杨绍琼 张光勇 孙寅虎 高梅 李春 陈伟强

摘要  采集云南省河口县4个地区香蕉枯萎病发病蕉园的健康和感病植株根系附近土壤共24份，采用常规方法测定土壤养分和土壤酶活性，研究同一发病蕉园中健康与感病植株根系附近土壤养分与酶活性的变化规律，旨在为防治香蕉枯萎病从农艺措施角度提供理论依据。结果表明，同一发病蕉园中健康植株根系附近土壤pH高于感病植株，二者之间的差值为0.17～1.77;感病植株根系附近土壤碱解氮含量高于健康植株，二者之间的差值为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，二者之间的差值为1.16～253.87 mg/kg;感病植株根系附近土壤速效钾含量高于健康植株土壤，二者之间的差值为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。

关键词  香蕉枯萎病;感病植株;健康植株;土壤养分;土壤酶活性

中图分类号  S  436.68+1文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2020）04-0141-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.042

开放科学（资源服务）标识码（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维管束坏死的一种毁灭性土传真菌病害，也是当前严重威胁香蕉生产的主要病害之一，该病的发生严重制约着香蕉产业的发展，已成为我国香蕉产业发展的最大障碍之一，目前仍无有效、彻底的根治措施。土传病害的影响因子主要有土壤质地、养分、土壤pH、土壤微生物群落结构等。目前研究主要集中在枯萎病区健康蕉园和感病蕉园土壤细菌多样性、微生物群落多样性[1-5]以及添加化学剂或碱性肥料防控枯萎病的发生[6-12]。对于发病蕉园和健康蕉园土壤理化性质等方面的研究较少，邓晓等[13]对香蕉枯萎病与土壤因子相关性研究，认为大多数健康蕉园土壤理化性质高于感病蕉园，在同一发病蕉园中，土壤根际pH随着感病级别的增加而升高。河口县是我国最大的县级香蕉主产区之一，种植面积1.25万hm2，年产量40万t，近年来由于香蕉枯萎病的蔓延，造成严重的经济损失[14]。因此笔者选取河口香蕉枯萎病发病较严重的4个地区，研究河口县香蕉枯萎病同一发病蕉园中健康植株和感病植株土壤养分以及酶活性的差异，旨在从农艺措施的角度防治香蕉枯萎病。

1  材料與方法

1.1  供试样品

土壤样品于2018年2—3月采自云南省河口县蚂蝗堡农场、南溪农场、坝洒农场和云南省红河热带农业科学研究所4个枯萎病患病典型的香蕉园，分别采取健康植株和感病植株根系附近的土壤，每个蕉园10株混成一个土样，健康和感病植株各采3个土样，共24个土样。土样风干磨细，分别过1.00和0.25 mm筛备用。

1.2  土壤养分、酶活性测定方法  土壤pH采用pH计测定，土水比为1.0∶2.5;有机质用重铬酸钾油浴加热容量法测定;全氮用开氏消煮，碱解蒸馏法测定;碱解氮用碱解扩散法测定;有效磷用盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定;速效钾以中性乙酸铵提取，原子吸收分光光度法测定;土壤有效钙、镁以中性乙酸铵-EDTA 浸提，原子吸收分光光度法测定。脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定;磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定;蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定。

2  结果与分析

2.1  感病与健康植株根系附近土壤养分含量比较

2.1.1  感病与健康植株根系附近土壤pH比较。pH是土壤重要的化学性质之一，对土壤微生物活动以及土壤养分组成形态有重要的影响。从图1可看出，同一个患病蕉园，感病植株根系附近的土壤pH低于健康植株，健康与感病植株根系附近土壤pH的差值为0.17～1.77。所有枯萎病蕉园感病植株根系附近的土壤pH低于5，而南溪农场和坝洒农场蕉园健康植株和感病植株根系附近土壤pH低于4.5，呈强酸性。黄永辉等[15]认为香蕉枯萎病菌更适合在偏酸环境下生长，pH在4～5时菌丝生长最快。感病植株土壤pH低于健康植株，说明枯萎病菌的生长繁殖可能降低土壤pH，造成土壤的酸化，而土壤酸化进一步促进了枯萎病菌的繁殖。

