DMPP增强碳酸氢铵防控辣椒疫病的效果与机制*

曹 云王光飞郭德杰马 艳**罗德旭孙玉东汪国莲

(1.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所 南京 210014;2.淮安市农业科学院 淮安 223001)

DMPP增强碳酸氢铵防控辣椒疫病的效果与机制*

曹 云1王光飞1郭德杰1马 艳1**罗德旭2孙玉东2汪国莲2

(1.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所 南京 210014;2.淮安市农业科学院 淮安 223001)

为增强氨杀灭土壤病原微生物、防控作物土传病害的效果,采用室内培养和盆栽试验的方法,研究了硝化抑制剂DMPP和(或)碳酸氢铵预处理潮土15 d,对土壤理化性质和土壤细菌、真菌、氨氧化菌、辣椒疫霉菌数量的影响以及对辣椒疫病的防效,并对辣椒疫病的发病率与土壤理化及微生物学性状进行相关性分析,为开发新的防控辣椒疫病的技术提供依据。结果表明,施加DMPP的土壤铵态氮含量显著高于对照,而土壤pH、硝态氮和亚硝态氮含量显著低于对照。碳酸氢铵和DMPP配合施用处理土壤15 d,土壤细菌amoA基因拷贝数和辣椒疫霉菌ITS基因拷贝数分别降低34.9%(P>0.05)和93.8%(P<0.05);土壤16S rRNA基因拷贝数比未添加DMPP处理高出54.7%(P<0.05);DMPP对土壤氨氧化古菌amoA基因拷贝数无显著影响。栽植辣椒28 d 后,DMPP和碳酸氢铵配合施用处理的辣椒疫霉菌ITS基因拷贝数最低(2.1×105copies·g-1),其次为DMPP (15.4×105copies·g-1);对照辣椒根际疫霉数量最高(37.1×105copies·g-1),分别比碳酸氢铵处理、DMPP处理和DMPP和碳酸氢铵配合施用处理高0.4倍、1.4倍和16.8倍。碳酸氢铵或DMPP处理过的土壤栽植辣椒28 d 后,对照辣椒疫病发病率最高(95.00%),仅施用碳酸氢铵处理发病率次之(85.00%),DMPP和碳酸氢铵配合施用处理的发病率最低(32.20%),其防治效果达66.11%。辣椒疫病的发生率与土壤电导率、硝态氮含量、疫霉菌数量正相关,与土壤pH、铵态氮含量、细菌及真菌数量负相关。综上,碳酸氢铵和DMPP配合施用降低潮土氨氧化细菌的数量,从而增加铵态氮而降低硝态氮含量,提高了土壤pH,进而降低土壤疫霉菌数量,因而能有效防控辣椒疫病。

硝化抑制剂 3,4-二甲基吡唑磷酸 碳酸氢铵 辣椒 疫病 氨氧化菌

辣椒疫病是由辣椒疫霉(Phytophthora capsici)引起的毁灭性土传病害,在世界范围内普遍发生。辣椒疫病在中国辣椒主产区发病面积占栽培面积的20%～30%,死苗率达15.1%,发生严重的可减产七成,甚至绝收[1]。目前,该病主要以抗病育种、化学防治、农业防治和生物防治为主[2],但这些方法的防治效果仍然具有一定的局限性,不能有效控制该病害的蔓延。因此,预防与控制该病害的发生已经成为设施辣椒(Capsicum annuum)生产亟待解决的重大难题。

氨在土壤中大量累积是高氮有机物料杀灭土壤病原微生物、防控作物土传病害的重要机制之一[3],其作用效果与土壤中铵态氮的浓度与土壤pH有关。孙莉等[4]研究认为,当培养基pH介于6.5～7.5的范围内,铵对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑制效果随着pH的增加而增强。沈宗专等[5]利用碳酸氢铵产氨类物质特性,采用土壤熏蒸的方式有效降低了香蕉(Musa nana)园土壤中尖孢镰刀菌的数量,从而降低下茬香蕉枯萎病的发生。前期研究表明,当溶液中铵浓度增加到500～1 500 mg·L-1时,对辣椒疫霉菌游动孢子萌发的抑制率可达77.6%～95.4%[6]。与之相反,土壤硝态氮的浓度与辣椒疫霉菌数量在一定程度上呈正比[7]。可见,在一定pH下,增加土壤中铵态氮浓度,降低硝态氮浓度可以有效抑制辣椒疫霉菌的生长,从而抑制辣椒疫病的发生。

