四硫代碳酸钠对蔬菜根病的防治效果及对土壤生物学性状的影响

杨 春, 钟增明, 孙云水, 李世东*, 吕平香, 缪作清*

(1. 中国农业科学院植物保护研究所, 北京 100193; 2. 北京启高生物科技有限公司, 北京 100081;3. 山东省寿光市云水农资有限公司, 潍坊 262700)

设施栽培因可延长生产时间和实现反季节生产,目前已成为我国蔬菜生产的重要方式;但设施栽培中大面积的单一种植、连作、密植和高水肥条件等措施在利于蔬菜生产的同时,也为土传病原物的侵入、扩散和繁衍创造了条件,致使土传病害严重发生。土壤消毒是土传病害防治的最重要手段之一。溴甲烷作为一种世界上公认的高效土壤熏蒸剂,在过去数十年被广泛使用[1];由于该化合物严重影响地球生态环境,根据联合国环境规划署1992年发布的《蒙特利尔议定书哥本哈根修正案》,发达国家已于2005年、发展中国家已于2015年全面淘汰溴甲烷[2]。目前,寻求安全高效的溴甲烷替代品和替代技术已成为国际社会的研究热点[3-4]。

四硫代碳酸钠(sodium tetrathiocarbonate, STTC),为红色透明状液体,分子式Na2CS4,25℃下蒸汽压为3.33 kPa,水溶性好,可迅速水解为对生物体有毒害作用的二硫化碳和硫化氢。该药最先由美国Unocal公司开发,商品名为Enzone[5],在美国加州主要用于葡萄、柑橘、李子、梨、樱桃、梅和玫瑰等的植前、植后土壤处理。Matheron和Matejka[6]的研究证明,穴施浓度为4 900 μg/mL的STTC溶液200 mL能有效杀死土壤中辣椒病残组织中的辣椒疫霉病菌Phytophthoracapsici菌丝体,并能有效控制辣椒幼苗根腐病和颈腐病的发生。Giannakou等[7]的研究表明,植前棉隆熏蒸处理后每间隔20 d再用2.26 mL/m2STTC浇灌处理能有效控制根结线虫Meloidogynespp.的发生。Adaskaveg等[5]的研究表明,在植前和植后分别用浓度为3 850 mg/3m2和500 mg/3m2STTC溶液189 L处理桃树根围土,均能显著抑制0.3～1.2 m深根段处的蜜环菌Armillariamellea(Vahl) P.Kumm.增殖。该熏蒸剂在美国已有注册[8],但在我国目前还没有正式登记,而且只有少量相关的应用和研究报道[9-10]。

黄瓜、辣椒和番茄等是我国保护地的主栽蔬菜,长期连作加重了枯萎病、疫病等蔬菜根部病害,影响了蔬菜的集约化生产,因此寻求有效的防治药剂和措施成为了学者的关注重点。从20世纪50年代以来,人们就开始关注农药与微生物关系,而农药对土壤微生物及酶活性的影响,已成为评价农药生态安全性的一个重要指标,也为农药的合理施用提供了参考。本研究通过室内活性测定、温室药效试验及对土壤生物学性状的影响评价,明确STTC对主要蔬菜根病的控制效果及对土壤的环境效应,为该药剂在我国的推广和合理使用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试土壤:试验用自然土壤采自中国农业科学院东门外白菜地(东经116°20′31″,北纬39°58′12″),土壤pH为8.40,有机质含量41.25 g/kg,全氮1.96 g/kg,速效钾170.33 mg/kg,速效磷125.19 mg/kg。辣椒疫霉病土和黄瓜枯萎病土由中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。

供试菌株和种子:番茄立枯病菌RhizoctoniasolanKühn、茄子黄萎病菌VerticilliumdahliaeKleb.、蔬菜菌核病菌Sclerotiniasclerotiorum(Lib.)de Bary、辣椒疫霉PhytophthoracapsiciL.和黄瓜枯萎病菌Fusariumoxysporum(Schl.) f. sp.cucumerinum(Owen)均由本实验室分离保存。‘中农16号’黄瓜、‘中椒8号’辣椒、‘中杂9号’番茄、中蔬牌白菜和绿金蓝牌油菜种子均购自中国农业科学院蔬菜花卉所蔬菜种子门市部。

