楊紹瓊 張光勇 孫寅虎 高梅 李春 陳偉強(qiáng)

摘要??采集云南省河口縣4個(gè)地區(qū)香蕉枯萎病發(fā)病蕉園的健康和感病植株根系附近土壤共24份，采用常規(guī)方法測(cè)定土壤養(yǎng)分和土壤酶活性，研究同一發(fā)病蕉園中健康與感病植株根系附近土壤養(yǎng)分與酶活性的變化規(guī)律，旨在為防治香蕉枯萎病從農(nóng)藝措施角度提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，同一發(fā)病蕉園中健康植株根系附近土壤pH高于感病植株，二者之間的差值為0.17～1.77;感病植株根系附近土壤堿解氮含量高于健康植株，二者之間的差值為20.25～99.91 mg/kg;感病植株根系附近土壤有效磷含量高于健康植株，二者之間的差值為1.16～253.87 mg/kg;感病植株根系附近土壤速效鉀含量高于健康植株土壤，二者之間的差值為92.71～299.03 mg/kg。感病植株根系附近土壤蔗糖酶活性高于健康植株，是健康植株的1.17倍以上。

關(guān)鍵詞??香蕉枯萎病;感病植株;健康植株;土壤養(yǎng)分;土壤酶活性

中圖分類號(hào)??S??436.68+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼??A

文章編號(hào)??0517-6611（2020）04-0141-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.042

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on Differences of Soil Nutrient and Soil Enzyme Activity near the Root of Banana Infected Wilt ?Fusarium and Non-Infected plants in Wilt Disease Areas

YANG Shao-qiong，ZHANG Guang-yong，SUN Yin-hu et al??（ ?Honghe Institution of Tropical Agriculture Sciences of Yunnan，Hekou，Yunnan ?661300）

Abstract??In order to study the differences of soil nutrient and enzyme activity of banana infected wilt fusarium and non-infected plant in banana orchards infected with wilt disease，eight infected plan and four non-infected plan soil samples were collected from four typical plantations infected by banana fusarium wilt in Hekou County，Yunnan Province.The objective of this study was providing research information for the prevention and control of banana fusarium wilt from the perspective of agronomic measures.The soil nutrient and soil enzyme activity was determined by conventional methods.The results indicated that the non-infected with fusarium plant soil pH was higher than infected plant in the same disease banana orchard，the difference between them was 0.17-1.77; the infected with fusarium plant soil alkali hydrolyzable nitrogen content was higher than non-infected plant infected plant，the difference between them was 20.25-99.91 mg/kg; the infected with fusarium plant soil available phosphorus content was higher than non-infected plant infected plant，the difference between them was 1.16-253.87 mg/kg; the infected with fusarium plant soil available potassium content was higher than non-infected plant infected plant，the difference between them was 92.71-299.03 mg/kg.Soil invertase activity of infected plant was more than 1.17 times of non-infected plant.

Key words??Banana fusarium wilt;Infected plant;Non-infected plant;Soil nutrient;Soil enzyme activity

香蕉枯萎病是由古巴尖鐮孢侵染而引起維管束壞死的一種毀滅性土傳真菌病害，也是當(dāng)前嚴(yán)重威脅香蕉生產(chǎn)的主要病害之一，該病的發(fā)生嚴(yán)重制約著香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已成為我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大障礙之一，目前仍無(wú)有效、徹底的根治措施。土傳病害的影響因子主要有土壤質(zhì)地、養(yǎng)分、土壤pH、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)等。目前研究主要集中在枯萎病區(qū)健康蕉園和感病蕉園土壤細(xì)菌多樣性、微生物群落多樣性[1-5]以及添加化學(xué)劑或堿性肥料防控枯萎病的發(fā)生[6-12]。對(duì)于發(fā)病蕉園和健康蕉園土壤理化性質(zhì)等方面的研究較少，鄧曉等[13]對(duì)香蕉枯萎病與土壤因子相關(guān)性研究，認(rèn)為大多數(shù)健康蕉園土壤理化性質(zhì)高于感病蕉園，在同一發(fā)病蕉園中，土壤根際pH隨著感病級(jí)別的增加而升高。河口縣是我國(guó)最大的縣級(jí)香蕉主產(chǎn)區(qū)之一，種植面積1.25萬(wàn)hm2，年產(chǎn)量40萬(wàn)t，近年來(lái)由于香蕉枯萎病的蔓延，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[14]。因此筆者選取河口香蕉枯萎病發(fā)病較嚴(yán)重的4個(gè)地區(qū)，研究河口縣香蕉枯萎病同一發(fā)病蕉園中健康植株和感病植株土壤養(yǎng)分以及酶活性的差異，旨在從農(nóng)藝措施的角度防治香蕉枯萎病。