在通气良好的条件下,施入土壤中的铵态氮,除了部分发生氨挥发、生物吸收和土壤吸附等作用被消耗和滞留外,绝大部分在硝化微生物的作用下转化为硝态氮。研究证明,新型硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑(DMPP)具有比目前国内外研究应用较为广泛的硝化抑制剂双氰胺(DCD)更为显著的硝化抑制效果[8-9]。DMPP能有效抑制土壤的硝化作用,延长NH-N在土壤中的保留时间,降低土壤淋出物中NO的浓度,而土壤NO含量与辣椒疫病的发生率呈正相关。将碳酸氢铵和DMPP配合施用,对土壤中辣椒疫霉菌的杀灭效果如何,以及土壤中除辣椒疫霉菌外的其他微生物对DMPP的响应如何目前尚不十分清楚。本研究通过在潮土中添加碳酸氢铵和(或)DMPP进行15 d的室内培养试验,并用培养后的土壤进行盆栽防效试验,评价不同处理对辣椒疫病的防控效果及其与土壤理化性状变化的相关性,为开发防控保护地辣椒疫病新技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试辣椒品种为‘苏椒5号’。供试土样采自江苏省淮安市青浦区蔬菜种植大棚0～20 cm耕层土壤,为潮土。土样经风干,剔除杂质并磨细后过2 mm筛备用。供试土壤的基本理化性质为:pH 8.54、有机质19.90 g·kg-1,全氮0.94 g·kg-1,硝态氮133.12 mg·kg-1,铵态氮5.06 mg·kg-1,速效磷144.83 mg·kg-1,速效钾141.12 mg·kg-1

供试碳酸氢铵和硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP)均为分析纯试剂。供试菌株辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici L.)由江苏省农业科学院农业资源与环境研究所提供。

1.2 试验设计

在风干过筛后的土壤中接种辣椒疫霉游动孢子液,使土壤中辣椒疫霉菌接种浓度为500 CFU·g-1。设4个处理:1)土壤中不添加碳酸氢铵,也不添加DMPP,对照(CK);2)土壤中加入DMPP(DMPP); 3)土壤中加入碳酸氢铵(AB);4)土壤中加入碳酸氢铵和DMPP(AB+DMPP)。DMPP和碳酸氢铵溶于水后均匀喷洒在土壤上,碳酸氢铵的加入量为100 mg(N)·kg-1(土),DMPP的加入量为施入总氮量的1%。分别称取14 kg充分混匀的土壤装于塑料桶(底径×口径×高=25 cm×34 cm×30 cm)中,调节土壤含水量为田间最大持水量(WHC)的60%,风干土含水量按3%计。每个处理2个重复(桶)。将土样放于25℃培养箱中培养15 d,封口,扎孔保证通气。培养期间,每隔2 d通过称量法补足培养过程中损失的水分。培养结束后将桶中土壤倒出并充分混合均匀后,分装在10个盆钵中。每个盆钵种植6叶期辣椒苗1株,移栽28 d(即共培养43 d)后统计辣椒发病率和病情指数。培养0 d、2 d、4 d、8 d、15 d后从桶中随机采取3个土样,移栽后28 d(培养的43 d)采集辣椒根际土壤,测定土壤pH、电导率、含水量、硝态氮、亚硝态氮和铵态氮的含量,培养的15 d和43 d的土样同时测定细菌、真菌和辣椒疫霉菌、氨氧化细菌(AOB)、氨氧化古菌(AOA)的数量。

1.3 病情调查方法

辣椒幼苗移栽后,每天观察辣椒生长情况。移苗9 d后发现病原菌对照处理开始萎蔫发病,之后每天调查记录各处理辣椒疫病发病情况,至试验结束时,计算发病率和病情指数。辣椒疫病病情分级标准参照易图永等[10]的方法,稍作调整,如下:0级,健康;1级,茎基变黑,但植株不萎焉;2级,茎基变黑1～2 cm,1/3以下叶片萎焉偶脱落;3级,茎基变黑2 cm以上,2/3以上叶片明显萎焉;4级,植株全部枯死。

