土壤pH值与十字花科作物根肿病相互关系研究

黄　蓉，黄瑞荣*，胡建坤，华菊玲，闵跃中

(1.江西省农业科学院植物保护研究所，江西南昌330200；2.南昌市蔬菜技术推广中心，江西南昌330000)

土壤pH值与十字花科作物根肿病相互关系研究

黄蓉1，黄瑞荣1*，胡建坤1，华菊玲1，闵跃中2

(1.江西省农业科学院植物保护研究所，江西南昌330200；2.南昌市蔬菜技术推广中心，江西南昌330000)

摘要：在江西省根肿病区采集106份样土测定土壤pH值，调查田间根肿病病情；结合人工接种与土壤pH值调节试验，研究土壤pH值与根肿病之间的关系。结果表明：土壤pH值分布区域主要在4.0～7.0，占所测土样的94.3%；田间根肿病情以土壤pH值4.5～6.5相对较重。人工接种试验土壤pH值与根肿病关系密切，适宜根肿病发生的土壤pH值区域为4.0～6.5，最适区域为4.5～5.5。调节土壤pH值至6.5以上，在相同背景条件下病情减轻。施用石灰调高土壤pH值，减轻或抑制根肿病发生。每667 m2石灰的适宜用量75～100 kg，用量过大，可导致作物生长不良。

关键词：土壤；pH值；十字花科；根肿病。

由芸苔根肿菌(Plasmodiophorabrassicae)引起的十字花科根肿病是一种重要的世界性植物病害。由该病引起的损失占世界十字花科作物总量的10%以上，在病区引起的损失一般在20%～90%[1-2]。该菌为专性寄生，主要危害十字花科植物的根部，能够产生吲哚乙酸和细胞分裂素等激素类物质[3-4]，致使植物的根部组织膨大，形成根部肿瘤。我国是根肿病分布区域较广的国家，大部分省(市)十字花科作物种植区有分布[5-6]。江西是二十世纪五十年代报道有根肿病发生的省份[7]，如今几乎各县(市)均有该病分布。随着城乡一体化进程的加快，大面积蔬菜基地的建立，给根肿病大面积流行创造了扩散条件，也给十字花科作物的生产带来了巨大风险。据报道，不论十字花科蔬菜，还是世界四大油料作物之一的油菜，感染上该病的趋势都日益加重，损失也在逐年增加[8]。因此，该病已成为十字花科作物可持续生产的一个重要制约因子。

根肿病的发生受菌源量、温度、土壤含水量、栽培条件等因素的影响，与土壤pH值也密切相关[9-13]。为进一步摸清根肿病与土壤pH值的相关性，笔者于2010—2012年在江西省多个县(市)根肿病区采集田间土样测定土壤pH值，结合田间病害调查，分析土壤pH值与根肿病关系；采用人工接种病菌研究土壤pH值与根肿病关系；同时研究了石灰对土壤pH值和作物生长的影响及其对根肿病的防控作用，旨在为根肿病发生条件及其防治研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1供试样土的采集

分别从江西省南昌县八一乡、向塘镇、南昌市扬子洲、江西省水稻良种场、婺源县刘坑村等十字花科蔬菜根肿病疫区采集土样106份。多数土样为病田带菌土，有的土样来自蔬菜地，有的土样来自水稻与蔬菜轮作地。选择田中有代表性的区域用取土器自上而下采集1～20 cm的土壤作为样土，5点取样，每点取土100 g。土样取回后混匀放在搪瓷盘中自然风干，以备测试之用。

1.2土壤pH值的测定

1.2.1样土处理用孔径为1 mm的筛子将风干土过筛，每份土壤样品进行测定时，分别取20 g土放入规格为100 mL的烧杯中，并加入20 mL的去离子蒸馏水，用玻璃棒搅拌1 min，使其充分混匀后用封口膜密封，在室温下静置30 min，备用。

1.2.2pH值测定开启pH测量计预热15 min后，用配制好的标准pH缓冲液进行校正，将电极杆用蒸馏水冲洗干净后插入待测样品中，待数值稳定后记录测定结果。每个样品3次重复。