1??材料與方法

1.1??供試樣品

土壤樣品于2018年2—3月采自云南省河口縣螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)、南溪農(nóng)場(chǎng)、壩灑農(nóng)場(chǎng)和云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所4個(gè)枯萎病患病典型的香蕉園，分別采取健康植株和感病植株根系附近的土壤，每個(gè)蕉園10株混成一個(gè)土樣，健康和感病植株各采3個(gè)土樣，共24個(gè)土樣。土樣風(fēng)干磨細(xì)，分別過(guò)1.00和0.25 mm篩備用。

1.2??土壤養(yǎng)分、酶活性測(cè)定方法??土壤pH采用pH計(jì)測(cè)定，土水比為1.0∶2.5;有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀油浴加熱容量法測(cè)定;全氮用開(kāi)氏消煮，堿解蒸餾法測(cè)定;堿解氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;有效磷用鹽酸-氟化銨浸提鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀以中性乙酸銨提取，原子吸收分光光度法測(cè)定;土壤有效鈣、鎂以中性乙酸銨-EDTA 浸提，原子吸收分光光度法測(cè)定。脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定;磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定;蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定。

2??結(jié)果與分析

2.1??感病與健康植株根系附近土壤養(yǎng)分含量比較

2.1.1??感病與健康植株根系附近土壤pH比較。pH是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)之一，對(duì)土壤微生物活動(dòng)以及土壤養(yǎng)分組成形態(tài)有重要的影響。從圖1可看出，同一個(gè)患病蕉園，感病植株根系附近的土壤pH低于健康植株，健康與感病植株根系附近土壤pH的差值為0.17～1.77。所有枯萎病蕉園感病植株根系附近的土壤pH低于5，而南溪農(nóng)場(chǎng)和壩灑農(nóng)場(chǎng)蕉園健康植株和感病植株根系附近土壤pH低于4.5，呈強(qiáng)酸性。黃永輝等[15]認(rèn)為香蕉枯萎病菌更適合在偏酸環(huán)境下生長(zhǎng)，pH在4～5時(shí)菌絲生長(zhǎng)最快。感病植株土壤pH低于健康植株，說(shuō)明枯萎病菌的生長(zhǎng)繁殖可能降低土壤pH，造成土壤的酸化，而土壤酸化進(jìn)一步促進(jìn)了枯萎病菌的繁殖。

2.1.2??感病與健康植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量比較。從圖2可看出，在同一個(gè)發(fā)病蕉園中，健康植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量高于感病植株土壤。其中南溪農(nóng)場(chǎng)健康植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量為25.58 g/kg，而感病植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量為10.92 g/kg，僅為健康植株土壤的53%;熱科所發(fā)病蕉園感病植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量為12.35 g/kg，是健康植株根系附近土壤的83%;壩灑農(nóng)場(chǎng)感病植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量為12.80 g/kg，是健康植株根系附近土壤的76%。螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)發(fā)病蕉園感病植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量為21.04 g/kg，而健康植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量為20.51 g/kg，是感病植株土壤的97%，這可能與蕉園施用有機(jī)肥有關(guān)，使得感病和健康植株根系附近土壤有機(jī)質(zhì)含量無(wú)顯著差異。