1.4 土壤总DNA的提取与荧光定量PCR分析

将采集晾干的土样研碎并过筛(1 mm),装入聚乙烯袋保存在-70℃冰箱中用于 DNA提取。土壤DNA 的提取采用 FastDNA®Spin soil kit(MP Biomedicals,Solon,OH)试剂盒,提取方法参照试剂盒说明书。

土壤中细菌16S rDNA上游引物EUB338f(5′-GCTGCCTCCCGTAGGAGT-3′)、下游引物907r(5′-CCGTCAATTCMTTTRAGTT-3′);真菌18S rDNA上游引物EUK309f(A 5′-CCGGAGAGGGAGCCTG-3′)、下游引物EUK516r(5′-ACCAGACTTGCCCTCC-3′)。土壤中氨氧化细菌amoA基因上游引物amoA1F(5′-GGGGTTTCTACTGGTGGT-3′)、下游引物amoA2R (5′-CCCCTCKGSAAAGCCTTCTTC-3′);氨氧化古菌amoA基因上游引物为amoAF(5′-STAATGGTCTG GCTTAGACG-3′)、下游引物Arch-amoAR(GCGGCC ATCCATCTGTATGT)[11];辣椒疫霉菌ITS上游引物CAPFW(5′-TTTAGTTGGGGGTCTTGTACC-3′)、下游引物CAPRV1(5′-CCTCCACAACCAGCAACA-3′)[12]。荧光定量PCR扩增体系为:1X SYBR®Premix Ex TaqTM(2X)(Takara宝生物工程有限公司)混合液10µL,上、下游引物各0.5µL,DNA模板2µL,ddH2O 7µL。反应程序:95℃预变性2 min,94℃变性30 s,60℃退火延伸34 s,40个循环。每个样品设3个重复,以无菌水代替目标基因DNA为空白对照,定量PCR分析在ABI 7500 Real-time PCR system扩增仪上进行。

1.5 土壤常规理化性状的分析

土壤的铵态氮、亚硝态氮和硝态氮的质量浓度,采用2 mol·L-1KCl溶液浸提-流动分析仪法。用pH计测定土壤pH(水∶土=2.5∶1浸提),用电导率仪测定土壤电导率(水∶土=2.5∶1浸提)[13]。

1.6 数据分析

病情指数计算公式为:

采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析,用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒疫病的防治以及对辣椒疫霉菌的抑制效果

从图1可以看出,发病率最高的处理为CK(95.00%),其次为碳酸氢铵(AB)处理(85.00%)和DMPP处理(60.00%);AB+DMPP处理的发病率最低(32.20%),防治效果66.11%。各处理病情指数的变化趋势与发病率一致,CK处理平均病情指数最高,其次为AB,而AB+DMPP处理病情指数最低(图1)。

图1 不同处理对辣椒疫病的发病率和病情指数的影响Fig.1 Effect of different treatments on chili pepper Phytophthora blight disease incidence and disease index

荧光定量PCR对4个处理中辣椒疫霉定量结果(图2)表明,两个采样时期所有处理均能检测到荧光信号,土壤培养15 d(15 DAT)各疫霉的数量介于1.5×105～24.3×105copies·g-1(土),CK处理疫霉菌数量最多,其次为AB处理,AB+DMPP处理疫霉菌数量最少。辣椒移栽后28 d(即土壤处理43 d后,43 DAT)各处理疫霉菌数量均有不同程度的上升,AB处理疫霉菌数量增加1.1倍,但各处理疫霉菌趋势与15 DAT相似;4个处理的病原菌数量与疫病发病率呈现较好的对应关系:发病率最低的AB+DMPP处理,其疫霉数量最少(2.1×105copies·g-1),显著低于其他各处理,其次为DMPP(15.4×105copies·g-1),发病率最高的CK处理,辣椒根际疫霉数量最高(37.1×105copies·g-1),分别比AB、DMPP和AB+DMPP处理高0.4倍、1.4倍和16.8倍。

