土壤酸堿度與榨菜根腫病的關系分析

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生的嚴重程度，探究土壤pH與榨菜根腫病的關系，為榨菜根腫病的防治提供理論依據。[方法]在重慶市涪陵區榨菜根腫病區采集土壤樣品288份測定其pH，測定不同pH條件下根腫病菌休眠孢子萌發率、根腫病發病率及榨菜營養生長情況，研究土壤pH與榨菜根腫病間的關系。[結果]288份發病土樣pH集中分布于4.00-7.00。根腫病菌休眠孢子的萌發率在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時萌發率較低。溫室盆栽試驗結果顯示，酸『生環境下榨菜根腫病發病率顯著高于堿性環境，在pH 4.5-6.50時榨菜根腫病發病嚴重，以pH 6.00時發病最嚴重，病情指數達84.22，在pH 8.00時不發生根腫病。不同pH條件下榨菜各生長指標測定結果顯示，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。[結論]土壤pH 4.5-6.50的弱酸性環境利于榨菜根腫病的發生，最適宜榨菜營養生長的pH為6.5-7.00。生產中可通過調節土壤pH，再配合其他防治措施以控制榨菜根腫病的發生。

關鍵詞：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，是人們日常生活中經常食用的一種鮮食及加工蔬菜，是重慶市涪陵區的特色農業資源和重點發展的蔬菜品種。近年來，由于十字花科根腫病在榨菜上擴展蔓延，嚴重影響其產量，并造成巨大的經濟損失。涪陵區于1994年首次發現榨菜根腫病后，該病即迅速擴展蔓延，危害日趨加重（王旭祎等，2002）。根據王旭神等（2004）的調查結果，涪陵區沿江19個榨菜主栽鄉（鎮）中有10個鄉（鎮）受到根腫病危害，其中，重病區發病田塊占調查田塊的80%，病株率在50%以上，少數田塊死苗絕收。呂理桑（2002）研究認為，土壤酸堿度（pH）及溫濕度與根腫病的發生關系密切。因此，研究不同土壤pH條件下榨菜根腫病發生的嚴重程度，探究pH與榨菜根腫病的關系，可為榨菜根腫病的防治提供理論依據。[前人研究進展]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），研究認為根腫病發病的最適宜土溫為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是根腫病發生的重要因子，通常認為在弱酸環境中更有利于根腫病菌休眠孢子萌發及病害發生（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）通過盆栽試驗發現油菜在土壤pH 4.0-7.0時均可發生根腫病，而在pH 8.0和9.0時不發病。孫超超等（2015）研究發現，土壤pH與根腫病發病率的相關性達極顯著水平，且pH越高發病率越低。前人應用最早的防治根腫病的方法是在病田內撒施生石灰，提高土壤pH以抑制病害發生（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生，其實質也是通過提高土壤pH影響根腫病的發生。[本研究切入點]前人對土壤pH與根腫病的研究主要集中在甘藍、白菜及油菜等作物上，對于土壤pH與榨菜根腫病的關系研究鮮有報道。[擬解決的關鍵問題]在重慶市涪陵區根腫病區采集土壤樣品288份，測定不同土壤土壤pH條件下根腫病菌休眠孢子萌發率、根腫病發病情況及榨菜營養生長情況，明確利于榨菜根腫病發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 選取榨菜根腫病發生嚴重且較典型的3個鄉（鎮）（珍溪、南沱和百勝）及重慶市渝東南農業科學院（以下簡稱農科院），分別在發病旱地和水旱輪作地選同一病田中輕度發病（1級）、中度發病（2級）和重度發病（3級和4級）的植株，以根為中心，由上至下取5、10、15和20cm，再由內至外取5、10和15 cm的不同土層土樣，共288份。將土樣自然風干后用機械粉碎至試驗所需細度后用酸度計測定土壤水浸液pH，每個樣品重復3次。

榨菜根腫病田間分級標準：0級，無腫瘤；1級，側根發病，腫瘤小而少，呈白色，對植株生長無或輕微影響，產量損失0-5%；2級，腫瘤在主根中下部或側根上腫瘤大而多，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，有少量側根，地上部分生長受阻，中心葉片變為深綠色，在陽光下出現輕度萎蔫，產量損失21%-35%；4級，主根腫瘤龜裂或腐爛變黑，幾乎無側根，地上部分生長嚴重受阻，株型矮小，葉色暗綠，菜頭小且皮厚筋多，在陽光下整株嚴重萎蔫，極易拔起，產量損失（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皿內的濕潤濾紙上，蓋上皿蓋，置于25℃恒溫培養箱內催芽2 d，然后移栽至盛有Hoagland營養液的200 mL大培養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細菌過濾器后4℃保存備用。

1.2.2.3休眠孢子萌發試驗 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，然后調節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，于25℃黑暗條件下培養5 d后顯微鏡下觀察孢子萌發情況，計算休眠孢子萌發率。