供试培养基:马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar,PDA):马铃薯200 g、琼脂粉18 g、葡萄糖 20 g、蒸馏水1 000 mL。马铃薯葡萄糖培养基(potato dextrose,PD):马铃薯200 g、葡萄糖20 g、蒸馏水1 000 mL。尖孢镰刀菌培养基:A:磷酸氢二钾2 g、硫酸镁1 g、L-天门冬酰胺4 g、葡萄糖40 g、琼脂30 g;B:乙二胺四乙酸铁钠盐0.02 g、十水合硼酸钠2 g、牛胆盐1 g、硫酸链霉素1 g、五氯硝基苯(pentachloronitrobenzene, PCNB)1.5 g。成分A加入1 900 mL蒸馏水中灭菌后备用,成分B加入100 mL无菌水中备用。疫霉菌培养基:A:葡萄糖40 g、琼脂35 g;B:五氯硝基苯0.15 g、利福平0.02 g、氯霉素0.03 g。成分A加入1 900 mL蒸馏水中灭菌后备用,成分B加入100 mL无菌水中备用。病菌扩大培养用固体培养基(稻壳∶麦麸∶玉米粉=3∶1∶0.5混合后,调节含水量达35%,装入棉纱缸湿热灭菌30 min)。

试剂和仪器:31.5%的STTC液剂和98%的棉隆(dazomet)粉剂,均由上海金山实验化工厂生产。GA110万分之一电子天平,德国赛多利斯公司;SPX型智能生化培养箱,宁波江南仪器厂;101A-2电热鼓风干燥箱,上海市实验仪器总厂;DHZ-DA全温振荡培养箱,太仓市豪诚实验仪器制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 STTC对病菌的室内毒力测定

将活化后的番茄立枯病菌在PDA平板上26℃培养5～6 d后,连同培养基一起接入161℃干热灭菌5 h的试验用自然土壤中,每皿接400 g土,混匀。将活化后的茄子黄萎病菌和蔬菜菌核病菌分别在PD液体培养基中26℃、180 r/min振荡培养4～5 d,然后接入灭菌试验用自然土壤中,每瓶接400 g土,混匀。上述3种人工配制的带菌土以及辣椒疫霉病土和黄瓜枯萎病土各取200 g,分别装入450 mL棉纱缸内,然后将STTC按有效成分以重量比加入到5种带菌土壤中,共设20.00、10.00、5.00、2.50、1.25 mg/kg 5个处理,5种带菌土壤分别设不加药剂为对照,每处理3次重复。将处理好的棉纱缸置于25℃生化培养箱内熏蒸3 d后敞气2 d,然后测定各病菌的群体数量。黄瓜枯萎病菌用尖孢镰刀菌培养基,参照Komada[11]的方法测定;辣椒疫霉病菌用疫霉菌培养基,参照Masago等[12]的方法测定;其他病菌用PDA培养基,通过稀释平板法测定。以药剂质量分数(mg/kg)值为自变量x,以校正死亡率概率值为因变量y,分别建立毒力回归方程,计算药剂的抑制中量LD50和95%置信限。

1.2.2 STTC对黄瓜枯萎病和辣椒疫霉病的防效评价

带菌土的准备:将在病菌扩大培养用固体培养基上25～30℃培养10 d的黄瓜枯萎病菌和辣椒疫霉病菌按3%(W/W)的接种量分别均匀混入到试验用自然土壤中。将育好的黄瓜苗和辣椒苗分别移栽于上述病土后置于中国农业科学院廊坊试验基地的日光温室中。待完全发病后拔掉病苗留病土备用。