2.2 不同处理对土壤氨氧化细菌、氨氧化古菌和总细菌、总真菌数量的影响

从图3可以看出,氨氧化细菌amoA基因拷贝数介于5×107～16.1×108copies·g-1,且两个采样时期相比差异不大。AB处理氨氧化细菌amoA基因拷贝数最高,其次是CK和AB+DMPP处理。DMPP处理氨氧化细菌amoA基因拷贝数最低。DMPP显著降低了土壤氨氧化细菌amoA基因拷贝数,DMPP处理和AB+DMPP处理氨氧化细菌amoA基因拷贝数分别比CK和AB低84.7%～34.9%、69.5%～92.9%。古菌amoA基因拷贝数介于2.4×107～4.5×108copies·g-1。DMPP对古菌amoA基因拷贝数的影响没有明显规律。细菌16S rRNA基因拷贝数介于1.09×1011～7.36×1011copies·g-1,除AB+DMPP处理外,栽植辣椒增加了土壤中16S rRNA基因拷贝数,AB+DMPP处理和DMPP处理的土壤16S rRNA基因拷贝数平均值比未添加DMPP处理的高出54.7%。真菌18S rRNA基因拷贝数介于1.26×107～1.61×108copies·g-1。除AB+DMPP处理外,栽植辣椒后真菌18S rRNA基因拷贝数增加了2.5～4.9倍。DMPP处理土壤15d后,对真菌18S rRNA基因拷贝数影响不显著,但栽植辣椒28d后,施加DMPP的处理真菌18S rRNA基因拷贝数比未施加的数量低55.6%～72.3%(图3)。

2.3 不同处理对土壤铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量的影响

各处理的土壤铵态氮含量随硝化作用的进行逐渐降低(图4),但DMPP处理的下降速率显著低于CK。在培养的第15 d,CK和AB的土壤铵态氮浓度下降了69.6%和79.9%,而DMPP处理和AB+DMPP处理分别下降了47.2%和38.7%。整个培养期间,添加DMPP处理铵态氮含量均保持较高水平。同培养时期相比,培养8 d后添加DMPP处理铵态氮含量显著高于未添加DMPP处理。

图3 不同处理土壤氨氧化细菌、氨氧化古菌、细菌和真菌数量Fig.3 Abundance of soil AOB,AOA,total bacteria and total fungi under different treatments

图4 不同处理下土壤铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量变化的趋势Fig.4 Change trends of ammonium,nitrate and nitrite contents in soil under different treatments

所有处理土壤硝态氮量随培养时间的推移逐渐升高(图4),但其土壤硝态氮含量在AB和CK中急速上升,而在DMPP和AB+DMPP处理中上升缓慢。盆栽试验结束时(培养的第43 d),CK、AB处理土壤中硝态氮含量达到峰值(379 mg·kg-1、474 mg·kg-1),较初始值分别上升了 279 mg·kg-1、364 mg·kg-1, DMPP、AB+DMPP处理只分别增加了151 mg·kg-1、225 mg·kg-1。整个培养期间,AB处理硝态氮含量始终最高,DMPP处理硝态氮含量始终最低。

亚硝态氮是硝化过程的中间产物。试验表明, AB处理的土壤在培养的前4 d出现了较高浓度的亚硝态氮(图4),在第4 d达到峰值为25 mg·kg-1,而施加DMPP的各处理均能够显著抑制土壤亚硝态氮的产生(P<0.05),培养7 d后基本检测不到。

2.4 不同处理对土壤pH和电导率的影响

由图5A可知,AB处理和DMPP处理pH在培养后第 2 d上升至最高,分别为 8.78(AB)和 8.81 (DMPP),AB+DMPP处理的pH峰值出现在第4 d (8.71),而后各处理的pH 都呈下降趋势(4～15 d);与铵态氮的变化相似,AB处理下降幅度最大,DMPP 和AB+DMPP处理pH的下降幅度小于其他处理。整个培养过程中,DMPP和AB+DMPP处理土壤的pH始终保持在较高水平,但两处理间差异不显著。培养8 d后,AB处理土壤pH最低。培养15 d后(即辣椒移栽后),各处理土壤pH趋于稳定。

