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土壤因子对向日葵黄萎病菌生长的影响



全 文 :第 35 卷 第 4 期
2014 年 7 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Inner Mongolia Agricultural University (Natural Science Edition)
Vol. 35 No. 4
Jul. 2014
土壤因子对向日葵黄萎病菌生长的影响
曹 雄1,2, 任 杰2, 张 贵2, 景 岚2, 周洪友2, 赵 君2*
(1.巴彦淖尔市植保植检站,巴彦淖尔 015000;2.内蒙古农业大学农学院,呼和浩特 010018)
摘要: 本文研究了土壤湿度、温度、酸碱度、土质等因子对向日葵黄萎病菌(Verticillium dahliae Kleb)生长的影响,结果表明
引起向日葵黄萎病的大丽轮枝菌最适生长温度为 25℃;最适的土壤 pH值为 6. 0 ~ 7. 0;最适宜生长的土壤类型为壤土;且在土
壤湿度小于 30%之时,随着土壤湿度的增加,病原菌生长加快;同时,在不同的土壤类型中接种向日葵黄萎病菌的试验结果表
明黏土中种植的向日葵幼苗黄萎病的发生程度最重,病情指数为 42. 5;而沙土中种植的向日葵黄萎病发病最轻,病情指数仅
为 18. 75。
关健词: 土壤因子; 向日葵黄萎病; 大丽轮枝孢菌
中图分类号: S435. 655 文献标示码: A 文章编号: 1009 - 3575(2014)04 - 0035 - 05
THE EFFECTS OF THE SOIL FACTORS
ON THE SUNFLOWER Verticillium dahliae GROWTH
CAO Xiong1,2, REN Jie2, ZHANG Gui2, JING Lan2, ZHOU Hong You2, ZHAO Jun2*
(1. Station of Plant Protection,Bayannur 015000,China;2. College of Agronomy,
Inner Mongolia Agricultural University,Huhhot 010018,China)
Abstract:In this study,we tested the effects of the soil pH value,humidity,temperature,soil type on the growth of sunflower Verticil-
lium dahliae Kleb (V. dahliae),our results suggested that the most suitable growth siol conditions for the sunflower V. dahliae is the
optimum growth temperature is 25℃;the pH value is 6. 0 ~ 7. 0;and under 30% of the soil moisture ,the growth speed has positive
correlation with the soil moisture;Regarding to the growth speed in different types of soil,the loam is the fastest growth soil type,the
clay is the slowest one. Different soil types affected the disease index of the sunflower seedlings after inoculation with V. dahliae,the
sunflower seedling which was planted in the clay showed the most severe disease index ,the value is 42. 5;however,seedling in the
sand showed the most light disease index,the value is only 18. 75.
Keyword:Soil factor; sunflower yellow wilt; Verticillium dahliae
引言
向日葵是一种起源于美洲的油料作物,目前已
经成为世界第四大油料作物[1]。向日葵黄萎病是向
日葵上普遍发生的一种真菌病害,广泛分布于欧洲、
亚洲、美洲等地。在美国向日葵种植区,向日葵黄
萎病的发生呈现出逐年增加趋势,部分地区发生面
积可高达40%以上[2]。目前,向日葵黄萎病在我
收稿日期:2013 - 07 - 17
基金项目:国家向日葵产业技术体系病虫害研究室专项基金 CARS -16.
作者简介:曹雄(1987 -) ,男,硕士,助理农艺师。主要从事向日葵黄萎病的研究 .
* 通讯作者:E - mail:zhaojun02@ hotmail. co.
