土壤酸碱度与榨菜根肿病的关系分析

蒋欢　彭玉梅　董代文　闫玉芳　吴朝军　王旭祎

摘要：[目的]研究不同土壤（pH）酸碱度条件下榨菜根肿病发生的严重程度，探究土壤pH与榨菜根肿病的关系，为榨菜根肿病的防治提供理论依据。[方法]在重庆市涪陵区榨菜根肿病区采集土壤样品288份测定其pH，测定不同pH条件下根肿病菌休眠孢子萌发率、根肿病发病率及榨菜营养生长情况，研究土壤pH与榨菜根肿病间的关系。[结果]288份发病土样pH集中分布于4.00-7.00。根肿病菌休眠孢子的萌发率在pH 5.0-6.50时较高，均在50.00%以上，在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00-10.00时萌发率较低。温室盆栽试验结果显示，酸『生环境下榨菜根肿病发病率显著高于碱性环境，在pH 4.5-6.50时榨菜根肿病发病严重，以pH 6.00时发病最严重，病情指数达84.22，在pH 8.00时不发生根肿病。不同pH条件下榨菜各生长指标测定结果显示，榨菜在pH 5.0-7.50时长势较好，在pH 6.50-7.00时长势最佳，在pH 4.00和8.00时生长受到抑制。[结论]土壤pH 4.5-6.50的弱酸性环境利于榨菜根肿病的发生，最适宜榨菜营养生长的pH为6.5-7.00。生产中可通过调节土壤pH，再配合其他防治措施以控制榨菜根肿病的发生。

关键词：根肿病；榨菜；土壤pH

0引言

[研究意义]榨菜（Brassica juncea var.tumida Tsen&Lee）又名茎瘤芥菜、茎用芥菜，是人们日常生活中经常食用的一种鲜食及加工蔬菜，是重庆市涪陵区的特色农业资源和重点发展的蔬菜品种。近年来，由于十字花科根肿病在榨菜上扩展蔓延，严重影响其产量，并造成巨大的经济损失。涪陵区于1994年首次发现榨菜根肿病后，该病即迅速扩展蔓延，危害日趋加重（王旭祎等，2002）。根据王旭神等（2004）的调查结果，涪陵区沿江19个榨菜主栽乡（镇）中有10个乡（镇）受到根肿病危害，其中，重病区发病田块占调查田块的80%，病株率在50%以上，少数田块死苗绝收。吕理桑（2002）研究认为，土壤酸碱度（pH）及温湿度与根肿病的发生关系密切。因此，研究不同土壤pH条件下榨菜根肿病发生的严重程度，探究pH与榨菜根肿病的关系，可为榨菜根肿病的防治提供理论依据。[前人研究进展]十字花科作物根肿病是由芸苔根肿菌（Plasmodiophora brassicae）引起的一种世界性病害。病害的发生受土壤pH、温度、湿度、菌源量等条件影响（Murakami etal.，2002；Niwa et al.，2007），研究认为根肿病发病的最适宜土温为25℃，土壤pH 5.8-6.5，土壤湿度在60%以上（吕理桑，2002；Kim et al.，2004；周瑚等，2015）。合适pH是根肿病发生的重要因子，通常认为在弱酸环境中更有利于根肿病菌休眠孢子萌发及病害发生（郭向华等，2001；肖崇刚和郭向华，2002；徐海燕，2011；杨明英等，2014；黄蓉等，2015；黄小琴等，2016）。胡琼（2014）通过盆栽试验发现油菜在土壤pH 4.0-7.0时均可发生根肿病，而在pH 8.0和9.0时不发病。孙超超等（2015）研究发现，土壤pH与根肿病发病率的相关性达极显著水平，且pH越高发病率越低。前人应用最早的防治根肿病的方法是在病田内撒施生石灰，提高土壤pH以抑制病害发生（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肿病的发生，其实质也是通过提高土壤pH影响根肿病的发生。[本研究切入点]前人对土壤pH与根肿病的研究主要集中在甘蓝、白菜及油菜等作物上，对于土壤pH与榨菜根肿病的关系研究鲜有报道。[拟解决的关键问题]在重庆市涪陵区根肿病区采集土壤样品288份，测定不同土壤土壤pH条件下根肿病菌休眠孢子萌发率、根肿病发病情况及榨菜营养生长情况，明确利于榨菜根肿病发病及适宜榨菜生长的pH范围，为榨菜根肿病的防治研究提供理论参考。