图5B显示,随着培养时间的延长,土壤电导率呈增长趋势,其中AB处理电导率值最大。与土壤pH值相反,培养7 d后,添加了DMPP的两个处理(PC+DMPP、AB+DMPP)土壤电导率始终低于未添加DMPP的处理。

图5 不同处理的土壤pH(A)和电导率(B)变化趋势Fig.5 Change trends of pH(A)and EC(B)of soil under different treatments

2.5 土壤理化性质和微生物指标的主成分分析

主成分分析结果显示(图6),第1主成分、第2主成分分别解释了样本中68.2%、15.7%的变异。第1主成分将是否添加DMPP的处理区分开,添加DMPP的两个处理:DMPP和AB+DMPP排在第1主成分的正轴,未添加DMPP的CK和AB处理排在第1主成分的负轴,说明DMPP对土壤肥力和微生物数量影响很大。第2主成分将是否添加碳酸氢铵的处理区分开,AB以及AB+DMPP排在第2主成分的正轴,CK以及DMPP排在第2主成分的负轴。辣椒疫病的发生率DI与土壤pH、铵态氮浓度、氨氧化古菌、细菌和真菌数量负相关,与土壤EC、硝态氮及亚硝态氮含量、氨氧化细菌及疫霉菌数量正相关。土壤中疫霉菌的数量与铵态氮浓度呈负相关,与硝态氮及亚硝态氮浓度呈正相关。土壤肥力指标之间也有明显相关关系:如EC与铵态氮、硝态氮浓度之间,pH与EC、铵态氮、硝态氮浓度之间相关性较高。

图6 各处理辣椒疫病发生率与土壤理化性状及微生物数量的主成分分析Fig.6 Principal component analysis(PCA)of the disease incidence of chili pepper hytophthora blight,populations of different microbia and soil chemical properties under different treatments at 15 days after treatment

3 讨论

近年来,由于不合理的耕作管理引起的土壤连作障碍问题逐渐受到人们的关注。土壤连作障碍表现为土壤养分供应比例失调(如硝态氮的累积)、土壤酸化、次生盐碱化、微生物量和微生物活性降低、有害生物(如病原菌)的增加等[14-15]。疫霉是一种普遍存在的重要土传病原菌,在世界范围内危害辣椒、番茄(Lycopersicon esculentum)、西葫芦(Cucurbita pepo)等多种作物,常给农作物生产带来毁灭性经济损失[1-2]。辣椒疫病的发病程度除受到植株健康状况、环境因子,如土壤温度、湿度、养分状况,耕作制度和栽培管理条件等影响外[16],还取决于根际和土体土壤中的病原菌数量及遗传变异程度和土壤微生物区系[17-18]。在本试验中,施用DMPP后,辣椒疫病的发生率与土壤硝态氮含量、电导率、疫霉菌数量显著正相关,而与土壤pH、铵态氮含量、细菌及真菌数量显著负相关。采用碳酸氢铵结合DMPP处理土壤后15 d,土壤中的铵态氮含量较高,硝态氮含量较低,疫霉菌数量显著减少,土壤中病原菌源菌基数越低,后期病害发生率就越低[19-21]。

氨在土壤中大量累积是含氮有机物抑制土壤病原菌防控作物土传病害的重要机制之一[3]。Chun和Lockwood[22]研究认为,土壤中 P.cinnamomi和 P. parasitica数量的下降与氨对土壤溶液中孢子囊的形成和萌发有关。病原菌与土壤溶液中的氨接触时间越长,孢子囊萌发率越低[3]。铵抑制病原微生物的机理在于:氨化作用促使土壤pH在短时间内升高,pH的升高使得土壤溶液中NH3的浓度迅速升高,因此能有效杀灭病原菌[3,22-23]。DMPP对土壤硝化过程的抑制作用表现在土壤铵态氮浓度的升高和硝态氮浓度的降低,这种作用在此培养试验取样的4～15 d表现显著,这与薛妍等[24]、石美等[25]的研究结果一致。本试验中,DMPP处理土壤15 d对真菌数量影响不明显,但显著降低了土壤辣椒疫霉菌的数量,这与孙莉等[4]的研究结果即硝化抑制剂对尖孢镰刀菌生长没有影响不一致,其原因可能是辣椒疫霉病菌属于卵菌,其细胞壁的主要成分是纤维素;而尖孢镰刀菌是真菌中进化程度较高一类,其细胞壁主要成分是几丁质,DMPP对辣椒疫霉菌的抑制效果可能与其的细胞壁成分有关,但确切的作用机理尚需进一步研究。

