氰氨化钙施用对雷竹林土壤病原菌和土壤理化性质的影响 Influence of Calcium Cyanamide Application on the Pathogens and Traits of Lei Bamboo Forest Soil

doi:10.12677/HJSS.2013.12003

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Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2013, 1, 9-13

http://dx.doi.org/10.12677/HJSS.2013.12003 Published Online July 2013 (http://www.hanspub.org/journal/hjss.html)

Influence of Calcium Cyanamide Application on the

Pathogens and Traits of Lei Bamboo Forest Soil*

Zuxiang Xu

Hangzhou General Station of Plant Protection, Soil and Fertilizer, Hangzhou

Email: xzx6781317@163.com

Received: Mar. 26th, 2013; revised: Apr. 8th, 2013; accepted: Jun. 13th, 2013

permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract: The comparative experiment was carried out by the application of calcium cyanamide in the

amount of 600 kg/hm2 to the soil where the Lei bamboo plantation had been more than 5 years so as to

control the soil pathogens and improve the yield of bamboo shoot in Ling’an Lei bamboo forestry. To verify

the main factors affecting the recession of Ling’an Lei bamboo forestry, investigation on the changes of soil

traits and soil pathogens in the typical surface soil (0 - 20 cm) of Lei bamboo forestry was carried out in the

present study. The results showed that 18 types of pathogenic bacteria were detected; the soil acidity was

decreased dramatically, the lowest soil pH value reached 3.91; organic matter and available phosphorus

content of soil increased significantly, the highest available phosphorus content reached 1272.03 mg/kg in the

typical surface soil (0 - 20 cm) of Lei bamboo plantation more than five years without calcium cyanamide

treatment. In contrast, in the soil with the supply of calcium cyanamide, no pathogenic bacteria was identified;

soil acidity pH value reached 4.98, pH value increased by 1.07, showed statistical significant difference (P <

0.05).