1.3根肿病田间调查

2010年10月至2012年10月，先后在取样田块抽样调查十字花科蔬菜根肿病发生情况，5点取样，小白菜每点查40株，大白菜或紫菜苔每点调查30株，记载病株率。结合土壤pH值测定结果，分析其与根肿病病情之间的关系。

1.4人工接种测定土壤pH值与根肿病关系

1.4.1供试品种小白菜品种“苏州青”。

1.4.2接种体制配把保存于-20 ℃冰柜中的根肿病菌肿根取出，解冻后置入捣碎机中加少量无菌水捣碎。双层灭菌纱布过滤，3 100 r/min离心浓缩，配制成菌悬浮液，用血球计数板于显微镜下计数，调节孢子浓度至2.5×107孢子/mL备用。

1.4.3孢子液喷施接种将土壤pH值6.5的营养土装入塑料育苗盘(规格为60 cm×40 cm×15 cm)中，分成2组，一组土壤pH值调至5.5，另一组土壤pH值6.5不变。以每盘土壤喷施菌液(2.5×107孢子/mL)800 mL为接种处理，喷施无菌水800 mL为空白对照，共计4个处理。每处理1盘，重复3次。每盘播种40穴，每穴3粒种子。采用FeSO4·7H2O调低土壤pH。

1.4.4孢子液浸种接种将小白菜种子分别在2.5×107孢子/mL、5×106孢子/mL、1×106孢子/mL等3个不同浓度的孢子悬液中浸泡5 h后，分别播种到装有pH值6.5和pH值5.5的营养土的塑料育苗盘中，播种方法与调土壤pH同1.4.3。

1.4.5带菌土壤接种取同一病田的土壤充分拌匀后测定初始土壤pH值，装入塑料育苗盘中，设计土壤pH值4.0、4.5、5.5、6.5、7.0共5个处理，每处理各1盘，重复3次。采用FeSO4· 7H2O和石灰调节土壤pH值至各梯度。播种方法与前面一致。

1.5石灰用量对菜苗的影响

从无根肿病史的菜地取土，充分拌匀后装入塑料育苗盘中，按亩用石灰量75，100，150，250，500 kg计算各处理每盘用量，分别施入育苗盘中，将石灰与表层土(1～8 cm)混拌均匀，每处理各1盘，重复3次。每盘播种"苏州青"菜籽200粒，各处理后续管理一致。播种后7 d调查出苗率，称取各处理菜苗地上部分的鲜质量，计算100株菜苗的鲜重，观察菜苗长势。

1.6病情调查记载

播种后35～40 d调查各处理全部菜苗的发病情况。由于根肿病分级国内尚无统一标准，笔者将病情严重度按“0～5”级分为4级，并以此分级标准调查记载，计算株发病率和病情指数。根肿病病情严重度“0～5”级分级标准如下：

0级：未发病；

1级：须根肿大，或主根轻微肿大但不明显；

3级：主根明显肿大，肿瘤大小达主根横切面积的2倍；

5级：主根明显肿大，肿瘤大小达主根横切面积的4倍以上，或主、须呈现多个明显肿瘤。

1.7统计分析

调查结果按下列公式进行计算：

病株率=发病株数÷总株数×100%

(1)

病情指数=∑[(发病级代表值×各级病株数)/(调查总株数×最高发病级代表值)]×100

(2)

用SAS软件分析各试验中不同处理之间的差异。

2结果

2.1田间土样pH值区域分布与根肿病关系

图1　土样pH值范围分布Fig.1　Distribution of the soil pH spectrum

采集的106份土样pH值测定结果，最高值为7.5，最低值为3.8，土壤pH值分布区域主要在4～7，占所测样本的94.3%。旱田改水田的土壤pH值略有上升。土样pH值区域分布比率为pH<4.0：2.8%；4.07.0：2.8 %(图1)。分析田间病害调查结果，根肿病发生的土壤pH值区域在3.8～7.0，病情以土壤pH值4.5～6.5相对较重，土壤pH值6.5以上相对较轻。

研究发现，田间存在以下两种现象：同一田块不同区域土壤pH值相差较大，pH值>6.5的区域根肿病株率明显低于pH值﹤6.5的区域(表1)；同一田块土壤pH值差异较小，不同区域病株率差异较大(表2)。究其原因，前者多因施用石灰量不等所致，后者主要表现在移栽田，多为病苗移栽所致。

表1　同一田块不同小区土壤pH值差异导致病株率差异

数据来自于小白菜连作直播田块。Pakchoi seeds were sowed for planting in this group.

