗(yàn)

用裝有自來(lái)水的潔凈手提式噴霧器,對(duì)滅菌后的大培養(yǎng)皿中進(jìn)行噴霧,并把土壤含水量調(diào)節(jié)為10%、15%、20%、25%、30%(含水量=1-噴霧前土壤的重量/噴霧后土壤的重量)。土樣充分混勻后,在超凈工作臺(tái)中(保證工作臺(tái)的清潔無(wú)菌環(huán)境)分別稱(chēng)取不同含水量15 g的土樣放入90 mm培養(yǎng)皿中。挑選大小相同的玉米紋枯病菌菌核分別放入裝有不同含水量土樣的培養(yǎng)皿中,每皿3個(gè),菌絲在每個(gè)含水量梯度各3次重復(fù)。然后用紗布包好放置25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。玉米紋枯病菌核在3 d、6 d、9 d用游標(biāo)卡尺測(cè)定1次,并記錄數(shù)據(jù)。

1.6 pH值試驗(yàn)

用裝有自來(lái)水的潔凈手提式噴霧器,對(duì)滅菌后的大培養(yǎng)皿中進(jìn)行噴霧,并把土壤含水量調(diào)節(jié)為15%(含水量=1-噴霧前土壤的重量/噴霧后土壤的重量)。土樣充分混勻后,把含水量15%的土壤pH值調(diào)節(jié)為5、6、7、8、9共5個(gè)處理。土壤pH值得測(cè)定的調(diào)節(jié)參照J(rèn)ohnson介紹的方法進(jìn)行[8～10]。

在超凈工作臺(tái)中(保證工作臺(tái)的清潔無(wú)菌環(huán)境)稱(chēng)取不同pH值的土樣15 g的土樣放入90 mm培養(yǎng)皿中。挑選大小相同的玉米紋枯病菌菌核放入裝有不同pH值土樣的培養(yǎng)皿中,每皿3個(gè),菌絲在每個(gè)pH值梯度各3次重復(fù)。然后用紗布包好放置25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。玉米紋枯病菌核在3 d、6 d、9 d用游標(biāo)卡尺測(cè)定1次,并記錄數(shù)據(jù)。

1.7 玉米紋枯病菌菌絲的測(cè)量

菌絲的測(cè)量:測(cè)量菌落直徑作為生長(zhǎng)量指標(biāo),以菌核的中心為圓點(diǎn),病菌培養(yǎng)12 h后,每隔12 h用直尺按十字交叉法測(cè)量菌落大小,每天記錄數(shù)據(jù)。直到產(chǎn)生菌核為止,停止測(cè)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤溫度對(duì)菌核生長(zhǎng)狀況的影響

含水量控制在15%,pH值為7的條件下,培養(yǎng)9 d,每3 d測(cè)量1次菌落直徑,從表1和表2中可見(jiàn),在30 ℃、25 ℃和20 ℃土壤溫度條件下對(duì)玉米紋枯病菌菌絲生長(zhǎng)影響較大,特別是25 ℃時(shí)菌核生長(zhǎng)最快。而5 ℃、10 ℃和15 ℃影響較小,尤其玉米紋枯病菌菌絲在5 ℃的土壤環(huán)境中幾乎不能生長(zhǎng)?？梢猿醪降贸鼋Y(jié)論:玉米紋枯病菌適合于在高溫條件下發(fā)病,低溫條件下紋枯病菌發(fā)病較高溫條件緩慢。

表1 菌核在不同溫度下產(chǎn)生菌絲的狀況Table 1 Sclerotium producing hyphae under different temperature conditions (cm)

表2 不同溫度下菌核生長(zhǎng)情況差異顯著性分析Table 2 Analysis of the significant differences of sclerotia growth under different temperature

