土壤環(huán)境因子對(duì)十字花科根腫病發(fā)生的影響

陳小均， 何海永， 王莉爽， 安星宇， 吳石平， 鄭曉紅， 高祥洪

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006；2.安順市平壩區(qū)植保植檢站，貴州 平壩 561100；3.貴州省金沙縣平壩鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，貴州 金沙 551800)

十字花科根腫病是十字花科蔬菜最嚴(yán)重的土傳病害之一，主要由PlasmodiophorabrassicaeWor.侵染引起，是一種世界性病害。該病最早于1737年發(fā)現(xiàn)于地中海西岸，1872年在歐洲南部前蘇聯(lián)列寧格勒有相關(guān)報(bào)道[1]，后傳入許多國(guó)家發(fā)生危害[2]。中國(guó)臺(tái)灣于1936年報(bào)道該病害[3]，現(xiàn)在云南、四川、山東和貴州等省已有發(fā)生[4-7]。目前，在貴州的金沙、七星關(guān)、威寧、平壩、修文及安龍等縣(區(qū))均有發(fā)生且呈不斷上升趨勢(shì)。該病原致病性強(qiáng)，不僅可侵染十字花科蔬菜，而且對(duì)野生雜草和一些花卉植物均可造成危害，嚴(yán)重威脅十字花科蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[8]。針對(duì)根腫病病原的生物學(xué)特性[5]、快速檢測(cè)[9-10]、抗病性育種[11]、抗病性遺傳[12]和防控藥劑的篩選等方面已進(jìn)行了深入研究，且都取得了一定進(jìn)展。針對(duì)根腫病發(fā)生影響因子的研究也有文獻(xiàn)報(bào)道，涉及作物生長(zhǎng)的土壤溫度、含水量、pH及Ca2+濃度等[13-16]，但前人均以白菜為試驗(yàn)材料，所得結(jié)果存在一定差異。土壤黏性程度與土傳病害的發(fā)生程度關(guān)系密切，但目前尚無(wú)土壤黏性對(duì)十字花科根腫病病原致病性影響的相關(guān)研究報(bào)道。鑒于此，在前人研究基礎(chǔ)上，以油菜為供試材料，采用盆栽試驗(yàn)研究土壤溫度、含水量、pH和黏性等不同土壤環(huán)境因子對(duì)十字花科根腫病發(fā)生的影響，以期為十字花科根腫病防控提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 油菜品種 黔油18號(hào)，貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料研究所選育。

1.1.2 病害標(biāo)樣 于2016年3月采自金沙縣平壩鄉(xiāng)油菜根腫病發(fā)生田塊。

1.2 方法

1.2.1 材料預(yù)處理

1) 病原分離與純化。將油菜根腫病標(biāo)樣采回洗凈，用無(wú)菌水清洗3次后，將油菜根腫組織切碎，加50 mL無(wú)菌水，用榨果汁機(jī)研碎，然后用4層紗布過(guò)濾，收集濾液。參照文獻(xiàn)[17]的方法對(duì)休眠孢子進(jìn)行純化，備用。

2) 菌土制備。把已分離純化的根腫菌休眠孢子液用血球計(jì)數(shù)板計(jì)孢子數(shù)為1×1010個(gè)/mL，然后與無(wú)菌土混合，調(diào)至菌土孢子含量達(dá)2×108個(gè)/g；在試驗(yàn)土壤中挖1小穴，在其中放入25～30 g菌土備用。

1.2.2 土壤環(huán)境因子對(duì)油菜根腫病的影響

1) 土壤溫度。根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)置人工智能氣候箱培養(yǎng)溫度分別為10℃、15℃、25℃和30℃，基質(zhì)濕度控制在50%。試驗(yàn)時(shí)在每盆菌土上直播油菜種30粒，出苗后進(jìn)行間苗，每盆保留20株；生長(zhǎng)期用透明塑料袋套于花盆上方封口保濕；每處理4次重復(fù)(下同)。培養(yǎng)40 d后進(jìn)行根腫病發(fā)病率及病情指數(shù)調(diào)查。

2) 土壤濕度。在干的育苗基質(zhì)珍珠巖中加入0.2%的保水劑聚丙烯酰胺，將基質(zhì)的含水量分別調(diào)至10%、20%、30%、40%、50%和60%等6個(gè)梯度，人工氣候箱培養(yǎng)溫度25℃。播種量與其他操作同上，4次重復(fù)。

3) 土壤pH。播種前將育苗盆中基質(zhì)的pH調(diào)至4.5、5.5、6.5、7.5和8.0等5個(gè)梯度，土壤含水量控制在50%，育苗溫度為25℃。播種量與其他操作同上，4次重復(fù)。

