有机物料减轻设施连作黄瓜苗期病害的微生物效应.doc

有機物料減輕設施連作黃瓜苗期病害的微生物效應袁飛 彭宇 張春蘭 沈其榮（南京農業大學資源與環境科學學院，南京 210095）摘要: 在黃瓜已感立枯病、枯萎病的連作土壤上，接種病原菌菌絲，施入三種不同組分有機物料（稻草、木屑、豬糞）和三種用量1%、2%、3%，稻草處理減輕病害的效果好於豬糞處理好於木屑處理，並隨其用量的增加抗病效果更好。採用土壤試驗定植黃瓜、分別于定植1周、2周、4周測定土壤細菌、氨化細菌、放線菌、真菌的數量變化。試驗效果表明：增施有機物料後均可增加土壤中細菌、氨化細菌、放線菌、真菌數量。稻草和豬糞對土壤微生物區系的影響較木屑大。特別是施用稻草後不僅土壤細菌、真菌數增加，放線菌數量爲最高，增加量爲最大，青黴、木黴成爲真菌的優勢菌屬。施用豬糞後土壤細菌數最多，以假單孢菌、芽孢桿菌爲最多，真菌數也增多。木屑處理細菌、放線菌、真菌數量較少，但隨著施入時間延長效果增強。關鍵字: 有機物料; 設施連作黃瓜; 苗期病害; 土壤微生物1 引言黃瓜連作引起苗期病害猖獗，致使産量大幅度降低，成爲導致連作障礙的直接原因。黃瓜枯萎病及立枯病是黃瓜苗期主要土壤傳染性病害，病原分別半知菌亞門鐮孢屬真菌黃瓜尖鐮孢菌（Fusarinm oxysporum ）和半知菌亞門絲核菌屬真菌立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）。利用增施有機物料防治病害，國內外已經有報道1,2。有機物料對土壤的作用效果因物料的組成、養分含量、分解産物的不同而存在一定的差異。今選用三種有機物料豬糞、稻草、木屑，設置三種用量（1%、2%、3%），採用土培方法，研究不同有機物料減輕黃瓜枯萎病、立枯病的作用效果及微生物效應。爲減輕連作黃瓜苗期病害、合理用好有機肥料提供理論依據。2 材料與方法2.1 供試材料2.1.1 供試有機物料稻草，採用南京農業大學江浦農場試驗田；木屑，爲白楊樹木材加工後粉碎料；豬糞，采自南京近郊豬場。 三種有機物料風乾、粉碎、過20目篩，備用。供試材料基本性狀見表1。2.1.2 供試土壤土壤爲潮土（黃瓜連作土），采自北京市平谷縣。土壤基本性狀見表2。表1 供試有機物料基本性狀材料全碳C%全氮N%全磷P%全鉀K%水溶性有機物%木質素%纖維素%C/N比稻草43.70.70.041.586.9912.8528.3462.4木屑47.40.610.030.332.7843.311.877.7豬糞26.11.330.780.567.5214.0813.219.6表2 供試土壤基本性狀供試土壤有機質Cg/Kg全氮Ng/Kg速效磷Pmg/Kg速效鉀Kmg/KgpH5/1液土比ECms/cm枯萎病感病株率%立枯病感病株率%潮土10.51.089199.48.50.1415.710.32.1.3 供試黃瓜品種黃瓜品種爲津研四號，由南京市種子公司提供。2.1.4 供試病原菌菌株黃瓜立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）和黃瓜尖鐮孢菌(Fusarium oxysporum)由南京農業大學植保系提供，接種於斜面培養基，4保存。