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
国向日葵各产区均有发生,但以宁夏固原地区、内蒙
古巴彦淖尔地区以及黑龙江齐齐哈尔地区发病最重
(国家向日葵产业技术体系数据库)。目前,内蒙地
区向日葵黄萎病发生面积占总播种面积的 60%左
右,宁夏固原地区向日葵黄萎病的发生面积占播种
面积的 46. 9%[3]。作为继向日葵菌核病之后的又一
主要向日葵病害,向日葵黄萎病的发生严重的影响
向日葵产量和品质,继而影响着我国向日葵种植业
的稳步发展。
向日葵黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium
dahliae Kleb.)引起的一种典型的土传病害。病原菌
寄主范围广,常以发病组织中残留的厚垣孢子、微菌
核等作为来年的初侵染来源。微菌核可在土壤中存
活数年,是大丽轮枝孢菌在土壤中存活的主要形
式[4]。因此,土壤因子对病菌的生长、繁殖、以至于
病原菌的侵染影响较大。本实验选择土壤酸碱度、
湿度、温度、土质等因素来设计相关的试验,旨在研
究这些土壤因子对向日葵黄萎病菌(Verticillium
dahliae Kleb)的生长影响,同时通过在不同土质中接
种病原菌,确定不同土质和向日葵幼苗发生黄萎病
严重程度的相关性。
1 材料与方法
1. 1 供试菌株与品种
供试菌株为内蒙古五原向日葵种植地块中分离
到的黄萎病菌株 V89;供试向日葵品种向日葵杂交
种 LD5009(北京凯福瑞种业有限公司)。
1. 2 供试培养基
PDA:马铃薯 200g、葡萄糖 20g、琼脂粉 13g、定
容至 1000mL后进行灭菌。
1. 3 供试土壤
实验所用壤土取自呼和浩特市内蒙古农业大学
农场,土壤 pH 约为 7. 2;沙土取自呼和浩特市小黑
河村可耕种河滩地;黏土取自巴彦淖尔市五原县永
利村田地,土壤 pH约为 7. 2。
土壤温度、湿度、酸碱度实验中所用土样均为壤
土。
1. 4 土壤 pH对大丽轮枝孢菌生长的影响
将含水量 20%的壤土灭菌后用 0. 1moL 的 HCL
和 0. 1moL的 NaOH调节成 pH 值介于 4 ~ 9 的 6 个
不同的 pH值。用 pHs - 2 型数字式酸度计检测不同
pH值的土壤,然后装入培养皿中将表面压实铺成厚
度为 3 ~ 5mm接种土壤。将在 PDA上培养 10d的大
丽轮枝孢菌用打孔器取直径约为 5mm 的大丽轮枝
菌的菌饼接入上述准备好的壤土中,25 ℃恒温下
培养。培养 10d 和 16d 后在解剖镜下测量菌落直
径大小并记录数据。每处理设置 3 皿,实验重复 3
次。
1. 5 土壤湿度对大丽轮枝孢菌生长的影响
利用无菌水将壤土含水量调节成 5%、10%、
15%、20%和 25%等 5 个梯度处理后,把各处理土样
装在培养皿中灭菌,然后把 PDA 上培养 10d 的大丽
轮枝孢菌用打孔器取直径约为 5 mm 的菌饼接入上
述准备好的土壤中,置于 25℃恒温箱中进行培养。
第 10d和 16d 在解剖镜下测量菌落大小并记录数
据。每处理设置 3 皿,实验重复 3 次。
1. 6 土壤温度对大丽轮枝孢菌生长的影响
把含水量为 20%的壤土装入培养皿中进行灭
菌,然后接大丽轮枝孢菌的菌饼置于不同温度处理
下(5℃、15℃、25℃、35℃ 4 个梯度)进行培养。10d
后测量菌落直径并记录数据。每处理设置 3 皿,实
验重复 3 次。
1. 7 土壤类型对大丽轮枝孢菌生长的影响
把含水量为 20%的不同质地的土壤装入培养皿
中灭菌后接入大丽轮枝孢菌菌饼。25℃培养 10d 后
测量菌落直径并记录数据。每处理设置 3 皿,实验
重复 3 次。
1. 8 不同的土壤类型对向日葵苗期黄萎病发生的
影响
选取砂土、黏土、和壤土灭菌后装入营养钵,种
上感病品种 LD5009,每处理 4 钵,每钵 5 株,置于室
温 20℃,自然光下培养。将分离纯化好的的黄萎病
菌菌株 V89 用麦麸进行培养促进产孢。培养 14d 后
用无菌水反复冲洗麦麸培养基,获得分生孢子液并
调整成浓度为 1 × 107 个 /ml的孢子悬浮液备用。待
向日葵苗长致 6 叶期时,剪掉营养钵底,轻微伤根