2.1.3??感病與健康植株根系附近土壤氮含量比較。

從圖3可看出，發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤全氮含量高于感病植株根系附近土壤。螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤全氮含量為1.63 g/kg，而感病植株根系附近土壤全氮含量為1.42 g/kg，是感病植株的1.15倍;熱科所發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤全氮含量為0.66 g/kg，感病植株根系附近土壤為0.53 g/kg，是感病植株的1.25倍;南溪農(nóng)場(chǎng)健康植株根系附近土壤全氮含量為0.97 g/kg，感病植株根系附近土壤為0.46 g/kg，是感病植株的2.12倍。而壩灑農(nóng)場(chǎng)蕉園健康與感病植株根系附近土壤全氮含量無(wú)顯著差異，兩者之間相差0.06 g/kg。

從圖4可看出，在同一發(fā)病蕉園中感病和健康植株根系附近土壤堿解氮具有相同的變化規(guī)律，即感病植株根系附近土壤堿解氮含量高于健康植株。4個(gè)蕉園健康植株根系附近土壤堿解氮含量分別為435.45、61.65、213.46、130.80 mg/kg，而感病植株根系附近土壤堿解氮含量分別為533.68、161.56、279.53、151.05 mg/kg，分別是健康植株的1.23、2.62、1.31和1.16倍，兩者之間的差值為20.25～99.91 mg/kg。這可能與植株感病后，各項(xiàng)生理功能減弱，從土壤吸收有效養(yǎng)分的能力變?nèi)?，進(jìn)而導(dǎo)致土壤堿解氮含量的積累，使得感病植株根系附近的土壤堿解氮含量高于健康植株。

2.1.4??感病與健康植株根系附近土壤有效磷和速效鉀含量比較。

從圖5可看出，在同一個(gè)發(fā)病蕉園中感病植株根系附近有效磷含量均高于健康植株。4個(gè)蕉園健康植株根系附近土壤有效磷含量分別為133.51、148.58、102.36、40.18 mg/kg，感病植株根系附近土壤有效磷含量分別為245.54、402.45、103.52、149.53 mg/kg，分別是健康植株的1.84、2.71、1.01、3.72倍，二者之間的差值為1.16～253.87 mg/kg。其中南溪農(nóng)場(chǎng)發(fā)病蕉園健康植株和感病植株根系附近土壤的有效磷含量變化不明顯。鉀是香蕉生長(zhǎng)過(guò)程中需要量較多的元素之一，從圖6可以看出，香蕉感染枯萎病之后，感病植株根系附近土壤速效鉀含量比健康植株根系附近土壤速效鉀含量高。4個(gè)發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤速效鉀含量分別為243.15、207.62、232.40、206.53 mg/kg，感病植株根系附近土壤速效鉀含量分別為384.90、300.33、522.46、505.56 mg/kg，分別是健康植株的1.58、1.45、2.25和2.45倍，二者之間的差值為92.71～299.03 mg/kg。

2.1.4??感病與健康植株根系附近土壤有效鈣和有效鎂含量比較。

從圖7和圖8可看出，螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)、熱科所和南溪農(nóng)場(chǎng)健康植株根系附近土壤有效鈣、鎂含量高于感病植株土，3個(gè)發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤有效鈣含量分別為0.69、1.23、0.65 g/kg，感病植株根系附近土壤有效鈣含量分別為0.61、0.58、0.25 g/kg，分別是健康植株的1.31、2.12、2.6倍。3個(gè)發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤有效鎂含量分別為145.23、130.67、137.64 mg/kg，感病植株土壤有效鎂含量分別為111.90、88.39、59.45 mg/kg，分別是感病植株的1.30、1.48、2.32倍。壩灑農(nóng)場(chǎng)感病植株根系附近土壤有效鈣、鎂含量分別是健康植株的3.96和4.21倍。

2.2??感病與健康植株根系附近土壤酶活性比較

土壤脲酶是土壤氮素循環(huán)的重要組成部分，能促進(jìn)尿素的水解，形成NH4+，從而促進(jìn)植物的吸收。從圖9可看出，螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)、熱科所和壩灑農(nóng)場(chǎng)發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤脲酶活性高于感病植株，分別是感病植株的1.46、2.29和1.01倍，而南溪農(nóng)場(chǎng)發(fā)病蕉園感病植株根系附近土壤脲酶活性遠(yuǎn)高于健康植株，是健康植株的1.53倍。土壤脲酶活性在螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)蕉園活性最高，這與蕉園的全氮和堿解氮含量成正相關(guān)。

