木麻黄青枯病罹病与健康植株根区土壤微生态的比较研究

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木麻黄是一种常绿乔木或灌木,分布在热带、亚热带地区,原产自澳大利亚、太平洋诸岛和亚洲东南部地区。木麻黄适应性强,具有耐干旱、抗贫瘠、抗盐碱等特性;用途广泛,能够防风固沙、抵御沿海自然灾害、改善生态环境,是我国沿海防护林基干林带的主栽树种。近年来,我国沿海地区尤其是粤西地区木麻黄青枯病频繁发生,沿海地区生态安全受到严重威胁。木麻黄青枯病是一种土传细菌病害,因为青枯病病原菌寄主范围广泛,致病机理独特,变异能力强和无寄主情况下存活能力强的特点,决定了其防治难度极大。青枯病病原菌侵染过程一般是从寄主根部开始侵入,在皮层细胞间隙进行繁殖,随后入侵植物导管和相邻组织,并在植物体内产生大量胞外多糖(EPSI),阻塞和破坏寄主维管系统,最终导致寄主死亡。目前,已有研究表明,接种弗兰克氏菌和菌根菌对提高木麻黄抵御青枯病有显著作用,但在木麻黄青枯病防治实践中,依然存在生防制剂效果不稳定、生防菌土壤存活效率低等问题。因此,本研究旨在从土壤调控方面着手解决木麻黄青枯病的防控问题。本研究选取广东省潮州市饶平县大埕镇、湛江市吴川市塘尾镇和湛江市徐闻县前山镇的同一无性系木麻黄人工林为研究对象,调查青枯病病情指数并在3个样地分别采集木麻黄青枯病罹病植株和健康植株根区土壤,共54个土壤样品。通过分析比较木麻黄健康植株和罹病植株根区土壤生物学特性,包括根区土壤理化性质、胞外酶活性和微生物(细菌和真菌)群落结构,探究木麻黄根区土壤理化性质、胞外酶活性和微生物群落结构与青枯病发生的关系,以期从木麻黄根区土壤微环境调控方面着手解决木麻黄青枯病的防控问题,为有效防控木麻黄青枯病提供理论支持。研究发现:(1)木麻黄健康植株根区土壤有机质的含量、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾及速效钾的含量均高于罹病植株,且全氮含量差异显著,有机质、速效磷、全钾、速效钾和碱解氮差异极显著。(2)发病等级与多酚氧化酶活性呈极显著正相关关系,与酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、过氧化物酶均呈负相关关系。(3)木麻黄青枯病罹病植株根区土壤中有效硅、交换性钙、交换性镁、有效铁和有效锰含量均较健康植株低,且所有样地中罹病植株和健康植株根区土壤有效硅含量差异均显著;木麻黄根区土壤中有效硅、交换性镁和有效锰含量均与青枯病发病等级呈极显著负相关关系。(4)克洛氏菌属(Crossiella)和Conexibacter是健康植株根区土壤中的优势菌群,且克洛氏菌属(Crossiella)与土壤中的全钾和碱解氮含量呈极显著正相关关系;Conexibacter与土壤中的全磷、速效磷和有机质含量呈显著负相关关系,与土壤p H呈极显著负相关关系。船壳菌科(Gloniaceae)是健康植株根区土壤中的优势菌群,且其与土壤中的速效钾、速效磷、碱解氮、全钾、全磷含量和电导率呈负相关关系,与土壤p H、全氮和有机质含量呈正相关关系。因此克洛氏菌属(Crossiella)、Conexibacter和船壳菌科(Gloniaceae)在生物菌剂研制中具有很大的应用潜力,在今后的研究中应当得到足够的重视。
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