蛭石和沸石對番茄青枯病及土壤微生物的影響

1、蛭石和沸石對番茄青枯病及土壤微生物的影響蔡燕飛1，何成新2，廖宗文1，劉可星1，王賽花31：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642；2：中國科學(xué)院廣西植物研究所，廣西 桂林 541006；3：廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所，廣東 廣州 510650摘要：施用沸石于番茄連作地，使番茄青枯病顯著減少，但施用蛭石使番茄青枯病加重。施用沸石后土壤微生物生物量顯著提高，而蛭石處理對土壤微生物生物量的影響不明顯。沸石和蛭石都能提高土壤中真菌、細(xì)菌和放線菌的數(shù)量和土壤微生物活性，其中沸石處理的土壤高于蛭石處理的土壤。關(guān)鍵詞：蛭石；沸石；番茄青枯??；土壤微生物 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-21

2、75（2003）02-0179-03土壤微生物活性和抑病能力與粘土礦物關(guān)系密切12。向土壤中施用某些粘土礦物如蒙脫石組分，可提高細(xì)菌的呼吸，增加易感土壤的抗病性和提高土壤中拮抗微生物的數(shù)量和活性。土壤粘粒含量超過35%時(shí)，土壤含水量、有機(jī)質(zhì)、可溶解性營養(yǎng)物質(zhì)高，滲透性差，這樣易于感病3。不同的粘土礦物對土壤微生物區(qū)系和土壤肥力的影響不一樣，也使土壤對植物病害的感染和抑制能力不一樣。沸石主要由Si、Al和O三種元素組成，它們構(gòu)成沸石的四面體結(jié)構(gòu)，其中硅氧四面體和鋁氧四面體構(gòu)成了沸石的三維空間架狀構(gòu)造。由于沸石具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)，沸石加入到土壤后，可以增加土壤對銨離子、磷酸根離子和K離子等的吸附能

3、力，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的保肥性能。蛭石是一種化學(xué)成分復(fù)雜的鐵鎂質(zhì)鋁硅酸鹽礦物。在土壤肥料方面應(yīng)用較多46，但對土傳病菌和土壤微生物的影響鮮有報(bào)道，因此本研究試圖比較沸石和蛭石對番茄青枯病和土壤微生物的影響。1 材料和方法 試驗(yàn)材料供試番茄品種為紅寶石；供試土壤取自番茄連作菜園土，番茄青枯病發(fā)生嚴(yán)重；蛭石由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所提供，系透輝石巖型蛭石，灰黑棕褐色；沸石產(chǎn)自河南信陽，主要成分是斜發(fā)沸石，細(xì)度為60目。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)盆栽試驗(yàn)，共3個(gè)處理，4次重復(fù)。即處理一為對照，處理二為每千克土壤施蛭石10 g, 處理三為每千克土壤施沸石10 g。實(shí)驗(yàn)于月30日開始，各盆裝過2 cm篩的菜園土

4、kg，用株高約20 cm的番茄苗移栽，每盆植4株。施用基肥N 44 mg，P 33 mg，K 24 mg/kg土。6月10日接種青枯菌。6月29日測定微生物生物量。 測定方法土壤細(xì)菌、真菌、放線菌總數(shù)測定采用平板計(jì)數(shù)法7。真菌培養(yǎng)基：Martin真菌培養(yǎng)基；細(xì)菌培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；放線菌培養(yǎng)基：高氏一號培養(yǎng)基。土壤微生物代謝指紋分析：采用BIOLOG GN微平板法8。土壤微生物生物量測定：采用氯仿熏蒸提取法（FI）9。2 結(jié)果與討論 蛭石和沸石對番茄青枯病發(fā)生的影響從圖1可看出，蛭石處理和沸石處理對番茄青枯病的發(fā)生有一定的影響，沸石粉施入土壤后，顯著地降低番茄青枯病的發(fā)生，而施用蛭石后