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第 4 期 曹雄等:土壤因子对向日葵黄萎病菌生长的影响
后,给每个营养钵底灌入 50ml孢子悬浮液,15d后调
查植株的发病程度,记载病株显症叶片数,病叶变色
的程度、叶片是否有脱落、卷枯等按照 5 级分级标准
(表 1)进行分级统计,计算调查病株的病情指数。
最后将每一处理的三次重复数据进行平均[5]。
表 1 向日葵黄萎病病情指数划分标准
Tab. 1 The delineation of sunflower wilt disease index
病级 病斑面积及描述
0 健株,无表观症状
1 植株 25%以下表现褪绿、黄化、萎蔫枯死等症状
2 25% ~50%的植株表现症状,植株矮化
3 50% ~75%的植株表现症状,植株矮化
4 75%以上的叶片表现出严重症状,植株枯萎死亡
病情指数 =∑(各级代表数值 ×各级病株数)
调查总数 ×总级数值
× 100
2 结果与分析
2. 1 土壤 pH对向日葵大丽轮枝孢菌生长的影响
实验结果表明在介于 pH4 ~ 9 的范围内设定的
6 个处理中,大丽轮枝孢菌在 pH5 ~ 8 的土壤中病菌
中均可以生长,以在 pH 为 6 与 7 的土壤中生长最
快。接种第 10d时,pH为 6 与 7 的土壤中菌落直径
分别为 12. 2mm和 11. 2mm,但在 pH 为 4 与 pH 为
9 的土壤中大丽轮枝孢菌几乎不能生长(图 1)。因
此,近中性的土壤适于向日葵大丽轮枝孢菌的生
长。
图 1 不同土壤酸碱度对病菌生长的影响
Fig. 1 The effects of Soil pH on Verticillium dahliae growth
2. 2 土壤湿度对大丽轮枝孢菌生长的影响
土壤湿度的试验结果表明,当土壤含水量在
10%以下大丽轮枝孢菌几乎不能生长,菌饼很快干
缩死亡。含水量高于 10%后,病菌开始生长,当土壤
含水量达到 15%以上时随着土壤含水量的增加病菌
的生长速度加快。当土壤含水量超过 30%时,由于
培养皿中土壤含水量达到饱和,过多的水分导致难
以观察测量病菌的生长情况。因此,当土壤含水量
在 10% ~25%时,随着土壤含水量的增加,更适于大
丽轮枝孢菌的生长。
图 2 不同土壤湿度对向日葵黄萎病菌生长的影响
Fig. 2 The effect of Soil humidity on Verticillium dahliae growth
2. 3 土壤温度对大丽轮枝孢菌生长的影响
为了确定向日葵大丽轮枝孢菌的适宜的生长温
度,我们设置了 5℃,15℃,25℃和 35℃温度梯度。
供试的 4 个温度下大丽轮枝孢菌在 5℃和 35℃时均
不能正常生长;而在 15 ~ 25℃的温度范围内病菌均
能正常生长(图 3)。因此,土壤温度介于 15 ~ 25℃
范围内大丽轮枝孢菌的均可以正常生长。
图 3 不同温度对向日葵黄萎病菌生长的影响
Fig. 3 The effect of Soil temperature on Verticillium dahliae growth
2. 4 土壤类型对大丽轮枝孢菌生长的影响
为了确定向日葵大丽轮枝孢菌的适宜生长土壤
类型,我们选择了沙土、黏土和壤土 3 种土壤类型进
行试验。结果表明向日葵大丽轮枝孢菌在供试的 3
种土壤类型中培养 10d 后,在壤土中生长的速度最
快,菌落直径为 12. 8mm,在黏土中生长最慢,菌落直
径只有 9. 7mm,沙土中生长速度介于壤土和黏土之
间,菌落直径为 11. 4mm。因此,壤土中最适于向日
葵大丽轮枝孢菌的生长。
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内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
图 4 不同温度对向日葵黄萎病菌生长的影响
Fig. 4 The effects of Soil type on Verticillium dahliae growth
2. 5 不同土壤类型对向日葵幼苗黄萎病发生程度
的影响
不同土壤类型和向日葵苗期黄萎病发生的相关
