土壤因素對十字花科作物根腫病發生的影響研究進展

周 瑚，彭偉業，任佐華

（湖南農業大學植物保護學院，湖南 長沙 410128）

土壤因素對十字花科作物根腫病發生的影響研究進展

周 瑚，彭偉業，任佐華

（湖南農業大學植物保護學院，湖南 長沙 410128）

近年來，國內外十字花科根腫病的發生及危害愈發嚴重。為了解土壤因素對根腫病發生的關系，綜合前人研究結果，著重探討了根腫病發病率與土壤酸堿度、含水量、陽離子交換量（CEC）及含氮指數等因素的相關性。

十字花科作物；根腫病；土壤因素；發病率；相關性；綜述

由專性寄生原生動物——根腫病菌（Plasmodiophora brassicae Woron.）引起的根腫病，是一種危害十字花科作物根部的全球性頑固土傳病害。該菌能夠產生吲哚乙酸[1]和細胞分裂素[2]等激素類物質，造成薄壁細胞增生，導致根系功能障礙，影響植株地上部分生長，致使植物的根部組織膨大。

1 根腫病的發生及危害

根腫病最早于1737年被發現于英國地中海西岸和歐洲南部。現今，全球大部分十字花科作物栽培區均有發生，其中溫帶地區的發生尤為嚴重[3]，在歐洲、北美以及東亞等地已成為一種主要病害[4]。由該病減產造成的經濟損失至少占全球十字花科植物的10%，且該病害給全球造成的農業損失在逐步增加[5]。

中國最早于1936年在臺灣出現關于根腫病的報道。由于其具有強傳染性、多種傳播途徑、傳播速度快等特點，致使該病在短時間內蔓布于我國浙、蘇、皖、湘、鄂、川、贛及兩廣等地，直至目前也沒有有效的防治措施。根腫病常年發生嚴重危害，受災面積一般達320萬～400萬hm2，占十字花科作物總種植面積的1/3以上，發病區造成20%左右的產量損失，病害流行的年份發生和危害面積可達900萬hm2，造成70%～80%損失，甚至絕收，使蔬菜產業的發展受到嚴重威脅[6]。湖南省在1984年初見關于根腫病的報道[7]，近年來在長沙市、株洲市、懷化市、益陽市等十字花科作物種植區均有發生，且發生面積呈逐年上升趨勢，十字花科蔬菜的產量和品質受到嚴重的破壞[8]。

2 根腫病的寄主及癥狀

根腫病菌的寄主范圍非常廣，十字花科植物中的338個屬有多達3 700個種都可被根腫病菌侵染[9]。十字花科植物白菜、油菜、蘿卜、蕪菁、甘藍、碎米薺、庭薺、緞花、胡椒草、紫羅蘭等都容易受到侵染發病。除了十字花科植物外，許多非十字花科植物在人工接種時也可被侵染，如多年生黑麥草、匍匐翦股穎（禾本科）、虞美人（罌粟科）、紅三葉草（豆科）、雞腳草（鳳尾蕨科）等植物也可以被侵染[10]。

根腫病菌主要是以休眠孢子囊的形式存在于帶菌殘體的土壤中或黏附在種子上或未腐熟的糞肥中。休眠孢子囊在土壤中的存活力極強，在沒有寄主植物存在時可存活5 a，一般情況可以存活6～8 a。研究發現，休眠孢子囊的存活時間甚至能達10～15 a之久，這種情況僅存在于無感病寄主植物的土壤中。但若田間土壤受到病菌污染，將不再適宜栽培十字花科植物[11]。病菌休眠孢子既可借助雨水、流水、昆蟲活動、農事操作、施用農家肥等感染田間周邊土壤，進行近距離傳播，也可通過調運帶病的秧苗、植株或運轉帶菌的泥沙、土壤等進行遠距離傳播[12]。

該病一般多發生在植株主根或側根上，由于受到病菌的刺激受害細胞會大量分裂并且膨大，維管束組織被增生細胞擠壓產生形變，致使植株發育不正常，輸導系統連貫不通暢，損害了根系吸收水分和養分的能力，營養物質缺乏。因此，病株地上部分會明顯地表現出生長緩慢、植株矮化、葉片黃蔫，直至全株死亡等癥狀[13]。待病株拔出后，根部瘤狀腫大清晰可見，在一些發病特別嚴重的地塊，瘤狀腫塊直接裸露在地表。受害根瘤體的大小、形狀與著生的位置有關，主根上的腫瘤一般較大但數量較少，通常表現為球形或近球形，而側根的腫瘤一般較小但量多，通常表現為手指狀或圓筒狀。

3 與十字花科作物根腫病發生相關土壤因素

土壤是地球上供植物生長發育的松軟表層，為綠色植物的健康生長提供重要基質；為人類的生存提供必要的物質條件；為農、林、牧、漁業的生產與發展提供核心基礎[14]。土壤條件是影響土傳病害發生的重要因素，但鮮有關于土壤條件對于根腫病發生影響的報道，Hseith等[15-17]均曾報道過土壤可以抑制根腫病的發生。2007年，Hjort等[18]在分析研究土壤微生物的種類與根腫病的發病關系時發現：根腫病的發生受到抑制的同時幾丁質的菌類也會被降解。目前，相比國外，我國對于土壤理化特性與根腫病發生的關系研究甚少。