1材料与方法

1.1试验材料

试验所用榨菜品种为涪杂2号，根肿病菌休眠孢子悬浮液由当年采集的患根肿病榨菜新鲜菌根制备。

1.2试验方法

1.2.1不同耕作方式榨菜地土壤pH测定 选取榨菜根肿病发生严重且较典型的3个乡（镇）（珍溪、南沱和百胜）及重庆市渝东南农业科学院（以下简称农科院），分别在发病旱地和水旱轮作地选同一病田中轻度发病（1级）、中度发病（2级）和重度发病（3级和4级）的植株，以根为中心，由上至下取5、10、15和20cm，再由内至外取5、10和15 cm的不同土层土样，共288份。将土样自然风干后用机械粉碎至试验所需细度后用酸度计测定土壤水浸液pH，每个样品重复3次。

榨菜根肿病田间分级标准：0级，无肿瘤；1级，侧根发病，肿瘤小而少，呈白色，对植株生长无或轻微影响，产量损失0-5%；2级，肿瘤在主根中下部或侧根上肿瘤大而多，呈白色或米黄色，对植株生长有一定影响，但地上部分无明显症状，产量损失6%-20%；3级，主根肿瘤大且变黑，表面粗糙龟裂，有少量侧根，地上部分生长受阻，中心叶片变为深绿色，在阳光下出现轻度萎蔫，产量损失21%-35%；4级，主根肿瘤龟裂或腐烂变黑，几乎无侧根，地上部分生长严重受阻，株型矮小，叶色暗绿，菜头小且皮厚筋多，在阳光下整株严重萎蔫，极易拔起，产量损失（不包括无实际收获价值的病株）在36%以上。

1.2.2土壤pH对根肿病菌休眠孢子萌發的影响

1.2.2.1休眠孢子悬浮液制备 休眠孢子悬浮液的制备参考郭向华（2001）、肖崇刚和郭向华（2002）的方法。

1.2.2.2根分泌物收集 将涪杂2号榨菜种子整齐分散在培养皿内的湿润滤纸上，盖上皿盖，置于25℃恒温培养箱内催芽2 d，然后移栽至盛有Hoagland营养液的200 mL大培养皿中有孔的泡沫薄片上，每烧杯移栽60株，10 d后收集获得含根分泌物的溶液，将收集到的根分泌物溶液过0.22um细菌过滤器后4℃保存备用。

1.2.2.3休眠孢子萌发试验 在离心管中以5：1的比例分别加入收集的根分泌物及孢子悬浮液，然后调节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次重复，于25℃黑暗条件下培养5 d后显微镜下观察孢子萌发情况，计算休眠孢子萌发率。

孢子萌发检查参照吴道军（2013）的仿DIC显微镜（微分干涉相差显微镜）方法。

休眠孢子萌发率（%）=孢子萌发数/调查孢子总数×100

1.2.3土壤pH对榨菜根肿病发病的影响 采用菌土法测定榨菜苗在不同土壤pH条件下的发病情况（郭向华，2001；司军等，2003）。取灭菌的营养土加入根肿病菌孢子悬浮液，混匀后菌土浓度为1×10个/g土，用HCl和NaOH调节菌土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，分装营养钵，营养钵放入托盘中，每盘30钵，每处理3次重复，50 d后拔出幼苗调查根肿病发病情况，病害分级参照吴道军（2013）的0-9级分级标准。

1.2.4土壤pH对榨菜营养生长的影响 取灭菌的营养土，加入适量蒸馏水后用HCl和NaOH调节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，分装营养钵，营养钵放入托盘中，每盘30钵，每处理3次重复，60 d后将幼苗拔出，测定其根鲜重、株鲜重（不含根）、株高、扩展度及最大叶长和最大叶宽。

1.3统计分析

试验数据用Excel 2007和DPS v7.05进行整理及统计分析。

2结果与分析

2.1不同耕作方式下榨菜根肿病不同发病程度土壤pH测定结果

对榨菜根肿病不同发病程度土壤进行pH测定，结果（表1）显示，水旱轮作地土壤pH高于旱地，中度发病土样的pH低于轻度发病和重度发病土样的pH。差异显著性分析结果显示，不同发病程度的土壤pH存在显著差异（P<0.05，下同）。

2.2土样pH分布及各土层pH的最小值分布情况

288份土样pH测定结果（表2）显示，pH最高为7.98，最低为3.82，集中分布在pH 4.00-7.00，其中分布于pH 5.00-6.00最多。分析发现，各采样点各土层pH最小值大部分分布于中度发病和重度发病土样，占所测样本的64.58%，只有35.42%的土样最小pH分布于轻度发病土样。

2.3土壤pH对根肿病菌休眠孢子萌发的影响

为探究榨菜根肿病与土壤pH的关系，测定了不同pH条件下根肿病菌休眠孢子的萌发率，结果（图1）显示，休眠孢子的萌发率在pH 6.00前随着pH的升高而升高，而后随着pH的升高而降低，且在pH 5.00-6.50时休眠孢子萌发率较高，均在50.00%以上，与2.2的检测结果（发病土样pH集中分布在4.00-7.00）基本吻合，其中在pH 5.50和6.00时休眠孢子萌发率较高，分别为68.62%和70.32%，显著高于其他pH条件。在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00和10.00时休眠孢子萌发率较低。