性试验的结果表明(表 2),人工接种后,生长在黏土
中的向日葵幼苗黄萎病的发生程度最重,病情指数
为 42. 5;而生长在沙土中的向日葵幼苗黄萎病发病
最轻,病情指数仅为 18. 75。壤土中向日葵幼苗的黄
萎病发生程度居中,病情指数为 30. 0。因此,黏土更
有利于向日葵大丽轮枝孢病侵染向日葵根部从而引
起幼苗黄萎病的发生。
表 2 不同土壤类型对向日葵黄萎病菌苗期侵染的影响
Tab. 2 Effect of different soil types on the infection
of sunflower verticillium wilt
土质 病情指数 发病株率(%)
黏土 42. 5 75 c
壤土 30 60 b
沙土 18. 75 50 a
3 讨论与结论
向日葵黄萎病是一种由大丽轮枝孢菌(Verticilli-
um dahliae Kleb.)引起的典型土传病害,因此,土壤
条件如土壤酸碱度、湿度、温度和土壤质地将对病原
菌生长及病害发生有不同程度的影响。本研究结果
表明表明引起向日葵黄萎病的大丽轮枝菌最适生长
温度为 25℃;最适的土壤 pH值为 6. 0 ~ 7. 0;最适宜
生长的土壤类型为壤土;且在土壤湿度小于 30%之
时,随着土壤湿度的增加,病原菌生长加快。黄萎病
菌生长受土壤湿度条件的影响较大,因此当土壤湿
度从 10%增加到 30%时,病菌的菌丝的生长呈现速
度加快的趋势。这一结果与 Gaudreault, S. M
(1995)和 Cook,R. J(1973)[6,7]等报道的湿度高的土
壤有利于维管束病害的发生的结论是一致的。本研
究的结果表明大丽菌轮枝菌在 15℃ ~25℃条件下均
可以生长,这一结果与邓先明[8]等人的实验结论相
一致。也有报道表明其最适生长温度为 25℃[9],在
30℃高温下黄萎病菌虽能生长但生长缓慢。此外,
Garber[10]等人的研究结果表明,当气温≥28℃时,棉
花黄萎病的危害有减轻的趋势,作者认为这是由于
高温降低病原菌的种群数量及毒力所致。因此,环
境温度与黄萎病的发生与流行有非常密切的关
系[11,12]。除温度外,一般认为,土质对土传病害的发
生有明显影响。在本实验中,沙土、黏土条件下黄萎
病发病轻的可能原因是沙质土中的沙粒含量占绝对
优势,因而保水、保肥性能差,不利于黄萎病菌的生
长;粘质土壤土粒较细,保肥能力强,但土壤通透性
差,易缺氧,从而导致病菌窒息死亡,不利于生长;壤
土质地介于黏土和砂土之间,兼有黏土和砂土的优
点,通气透水、保水保温性能都较好,在有利于植物
生长的同时也利于病原菌的生长。还有研究表明,
土传病害的发生与土壤微生态环境的恶化、微生物
群落结构失衡有紧密的联系。顾美英等利用新疆石
河子垦区采集 3 组棉花健康植株与黄萎病发病植株
根际土样来研究土样中微生物数量、土壤养分、土壤
酶等与棉花黄萎病发生程度之间相关性。研究结果
表明:棉花黄萎病病株根际土壤微生物群落中不仅
真菌数量有大幅度增加而且发病植株根际土壤微生
物总量均大于健康株根际土壤微生物总量[13]。白
淑兰等的试验还证明,一些共生性的菌根可以提高
植物的抗病性。菌根能够分泌抗生素,不仅能杀死
病原菌的营养体,而且能抑制其繁殖体(分生孢子,
孢子囊)及菌核的形成和萌发,同时菌根菌还能借助
侵入锥或直接穿入病原菌丝行寄生生活,从而提高
植物抗病性[14]。这些现象是否也存在于向日葵黄
萎病病株的根际土壤中还有待于进一步的研究。此
外,本实验的不同土壤类型对向日葵苗期黄萎病发
生影响的结果表明黏土中向日葵黄萎病发病最重,
这与前面病原菌生长速度的试验中得出的结论黏土
中大丽轮枝菌的生长最慢并不一致,其中的原因可
能是黏土中寄主植物的根系发育较差,因此对病菌
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第 4 期 曹雄等:土壤因子对向日葵黄萎病菌生长的影响
的抵抗力较低所致。因此,后续的试验还需进行来
研究向日葵地块中根系微生物种群数量和黄萎病发
生严重度的相关性以及粘性土中根系发育的情况和
黄萎病发生程度加重的关系。
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