植前熏蒸处理和结果调查:将上述带菌土装入长90 cm、宽40 cm的大塑料盒,为模拟田间耕作层厚度,土层厚度为25 cm;土壤设置5个处理,即施用STTC 40、50和80 g/m2、棉隆30 g/m2和无药处理(对照);将各处理的药剂均匀施入土壤后,覆盖薄膜熏蒸15 d,然后揭膜和松土;敞气7 d后,将处理过的土壤分装至直径18 cm、高度15 cm的花盆中,然后分别移栽生长一致的3叶期辣椒和黄瓜幼苗;每处理8盆,每盆2株,重复3次。辣椒于植前熏蒸处理后第10 天、黄瓜于植前熏蒸处理后第30 天调查发病情况,黄瓜枯萎病病情分级标准参考段广荣等[13]的分级标准,辣椒疫霉病病情分级标准参考刘乐涛等[14]的分级标准。病情指数=∑(各级病株数×相对级数的代表值)/(总株数×4)×100;防治效果=(对照平均病情指数-处理平均病情指数)/对照平均病情指数×100%。同时分别采集各处理土壤测定病菌数量,计算病菌减退率。病菌减退率=(对照菌落数-处理菌落数)/对照菌落数×100%。

植后熏蒸处理和结果调查:将上述带菌土装入长90 cm、宽40 cm的大塑料盒,分别移栽长势一致的3叶期黄瓜和辣椒幼苗,行间距20 cm,共2行,每行7株;移栽5 d后,在距植株主根10 cm处开直径7 cm、深度8 cm穴,注入1 200 μg/mL STTC液剂200 mL,对照为注入200 mL自来水;每处理14株,重复3次。处理前、处理后5 d和10 d分别取处理点和根际处土样,分别测定处理点和根际处病菌数量,并分别计算处理点和根际处在处理后的病菌减退率。

1.2.3 STTC对蔬菜幼苗的安全性评价

将试验用自然土壤装入直径13 cm、高11 cm花盆中;将31.5%的STTC液剂分别配制成浓度为100、300、500、700、900、1 200和1 500 μg/mL的稀释液,并分别浇灌花盆土,每盆80 mL。约3～4 h后,待药液完全被土壤吸收,随即带基质移栽番茄、黄瓜、辣椒、白菜、油菜的3叶期幼苗。先用少量丙酮溶解98%的棉隆,再配制成100、300和500 μg/mL的稀释液,以棉隆稀释液处理为药剂对照;以自来水处理为空白对照。每处理15株,重复3次。移栽1周后调查5种蔬菜幼苗的受药害情况。

1.2.4 STTC对土壤微生物和土壤酶活性的影响试验

将每份重200 g的风干试验用自然土壤分别装入6个广口瓶中,加入31.5%的STTC使其在土壤中的浓度分别为0、0.1、1.0、5.0、10.0和50.0 μg/g,调节土壤含水量至田间最大持水量的60%后,密封置于25℃生化培养箱中培养。定期调节土壤含水量,使之保持恒定。培养10 d开启广口瓶敞气,以模拟田间熏蒸条件。在培养的第1、4、7、15、21、30和100天取样检测真菌、细菌和放线菌的数量,以及土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性。真菌、细菌和放线菌的数量分别采用马丁氏、牛肉膏蛋白胨和高氏一号培养基稀释平板法测定[15]。土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定,蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定,蛋白酶活性采用茚三酮显色比色法[16]测定。试验重复3次,每样品重复测定4次。

1.3 数据分析

用Excel 2003进行统计,数据的差异显著性检验采用SPSS 17.0软件的Duncan氏新复极差法在0.05水平进行分析;毒力回归分析采用SPSS 17.0软件中的Probit过程。

2 结果与分析

2.1 STTC对病菌的室内毒力测定结果

STTC对辣椒疫霉病菌、黄瓜枯萎病菌、茄子黄萎病菌、番茄立枯病菌和蔬菜菌核病菌的LD50分别为3.956、4.241、5.222、5.457、6.197 mg/kg,表明STTC对这5种土传病原真菌均有较好的杀灭活性(表1)。

表1STTC对5种土传病原真菌的毒力1)

Table1Toxicityofsodiumtetrathiocarbonateagainstfivesoilbornefungi

病菌Pathogen毒力回归方程Toxicity regression equation抑制中量/mg·kg-1LD5095%置信限/mg·kg-195% Fiducial limit辣椒疫霉病菌 Phytophthora capsiciy=4.651 9+0.928 9 x3.9563.492～4.458黄瓜枯萎病菌 Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinumy=4.068 0+1.485 3 x4.2413.509～5.082茄子黄萎病菌 Verticillium dahliaey=4.012 0+1.409 7 x5.2223.470～7.917番茄立枯病菌 Rhizoctonia solaniy=3.487 6+2.018 6 x5.4574.896～6.084蔬菜菌核病菌 Sclerotinia sclerotiorumy=4.301 4+1.642 9 x6.1975.516～6.670

1)x为药剂STTC质量分数(mg/kg);y为病菌校正死亡率概率值。

xis the mass fraction of STTC (mg/kg).yis the probability value of pathogen corrected mortality.

