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

（上海市青浦區蔬菜技術推廣站，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量降低 10%～15%[1]。該病于1737年首次被發現，現已蔓延至世界各地，尤其在溫帶地區發生率最高[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]。但此類化學品因為害環境而沒有得到大面積推廣應用[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病的發生[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病嚴重的地塊，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 試驗材料

供試不結球白菜選擇當地主栽品種超華一號，該品種生長勢強，整齊度、束腰性好，抗病性較強，商品性好，產量高，高溫下不易拔節，其由上海眾馨農業科技有限公司提供。

試驗選用農用碳酸氫銨，氮含量≥17.1%，由安徽金禾實業股份有限公司生產。

1.2 試驗設計

試驗于2018年在上海世鑫蔬菜種植專業合作社進行。選擇根腫病發病嚴重的八型單體鋼管大棚種植不結球白菜，設1~3號棚（單個大棚面積400 m2）3個重復，每個棚分別設置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；對照不進行土壤處理。9月6日撒種直播不結球白菜，10月11日統計2個處理不結球白菜根腫病發病情況。其他栽培管理同常規農業生產。

1.3 數據采集

①溫度監測 試驗期間監測環境溫度。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測溫度的最高值和最低值。日照時數為每天實測的日照時長。

②土壤pH值測定 在試驗開始和結束時，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 在試驗田采集發病植株作為病原材料。鑒別寄主為結球甘藍品種Jersey Queen（JQ）和 Badger Shipper （BS），蕪菁甘藍品種Laurenian （LT）和 Wilhelmsburger（WB），由沈陽農業大學樸鐘云老師提供，鑒定工作在中國農業科學院進行。生理小種鑒定過程中的病根侵染方法參照司軍等[14]的方法進行。根據Williams鑒別系統，其生理小種劃分規則如表1所示。

④病情指數調查 調查不結球白菜根部的發病程度，采用等距取樣法，共3個點，每個點調查30株，3次重復。根腫病的分級標準參考Kuginuki等[15]方法劃分，具體分級標準如下，0級：無明顯癥狀；1級：主根正常，1%～25%的側根有很小的腫瘤；2級：主根有輕微膨大，或25%～50%側根有腫瘤；3級：主根發病嚴重，異常膨大、龜裂，有明顯側根或須根；4級：主根異常膨大，幾無側根。

發病率（%）=發病株數/調查總株數×100；病情指數=[Σ（各級病株數×相對級數值）/（調查總株數×4）]×100； 防治效果（%）=[（空白對照區病情指數-處理病情指數）/空白對照區病情指數]×100。

2 結果與分析

2.1 試驗期間溫度情況分析

本次試驗安排在8~10月，從土壤處理到數據統計結束共56 d，是根腫病易發期。該時段試驗田塊環境溫度變化情況見圖1。

圖1 試驗期間環境溫度（℃）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≥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境條件。

植物生長周期內（第21～56天）氣溫變化大于悶棚時期，且呈現逐漸下降的趨勢。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。

表1 Williams生理小種鑒別系統

2.2 土壤pH值的變化情況

由表2可知，試驗開始時（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。試驗結束時（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果

根據病原菌的侵染情況，Williams鑒別系統共把根腫病病原菌分為16個生理小種。本試驗中鑒別寄主的侵染情況如圖2所示。鑒別寄主結球甘藍品種JQ和BS發病，蕪菁甘藍品種LT發病，WB未發病。對照Williams生理小種鑒別系統 （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，試驗期間3個大棚均有根腫病發生，1號和2號棚發病情況接近，均較為嚴重，其中1號棚發病率20.74%，病情指數13.61；2號棚發病率18.89%，病情指數13.24；3號棚發病較輕，發病率10.00%，病情指數6.30。無論是發病較重的1號和2號棚，還是發病較輕的3號棚，碳酸氫銨熏蒸處理后，根腫病發病率和病情指數顯著降低，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 根腫病鑒別寄主發病情況

表3 碳酸氫銨熏蒸防治根腫病情況

3 討論與結論

根腫病是一種土傳病害，其發病受環境條件影響。根腫病病菌孢子萌發溫度為10～30℃，最適溫度24℃，致死溫度45℃；弱酸性的土壤最利于其發病，最適pH值為5.4～6.5，pH值大于7.2時病害發生減輕[16]。本試驗植物生長過程中，日平均氣溫16.8～28.8℃，64%的天數平均氣溫為20.0～25.0℃，且日照較好，溫度條件適宜根腫病發病。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有4套，即Williams系統、歐洲根腫病鑒別系統（European Clubroot Differential，ECD）、somé系統和Kuginuki系統。目前Williams和ECD兩套根腫病生理小種鑒別系統被視為國際通用的鑒別系統。其中，Williams鑒別系統因其在根腫病生理小種的鑒定方面具有快捷、寄主少等優點而被廣泛應用[18]。

生理小種鑒定是一項非常基礎的工作，雖然上海地區面積不大，但是當地消費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。連續多年種植十字花科蔬菜，導致上海地區根腫病發病嚴重，生理小種也比較復雜。本研究采用Williams鑒別系統，鑒別出了該基地的根腫病病原菌為2號生理小種。于學新等[19]研究結果表明，上海地區存在根腫病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]在上海嘉定地區發現了4號生理小種。就全國而言，生理小種的分布更為復雜，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，具有熱不穩定性，正是因其易揮發的特點，同時也能用作安全高效的殺菌劑。田間自然發病開展試驗研究，由于管理方式，氣候條件等方面的不同，不同的地塊發病情況不盡相同，同一地塊的不同位置發病情況也千差萬別，極易受環境條件影響。在前期的研究中，筆者把對照和碳酸氫銨處理設置在不同的大棚，試驗結果顯示，碳酸氫銨處理土壤后不但沒有效果，且根腫病發病率和病情指數均高于空白對照，推測是由于試驗地塊本身病原菌數量差異大影響了碳酸氫銨處理的防治效果[21]。本研究中，筆者優化了試驗方案，把對照和碳酸氫銨處理設置在同一個棚內，并增設重復，結果顯示，經碳酸氫銨處理后根腫病發病率明顯降低，且3個大棚的防治效果均在50%以上。考慮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合熏蒸在防治土傳病害上效果顯著[22]；前期試驗結果顯示，移栽的青菜幼苗側根多的特點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合熏蒸結合青菜移栽防治根腫病試驗研究，探索完善的十字花科蔬菜根腫病綜合防治方法。