5、番茄青枯病加劇，并使青枯病發(fā)生時(shí)間比對照提前2 d。蛭石處理的番茄青枯病發(fā)生率顯著地高于對照，沸石處理的番茄青枯病發(fā)生率顯著地低于對照。這是因?yàn)榉惺哂休^強(qiáng)的陽離子交換性能，可提高土壤陽離子交換量5，另外沸石具有較大的比表面和較強(qiáng)的靜電場，施用沸石可以把細(xì)土和粘粒吸附到它的周圍，漸漸形成微團(tuán)聚體。這樣改善土壤微生物群落的生存空間，提高土壤微生物多樣性，從而提高了土壤抑病能力。表1 各處理土壤微生物種類和數(shù)量的比較處理細(xì)菌總數(shù)量n/×107真菌總數(shù)量及其各菌數(shù)量比例放線菌總數(shù)量及其各菌數(shù)量比例總數(shù)量n/×105棒曲霉青霉毛霉木霉黃柄曲霉總數(shù)量n/×105白孢類群金色

6、類群灰褐類群粉紅孢類群灰紅紫類群黃色類群/%/%對照babb蛭石abb沸石a注：數(shù)據(jù)為4次重復(fù)的平均值；表中同列具有相同字母者，表示在水平差異不顯著（DMRT法） 不同處理對土壤微生物的影響表2 各處理土壤微生物生物量碳、氮的比較處理微生物N/(mg·kg-1)微生物C/(mg·kg-1)對照蛭石沸石注：數(shù)據(jù)為6次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差；表中同列具有相同字母者，表示在水平差異不顯著（DMRT法）各處理的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量測定結(jié)果見表1。從表中可知，細(xì)菌、放線菌數(shù)量順序?yàn)椋悍惺幚眚问幚韺φ胀寥?；真菌?shù)量：沸石處理對照土壤蛭石處理。土壤真菌比例的增加有助于

7、土壤生態(tài)系統(tǒng)趨穩(wěn)定性發(fā)展，增強(qiáng)土壤抑制土傳病原菌的能力。本試驗(yàn)結(jié)果與此一致。施用蛭石后土壤真菌比例減少，番茄青枯病趨于嚴(yán)重，而施用沸石后土壤微生物真菌的比例增加，降低了番茄青枯病的發(fā)生率。施用沸石有助于土壤質(zhì)量朝好的方向發(fā)展。微生物平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)結(jié)果也顯示各處理土壤真菌和放線菌組成的差異。在平板培養(yǎng)基上可辨別到的不同菌落形態(tài)的真菌類型：對照土壤和蛭石處理土壤有3種，而沸石處理土壤有5種，沸石處理土壤的木霉和黃柄曲霉明顯增多。其中木霉是眾所周知的有益微生物，具有較好的防病和促生功能。沸石處理后的木霉數(shù)量增加，可能與沸石同時(shí)改善了木霉的營養(yǎng)條件和生存環(huán)境相關(guān)。各處理的放線菌組成比例也存在較大的差異。

8、沸石處理的放線菌數(shù)量明顯高于蛭石。上述結(jié)果顯示，不同的礦物添加物對微生物類別的增減有不同的效果，其中沸石的綜合效果最好，即對土壤微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化效果最明顯。這與沸石防病的試驗(yàn)結(jié)果最佳是相吻合的。土壤微生物生物量碳、氮的測定結(jié)果見表2。沸石處理的土壤微生物生物量極顯著地大于蛭石處理土壤和對照土壤。施用沸石后，土壤微生物總量增加，土壤微生物多樣性增加，土壤抑制番茄青枯病的能力增強(qiáng)；蛭石施用后，雖然土壤微生物總量略有上升，但土壤差異不明顯。蛭石處理土壤的番茄青枯病反而更嚴(yán)重，由于沸石和蛭石具有不同理化性質(zhì)和空間結(jié)構(gòu)，對土壤微生物生物量的影響截然相反。同時(shí)說明土壤微生物總量可能與土壤質(zhì)量和抑病性有