2.2 STTC对黄瓜枯萎病和辣椒疫霉病的防治效果

2.2.1 STTC植前熏蒸处理的防治效果

STTC用量为80、50和40 g/m2的3个处理对辣椒疫霉病菌有很好的杀灭效果,且杀灭效果随着用量的增加而提高,在用量为80 g/m2时辣椒疫霉病菌的减退率可达到95.89%,对辣椒疫霉病的防效达91.01%,高于对照药剂棉隆的防效。STTC的3个用量处理对黄瓜枯萎病菌种群数量和黄瓜枯萎病的发生均有一定的抑制作用,当用量为80 g/m2时黄瓜枯萎病菌的减退率达88.64%,对枯萎病的防治效果达80%以上,与对照药剂棉隆的防效无显著差异(表2)。

表2STTC植前熏蒸处理后土壤中病菌的数量变化及防效1)

Table2PopulationsofPhytophthoracapsiciandFusariumoxysporumandcontrolefficiencyafterSTTCpre-plantingfumigation

病害Disease处理Treatment用量/g·m-2Dosage菌落数/cfu·g-1Colony forming unit病菌减退率/%Reduction rate病情指数Disease index防治效果/%Control efficacy辣椒疫霉病Pepper PhytophthorablightSTTC80(101±7)d (95.89±0.28)a(2.61±0.91)d(91.01±2.70)a50(398±15)c(83.79±1.23)c(5.73±0.91)c(80.09±2.01)b40(800±24)b(67.42±2.40)d(11.98±0.90)b(58.02±4.80)cDazomet30(330±4)c (86.58±0.48)b(4.69±1.56)cd(83.63±5.07)bCK0(2 461±111)a -(28.65±1.92)a-黄瓜枯萎病Cucumber FusariumwiltSTTC80(153±1)d (88.64±0.04)a(4.16±0.89)d(82.51±0.04)a50(390±17)c(70.96±0.24)b(8.33±2.39)c(64.48±0.13)b40(607±12)b(54.63±0.57)c(14.06±1.57)b(40.39±0.12)cDazomet30(97±10)d(92.76±0.10)a(2.61±0.91)d(88.73±0.05)aCK0(1 350±143)a -(23.96±2.95)a-

1) 表中数据为平均数±标准差。同列不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在P<0.05水平差异显著。

Data are mean± SD. Different letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level by Duncan’s new multiple range test.

2.2.2 STTC植后熏蒸处理对病菌的杀灭效果

施药5 d后,主根根际和处理点土壤中辣椒疫霉病菌数量分别降低27.06%和53.08%,施药10 d后,主根根际和处理点土壤中辣椒疫霉病菌的减退率分别为57.76%和62.81%,两者数值逐渐接近;施药5 d后,主根根际和处理点土壤中黄瓜枯萎病菌的减退率分别为21.15%和44.96%,施药10 d后,减退率分别为50.98%和55.81%,两者数值同样逐渐接近。而对照土壤中辣椒疫霉病菌和黄瓜枯萎病菌的数量都在不断增加,说明植后施用STTC可以明显降低土壤中辣椒疫霉病菌和黄瓜枯萎病菌的种群数量(表3)。

表3STTC植后熏蒸处理对土壤中不同位点辣椒疫霉病菌和黄瓜枯萎病菌数量的影响

Table3PopulationsofPhytophthoracapsiciandFusariumoxysporumf.sp.cucumerinumafterSTTCtreatmentofpost-plantingsoil