含水量控制在15%,pH值為7的條件下,培養(yǎng)9 d后,25 ℃,30 ℃條件下菌落直徑最大,生長(zhǎng)較好(圖1、圖2)。

圖1 25 ℃下菌核產(chǎn)生菌絲情況Figure 1 25 ℃condition of sclerotia produced hyphae

圖2 30 ℃下菌核產(chǎn)生菌絲情況Figure 2 30 ℃ condition of sclerotia produced hyphae

2.2 不同土壤含水量對(duì)菌核生長(zhǎng)狀況的影響

在pH值為7的條件下,培養(yǎng)9 d,每3 d測(cè)量一次菌落直徑,由表3可以分析出:在溫度(25 ℃)、pH值為7一定條件下,土壤含水量在10%、15%、20%、25%、30%菌核均能生長(zhǎng)出菌絲,其規(guī)律是濕度越大,生長(zhǎng)速度越快,這與其高溫高濕的習(xí)性相關(guān)。經(jīng)SPSS 11.5軟件分析(表4)可以看出:各個(gè)土壤含水量之間差異性顯著。綜合以上分析可以得出結(jié)論:土壤含水量對(duì)菌核生長(zhǎng)影響較大,菌核隨著濕度增加生長(zhǎng)速度加快,但濕度低菌核生長(zhǎng)出菌絲較慢,因此濕度大有利于菌核的生長(zhǎng)(圖3)。這也說(shuō)明控制濕度,有利于控制病害的發(fā)生。

表3 菌核在不同含水量下生長(zhǎng)狀況Table 3 The growth status of sclerotia under different water content (cm)

表4 不同含水量下菌核生長(zhǎng)情況差異顯著性分析Table 4 Significant analysis under different water content of sclerotia growth difference

圖3 含水量30%菌核產(chǎn)生菌絲情況Figure 3 Moisture content 30% of sclerotia produced mycelium conditions

2.3 不同土壤pH對(duì)菌核生長(zhǎng)狀況的影響

在溫度(25 ℃),含水量15%條件下,每3 d測(cè)量1次菌落直徑,由表5可以分析出:菌核在pH值為7和pH值為6及微酸性下生長(zhǎng)較好,尤其是在中性條件下菌核生長(zhǎng)快,形成的菌落最大,而在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下生長(zhǎng)速度緩慢或幾乎不生長(zhǎng)。經(jīng)SPSS 11.5軟件分析(表6)可以看出:各個(gè)pH之間差異性顯著。綜合上述分析可以得出結(jié)論:玉米紋枯病菌核喜在中性或略偏酸性條件下生長(zhǎng),強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。

表5 不同pH下菌核生長(zhǎng)狀況Table 5 Sclerotia growth status under different pH (cm)

表6 不同pH值下菌核產(chǎn)生菌絲情況差異顯著性分析Table 6 Different pH values was significant difference analysis was to produce sclerotia

3 結(jié)果與討論

玉米紋枯病其病原菌Rhizoctonia solani是土壤生態(tài)系統(tǒng)中的一員。土壤中物理、化學(xué)和生物等因素的協(xié)同作用對(duì)寄主的健康生長(zhǎng)和病原菌的存活有很大的影響,這些因素之間互相促進(jìn)、互相制約,可能使寄主的生長(zhǎng)發(fā)育良好,也可能加重植物病害的發(fā)生[11]。因此,利用調(diào)節(jié)土壤溫度、濕度、pH值等技術(shù)來(lái)控制玉米紋枯病的發(fā)生,以達(dá)到防治該病害的目的。土壤溫度對(duì)菌核生長(zhǎng)出菌絲影響較大,在含水量一定,pH一定的條件下,隨著時(shí)間的進(jìn)展,不同溫度下的玉米紋枯病菌菌絲長(zhǎng)度與溫度成正比例關(guān)系,即溫度越高菌絲生長(zhǎng)的越快,25 ℃下菌核生長(zhǎng)最快,30 ℃次之,而5 ℃條件下菌核幾乎不生長(zhǎng),從而得出結(jié)論:含水量,pH一定情況下,高溫條件比低溫更有利于玉米紋枯病的發(fā)生。土壤含水量及土壤濕度也是促進(jìn)菌核生出菌絲一個(gè)重要因素,由土壤不同含水量對(duì)菌核生長(zhǎng)試驗(yàn)說(shuō)明,隨著濕度的增加,菌核生長(zhǎng)出菌絲的速度越快,這也更能體現(xiàn)該菌喜歡高濕的習(xí)性。掌握其規(guī)律,控制土壤濕度,有利于減輕病害的發(fā)生。土壤pH值對(duì)菌核生長(zhǎng)出菌絲也有一定影響,從試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)來(lái)看,玉米紋枯病菌核喜在中性或略偏酸性條件下生長(zhǎng),強(qiáng)酸,強(qiáng)堿都會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。為了更好地深入研究玉米紋枯病菌菌核萌發(fā),室內(nèi)測(cè)定土壤不同有機(jī)質(zhì)含量以及在N2、O2和CO2脅迫情況下對(duì)玉米紋枯病菌菌核的萌發(fā)是否有影響,有待進(jìn)一步深入研究。