9、密切的相關(guān)性。這實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可說明土傳病害的發(fā)生因子很復(fù)雜，除了生物因子外，土壤物理化學(xué)性質(zhì)對土壤微生物區(qū)系和土傳病害影響重大，但目前這些方面的研究還很薄弱，加強(qiáng)土傳病害和土壤粘土礦物等理化因子的內(nèi)在聯(lián)系研究有著重要意義.2 土壤微生物功能多樣性應(yīng)用BIOLOG法分析沸石和蛭石對土壤微生物活性的影響。由圖2可知，土壤微生物群落在BIOLOG GN微平板反應(yīng)溫育過程中的AWCD值是沸石處理高于蛭石處理；蛭石處理高于對照。由此說明兩種粘土礦物的施用都能改善土壤微生物活性，其中沸石比蛭石更有效的提高土壤微生物代謝能力。土壤微生物活性是反映土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的重要指標(biāo)，土壤微生物活性高，土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

10、和緩沖容量大，功能增強(qiáng)，因而土壤對外來脅迫所引起的生態(tài)系統(tǒng)波動(dòng)的恢復(fù)能力提高10。例如由于種植寄主植物番茄，土壤中病原菌數(shù)量相應(yīng)增加，導(dǎo)致青枯病發(fā)生嚴(yán)重，而在微生物活性高的土壤，對種植寄主植物所引起番茄青枯病的抵抗能力或恢復(fù)能力較強(qiáng)，減輕了土傳病害發(fā)生。蛭石雖然也提高了土壤微生物活性，但反而使病害嚴(yán)重，可能是蛭石與沸石的空間結(jié)構(gòu)不同，從而對土壤微生物活動(dòng)空間有不同的影響，蛭石施用土壤后，可能使青枯菌更易于接近根系，導(dǎo)致青枯病加重。由此說明作物土傳病害的發(fā)生不僅與土壤生物性質(zhì)關(guān)系密切，而且也受到土壤理化性質(zhì)的明顯影響，土壤空隙直接影響土傳病原菌在土壤中的活動(dòng)和生長。但土壤因子與土傳病原菌、有益微

11、生物的內(nèi)在聯(lián)系目前還研究得不多。加強(qiáng)這方面的研究意義重大。本研究中施用沸石對番茄青枯病有一定的防治效果，蛭石反而導(dǎo)致番茄青枯病易于發(fā)生。3 小結(jié)沸石施用于赤紅壤番茄連作地，對番茄青枯病有一定的防治效果，但蛭石的施入反而導(dǎo)致番茄青枯病易于發(fā)生。施用沸石明顯提高了土壤微生物生物量，但蛭石處理對土壤微生物生物量的影響不明顯，由此從微生物總量的角度說明沸石提高了土壤中微生物多樣性。沸石和蛭石都能提高土壤中真菌、細(xì)菌和放線菌的數(shù)量和土壤微生物活性，其中沸石處理土壤顯著高于蛭石處理的相應(yīng)值。這些研究顯示了通過施用無機(jī)物如沸石等來改善土壤微生物結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能，從而實(shí)現(xiàn)土壤微生態(tài)平衡，抑制作物病害，是一條值得

12、探討的生態(tài)調(diào)控防病途徑。同時(shí)有機(jī)物和無機(jī)物以及有益微生物配合施用研究是非常值得進(jìn)一步探討。參考文獻(xiàn)：1 STOTZKY G, REM L T. Influence of clay minerals on microorganisms, Part I: Montmorillonite and kaolinite on bacteriaJ. Can J Microbiol, 1966, 12: 547-563.2 STUTZ E, KAHR G, DEFAGO G. Clays involved in suppression of tobacco black root rot by a strai

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16、.Effect of applying vermiculite and zeolite on soil microorganism and bacterial wilt of tomatoCAI Yan-fei1, HE Cheng-xin2, LIAO Zong-wen1, LIU Ke-xin1, WANG Sai-hua31: College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;2: Guangxi Institute of B

17、otany, Chinese Academy of Sciences, Guilin 541006, China;3: Guangdong Institute of Ecology, Environmental and Soil Sciences, Guangzhou 510650, ChinaAbstract: Zeolite greatly suppressesed bacterial wilt of tomato in the continuous cropping soil, while vermiculite sharpened wilt disease index. Zeolite can more develop soil microbial biomass than that of vermiculite and CK, but no different b