病菌类型Pathogen处理Treatment处理前Before treatment根际处Rhizosphere处理点Treatment site菌落数cfu菌落数cfu处理5 d后5 d after treatment根际处Rhizosphere菌落数cfu病菌减退率/%Reduction处理点Treatment site菌落数cfu病菌减退率/%Reduction处理10 d后10 d after treatment根际处Rhizosphere菌落数cfu病菌减退率/%Reduction处理点Treatment site菌落数cfu病菌减退率/%Reduction辣椒疫霉病菌P.capsiciSTTC1 9251 7801 40427.0683553.0881357.7667662.81CK2 1581 8452 462-2 400-2 980-3 067-黄瓜枯萎病菌F.oxysporum f.sp.cucumerinumSTTC1 3241 2901 04421.1571044.9664950.9857055.81CK1 0401 0601 310-1 285-1 740-1 692-

2.3 STTC的安全性评价

STTC对植物的毒性相对较低,在浓度900 μg/mL以下,处理当日移栽,1周后对供试的5种蔬菜3叶期幼苗均是安全的。其中,辣椒幼苗的耐受浓度达1 200 μg/mL,番茄和黄瓜的耐受浓度达900 μg/mL,白菜和油菜的耐受浓度为700 μg/mL。而在对照药剂棉隆100 μg/mL处理即出现了明显的药害症状(表4)。

表4药剂处理土壤后当日移栽对蔬菜幼苗的药害情况1)

Table4InjuriesofvegetableseedlingsplantedimmediatelyaftertreatmentwithSTTCanddazomet

药剂Fumigant用量/μg·mL-1Dosage番茄Tomato黄瓜Cucumber辣椒Pepper白菜Cabbage油菜RapeseedSTTC100-----300-----500-----700-----900---+-+-1 200+-+--++1 500+-++-++棉隆 dazomet100+-++-+-+-300+++++500+++++

1) 表中“+”、“-”和“+-”分别表示叶片有明显焦黄枯萎、无明显焦黄枯萎和部分叶片有焦黄枯萎等药害症状。

“+”,“-” and “+-” indicate that all seedlings, no seedlings and a part of seedlings with leaf yellowing and wilting, respectively.

2.4 STTC对土壤微生物和土壤酶活性的影响

2.4.1 STTC对土壤微生物数量的影响

在处理后早期(第1～4 天)随着STTC在土壤中浓度的增加,细菌的数量显著下降,其中50.0 μg/g处理4 d后与对照相比下降幅度达82.08%。但随着时间的推移,各处理土壤中细菌的数量逐步恢复,0.1、1.0和5.0 μg/g的3个浓度处理在第7天开始增加,10.0和50.0 μg/g的2个浓度处理在第15天开始增加,21 d后大部分显著高于对照(P<0.05),其中0.1、1.0和5.0 μg/g的3个浓度处理的土壤中细菌数量较对照分别提高21.61%、42.58%和54.84%。处理100 d后,各浓度STTC处理土壤中细菌的数量均显著高于对照(P<0.05,表5)。

除0.1 μg/g浓度处理在第1天的土壤真菌数量与对照无显著差异外,其他浓度处理在各时段的土壤真菌数量均显著低于对照(P<0.05),且随着STTC浓度的增加土壤真菌的减少幅度逐步增大。当浓度为50.0 μg/g时,处理后前7 d内土壤真菌的检出数非常低,群体数量下降几近100%。处理后100 d,各处理土壤中真菌种群虽有所恢复,但仍显著低于对照(P<0.05,表5)。

表5STTC处理后对不同土壤微生物类群数量的影响1)

