蛭石和沸石对番茄青枯病及土壤微生物的影响

1、蛭石和沸石对番茄青枯病及土壤微生物的影响蔡燕飞1，何成新2，廖宗文1，刘可星1，王赛花31：华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642；2：中国科学院广西植物研究所，广西 桂林 541006；3：广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650摘要：施用沸石于番茄连作地，使番茄青枯病显著减少，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显著提高，而蛭石处理对土壤微生物生物量的影响不明显。沸石和蛭石都能提高土壤中真菌、细菌和放线菌的数量和土壤微生物活性，其中沸石处理的土壤高于蛭石处理的土壤。关键词：蛭石；沸石；番茄青枯病；土壤微生物中图分类号：S43；S154.3 文献标识

2、码：A 文章编号：1672-2175（2003）02-0179-03土壤微生物活性和抑病能力与粘土矿物关系密切12。向土壤中施用某些粘土矿物如蒙脱石组分，可提高细菌的呼吸，增加易感土壤的抗病性和提高土壤中拮抗微生物的数量和活性。土壤粘粒含量超过35%时，土壤含水量、有机质、可溶解性营养物质高，渗透性差，这样易于感病3。不同的粘土矿物对土壤微生物区系和土壤肥力的影响不一样，也使土壤对植物病害的感染和抑制能力不一样。沸石主要由Si、Al和O三种元素组成，它们构成沸石的四面体结构，其中硅氧四面体和铝氧四面体构成了沸石的三维空间架状构造。由于沸石具有独特的空间结构，沸石加入到土壤后，可以增加土壤对铵离

3、子、磷酸根离子和K离子等的吸附能力，改善土壤结构，提高土壤的保肥性能。蛭石是一种化学成分复杂的铁镁质铝硅酸盐矿物。在土壤肥料方面应用较多46，但对土传病菌和土壤微生物的影响鲜有报道，因此本研究试图比较沸石和蛭石对番茄青枯病和土壤微生物的影响。1 材料和方法1.1 试验材料供试番茄品种为红宝石；供试土壤取自番茄连作菜园土，番茄青枯病发生严重；蛭石由中国科学院广州地球化学研究所提供，系透辉石岩型蛭石，灰黑棕褐色；沸石产自河南信阳，主要成分是斜发沸石，细度为60目。1.2 试验设计盆栽试验，共3个处理，4次重复。即处理一为对照，处理二为每千克土壤施蛭石10 g, 处理三为每千克土壤施沸石10 g。实

4、验于月30日开始，各盆装过2 cm筛的菜园土kg，用株高约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日接种青枯菌。6月29日测定微生物生物量。1.3 测定方法土壤细菌、真菌、放线菌总数测定采用平板计数法7。真菌培养基：Martin真菌培养基；细菌培养基：牛肉膏蛋白胨培养基；放线菌培养基：高氏一号培养基。土壤微生物代谢指纹分析：采用BIOLOG GN微平板法8。土壤微生物生物量测定：采用氯仿熏蒸提取法（FI）9。2 结果与讨论2.1 蛭石和沸石对番茄青枯病发生的影响从图1可看出，蛭石处理和沸石处理对番茄青枯病的发生有一定的影响，沸

5、石粉施入土壤后，显著地降低番茄青枯病的发生，而施用蛭石后番茄青枯病加剧，并使青枯病发生时间比对照提前2 d。蛭石处理的番茄青枯病发生率显著地高于对照，沸石处理的番茄青枯病发生率显著地低于对照。这是因为沸石具有较强的阳离子交换性能，可提高土壤阳离子交换量5，另外沸石具有较大的比表面和较强的静电场，施用沸石可以把细土和粘粒吸附到它的周围，渐渐形成微团聚体。这样改善土壤微生物群落的生存空间，提高土壤微生物多样性，从而提高了土壤抑病能力。表1 各处理土壤微生物种类和数量的比较处理细菌总数量n/×107真菌总数量及其各菌数量比例放线菌总数量及其各菌数量比例总数量n/×105棒曲霉青霉

6、毛霉木霉黄柄曲霉总数量n/×105白孢类群金色类群灰褐类群粉红孢类群灰红紫类群黄色类群/%/%对照1.30b1.03ab12.5035.711.780.000.003.0b66.6715.008.331.670.008.33蛭石1.40ab0.88b12.5031.250.006.250.005.3a74.586.8011.860.001.695.08沸石1.55a1.45a10.9134.851.8210.641.826.7a65.2014.137.610.005.437.61注：数据为4次重复的平均值；表中同列具有相同字母者，表示在0.05水平差异不显著（DMRT法）2.2 不同

7、处理对土壤微生物的影响表2 各处理土壤微生物生物量碳、氮的比较处理微生物N/(mg·kg-1)微生物C/(mg·kg-1)对照9.86±0.23b112.67±4.18b蛭石12.26±0.11b118.09±7.12b沸石15.94±1.41a205.82±17.25a注：数据为6次重复的平均值±标准误差；表中同列具有相同字母者，表示在0.05水平差异不显著（DMRT法）各处理的土壤细菌、真菌和放线菌数量测定结果见表1。从表中可知，细菌、放线菌数量顺序为：沸石处理蛭石处理对照土壤；真菌数量：沸石处理对照