2.2 試驗設計和試驗方法試驗1 有機物料減輕黃瓜枯萎病、立枯病效果接種病原菌至連作黃瓜土壤中，以未接種土壤爲對照，施用三種有機物料處理：稻草、木屑、豬糞；三種用量：1%、2%、3%，5個重復，研究不同有機物料、不同用量減輕黃瓜立枯病、枯萎病效果。有機物料按1%、2%、3%的重量比均勻混入300g粗篩過的連作黃瓜土壤中，裝入一次性塑膠杯中，杯底均勻紮上5個孔，定量澆水，水要澆透，但不能從杯底小孔中漏出來。將F.oxysporum 或R.solani接種至裝有70ml液體培養基的250ml三角瓶中，30培養2周後，撈出菌絲體，用吸水紙吸幹，稱重後將F.oxysporum 或R.solani菌絲體接種入杯中，並立即定植兩葉一心黃瓜。定植黃瓜後的盆缽，常規管理，培養1周。測定黃瓜枯萎病或立枯病發病株數，計算發病株率及抗病效果。試驗2 有機物料對土壤微生物的影響通過土培試驗，採用同上的10個處理，5次重復，研究不同有機物料、不同用量對土壤微生物的影響。按試驗1相同步驟將有機物料與連作黃瓜土壤混勻、裝缽，然後定植兩葉一心黃瓜。定植黃瓜後的盆缽，常規管理，培養4周。測定施入有機物料後1周、2周、4周時土壤微生物數量及區系。2.3分析方法2.3.1微生物活菌數量測定：細菌、放線菌、真菌、氨化細菌、分別用牛肉膏蛋白腖、高氏1號、馬丁氏、氨化細菌培養基，稀釋平板法計數32.3.2病情調查：發病株率=發病株數/定植株數*100 抗病效果=（對照發病株率-發病株率）/對照發病株率*1003 結果與分析3.1 增施有機物料減輕黃瓜枯萎病、立枯病的效果表3 有機物料減輕黃瓜立枯病與枯萎病效果1）處理立枯病發病株率抗病效果(%)枯萎病發病株率抗病效果(%)對照54.30.0059.70.00稻草1%30.2*44.3834.5*42.21稻草2%28.4*47.7026.1*56.28稻草3%13.8*74.5916.3*72.70木屑1%53.12.2156.75.09木屑2%52.72.9554.88.21木屑3%48.510.6849.616.92豬糞1%50.27.5556.35.70豬糞2%39.427.4434.9*41.54豬糞3%36.532.7830.2*49.411）表內標有*爲0.05水平差異顯著，*爲0.01水平差異顯著，下同由表3可知，三種物料相比，稻草的抗立枯病效果是豬糞的26倍，是木屑的721倍。稻草處理抗枯萎病的效果是豬糞處理的17倍，是木屑處理的48倍。從上述分析結果可以看出，稻草處理抗黃瓜枯萎病、立枯病效果最好，其次爲豬糞，木屑處理較差，隨物料用量的增加抗病效果加強。稻草、豬糞處理與對照差異達顯著性水平，木屑差異不大。3.2 增施有機物料對土壤微生物的影響土壤細菌可分解各種有機物，數量大，代謝強，繁殖快。土壤細菌占微生物總量的7080%，是土壤中最活躍的微生物。土壤中細菌可分解有機物料帶來的大量可溶性物質，從而大量增殖。土壤中細菌可以拮抗尖鐮孢菌（Fusarium）4。比如枯草芽孢桿菌、假單孢菌對黃瓜尖鐮孢菌（F.oxysporumr）具有特異的拮抗作用5,6。氨化細菌屬於氮素生理群細菌，爲腐生性細菌中的一種，氨化細菌數量多，土壤供氮能力、分解有機物能力強；同時可減少土壤中的病原菌數量。放線菌大多可分泌放線菌素抑制真菌的生長，放線菌數量增加有利於抑制真菌的增殖，廣譜性地抑制所有土傳病原真菌7，包括黃瓜枯萎病、立枯病的病原菌，所以放線菌數量增加有利於減輕黃瓜枯萎病與立枯病的發生。