土壤硝化作用是在硝化微生物参与下完成的生物化学反应。硝化抑制是通过选择性的对土壤硝化微生物直接快速且强烈地抑制,来实现其硝化抑制作用的。Di等[26]对新西兰高氮草地土壤的研究表明土壤中施加DMPP可显著抑制AOB的生长,改变其群落结构,但对AOA无显著影响。而Zhang等[27]得出AOA在强酸性土壤硝化作用中占据主导地位的结论。本研究结果表明,DMPP显著降低了土壤中AOB的数量,而对AOA数量影响不大,这可能与土壤中起主导作用的氨氧化微生物类群有关。细菌是土壤微生物中数量最多的一个类群,约占土壤微生物总量的70%～90%。本研究中DMPP处理虽然降低了氨氧化细菌的数量,但增加了土壤细菌总量,可能是因为氨氧化菌是细菌群落中参与氮素转化生理菌群,在细菌群落中所占的比例很小,且生长增殖速度缓慢,对土壤细菌总量的贡献不大。此外, DMPP作为一种有机碳化合物,其本身及其在土壤中的降解产物可能为微生物提供了可利用的C源,从而促进了土壤微生物的增殖[28];所以尽管本研究中DMPP处理土壤氨氧化菌数量显著降低,但土壤总细菌数量仍然比对照高。土壤真菌数量对DMPP响应不明显,这是因为与细菌相比,土壤真菌可能对低剂量DMPP反应不敏感[28]。

在整个培养期内,土壤的电导率与铵态氮含量负相关,而与硝态氮含量正相关,因为一部分铵态氮被吸附,另一部分还可进入黏土矿物的晶体中,成为固定态铵,而土壤胶体对硝态氮吸附能力较弱,因此硝态氮对土壤电导率的贡献较大[29]。各处理土壤pH和铵态氮的变化趋势相同,表现为先上升后下降,这主要与土壤中的氮素转化有关:碳酸氢铵施入土壤后,在适宜水分条件下会迅速水解转化使土壤pH上升,随后发生的硝化作用铵态氮氧化为硝态氮,此过程释放H+导致土壤pH下降。本研究中硝化抑制剂处理土壤pH显著高于不施用DMPP处理。这是由于硝化抑制剂施用后,土壤中较长时间保持较高的NH-N含量和较低的 NO-N含量,造成土壤pH的升高[29],这更加有利于土壤溶液中游离氨浓度的提高,增强杀菌效果。

4 结论

在DMPP作用下,土壤氨氧化细菌(AOB)数量受到抑制,使得铵态氮浓度在较长时间内保持较高水平,而硝态氮含量显著下降,同时土壤pH上升,导致土壤中疫霉菌数量下降,辣椒疫病发生率显著下降。但由于铵对土壤病原微生物的杀灭作用受到土壤性质(质地、pH等)的影响,因此利用该方法防控土传病害的土壤适宜性,以及针对不同病害特征的处理方式还有待进一步的研究。

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DMPP-enhanced control efficacy of chili pepper Phytophthora blight using ammonium bicarbonate:Action effects and mechanisms*

CAO Yun1,WANG Guangfei1,GUO Dejie1,MAYan1**,LUO Dexu2,SUN Yudong2,WANG Guolian2
(1.Institute of Agricultural Resources and Environment,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China; 2.Huai’an Academy of Agricultural Sciences,Huai’an 223001,China)

