土壤环境因素对玉米纹枯病菌菌核生长影响

刘 震桑立君杨学达朱久祥

(铁岭市农业科学院玉米研究所,辽宁 铁岭 112616)

玉米纹枯病已成为辽宁省玉米丰产栽培中主要限制性因素之一[1～2]。近年来,随着玉米产区对玉米品种、抗病性、耐密性等要求的提高,品种示范田间种植密度相比以往有大幅度的增加。因此,田间玉米灌层内土壤温湿度相对提高,土壤环境条件有利于纹枯病的发生[3]。关于玉米纹枯病的生物学特性前人已有报道[4～5],但对土壤环境因素影响玉米纹枯病菌菌核生长产生,尚缺乏系统的定量研究。本文采用土传植物病原生态学的试验方法,通过对玉米生长最适宜的生长条件,模拟了土壤温度、含水量、pH值对玉米纹枯病菌菌核生长进行了研究[6～7]。并应用SPSS 11.5进行差异显著性和相关性分析,分析不同土壤环境下菌核生长和萌发状况,明确土壤环境对玉米纹枯病发生的影响。旨在进一步明确玉米纹枯病菌菌核在土壤中的生存条件,明确其规律,将为今后在玉米生产上防治玉米纹枯病田间流行提供重要的理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

供试菌株为沈阳农业大学植物病害流行实验室提供,在超净工作台中(保证工作台的清洁无菌环境),从玉米病株上分离得到玉米纹枯病菌,放置25 ℃恒温箱中培养,培养至产生大量菌核,待用。

1.2 土壤制备

在供试菌株培养期间,用40目和60目筛子,取二者之间的沙子。转入大培养皿中,进行干热灭菌(165 ℃,120 min),灭菌完毕,待用。

1.3 培养液的制备

液体培养基为马铃薯葡萄糖培养液(PD培养液),作为调节土壤培养基的含水量。1 000 ml水、马铃薯200 g、10～20 g葡萄糖。将马铃薯洗净去皮切块,加水煮沸30 min,用双层纱布滤去薯块,补足水量,再加糖,待完全化后,趁热用双层纱布过滤至漏斗中,分装入三角瓶中,每瓶装量不超过三角瓶容量的2/3,塞好棉塞,外罩用牛皮纸并用橡皮筋扎好后,放入高压灭菌锅中灭菌(121 ℃,30 min),灭菌完毕,待用。

1.4 温度试验

用装有自来水的洁净手提式喷雾器,对灭菌后的大培养皿中进行喷雾,并把土壤含水量调节为15%(含水量=1-喷雾前土壤的重量/喷雾后土壤的重量)。土样充分混匀后,在超净工作台中(保证工作台的清洁无菌环境)称取15 g的土样放入90 mm培养皿中。挑选大小相同的玉米纹枯病菌菌核放入装有土样的培养皿中,每皿3个。然后用纱布包好放置5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃培养箱中培养,菌丝在每个温度梯度各3次重复。玉米纹枯病菌核在3 d、6 d、9 d用游标卡尺测定1次,并记录数据。

1.5 含水量试验

用装有自来水的洁净手提式喷雾器,对灭菌后的大培养皿中进行喷雾,并把土壤含水量调节为10%、15%、20%、25%、30%(含水量=1-喷雾前土壤的重量/喷雾后土壤的重量)。土样充分混匀后,在超净工作台中(保证工作台的清洁无菌环境)分别称取不同含水量15 g的土样放入90 mm培养皿中。挑选大小相同的玉米纹枯病菌菌核分别放入装有不同含水量土样的培养皿中,每皿3个,菌丝在每个含水量梯度各3次重复。然后用纱布包好放置25 ℃培养箱中培养。玉米纹枯病菌核在3 d、6 d、9 d用游标卡尺测定1次,并记录数据。

1.6 pH值试验

用装有自来水的洁净手提式喷雾器,对灭菌后的大培养皿中进行喷雾,并把土壤含水量调节为15%(含水量=1-喷雾前土壤的重量/喷雾后土壤的重量)。土样充分混匀后,把含水量15%的土壤pH值调节为5、6、7、8、9共5个处理。土壤pH值得测定的调节参照Johnson介绍的方法进行[8～10]。

在超净工作台中(保证工作台的清洁无菌环境)称取不同pH值的土样15 g的土样放入90 mm培养皿中。挑选大小相同的玉米纹枯病菌菌核放入装有不同pH值土样的培养皿中,每皿3个,菌丝在每个pH值梯度各3次重复。然后用纱布包好放置25 ℃培养箱中培养。玉米纹枯病菌核在3 d、6 d、9 d用游标卡尺测定1次,并记录数据。

1.7 玉米纹枯病菌菌丝的测量

菌丝的测量:测量菌落直径作为生长量指标,以菌核的中心为圆点,病菌培养12 h后,每隔12 h用直尺按十字交叉法测量菌落大小,每天记录数据。直到产生菌核为止,停止测量。