土壤中的真菌既有腐生性的真菌，又有病原性真菌，前者主要營腐生生活，對作物無致病作用，而後者可以營寄生生活，導致植株感病，在沒有寄主存在時也可以營腐生生活，與腐生性真菌競爭。麯黴、毛黴、木黴、青黴等爲腐生性真菌7，是土壤中有機質的分解者，可競爭抑制病原真菌；其中木黴、青黴，對黃瓜尖鐮孢菌具有很強的抗性8，可拮抗黃瓜尖鐮孢菌。長蠕孢黴、交鏈孢黴、黃瓜鐮孢菌等爲寄生性真菌9，長蠕孢黴主要寄生於黃瓜和瓜葉上，交鏈孢黴寄生于黃瓜瓜葉上，黃瓜尖鐮孢菌可寄生於黃瓜莖基部，是黃瓜枯萎病的病原菌。3.2.1施用有機物料7天後土壤微生物區系的變化施入有機物料後爲土壤微生物提供了充足能源和養分，微生物數量發生急劇變化（表4）。表4 施入有機物料7天後土壤微生物數量處理細菌108個/g土氨化細菌108個/g土放線菌106個/g土真菌105個/g土對照12.78.04.00.3稻草1%42.0*13.215.3*5.4*稻草2%50.7*17.4*23.0*6.1*稻草3%72.3*19.6*29.7*6.7*木屑1%13.313.39.30.3木屑2%14.714.09.70.4木屑3%24.3*15.313.3*0.7*豬糞1%42.0*18.5*23.0*5.2*豬糞2%76.3*21.5*30.3*6.2*豬糞3%82.7*27.0*33.7*6.0*從表4可以看到，施入有機物料7天時土壤中細菌顯著增加，尤其是氨化細菌數量，其中又以假單孢菌佔優勢，可拮抗病原真菌。土壤細菌總量、氨化細菌數量：豬糞處理稻草處理木屑處理。土壤中放線菌增加非常顯著，土壤中放線菌數量：豬糞處理稻草處理木屑處理。由於放線菌具有拮抗病原菌作用，可以減輕黃瓜枯萎病、立枯病。土壤中真菌大量增殖，土壤真菌數量：稻草處理豬糞處理木屑處理。並且對照土壤中原先存在的大量病原菌在施入有機物料後由於腐生性真菌增加，受到拮抗，不再是優勢種屬，尤其是稻草、木屑處理，優勢種屬表5 有機物料對細菌、真菌優勢菌屬的影響處理用量細菌真菌對照假單孢菌、芽孢桿菌麯黴、長蠕孢黴、交鏈孢黴、鐮刀菌、木黴稻草1%假單孢菌、芽孢桿菌木黴2%假單孢菌、芽孢桿菌木黴、青黴3%假單孢菌、芽孢桿菌青黴、木黴鋸木屑1%假單孢菌、芽孢桿菌鐮刀菌、木黴2%假單孢菌、芽孢桿菌鐮刀菌、木黴3%假單孢菌、芽孢桿菌木黴豬糞1%假單孢菌、芽孢桿菌毛黴、根黴2%假單孢菌、芽孢桿菌毛黴3%假單孢菌、芽孢桿菌毛黴木黴、青黴對黃瓜尖鐮孢菌具有特異性拮抗作用。比較施入有機物料7天後對不同土壤微生物的影響可知，稻草、豬糞：土壤真菌增加最顯著的，分別可達21.3倍、19倍；其次是放線菌，分別可達6.5倍、7.5倍。木屑處理影響較小。可見施入有機物料7天時主要對真菌産生影響，尤其是稻草處理影響最大，這與稻草處理抗病效果最強相對應。3.2.2 有機物料施用14天後土壤微生物的變化表6 施用有機物料2周後土壤微生物的數量處理細菌108個/g土氨化細菌108個/g土放線菌106個/g土真菌105個/g土對照15.08.34.00.5稻草1%42.0*19.6*22.5*3.5*稻草2%76.5*24.4*31.0*5.0*稻草3%87.1*26.4*37.6*6.0*木屑1%16.514.05.50.5木屑2%19.014.59.00.5木屑3%21.517.212.01.5*豬糞1%48.0*20.8*8.02.5*豬糞2%80.0*25.3*9.03.0*豬糞3%89.6*30.0*9.54.5*由表6可見，施入有機物料14天後土壤細菌、氨化細菌都比對照增加，並隨著用量而增加。