2.1.2  感病与健康植株根系附近土壤有机质含量比较。从图2可看出，在同一个发病蕉园中，健康植株根系附近土壤有机质含量高于感病植株土壤。其中南溪农场健康植株根系附近土壤有机质含量为25.58 g/kg，而感病植株根系附近土壤有机质含量为10.92 g/kg，仅为健康植株土壤的53%;热科所发病蕉园感病植株根系附近土壤有机质含量为12.35 g/kg，是健康植株根系附近土壤的83%;坝洒农场感病植株根系附近土壤有机质含量为12.80 g/kg，是健康植株根系附近土壤的76%。蚂蝗堡农场发病蕉园感病植株根系附近土壤有机质含量为21.04 g/kg，而健康植株根系附近土壤有机质含量为20.51 g/kg，是感病植株土壤的97%，这可能与蕉园施用有机肥有关，使得感病和健康植株根系附近土壤有机质含量无显著差异。

2.1.3  感病与健康植株根系附近土壤氮含量比较。

从图3可看出，发病蕉园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。蚂蝗堡农场发病蕉园健康植株根系附近土壤全氮含量为1.63 g/kg，而感病植株根系附近土壤全氮含量为1.42 g/kg，是感病植株的1.15倍;热科所发病蕉园健康植株根系附近土壤全氮含量为0.66 g/kg，感病植株根系附近土壤为0.53 g/kg，是感病植株的1.25倍;南溪农场健康植株根系附近土壤全氮含量为0.97 g/kg，感病植株根系附近土壤为0.46 g/kg，是感病植株的2.12倍。而坝洒农场蕉园健康与感病植株根系附近土壤全氮含量无显著差异，两者之间相差0.06 g/kg。

从图4可看出，在同一发病蕉园中感病和健康植株根系附近土壤碱解氮具有相同的变化规律，即感病植株根系附近土壤碱解氮含量高于健康植株。4个蕉园健康植株根系附近土壤碱解氮含量分别为435.45、61.65、213.46、130.80 mg/kg，而感病植株根系附近土壤碱解氮含量分别为533.68、161.56、279.53、151.05 mg/kg，分别是健康植株的1.23、2.62、1.31和1.16倍，两者之间的差值为20.25～99.91 mg/kg。这可能与植株感病后，各项生理功能减弱，从土壤吸收有效养分的能力变弱，进而导致土壤碱解氮含量的积累，使得感病植株根系附近的土壤碱解氮含量高于健康植株。

2.1.4  感病与健康植株根系附近土壤有效磷和速效钾含量比较。

从图5可看出，在同一个发病蕉园中感病植株根系附近有效磷含量均高于健康植株。4个蕉园健康植株根系附近土壤有效磷含量分别为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别为245.54、402.45、103.52、149.53 mg/kg，分别是健康植株的1.84、2.71、1.01、3.72倍，二者之间的差值为1.16～253.87 mg/kg。其中南溪农场发病蕉园健康植株和感病植株根系附近土壤的有效磷含量变化不明显。钾是香蕉生长过程中需要量较多的元素之一，从图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钾含量比健康植株根系附近土壤速效钾含量高。4个发病蕉园健康植株根系附近土壤速效钾含量分别为243.15、207.62、232.40、206.53 mg/kg，感病植株根系附近土壤速效钾含量分别为384.90、300.33、522.46、505.56 mg/kg，分别是健康植株的1.58、1.45、2.25和2.45倍，二者之间的差值为92.71～299.03 mg/kg。