Table5EffectsofSTTConthepopulationsofdifferentgroupsofsoilmicrobes

微生物类群Type of microbe浓度/μg·g-1Concentration处理后菌落数/cfu·g-1 cfu after treatment1 d4 d7 d15 d21 d30 d100 d细菌/×106 cfu·g-1Bacterium0.0(190±15)a(173±12)a(283±13)a(321±11)bc(310±18)e(330±14)d(210±12)c0.1(158±15)b(117±13)b(234±12)b(295±19)cd(377±12)c(380±12)bc(251±18)b1.0(130±16)bc(100±8)bc(191±9)c(394±16)a(442±15)b(400±23)ab(312±12)a5.0(102±16)cd(77±16)cd(104±8)d(359±19)ab(480±19)a(433±14)a(290±13)a10.0(111±10)c(60±9)d(51±11)e(338±16)b(350±15)cd(368±21)bcd(261±12)b50.0(75±13)d(31±7)e(86±12)d(267±27)d(330±12)de(357±17)cd(240±10)b真菌/×103 cfu·g-1Fungus0.0(83±6)a(95±9)a(90±7)a(86±10)a(94±7)a(86±11)a(80±8)a0.1(72±6)ab(68±7)b(56±6)b(50±11)b(55±3)b(58±9)b(63±9)b1.0(63±6)b(52±8)c(36±5)c(30±4)c(40±5)c(48±11)bc(56±9)bc5.0(40±7)c(34±3)d(29±9)c(22±5)c(28±6)c(37±6)cd(50±4)bcd10.0(20±2)d(13±2)e(5±2)d(7±3)d(11±5)d(26±9)de(44±5)cd50.0(1±0)e(0±0)f(0±0)d(2±2)d(8±3)d(15±5)e(35±9)d放线菌/×104 cfu·g-1Actinomyces0.0(253±17)a(241±13)a(267±9)a(283±14)a(264±16)bc(290±20)b(240±29)b0.1(231±13)a(212±18)b(225±2)b(254±14)ab(287±16)ab(308±24)ab(283±9)a1.0(219±13)a(206±14)b(200±12)b(232±23)bc(317±9)a(342±11)a(291±19)a5.0(171±19)b(129±11)c(141±17)c(205±22)c(238±16)cd(320±9)ab(299±2)a10.0(100±13)c(75±4)d(42±11)d(147±14)d(210±13)de(309±17)ab(272±18)ab50.0(61±15)d(22±7)d(15±4)e(90±9)e(182±14)e(295±11)b(265±15)ab

1) 表中数据为平均数±标准差。同列不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在P<0.05水平差异显著。

Data are mean±SD. Different letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level by Duncan’s new multiple range test.

处理后各时段土壤放线菌数量变化与细菌数量变化有相似之处。在处理后早期(第1～4 天),各处理土壤中放线菌数量均有所下降,且随着STTC处理浓度的增加下降幅度增大,其中,浓度为10.0和50.0 μg/g的处理后第7 天土壤中放线菌的数量与对照相比分别下降84.27%和94.38%。但随时间的延长,各处理中放线菌的数量均逐步恢复,甚至高出对照。处理100 d后,浓度为0.1、1.0、5.0、10.0 和50.0 μg/g的处理土壤中,放线菌的数量分别比对照增加17.92%、21.25%、24.58%、13.33%和10.42%(表5)。

2.4.2 STTC处理对土壤酶活性的影响

与对照相比,0.1、1.0和5.0 μg/g处理的脲酶活性除在第1 天略有升高外,其余各处理后的前7 d均显著降低(P<0.05),而且随着用药浓度的增加,尿酶活性的降低程度越高,在第7 天时50.0 μg/g处理的土壤中脲酶活性最小,与对照相比活性降低88.27%。但随着时间的推移,各处理中脲酶活性均不断上升,处理后30 d时达最大,且均高于对照,其增加的幅度与处理浓度呈正相关。处理后100 d,各处理的脲酶活性仍显著高于对照(P<0.05)(图1a)。

在处理后的前15 d,各浓度处理对蔗糖酶活性均表现抑制作用,且随着药剂浓度的增加蔗糖酶活性降低,其中第15天时50.0 μg/g处理与对照相比活性降低43.70%。但从处理后21 d开始,各处理的蔗糖酶活性开始逐步升高,最终超过对照或与对照持平(图1b)。

0.1和1.0 μg/g浓度在处理1～7 d可显著增加蛋白酶活性,其中,处理后4 d蛋白酶活性分别比对照增加18.77%、42.42%(P<0.05)。5.0、10.0和50.0 μg/g处理,土壤蛋白酶活性在处理后4 d内呈先降低趋势,但处理后7 d开始,3个处理的蛋白酶活性逐步升高,并在处理后21 d开始显著高于对照(P<0.05,图1c)。