Phytophthora blight of chili pepper,caused by oomycetes of Phytophthora capsici,has been reported to be a key limiting factor of chili pepper production worldwide.Increased public interest in protecting the environment and human health has prompted research in agronomic strategies that reduce the use of fungicides.Alternative control methods with high efficacy, low cost and limited environmental effect are high-priority research areas for sustainable agriculture.Under the same incubation conditions(soil moisture of 60%of field capacity,temperature of 25℃ and inoculation concentration of P.capsici of 500 CFU·g-1),DMPP(1%applied pure N)and ammonium bicarbonate(AB)[100 mg(N)·kg-1]were added tofluvo-aquic soil and incubated for 15 d.Soil without any addition of DMPP and/or AB was set as the control.After incubation,DMPP orAB-treated soil was used to grow chili pepper in a pot experiment for 28 d.The effect of DMPP and AB application on disease incidence of Phytophthora blight of chili pepper was then compared.The soil physio-chemical and microbial responses(soil pH,electric conductivity,concentrations of different forms of nitrogen;numbers of total bacteria,fungi,P.capsici and ammonia-oxidizing bacteria)to the addition of DMPP and AB were determined.The relationship between Phytophthora blight disease incidence and soil phyiso-chemical and microbial characteristics was evaluated.The aim of the study was to investigate the control effects of DMPP-enhanced ammonium biocarbonate on Phytophthora blight of chili pepper and correlation with soil physio-chemical properties,and provided technological support for control of Phytophthora blight of chili pepper of greenhouse. The results suggested that compared with the control,the contents of soil ammonium nitrogen in DMPP and DMPP+AB treatments were higher,and the contents of nitrate and nitrite nitrogen significantly lower.The application of DMPP for 15 d decreased copied gene numbers of bacterial amoA and P.capsici ITS genes by 34.9%(P>0.05)and 93.8%(P<0.05), respectively.The copied 16S rRNA gene number increased by 54.7%(P<0.05)compared with non-DMPP treatments. However,the copied numbers of fungal 18S rRNA gene and archaeal amoA gene were not significantly affected by DMPP. After incubation for 15 d,soil from each treatment was put into pots and ten chili pepper plants grown in each pot for 28 d.The P.capsici density was lowest in AB+DMPP(2.1×105copies·g-1)treatment,followed by DMPP(15.4×105copies·g-1).The control experiment had the highest number of pathogen(37.1×105copies·g-1),which was 0.4-fold,1.4-fold and 16.8-fold higher than those of AB,DMPP and AB+DMPP,respectively.The results from the pot experiment showed that the control treatment had the highest disease incidence(95.00%),followed by AB treatment(85.00%)and AB+DMPP treatment had the lowest disease incidence(32.20%).The efficacy of Phytophthora blight disease control by AB+DMPP treatment was 66.11%.Disease incidence was positively correlated with soil electrical conductivity,nitrate content and P.capsici population,but negatively correlated with soil pH,ammonium content and bacterial and fungal populations.The above results suggested that the control of chili pepper Phytophthora blight by the combined application of DMPP and ammonium bicarbonate decreased the number of ammoniaoxidizing bacteria,which,in turn,increased ammonium content,but also decreased soil nitrate content.Thus P.capsici population reduced under high concentration of ammonium,which effectively controlled chili pepper Phytophthora blight.

Nitrification inhibitor;3,4-dimethyl pyrazole phosphate(DMPP);Ammonium bicarbonate;Chili pepper; Phytophthora blight;Ammonia-oxidizing bacteria

S

A 文章编号:1671-3990(2016)10-1382-09

10.13930/j.cnki.cjea.160322

* 农业部公益性行业专项(201303023)和江苏省科技厅支撑计划(BE2014343)资助

**通讯作者:马艳,主要研究方向为保护地土壤质量调控。E-mail:myjaas@sina.com

曹云,主要研究方向为农业废弃物资源化与新型肥料研制。E-mail:youngtsao66@126.com

2016-04-06 接受日期:2016-05-09

* This work was supported by the Special Fund for Agricultural Scientific Research in the Public Interest(201303023),and the Support Project of Science and Technology Department of Jiangsu Province of China(BE2014343).

**Corresponding author,E-mail:myjaas@sina.com

Received Apr.6,2016;accepted May 9,2016