2 结果与分析

2.1 土壤温度对菌核生长状况的影响

含水量控制在15%,pH值为7的条件下,培养9 d,每3 d测量1次菌落直径,从表1和表2中可见,在30 ℃、25 ℃和20 ℃土壤温度条件下对玉米纹枯病菌菌丝生长影响较大,特别是25 ℃时菌核生长最快。而5 ℃、10 ℃和15 ℃影响较小,尤其玉米纹枯病菌菌丝在5 ℃的土壤环境中几乎不能生长。可以初步得出结论:玉米纹枯病菌适合于在高温条件下发病,低温条件下纹枯病菌发病较高温条件缓慢。

表1 菌核在不同温度下产生菌丝的状况Table 1 Sclerotium producing hyphae under different temperature conditions (cm)

表2 不同温度下菌核生长情况差异显著性分析Table 2 Analysis of the significant differences of sclerotia growth under different temperature

含水量控制在15%,pH值为7的条件下,培养9 d后,25 ℃,30 ℃条件下菌落直径最大,生长较好(图1、图2)。

图1 25 ℃下菌核产生菌丝情况Figure 1 25 ℃condition of sclerotia produced hyphae

图2 30 ℃下菌核产生菌丝情况Figure 2 30 ℃ condition of sclerotia produced hyphae

2.2 不同土壤含水量对菌核生长状况的影响

在pH值为7的条件下,培养9 d,每3 d测量一次菌落直径,由表3可以分析出:在温度(25 ℃)、pH值为7一定条件下,土壤含水量在10%、15%、20%、25%、30%菌核均能生长出菌丝,其规律是湿度越大,生长速度越快,这与其高温高湿的习性相关。经SPSS 11.5软件分析(表4)可以看出:各个土壤含水量之间差异性显著。综合以上分析可以得出结论:土壤含水量对菌核生长影响较大,菌核随着湿度增加生长速度加快,但湿度低菌核生长出菌丝较慢,因此湿度大有利于菌核的生长(图3)。这也说明控制湿度,有利于控制病害的发生。

表3 菌核在不同含水量下生长状况Table 3 The growth status of sclerotia under different water content (cm)

表4 不同含水量下菌核生长情况差异显著性分析Table 4 Significant analysis under different water content of sclerotia growth difference

图3 含水量30%菌核产生菌丝情况Figure 3 Moisture content 30% of sclerotia produced mycelium conditions

2.3 不同土壤pH对菌核生长状况的影响

在温度(25 ℃),含水量15%条件下,每3 d测量1次菌落直径,由表5可以分析出:菌核在pH值为7和pH值为6及微酸性下生长较好,尤其是在中性条件下菌核生长快,形成的菌落最大,而在强酸和强碱条件下生长速度缓慢或几乎不生长。经SPSS 11.5软件分析(表6)可以看出:各个pH之间差异性显著。综合上述分析可以得出结论:玉米纹枯病菌核喜在中性或略偏酸性条件下生长,强酸、强碱都会对其生长产生抑制作用。

表5 不同pH下菌核生长状况Table 5 Sclerotia growth status under different pH (cm)

表6 不同pH值下菌核产生菌丝情况差异显著性分析Table 6 Different pH values was significant difference analysis was to produce sclerotia

3 结果与讨论

玉米纹枯病其病原菌Rhizoctonia solani是土壤生态系统中的一员。土壤中物理、化学和生物等因素的协同作用对寄主的健康生长和病原菌的存活有很大的影响,这些因素之间互相促进、互相制约,可能使寄主的生长发育良好,也可能加重植物病害的发生[11]。因此,利用调节土壤温度、湿度、pH值等技术来控制玉米纹枯病的发生,以达到防治该病害的目的。土壤温度对菌核生长出菌丝影响较大,在含水量一定,pH一定的条件下,随着时间的进展,不同温度下的玉米纹枯病菌菌丝长度与温度成正比例关系,即温度越高菌丝生长的越快,25 ℃下菌核生长最快,30 ℃次之,而5 ℃条件下菌核几乎不生长,从而得出结论:含水量,pH一定情况下,高温条件比低温更有利于玉米纹枯病的发生。土壤含水量及土壤湿度也是促进菌核生出菌丝一个重要因素,由土壤不同含水量对菌核生长试验说明,随着湿度的增加,菌核生长出菌丝的速度越快,这也更能体现该菌喜欢高湿的习性。掌握其规律,控制土壤湿度,有利于减轻病害的发生。土壤pH值对菌核生长出菌丝也有一定影响,从试验测得数据来看,玉米纹枯病菌核喜在中性或略偏酸性条件下生长,强酸,强碱都会对其生长产生抑制作用。为了更好地深入研究玉米纹枯病菌菌核萌发,室内测定土壤不同有机质含量以及在N2、O2和CO2胁迫情况下对玉米纹枯病菌菌核的萌发是否有影响,有待进一步深入研究。