4) 土壤黏性。按珍珠巖︰白泥土為100︰0、10︰90、20︰80、40︰60、80︰20及0︰100的比例在基質(zhì)珍珠巖中加入粘性較強(qiáng)的白泥土，以調(diào)和土壤黏度。將病原加入試驗(yàn)土壤中并調(diào)至休眠孢子的含量為2×108個(gè)/g；控制各處理的pH為6.0、含水量為50%和育苗溫度為25℃。播種量與其他操作同上，4次重復(fù)。

1.2.3 調(diào)查與分級(jí) 參照文獻(xiàn)[18]的方法進(jìn)行調(diào)查及分級(jí)，并計(jì)算病情指數(shù)和發(fā)病率。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，無(wú)病害癥狀；1級(jí)，僅須根上有腫瘤；3級(jí)，側(cè)根上有腫瘤；5級(jí)，側(cè)根腫瘤大且主根末梢有小的腫瘤；7級(jí)，主根全部腫大，但植株生長(zhǎng)正常；9級(jí)，根上腫大部分開(kāi)始龜裂腐爛、植株萎焉或已死亡。

發(fā)病率=(發(fā)病株數(shù)/總株數(shù))×100%

病情指數(shù)=〔∑(病級(jí)×相應(yīng)病株數(shù))/(最高病情級(jí)數(shù)×調(diào)查總株數(shù))〕×100

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS 9.04對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和新復(fù)極差顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤溫度油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

從表1看出，土壤環(huán)境溫度為10～30℃時(shí)盆栽油菜均能發(fā)生根腫病，隨著溫度的升高，發(fā)病率和病情指數(shù)均呈先升后降趨勢(shì)，溫度過(guò)低和過(guò)高對(duì)病害發(fā)生有抑制作用。其中，最適發(fā)病溫度為25℃，此時(shí)發(fā)病率和病情指數(shù)均最高，分別為71.25%和38.75；其次是20℃，發(fā)病率和病情指數(shù)分別為67.50%和30.83。25℃與20℃處理根腫病的平均發(fā)病率相當(dāng)，二者間無(wú)顯著差異，但均顯著高于10℃、15℃及30℃處理的發(fā)病率；10℃、15℃和30℃處理間無(wú)顯著差異。25℃處理的病情指數(shù)顯著大于其他處理，20℃處理的病情指數(shù)顯著大于除25℃處理外的其他處理，10℃與15℃處理間差異顯著，10℃與30℃、15℃與30℃處理間無(wú)顯著差異。

表1不同土壤溫度油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

Table 1 Clubroot morbidity and disease index of rape seedlings at different soil temperature

土壤溫度/℃Soil temperature發(fā)病率/%Morbidity病情指數(shù)Disease index1033.75±3.23 b12.36±1.35 d1541.25±3.02 b19.86±2.27 c2067.50±4.28 a30.83±2.96 b2571.25±1.50 a38.75±1.39 a3038.75±1.40 b17.08±1.16 cd

注：同列不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note：Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The same below.

2.2 不同土壤濕度油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

從表2看出，土壤含水量對(duì)油菜根腫病發(fā)生有明顯影響，其發(fā)病率和病情指數(shù)均隨土壤含水量的增加而增加。當(dāng)土壤含水量大于30%時(shí)即可導(dǎo)致50%的植株發(fā)病；當(dāng)土壤含水量增至60%時(shí)，油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)上升至80.00%和46.67。土壤含水量60%處理(80.00%和46.67)與50%處理(70.00%和37.22)的發(fā)病率和病情指數(shù)無(wú)顯著差異，但顯著高于10%～40%處理；土壤含水量50%處理與10%～30%處理差異顯著；土壤含水量40%處理(62.50%和31.94)和30%處理(51.25%和24.31)差異不顯著，但均與10%處理(20.00%和6.67)和20%處理(30.00%和13.33)差異顯著；土壤含水量10%和20%處理間差異不顯著。

表2不同土壤含水量油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

Table 2 Clubroot morbidity and disease index of rape seedlings under different soil water content

土壤含水量/%Soil water content發(fā)病率/%Morbidity病情指數(shù)Disease index1020.00±2.08 d6.67±0.72 d 2030.00±2.29 d13.33±1.26 d 3051.25±4.21 c24.31±3.50 c4062.50±4.07 bc31.94±4.61 bc5070.00±5.00 ab37.22±4.94 ab6080.00±2.73 a46.67±3.84 a