土壤細菌、氨化細菌數量：豬糞處理稻草處理木屑處理。土壤放線菌均比對照高。土壤中放線菌數量：稻草處理豬糞處理木屑處理。土壤中真菌數量：稻草處理豬糞處理木屑處理。比較施入有機物料對不同土壤微生物的影響可知，稻草對真菌影響最大，達11倍；其次是放線菌，8.4倍。豬糞對真菌影響最顯著，達8倍；對放線菌影響最小。木屑影響較小。可見施入有機物料14天後對真菌影響稍有減弱，而稻草對放線菌的影響加強。3.2.3 有機物料施用28天後土壤微生物區系的變化有機物料施用28天後，其分解中間産物已達高峰，並開始形成腐殖質。這時，微生物進一步分解難分解的木質素之類物質。表7 施入有機物料28天後土壤微生物的數量處理細菌108個/g土氨化細菌108個/g土放線菌106個/g土真菌105個/g土對照15861.07稻草1%1810.6261.3稻草2%31.3*13.236.7*1.3稻草3%55.3*13.654*1.65木屑1%7.31014.71.3木屑2%8.711.317.31.2木屑3%181317.31.84豬糞1%22.714.36.71.3豬糞2%31.3*17.4*7.22豬糞3%60.7*23.4*11.32.23*從表7可知施入有機物料28天後，土壤細菌、氨化細菌都比對照增加，並隨著用量而增加，但與前期相比，細菌數量有所減少。稻草處理的放線菌數增加特別多，木屑處理、豬糞處理增加較少。豬糞處理真菌數雖比對照有所增加，但處理間差異不顯著。可見，施入有機物料28天後對細菌、真菌影響減弱，對放線菌仍有較大影響，尤其是稻草處理。3.2.4 施入有機物料後土壤微生物的動態變化從圖1可以看到，隨著施入時間逐漸延長所有的有機物料對土壤細菌數量的影響有共同的趨勢：施入有機物料後，細菌開始有所增殖，然後逐漸減少。從圖2可以看到，隨著施入時間逐漸延長不同有機物料對放線菌數量的影響不同：稻草、木屑處理具有相同的趨勢，隨著腐解時間增加，放線菌逐漸增加，稻草處理增加量比較大，增加的幅度也比較大，而木屑處理增加得少，增加得也較平緩；豬糞處理隨著時間逐漸延長，放線菌減少。從圖1、圖2、圖3三種有機物料在腐解過程三種微生物數量的動態變化來看，其微生物區系的變化與物料的組成、水溶性化合物量及其分解産物密切相關。在施用養分含量高、水溶性化合物含量多的豬糞和稻草物料時，在分解的前期，土壤中細菌很活躍、數量多、繁殖快，細菌數量增加特別快。在腐解14天時，細菌數量已達高峰，往後有所下降。木屑養分含量低，易分解物質少，施用在土壤中細菌數量一直比較少。隨著易分解物質逐漸被分解完，放線菌、真菌要繼續分解纖維素、半纖維素、果膠等物質，所以當物料中這類物質含量比較高時，放線菌數增加，並隨用量的增加及分解時間的拉長而逐漸加大。當纖維素、半纖維素、果膠物質逐漸減少，微生物活動逐漸減弱，數量減少。在分解28天之時，只有稻草處理放線菌在增加，木屑處理放線菌數和真菌數有上升趨勢。 從土壤中微生物區系的差異來看，可以初步判斷有機物料分解的腐熟