表2　土壤pH值差异小的同一田块病株率差异

a上季病株率为田间移栽小白菜苗调查结果；b当季病株率为直播小白菜苗调查结果。

aPakchoi seedlings were transplanted for planting in this group;bPakchoi seeds were sowed for planting in this group.

2.2孢子液喷施接种测定土壤pH值与根肿病关系

如表3所示，处理1为土壤pH值5.5与喷施菌液接种的组合，其根肿病株发病率为94.90%，病情指数为56.67；处理2是土壤pH值6.5与喷施菌液的组合，其根肿病株发病率为72.97%，病情指数为39.46；处理3、4为pH6.5和5.5的营养土与喷施清水的组合，株发病率为0。结果表明，土壤pH值6.5的处理所诱导的病情显著低于土壤pH值5.5。

表3　喷施接种试验结果

不同处理的数据后相同字母表示差异不显著(P>0.01)。

Mean values for different treatments with the same letters in each histogram are not significantly different(P>0.01).

2.3孢子液浸种接种测定土壤pH值与根肿病关系

不同浓度的孢子液浸种处理后播种到装有pH 6.5与pH 5.5的营养土的育秧盘中，35 d后调查各处理根肿病发生情况，结果见表4。结果表明，菌液浸种可诱导根肿病发生，其病情严重度与菌液浓度有关，在供试的病菌孢子浓度范围内，孢子浓度越高病情越重。相同孢子液浓度(2.5×107孢子/mL、5×106孢子/mL)浸种处理播种在pH 5.5的土壤中病情严重度极显著高于土壤pH 6.5的土壤。菌液浓度1×106孢子/mL浸种处理的病情严重度两者无显著差异，这应与病情太轻有关。

表4　根肿病浸种法接种在不同条件下的试验效果

不同处理的数据后相同字母表示差异不显著(P>0.01)。

Mean values for different treatments with the same letters in each histogram are not significantly different(P>0.01).

2.4菌土接种测定土壤pH值与根肿病关系

以病田带菌土壤为营养土和接种体测定pH值与根肿病的关系，结果见表5。结果表明，土壤pH值在4.0～7.0，病株率和病情指数变化趋势为5.5﹥4.5﹥4.0﹥6.5﹥7.0，土壤pH值5.5与4.5的差异未达显著水平，但两者极显著高于土壤pH值6.5；土壤pH值7.0的病株率和病情指数极显著低于其它各处理。由此可见，土壤pH值对根肿病有显著影响。

表5　菌土接种测定土壤pH值与根肿病关系

不同处理的数据后相同字母表示差异不显著(P>0.01)。

Mean values for different treatments with the same letters in each histogram are not significantly different(P>0.01).

2.5石灰用量对作物生长的影响

石灰用量对作物生长影响的试验结果见表6。结果表明，每667 m2石灰一次性用量0～500 kg，对小白菜的出苗率影响不大，但出苗后7 d调查，菜苗素质及100苗鲜质量差异显著。每667 m2石灰用量达到250 kg时菜苗长势减弱；达到500 kg时菜苗素质显著降低，表现为苗小、瘦弱。各处理100苗鲜质量方差分析表明，每667 m2石灰施用量0～100 kg无显著差异，但其鲜质量显著高于150 kg的处理；每667 m2150,250,500 kg等3个处理的鲜质量，分别为前者显著高于后者。pH值6.0左右的土壤施用石灰，土壤pH值随石灰用量加大而增高；当石灰用量达500 kg时，土壤pH值增高至12。由此可见，施用石灰可调高土壤pH值，但过量会导致作物严重生长不良。

表6　石灰用量对作物生长的影响

不同处理的数据后相同字母表示差异不显著(P>0.01)。

Mean values for different treatments with the same letters in each histogram are not significantly different(P>0.01).