土壤磷酸酶是一類催化土壤中有機(jī)磷化合物礦化的酶，其活性的高低直接影響土壤中有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及其生物有效性。因?yàn)榇蟛糠纸秷@土壤偏酸性，因此主要測(cè)定的是酸性磷酸酶活性。從圖10可看出，南溪農(nóng)場(chǎng)和壩灑農(nóng)場(chǎng)發(fā)病蕉園健康植株根系附近土壤酸性磷酸酶活性高于感病植株，分別是感病植株根系附近土壤的2.73和3.29倍;而螞蝗堡農(nóng)場(chǎng)和熱科所發(fā)病蕉園感病植株根系附近土壤酸性磷酸酶活性強(qiáng)于健康植株，分別是健康植株的1.18和1.35倍。

蔗糖酶又稱轉(zhuǎn)化酶，對(duì)增加土壤中易溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起著重要作用，其活性反映了土壤中有機(jī)碳累積和分解轉(zhuǎn)化規(guī)律，是表征土壤碳素循環(huán)和土壤生物化學(xué)活性的重要酶。從圖11可看出，調(diào)查取樣的4個(gè)發(fā)病蕉園感病植株根系附近土壤蔗糖酶活性均高于健康植株，分別是健康植株土壤的1.17、1.69、1.71和2.57倍。這可能與香蕉感病后，莖稈和根系出現(xiàn)病變，逐漸腐爛，為蔗糖酶提供了一定的底物，因此提高了土壤蔗糖酶的活性，也可能是蔗糖酶活性與有效磷含量呈顯著正相關(guān)，而感病植株土壤有效磷含量高于健康植株土壤，進(jìn)而感病植株土壤蔗糖酶活性高于健康植株。

3??結(jié)論與討論

對(duì)河口縣4個(gè)枯萎病發(fā)病蕉園健康植株和發(fā)病植株根系附近土壤的檢測(cè)表明，在同一發(fā)病蕉園中，健康植株根系附近土壤pH高于感病植株，這與鄧曉等[13]研究結(jié)果不一致，可能是因?yàn)樗{(diào)查蕉園土壤組成和性質(zhì)不同，病菌株系及其土壤微生物組成不同造成的。感病植株根系附近土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量高于健康植株，這可能是由于香蕉感病后，根系和維管束受到傷害，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能正常吸收和運(yùn)輸，而在香蕉發(fā)病后，蕉農(nóng)認(rèn)為是缺肥，進(jìn)而增施化肥，進(jìn)一步造成了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累，因此形成了土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量高于健康植株根系附近土壤。

土壤酶是土壤組分中最活躍的有機(jī)成分之一，是土壤生物過(guò)程的主要調(diào)節(jié)者，參與了土壤環(huán)境中的一切生物化學(xué)過(guò)程，與有機(jī)質(zhì)的分解、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)移、環(huán)境質(zhì)量等密切相關(guān)[16]。土壤蔗糖酶活性在4個(gè)蕉園中，感病植株根系附近土壤蔗糖酶活性高于健康植株，這可能與植株感病后，植株根系和假莖逐漸枯萎腐敗，為蔗糖酶提供了底物，增強(qiáng)了其活性。

土壤pH影響香蕉枯萎病的發(fā)生和發(fā)展，研究表明土壤pH分別與枯萎病發(fā)病率、病情指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)[12]，因此提高土壤pH有利于控制或者預(yù)防香蕉枯萎病的發(fā)生和發(fā)展。研究表明施用石灰、木薯渣、蔗渣等改良土壤，提高土壤pH[10-11]，可以降低尖孢鐮刀菌生理小種的致病力，從而破壞枯萎病發(fā)生的條件控制枯萎病的發(fā)生。因此在酸性土壤和香蕉枯萎病發(fā)生的蕉園上施用堿性肥料，有助于改良土壤，降低枯萎病的發(fā)病率。

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