2.3 不同土壤pH油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

從表3看出，土壤pH對(duì)油菜根腫病的發(fā)生程度有明顯的影響，隨著土壤pH增大，該病的發(fā)病率和病情指數(shù)均呈先升后降趨勢(shì)；酸性(pH 5.5～6.5)土壤中油菜根腫病發(fā)生較重。其中，土壤pH 6.0時(shí)油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)均最高，分別為78.75%和37.64；其次是pH 5.5和pH 6.5，其發(fā)病率及病情指數(shù)分別為53.75%、68.75%和30.69、29.58。pH 6.0和pH 6.5的發(fā)病率與其余處理差異顯著，pH 5.5的發(fā)病率與除pH 7.0外的

表3不同土壤pH油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

Table 3 Clubroot morbidity and disease index of rape seedlings at different soil pH

土壤pHSoil pH發(fā)病率/%Morbidity病情指數(shù)Disease index5.553.75±5.01 b30.69±2.92 b6.078.75±2.44 a37.64±2.65 a6.568.75±3.05 a29.58±2.87 b7.042.50±2.82 b14.72±1.53 c7.523.75±0.86 c 9.58±0.47 cd8.012.50±2.93 d 4.44±1.45 d

其余處理差異顯著；pH 6.0的病情指數(shù)顯著高于其余處理，pH 5.5和pH 6.5與其余處理差異顯著。總體看，土壤pH 7.0～8.0該病的發(fā)病率和病情指數(shù)顯著低于pH 5.5～6.5，表明，酸性(pH 5.5～6.5)土壤更有利于病害的發(fā)生。

2.4 不同土壤黏性油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

從表4看出，土壤黏性對(duì)根腫病發(fā)生程度有影響，隨土壤黏性增大，即在珍珠巖中添加的白化泥增多，油菜根腫病的發(fā)病率及病情指數(shù)呈上升趨勢(shì)。當(dāng)白化泥含量為40%以上時(shí)，病害發(fā)病率和病情指數(shù)上升較緩，變化隨之穩(wěn)定，但顯著高于白化泥含量20%以下的處理。純白化泥處理，油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)最高，分別為67.50%和35.00，顯著高于其他處理(80%白化泥的發(fā)病率除外)。

表4不同土壤粘度油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)

Table 4 Clubroot morbidity and disease index of rape seedlings under different soil viscosity

珍珠巖︰白化泥Perlite∶clay soil發(fā)病率/%Morbidity病情指數(shù)Disease index100∶015.00±2.35 c3.33±1.01 e90∶1018.75±1.73 c6.81±0.95 de80∶2020.00±2.08 c9.17±1.84 d60∶4051.25±2.99 b23.19±1.96 c 20∶8058.75±1.83 ab29.03±1.48 b0∶10067.50±0.88 a35.00±1.26 a

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，土壤的溫度、濕度、pH和黏性等均對(duì)油菜根腫病的發(fā)生具有不同程度的影響。最適發(fā)病的土壤溫度為25℃，此時(shí)發(fā)病率和病情指數(shù)均最高，分別為71.25%和38.75；25℃與20℃處理(67.50%和30.83)的發(fā)病率和病情指數(shù)無(wú)顯著差異，但均顯著高于10℃、15℃及30℃處理。土壤含水量60%(80.00%和46.67)與50%處理(70.00%和37.22)的發(fā)病率和病情指數(shù)無(wú)顯著差異，但顯著高于10%～40%處理。土壤pH 6.0時(shí)油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)均最高，分別為78.75%和37.64；pH 6.0(78.75%)和pH 6.5(68.75%)的發(fā)病率與其余處理差異顯著。純白化泥處理油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)最高，分別為67.50%和35.00，顯著高于其他處理(80%白化泥的發(fā)病率除外)；與楊明英[13-16]的研究結(jié)果相近。影響根腫菌發(fā)病的因素還有很多，土壤光照、微生物及其他抑菌物質(zhì)等因素均能影響根腫病病菌致病性。土傳性病害的防控相對(duì)困難，然而，摸清病害發(fā)生的主要影響因子，通過(guò)人為調(diào)控技術(shù)手段可在一定程度上緩解和降低病原的侵染。可適當(dāng)減少灌溉次數(shù)或采取高墑栽培，在田間撒施生石灰、草木灰、增施有機(jī)肥和減少化學(xué)肥料等以提高土壤pH，改變土壤微生態(tài)；也可在黏性強(qiáng)濾水性差的土壤中適當(dāng)添加沙質(zhì)土壤等，以創(chuàng)造不利于根腫病菌侵染的條件，從而減輕十字花科根腫病的危害。