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(yán)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(yán)重，以pH 6.00時發(fā)病最嚴(yán)重，病情指數(shù)達(dá)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(biāo)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：根腫病；榨菜；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(diǎn)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(kuò)展蔓延，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)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(kuò)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(rèn)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(yán)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(jìn)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(rèn)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(rèn)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(dá)極顯著水平，且pH越高發(fā)病率越低。前人應(yīng)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(diǎn)]前人對土壤pH與根腫病的研究主要集中在甘藍(lán)、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(dāng)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(yán)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(xué)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)病（1級）、中度發(fā)病（2級）和重度發(fā)病（3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(fēng)干后用機(jī)械粉碎至試驗所需細(xì)度后用酸度計測定土壤水浸液pH，每個樣品重復(fù)3次。

榨菜根腫病田間分級標(biāo)準(zhǔn)：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(yán)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(yán)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(xì)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(fù)，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(fù)，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(biāo)準(zhǔn)。

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(fù)，60 d后將幼苗拔出，測定其根鮮重、株鮮重（不含根）、株高、擴(kuò)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(yán)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(yán)重；在pH 6.00時發(fā)病最嚴(yán)重，病情指數(shù)達(dá)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(kuò)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(biāo)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(kuò)展度顯著高于其他pH條件下的擴(kuò)展度。綜合各項生長指標(biāo)，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(jìn)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(qiáng)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(dá)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(yán)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)生根腫病（圖2）。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(yīng)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(kuò)展度，綜合各項生長指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)榨菜在強(qiáng)酸、強(qiáng)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(dāng)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(jìn)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。