3.1 酸堿度

土壤酸堿性是土壤溶液呈酸性、中性或者堿性的程度，土壤酸堿性是土壤的重要屬性。早期研究中，并不確定土壤的酸堿性對根腫病的發生有無影響，1958年，Palm[19]研究發現當環境呈堿性時，根腫病菌侵染寄主后增殖明顯減少。有跡象表明，土壤酸堿度的變化對根腫的形成影響較大，對孢子的數量影響較小。Myers等[20]研究表明當土壤的pH值大于7.1時，侵染根毛的游動孢子數量迅速減少。之后，Webster等[21]研究證實了當土壤呈堿性時，不僅侵染根毛的孢子數量減少，根腫病菌的繁殖也受到阻礙。余漢清等[22]調查了病田土壤pH值，卻發現土壤pH值與發病率之間并不存在明顯關系。近年來，國內外學者通過研究，普遍認為土壤pH與發病率之間存在相關關系，國內學者呂理燊[23-25]等都進行了相關試驗，得到了較為相似的研究結果，表明一般情況下土壤pH值為5.4～6.5區段時根腫病的發病較高，而pH值在7.0以上時幾乎不發病。

3.2 含水量

土壤含水量是指土壤中所含水分的量。一般是指土壤絕對含水量即100 g烘干土中含有的水分量。根腫病菌有2根長度不一的鞭毛，它們可憑借土壤和流水的作用進行傳播。土壤中的自由水含量會影響根腫菌游動孢子的形成、釋放、分散與侵入能力，進而影響根腫病的發生情況。推測根毛的侵染情況可受到土壤含水量的影響。

根據胡瓊等[26]2014年的試驗研究結果顯示，土壤含水量與根腫病的發生有明顯的相關性，通常當土壤含水量低于20%，高于80%時，幾乎不發病，而在土壤含水量為60%時，平均病菌率和病菌指數達到了最高。與2004年楊明英等[27]通過為期3 a的室內實踐調查的結果極為吻合，得出土壤含水量對根腫病的發生及危害是具影響力的因素之一。

3.3 陽離子交換量

土壤陽離子交換量（CEC）是指土壤膠體所能吸附的各種陽離子（K+、Na+、Ca2+、Mg2+）的總量，是合理施肥和改良土壤的重要依據。土壤膠體的表面性質決定土壤陽離子交換性能。Ghini等[28]于2006年在分析土壤因素影響土傳病害的研究中第一次嘗試應用了SPSS路徑分析法；孫超超等[29]研究結果表明，CEC與根腫病發病率的相關系數達到了極顯著水平，CEC對根腫病發生有很大的抑制作用，值越高發病率越低。

3.4 含氮指數

氮素是維持生物體生活所必需的大量營養元素，土壤的供氮能力和含氮濃度的高低與農產品的品質優劣密切相關。目前，有較多關于氮素影響其他寄生性病原菌生長發育的研究報道，而關于根腫病菌的報道較少，僅局限于硝態氮對根腫病的影響[30]。Webster[31]通過改變硝酸鹽的濃度（作物以吸收硝酸鹽為主）來論證比較氮素對根腫病的影響，結果表明硝酸鹽的濃度與根腫病的發生呈負相關，硝酸鹽的濃度越高根腫病的發生率則越低。這是因為硝態氮能促進細胞內游離氨基酸的合成，使得細胞內精氨酸和賴氨酸等組蛋白的含量上升，阻礙了RNA聚合酶的合成，導致缺乏繁殖根腫病菌所必需的基因產物。2006年，印度Bhattachary等[32]開展的試驗得出同樣的結論，該結果在之后Page[33]的研究中也得到了證實。吳國萍等[34]研究表明土壤有效氮含量顯著增加則油菜根腫病的發病率顯著降低，但是土壤有效氮的含量具體在何水平上會影響油菜根腫病的發生還有待進一步研究。

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（責任編輯：朱瓊瓊）

Research Progress in the Soil Factors on Clubroot (Plasmodiophora brassicae Woron.) of Cruciferous Crops

ZHOU Hu，REN Zuo-hua
（College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, PRC）

In recent years, the occurrence and damage of clubroot is more and more serious in domestic and foreign. To understand the relationships between occurrence of clubroot and different soil factors, and the correlation between disease incidence and soil acidity, moisture content, total potassium, cation exchange capacity (CEC), nitrogen index were discussed emphatically by reviewing previous studies.

cruciferous crops; clubroot; soil factors; incidence; correlation; review

S432

：A

：1006-060X（2015）10-0143-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.10.040

2015-08-14

湖南省自然科學基金（12JJ4028）；湖南農大大學生創新項目(XCX1591)

周 瑚（1992-），女，湖南邵陽市人，碩士研究生，研究方向：微生物與植物分子互作。

任佐華