8、土壤蛭石处理。土壤真菌比例的增加有助于土壤生态系统趋稳定性发展，增强土壤抑制土传病原菌的能力。本试验结果与此一致。施用蛭石后土壤真菌比例减少，番茄青枯病趋于严重，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发生率。施用沸石有助于土壤质量朝好的方向发展。微生物平板培养计数结果也显示各处理土壤真菌和放线菌组成的差异。在平板培养基上可辨别到的不同菌落形态的真菌类型：对照土壤和蛭石处理土壤有3种，而沸石处理土壤有5种，沸石处理土壤的木霉和黄柄曲霉明显增多。其中木霉是众所周知的有益微生物，具有较好的防病和促生功能。沸石处理后的木霉数量增加，可能与沸石同时改善了木霉的营养条件和生存环境相关。各

9、处理的放线菌组成比例也存在较大的差异。沸石处理的放线菌数量明显高于蛭石。上述结果显示，不同的矿物添加物对微生物类别的增减有不同的效果，其中沸石的综合效果最好，即对土壤微生物生态结构的优化效果最明显。这与沸石防病的试验结果最佳是相吻合的。土壤微生物生物量碳、氮的测定结果见表2。沸石处理的土壤微生物生物量极显著地大于蛭石处理土壤和对照土壤。施用沸石后，土壤微生物总量增加，土壤微生物多样性增加，土壤抑制番茄青枯病的能力增强；蛭石施用后，虽然土壤微生物总量略有上升，但土壤差异不明显。蛭石处理土壤的番茄青枯病反而更严重，由于沸石和蛭石具有不同理化性质和空间结构，对土壤微生物生物量的影响截然相反。同时说明

10、土壤微生物总量可能与土壤质量和抑病性有密切的相关性。这实验结果也可说明土传病害的发生因子很复杂，除了生物因子外，土壤物理化学性质对土壤微生物区系和土传病害影响重大，但目前这些方面的研究还很薄弱，加强土传病害和土壤粘土矿物等理化因子的内在联系研究有着重要意义.2 土壤微生物功能多样性应用BIOLOG法分析沸石和蛭石对土壤微生物活性的影响。由图2可知，土壤微生物群落在BIOLOG GN微平板反应温育过程中的AWCD值是沸石处理高于蛭石处理；蛭石处理高于对照。由此说明两种粘土矿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谢能力。土壤微生物活性是反映土壤生态系统功能的重要指标

11、，土壤微生物活性高，土壤生态系统稳定性和缓冲容量大，功能增强，因而土壤对外来胁迫所引起的生态系统波动的恢复能力提高10。例如由于种植寄主植物番茄，土壤中病原菌数量相应增加，导致青枯病发生严重，而在微生物活性高的土壤，对种植寄主植物所引起番茄青枯病的抵抗能力或恢复能力较强，减轻了土传病害发生。蛭石虽然也提高了土壤微生物活性，但反而使病害严重，可能是蛭石与沸石的空间结构不同，从而对土壤微生物活动空间有不同的影响，蛭石施用土壤后，可能使青枯菌更易于接近根系，导致青枯病加重。由此说明作物土传病害的发生不仅与土壤生物性质关系密切，而且也受到土壤理化性质的明显影响，土壤空隙直接影响土传病原菌在土壤中的活动

12、和生长。但土壤因子与土传病原菌、有益微生物的内在联系目前还研究得不多。加强这方面的研究意义重大。本研究中施用沸石对番茄青枯病有一定的防治效果，蛭石反而导致番茄青枯病易于发生。3 小结沸石施用于赤红壤番茄连作地，对番茄青枯病有一定的防治效果，但蛭石的施入反而导致番茄青枯病易于发生。施用沸石明显提高了土壤微生物生物量，但蛭石处理对土壤微生物生物量的影响不明显，由此从微生物总量的角度说明沸石提高了土壤中微生物多样性。沸石和蛭石都能提高土壤中真菌、细菌和放线菌的数量和土壤微生物活性，其中沸石处理土壤显著高于蛭石处理的相应值。这些研究显示了通过施用无机物如沸石等来改善土壤微生物结构和生态功能，从而实现土

13、壤微生态平衡，抑制作物病害，是一条值得探讨的生态调控防病途径。同时有机物和无机物以及有益微生物配合施用研究是非常值得进一步探讨。参考文献：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

14、root rot by a strain of Pseudomonas fluorescensJ. Soil Biol Biochem, 1989, 21: 361-366.3 AMIR H, ALABOUVETTE C. Involvement of soil abiotic factors in the mechanisms of soil suppressiveness to Fisarium wiltsJ. Soil Biol Biochem, 1993, 25: 157-164.4 吴景贵, 姜岩, 丛嘉厚, 等. 冷浆型水稻土施用沸石对水稻生育及产量的影响J. 1994, 16(1

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17、002, 21(5): 417-420.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: Gua

18、ngxi Institute of Botany, 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, bu