图1 STTC处理对土壤脲酶(a)、蔗糖酶(b)、蛋白酶活性(c)的影响Fig.1 Effects of sodium tetrathiocarbonate treatment of soil on the activities of urease (a), invertase (b) and proteinase (c)

3 讨论

通过STTC对重要病菌的室内毒力测试,证明了STTC对不同土传病原真菌均有很好的灭生活性,从所测得的LD50可以看出,本研究中STTC毒杀病菌的浓度均比较低,与Matheron和Matejka[6]的研究结果,有效杀死土壤中辣椒病残组织中的辣椒疫霉病菌的STTC浓度为4 900 μg/mL相比,相差较大,可能与需要较高浓度药剂来扩散到植物组织有关。

植前熏蒸处理结果表明,不同的STTC用量对土壤中辣椒疫霉病菌和黄瓜枯萎病菌的数量有显著影响,用量越大病菌数减退越显著,对辣椒疫霉病和黄瓜枯萎病的防效越明显。植后熏蒸处理后,随着时间延长,对土壤病菌的作用逐渐减弱,表现为植株主根际和处理点的病菌减退率逐渐接近,这与棉隆在土壤中的作用效果基本一致[17]。

一直以来,STTC被作为土壤熏蒸剂来研究的另外一个突出优点就是其对作物有很好的安全性[5, 9-10],本研究进一步证明了这一点,当日移苗后在用量为700 μg/mL以下时,对全部供试作物均表现出很好的安全性,而目前常用的土壤处理药剂dazomet在相同条件下的安全用量还不到100 μg/mL。STTC处理后随即移栽蔬菜幼苗,说明STTC在某些蔬菜生长期中进行根围处理也是可行的,不仅能有效降低根际土中的病菌数量,而且不会影响作物正常生长,此结果与马承铸等[10]的研究结果基本一致。

范昆等[18]的研究表明,氯化苦熏蒸土壤1周后,细菌数量有所下降,随后又明显上升,且大大超过未处理土壤中细菌的数量。本研究结果也有类似趋势,在处理后的早期细菌数量显著降低,但15 d后其数量显著增加,并逐步超过对照。放线菌的受抑程度尽管大于细菌,但其种群数量的变化规律与细菌的基本相似,总体呈现先抑制后促进的趋势。其原因可能在于在施药后的初期STTC对于细菌和放线菌虽有一定的抑制作用,但随着药物的降解、散失或细菌(放线菌)对STTC耐性的增加,STTC最终成为细菌(放线菌)的部分营养物质或者生长促进物质。Martin等[19]的研究表明,D-D混剂熏蒸处理土壤后大部分真菌都被杀死,2年后某些真菌类群仍未恢复到处理前的水平;本研究中,在STTC处理土壤100 d后真菌的种群数量仍远低于对照,与前人研究结果趋势一致。细菌与真菌数量的比值(B/F)是表征土壤肥力的一个潜在指标[20],土壤中细菌数量增加真菌数量减少,以示土壤由“真菌型”病土向“细菌型”健康土转变[21],本研究结果表明STTC处理土壤将有利于土壤健康。

土壤脲酶、蛋白酶和蔗糖酶分别催化土壤中尿素、蔗糖和蛋白质的水解,参与土壤中氮和碳素营养的转化[22]。已有研究表明一些农药可影响土壤酶的活性,并可作为土壤农药污染状况的指标之一[23-25]。本研究中STTC处理土壤对所测定的3种酶的活性均有显著影响。主要表现在处理后的早期3种酶的活性随STTC浓度的增加而受抑程度增加,但随着时间的推移该3种酶的活性普遍高出对照。这一趋势与STTC对土壤细菌和放线菌数量的影响趋势一致,间接说明土壤中该3种酶的活性可能与细菌和放线菌数量相关。

虽然本研究涉及了STTC对土壤中真菌、细菌和放线菌群体数量的影响,但是对于STTC对土壤中有益微生物或者生防微生物以及有害微生物的群体变化情况没有涉及,需要在后续研究中进一步开展相关工作,对有效控制土壤中的病原菌、保护土壤微生态具有重要意义。