孢子萌發檢查參照吳道軍（2013）的仿DIC顯微鏡（微分干涉相差顯微鏡）方法。

休眠孢子萌發率（%）=孢子萌發數/調查孢子總數×100

1.2.3土壤pH對榨菜根腫病發病的影響 采用菌土法測定榨菜苗在不同土壤pH條件下的發病情況（郭向華，2001；司軍等，2003）。取滅菌的營養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調節菌土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，分裝營養缽，營養缽放入托盤中，每盤30缽，每處理3次重復，50 d后拔出幼苗調查根腫病發病情況，病害分級參照吳道軍（2013）的0-9級分級標準。

1.2.4土壤pH對榨菜營養生長的影響 取滅菌的營養土，加入適量蒸餾水后用HCl和NaOH調節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，分裝營養缽，營養缽放入托盤中，每盤30缽，每處理3次重復，60 d后將幼苗拔出，測定其根鮮重、株鮮重（不含根）、株高、擴展度及最大葉長和最大葉寬。

1.3統計分析

試驗數據用Excel 2007和DPS v7.05進行整理及統計分析。

2結果與分析

2.1不同耕作方式下榨菜根腫病不同發病程度土壤pH測定結果

對榨菜根腫病不同發病程度土壤進行pH測定，結果（表1）顯示，水旱輪作地土壤pH高于旱地，中度發病土樣的pH低于輕度發病和重度發病土樣的pH。差異顯著性分析結果顯示，不同發病程度的土壤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。分析發現，各采樣點各土層pH最小值大部分分布于中度發病和重度發病土樣，占所測樣本的64.58%，只有35.42%的土樣最小pH分布于輕度發病土樣。

2.3土壤pH對根腫病菌休眠孢子萌發的影響

為探究榨菜根腫病與土壤pH的關系，測定了不同pH條件下根腫病菌休眠孢子的萌發率，結果（圖1）顯示，休眠孢子的萌發率在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時休眠孢子萌發率較高，均在50.00%以上，與2.2的檢測結果（發病土樣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時休眠孢子萌發率較低。

2.4土壤0H對榨菜根腫病發病的影響

為探究土壤pH對榨菜根腫病發病的影響，測定了榨菜苗在不同土壤pH條件下的發病率及病情指數，結果（圖2）顯示，在pH 3.00、8.50、9.00和10.00時榨菜不能生長，酸性環境下榨菜根腫病發病率顯著高于堿性環境，且發病嚴重，其中在pH 4.50-6.50時病情指數均在50.00以上，發病嚴重；在pH 6.00時發病最嚴重，病情指數達84.22；而在pH 7.50時發病率為僅為29.62%，病情指數為24.69；在pH 8.00時榨菜不發生根腫病。榨菜苗根腫病各級發病癥狀見圖3。

2.5土壤pH對榨菜營養生長的影響

為探究土壤pH對榨菜營養生長的影響，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、株高及擴展度，結果（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時榨菜苗的擴展度顯著高于其他pH條件下的擴展度。綜合各項生長指標，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病程度土壤進行pH測定，結果顯示，中度發病的土樣pH低于輕度發病和重度發病的土樣pH，不同發病程度土壤pH存在顯著差異，其原因可能是中度發病土壤的病原菌活力高于輕度發病和重度發病土壤的病原菌，活力強的病原菌代謝旺盛，代謝物增加，從而對土壤pH影響較大。

對288份土樣pH的測定分析發現，發病土壤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病和重度發病土樣，占所測樣本的64.58%，只有35.42%的土樣最小pH分布于輕度發病土樣，說明酸性土壤適合榨菜根腫病的發生，抑或說榨菜根腫病的發生可使土壤酸化。

為了探究榨菜根腫病菌休眠孢子萌發與pH的關系，本研究測定了根腫病菌休眠孢子在不同pH條件下的萌發率，結果顯示，在pH 5.00-6.50時休眠孢子萌發率較高，在pH 5.50和6.00時萌發率最高，在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00和10.00時休眠孢子萌發率較低，與黃云等（2007）、張鉉哲等（2014）的研究結果基本一致。因此，在防治榨菜根腫病時可通過調節土壤pH來抑制病菌休眠孢子萌發，以達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條件下的發病率及病情指數，結果顯示，酸性條件下榨菜根腫病發病率高且發病重，其中在pH 4.50-6.50時發病嚴重，而在pH為7.50時病情指數僅為24.69，在pH 8.00時榨菜不發生根腫病（圖2）。這也說明弱酸性土壤利于榨菜根腫病的發生，因此在榨菜易受根腫病菌侵染的苗期時應考慮這一因素，使榨菜在苗期避開根腫病菌發病的適宜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、株高及擴展度，綜合各項生長指標，發現榨菜在強酸、強堿環境（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。結合前期的溫室盆栽試驗結果，說明可適當調高土壤pH以減輕根腫病的危害程度，同時不影響榨菜生長。

4結論

榨菜根腫病的發生與土壤pH關系密切，pH4.50-6.50時適于根腫病菌休眠孢子萌發，進而引發根腫病。pH 6.50～7.00最適宜榨菜的營養生長，綜合本研究結果，可通過調節土壤pH，再配合其他防治措施以控制榨菜根腫病的發生。