2.4土壤0H对榨菜根肿病发病的影响

为探究土壤pH对榨菜根肿病发病的影响，测定了榨菜苗在不同土壤pH条件下的发病率及病情指数，结果（图2）显示，在pH 3.00、8.50、9.00和10.00时榨菜不能生长，酸性环境下榨菜根肿病发病率显著高于碱性环境，且发病严重，其中在pH 4.50-6.50时病情指数均在50.00以上，发病严重；在pH 6.00时发病最严重，病情指数达84.22；而在pH 7.50时发病率为仅为29.62%，病情指数为24.69；在pH 8.00时榨菜不发生根肿病。榨菜苗根肿病各级发病症状见图3。

2.5土壤pH对榨菜营养生长的影响

为探究土壤pH对榨菜营养生长的影响，测定了榨菜苗在不同pH（3.00-10.00）条件下的根鲜重、株鲜重、最大叶长度、最大叶宽度、株高及扩展度，结果（表3）显示，榨菜在pH 3.00、8.50、9.00和10.00時不能生长。测得的各生长指标均在pH 5.00-7.50时较高，其中，pH 4.50-7.50时的根鲜重间无显著差异（P>0.05，下同），但显著高于0H 4.00和8.00时的根鲜重；pH 5.50-7.00时的株鲜重显著高于其他pH条件下的株鲜重；pH 5.00-7.50时的最大叶长显著高于其他pH条件下的最大叶长，pH 4.00-7.50时的最大叶宽显著高于pH 8.00时的最大叶宽，pH 5.50-7.00时的株高显著高于其他pH条件下的株高（pH 5.00时的株高与pH 5.50时的株高差异不显著）；pH 5.00-7.50时榨菜苗的扩展度显著高于其他pH条件下的扩展度。综合各项生长指标，说明榨菜在pH 5.00-7.50时长势较好，在pH 6.50-7.00时长势最好，在pH 4.00和8.00时生长受到抑制。不同土壤pH条件下榨菜苗生长情况见图4。

3讨论

本研究对榨菜根肿病不同发病程度土壤进行pH测定，结果显示，中度发病的土样pH低于轻度发病和重度发病的土样pH，不同发病程度土壤pH存在显著差异，其原因可能是中度发病土壤的病原菌活力高于轻度发病和重度发病土壤的病原菌，活力强的病原菌代谢旺盛，代谢物增加，从而对土壤pH影响较大。

对288份土样pH的测定分析发现，发病土壤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%，且各土层的最小pH大部分分布于中度发病和重度发病土样，占所测样本的64.58%，只有35.42%的土样最小pH分布于轻度发病土样，说明酸性土壤适合榨菜根肿病的发生，抑或说榨菜根肿病的发生可使土壤酸化。

为了探究榨菜根肿病菌休眠孢子萌发与pH的关系，本研究测定了根肿病菌休眠孢子在不同pH条件下的萌发率，结果显示，在pH 5.00-6.50时休眠孢子萌发率较高，在pH 5.50和6.00时萌发率最高，在pH 3.00、4.00、8.00、8.50、9.00和10.00时休眠孢子萌发率较低，与黄云等（2007）、张铉哲等（2014）的研究结果基本一致。因此，在防治榨菜根肿病时可通过调节土壤pH来抑制病菌休眠孢子萌发，以达到控制榨菜根肿病的目的。

本研究测定了榨菜苗在不同土壤pH条件下的发病率及病情指数，结果显示，酸性条件下榨菜根肿病发病率高且发病重，其中在pH 4.50-6.50时发病严重，而在pH为7.50时病情指数仅为24.69，在pH 8.00时榨菜不发生根肿病（图2）。这也说明弱酸性土壤利于榨菜根肿病的发生，因此在榨菜易受根肿病菌侵染的苗期时应考虑这一因素，使榨菜在苗期避开根肿病菌发病的适宜pH条件。

本研究还测定了榨菜苗在不同土壤pH条件下的根鲜重、株鲜重、最大叶长度、最大叶宽度、株高及扩展度，综合各项生长指标，发现榨菜在强酸、强碱环境（oH 3.00、8.50、9.00、10.00）时不能生长，在pH4.00和8.00时生长受抑制，适宜生长的oH为5.00-7.50。结合前期的温室盆栽试验结果，说明可适当调高土壤pH以减轻根肿病的危害程度，同时不影响榨菜生长。

4结论

榨菜根肿病的发生与土壤pH关系密切，pH4.50-6.50时适于根肿病菌休眠孢子萌发，进而引发根肿病。pH 6.50～7.00最适宜榨菜的营养生长，综合本研究结果，可通过调节土壤pH，再配合其他防治措施以控制榨菜根肿病的发生。