3结论与讨论

根据土壤样品pH值测定，pH最高值为7.5，最低值为3.8，pH值分布区域主要在4.0～7.0，占所测样本的94.3%，以酸性土壤为主。根据人工接种测定和田间调查，根肿病发生的土壤条件在pH值3.8～7.0，pH值4.0～6.5为适宜区域，4.5～5.5为最适区域。在相同条件下土壤pH值﹥6.5根肿病发生相对较轻。这与吕理桑报道的土壤pH在4.0～7.0皆发病，在5.4～6.5最适宜发病，pH值在7.0以上时不发病[14]基本一致。结果表明，土壤pH值与根肿病关系密切，是影响根肿病发生的重要因子。江西省耕地多为红壤酸性土，据此推断是适宜根肿病发生的土壤类型。江西省根肿病分布广泛，几乎全省各县(市)均有发生，其中田间土壤偏酸可能是原因之一。

利用石灰及其他形式的钙盐在一定程度上可以调节土壤pH值，可有效减少休眠孢子的萌发[8-9]，起到控制该病害的效果。Niwa等[9]在比较Ca(OH)2、CaCO3和KOH对根肿病的防治效果时发现，KOH对根肿病的防治效果不及Ca(OH)2和CaCO3，这充分说明根肿病的发生与土壤中钙的含量有着密切关系。田间调查与试验证实，施用石灰可减轻根肿病的发生。这应与施用石灰提高了土壤中Ca2+的含量和土壤pH值，从而降低了土壤酸度有关。肖崇刚等通过测定根肿病菌的生物学特性，认为酸性条件更适合根肿病菌的生存繁殖[15]。因此，田间增施石灰可作为防治根肿病的一项重要措施。但过多的施用石灰将对土壤结构、理化性状造成不良影响，导致土壤板结，影响后茬作物生产。研究表明，每667 m2田间一次性施用石灰75～100 kg对作物生长无不良影响，但超过250 kg即可影响菜苗素质，抑制长势，且随用量增加影响加重。因此，每667 m2石灰一次性施用宜控制在75～100 kg。

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A Study of the Relationship Between Soil pH Value and

Clubroot of Cruciferous Crops

HUANG Rong1,HUANG Rui-rong1*,HU Jian-kun1,HUA Ju-ling1,MIN Yue-zhong2

(1.Plant Protection Institute,Jiangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanchang 330200,China;2.Nanchang Vegetable Technique Extension Center,Nanchang 330000,China)

Abstract:The purpose of this study was to make clear the relationship between the pH value of soil and the outbreak of clubroot.106 soil samples were collected from the infected patches of clubroot in Jiangxi Province,their pH values were measured and the incidence of clubroot in these areas was investigated.Meanwhile,the infectional experiment of clubroot in different pH conditions was carried out.As a result,the pH values of soil samples were mostly distributed between 4.0 and 7.0,and the samples with these pH values accounted for 94.3% of all the samples.According to the field investigation result,when the pH of soil was 4.5-6.5,the incidence of clubroot was high.The result of the infectional experiment also confirmed that clubroot happened seriously when the soil pH was 4.0-6.5,especially when it was 4.5-5.5.If the soil pH value was adjusted over 6.5,clubroot would be lightened under the same condition.Spreading lime could raise soil pH,depress or inhibit the incidence of clubroot.The suitable concentration of lime was 75-100 kg in 667 m2,overabundance would make crops grow badly.

Key words:soil,pH value,crucifers,clubroot

作者简介：黄蓉(1983—)，女，助理研究员，博士，主要从事植物病害防治研究，E-mail：lixi-helen@sohu.com；*通信作者：黄瑞荣，研究员， E-mail：huangruirong@sohu.com。

基金项目：国家公益性行业(农业)科研专项(201003029)和南昌市科技支撑计划项目(洪财企[2012]80号)

收稿日期：2014-06-03修回日期：2014-07-10

中图分类号：S436.3

文献标志码：A

文章编号：1000-2286(2015)01-0067-06