2.1.4  感病与健康植株根系附近土壤有效钙和有效镁含量比较。

从图7和图8可看出，蚂蝗堡农场、热科所和南溪农场健康植株根系附近土壤有效钙、镁含量高于感病植株土，3个发病蕉园健康植株根系附近土壤有效钙含量分别为0.69、1.23、0.65 g/kg，感病植株根系附近土壤有效钙含量分别为0.61、0.58、0.25 g/kg，分别是健康植株的1.31、2.12、2.6倍。3个发病蕉园健康植株根系附近土壤有效镁含量分别为145.23、130.67、137.64 mg/kg，感病植株土壤有效镁含量分别为111.90、88.39、59.45 mg/kg，分别是感病植株的1.30、1.48、2.32倍。坝洒农场感病植株根系附近土壤有效钙、镁含量分别是健康植株的3.96和4.21倍。

2.2  感病与健康植株根系附近土壤酶活性比较

土壤脲酶是土壤氮素循环的重要组成部分，能促进尿素的水解，形成NH4+，从而促进植物的吸收。从图9可看出，蚂蝗堡农场、热科所和坝洒农场发病蕉园健康植株根系附近土壤脲酶活性高于感病植株，分别是感病植株的1.46、2.29和1.01倍，而南溪农场发病蕉园感病植株根系附近土壤脲酶活性远高于健康植株，是健康植株的1.53倍。土壤脲酶活性在蚂蝗堡农场蕉园活性最高，这与蕉园的全氮和碱解氮含量成正相关。

土壤磷酸酶是一类催化土壤中有机磷化合物矿化的酶，其活性的高低直接影响土壤中有机磷的分解转化及其生物有效性。因为大部分蕉园土壤偏酸性，因此主要测定的是酸性磷酸酶活性。从图10可看出，南溪农场和坝洒农场发病蕉园健康植株根系附近土壤酸性磷酸酶活性高于感病植株，分别是感病植株根系附近土壤的2.73和3.29倍;而蚂蝗堡农场和热科所发病蕉园感病植株根系附近土壤酸性磷酸酶活性强于健康植株，分别是健康植株的1.18和1.35倍。

蔗糖酶又称转化酶，对增加土壤中易溶性营养物质起着重要作用，其活性反映了土壤中有机碳累积和分解转化规律，是表征土壤碳素循环和土壤生物化学活性的重要酶。从图11可看出，调查取样的4个发病蕉园感病植株根系附近土壤蔗糖酶活性均高于健康植株，分别是健康植株土壤的1.17、1.69、1.71和2.57倍。这可能与香蕉感病后，茎秆和根系出现病变，逐渐腐烂，为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与有效磷含量呈显著正相关，而感病植株土壤有效磷含量高于健康植株土壤，进而感病植株土壤蔗糖酶活性高于健康植株。

3  结论与讨论

对河口县4个枯萎病发病蕉园健康植株和发病植株根系附近土壤的检测表明，在同一发病蕉园中，健康植株根系附近土壤pH高于感病植株，这与邓晓等[13]研究结果不一致，可能是因为所调查蕉园土壤组成和性质不同，病菌株系及其土壤微生物组成不同造成的。感病植株根系附近土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量高于健康植株，这可能是由于香蕉感病后，根系和维管束受到伤害，营养物质不能正常吸收和运输，而在香蕉发病后，蕉农认为是缺肥，进而增施化肥，进一步造成了营养物质的积累，因此形成了土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量高于健康植株根系附近土壤。

土壤酶是土壤组分中最活跃的有机成分之一，是土壤生物过程的主要调节者，参与了土壤环境中的一切生物化学过程，与有机质的分解、营养物质循环、能量转移、环境质量等密切相关[16]。土壤蔗糖酶活性在4个蕉园中，感病植株根系附近土壤蔗糖酶活性高于健康植株，这可能与植株感病后，植株根系和假茎逐渐枯萎腐败，为蔗糖酶提供了底物，增强了其活性。

土壤pH影响香蕉枯萎病的发生和发展，研究表明土壤pH分别与枯萎病发病率、病情指数呈极显著负相关[12]，因此提高土壤pH有利于控制或者预防香蕉枯萎病的发生和发展。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]，可以降低尖孢镰刀菌生理小种的致病力，从而破坏枯萎病发生的条件控制枯萎病的发生。因此在酸性土壤和香蕉枯萎病发生的蕉园上施用碱性肥料，有助于改良土壤，降低枯萎病的发病率。

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