Keywords: Calcium Cyanamide; Soil Treatment; Pathogenic Bacteria; Effect

氰氨化钙施用对雷竹林土壤病原菌

和土壤理化性质的影响*

徐祖祥

浙江省杭州市植保土肥总站，杭州

Email: xzx6781317@163.com

收稿日期：2013 年3月26日；修回日期：2013年4月8日；录用日期：2013年6月13日

摘要：为了控制临安雷竹林土壤病原菌的发生及提高雷笋的产量，采取氰氨化钙600 kg/hm2对雷竹

林种植 5年以上土壤进行处理对比试验。通过研究雷竹林典型土壤表土(0~20 cm)病原菌、性状的变化，

以探明临安雷竹林衰退的可能因素。结果表明，种植 5年以上雷竹林表土(0~20 cm)未经氰氨化钙处理，

病原菌测定共有18 种细菌，土壤酸度最低pH 值达到了 3.91，表土的有机质和速效磷含量明显提高，

速效磷含量最高可达1272.03 mg/kg。与此相反，经氰氨化钙处理之后土壤中未鉴定出细菌，土壤酸度

pH 值达到了4.98，提高土壤酸度pH 值1.07，达到极显著性差异水平(P < 0.05)。

*基金项目：浙江省科技厅“农业科技转化”项目(2009070009)；浙江省农业综合开发办“农业综合开发”项目(200909001)。

氰氨化钙施用对雷竹林土壤病原菌和土壤理化性质的影响

关键词：氰氨化钙；土壤处理；病原菌；影响

1. 引言

雷竹(Phyllostachys praecox f. prevelnalis)，临安当

地称为早竹、早园竹、菜竹，具有出笋早、产量高、

笋味鲜美、持续时间长，效益大等特点。据统计，2012

年临安雷竹种植面积达2.16 万hm2，年产量达 27.17

万t。为了促进雷笋提前出笋和高产、高效，近年来

农民每年施用高含量氮、磷、钾配比的化学肥料和地

表覆盖稻草、砻糠发酵加热种植方式，增加土温，生

产反季节竹笋，极大地提高了当地农民的经济效益。

经长期这种模式种植，不仅影响土壤理化性状，同时

出现土壤严重障碍，引起土壤病原菌增加；进一步导

致雷笋产量下降、品质降低、竹林开花等一系列竹林

衰退现象，成为当前制约雷竹持续丰产高效的主要障

碍。据初步调查，雷竹覆盖种植5年以后，雷竹林就

会出现衰败，衰败的原因可能与长期高含量氮、磷、

钾配比的化学肥料施用和地表覆盖稻草、砻糠发酵加

热种植方式有关[1-6]。目前采用化学药剂消毒、蒸汽热

消毒、太阳能消毒等土壤消毒措施是目前防治土传病

害的主要方法[7-10]，但对雷竹林土壤发生土传病后，

消毒方法研究甚少，作者曾对临安雷竹林土壤消毒作

过报道[11-17]，为进一步研究竹林土壤病原菌及土壤理

化性质的变化。本试验研究了氰氨化钙(分子式：

CaCN2)对种植5年以上雷竹林土壤进行消毒处理，以

探明雷竹林种植区的土壤病原菌及土壤理化性质变

化的研究，旨在为临安雷竹林土传病防治和雷笋持续

优质高产、高效生产提供理论依据。

2. 实验材料与方法

2.1. 实验概况

试验设在浙江省临安市锦城街道龙马村，于 2009

年3月选择种植5年竹龄同一地块分成两块，分别编

号为地块 1和地块2。地块 1(简称 D1)未经氰氨化钙

处理土壤；地块 2(简称 D2)经氰氨化钙600 kg/hm2处

理土壤。于同年9月11 日和次年 3月15 日分别采集

为0~20 cm深度不同地块土壤样品对土壤病原菌及土

壤理化性质检测比较。

该地每年 11 月下旬至 12月上旬地表覆盖有机物

以增温避冷保湿，通常是在雷竹林地表先覆盖 10~15

cm 稻草，再在上面覆盖10~15 cm 的砻糠，稻草用量

40 t/hm2，砻糠用量55 t/hm2。每年施3次肥，时间分

别为 5月中旬、9月中旬和覆盖前，施肥量一般为45%

无机复合肥(N:P:K = 15:15:15) 2.25 t/hm2。

2.2. 实验方法

2009 年9月11 日秋季与 2010年3月15日春季

进行随机采样的样本比较。随机样本的采集采用五点

采样法；病竹根围的土样是指从发病雷竹根围采集的

样品；死竹根围土样是指从已死亡的雷竹根围采集的

土样；病竹以及死竹则以雷竹的枝条和叶片为样本。

细菌种类的确定，经初步鉴定后的细菌菌株，用脂肪

酸鉴定的方法确认菌种名称；对难以用脂肪酸鉴定做

出鉴定的菌株，用PCR 分析与 ITS序列测定。

脂肪酸鉴定：采用美国Agilent 6890型气相色谱

系统。所有纯化的参试菌株先在 NA 培养基上于 30℃

生长 24 h 后，转入 TSBA 固体培养基上再培养 24 h。

然后用无菌塑料接种环挑取一环培养菌放入有螺帽

的试管中，提取脂肪酸。鉴定结果通过微生物鉴定

系统软件–美国 MIDI 公司开发的基于细菌细胞脂

肪酸成分鉴定细菌的 MIS4.5(microbial identification

system)和LGS4.5(library generation software)获得。

把分析结果与数据库中标准菌种的脂肪酸信息进行

比对。

PCR 分析与ITS 序列测定：根据已发表的植物细

菌ITS 区的通用引物对分离到的细菌进行PCR 扩增，

正反向引物分：P1 (5’-AGAGTTTGATCATGGCTCA)

和P2(5’-ACGGTTACCTTGTTACGACTT-3’)。扩增反

应体积 20 μl[DNA 模板1 μl；P1(10 μmol·L-1)0.5 μl；

P2(10 μmol·L-1)0.5 μl；2 × Taq PCR StarMix 10 μl，双

蒸水补足至20 μl]。反应条件为94℃预变性5 min；

94℃变性25 s，65℃退火 25 s，72℃延伸 1 min，共

35 个循环；72℃延伸5 min。最后 4℃保存。PCR 反

应在 PTC-200型热循环仪上进行，取5 μl反应液在

1.0%的琼脂糖凝胶上进行电泳检测，得到 1.5 kb 大小

的条带。将 PCR 产物送上海泽衡生物技术责任公司克

隆并测序。将得到的测序结果在 GenBank( 登录

氰氨化钙施用对雷竹林土壤病原菌和土壤理化性质的影响

http://www.ncbi.nlm.nih.gov 网址)进行 blast 比对。

土壤基本理化性质的测定采用常规方法，采集耕

层土壤 0~20 cm，将土壤混合样品置于室内晾干，将

土壤粉碎后共分成2份，先取 1份通过60 号筛后，

直接测定土壤速效 N、速效 P、速效 K、pH；另取 1

份研磨，便其通过100 号筛后，测定土壤有机质、全

N。其分析方法为：土壤有机质用重铬酸钾氧化–容

量法测定，全 N用半微量凯氏法测定，速效N用碱

解扩散法测定，有效P用钼锑抗比色法测定，速效K

用乙酸铵提取法测定[18,19]。交换性酸采用 1 mol/L KCl

溶液淋溶 2 mm土样，然后用标准碱液滴定滤液中的

总酸度测定[20]。

3. 结果与讨论

3.1. 氰氨化钙施用对竹林土壤病原菌的影响

为明探明雷竹林土壤施用氰氨化钙后对土壤病

原菌的影响，对2009 年3月施用氰氨化钙后的竹林

土壤进行两次采样分析，比较了施用氰氨化钙与不施

用氰氨化钙雷竹地块的土壤细菌含量以及种类的差

异。从表1可以看出，竹林土壤施用氰氨化钙 6个月

后，随机采样病原菌从3.3 × 105(CFU/g)下降至1.2 ×

104(CFU/g)；死竹根围土样病原菌从 4.85 × 105(CFU/g)

下降至 5.9 × 103(CFU/g)；病竹根围土样病原菌从1.97

× 106(CFU/g)下降至2.9 × 102(CFU/g)。施用 1年后，

随机采样病原菌从1.93 × 106(CFU/g)降至为零；死竹

根围土样病原菌从7.92 × 106(CFU/g)降至为零；病竹

根围土样病原菌从8.7 × 106(CFU/g)降至为零。从表1

可以看出：施用氰氨化钙 1年后，竹林土壤随机采样、

病竹、死竹根围土样、死竹和病竹根围土样病原菌检

测数值为零，这表明氰氨化钙处理竹林土壤具有杀灭

病原菌的效果。

3.2. 氰氨化钙施用对竹林土壤细菌种类的影响

D1 未氰氨化钙处理土壤，两次分离一共鉴定出来

18 种细菌，包括 Alcaligenes faecalis(粪产碱杆菌)，

Arthrobacter pascens(耐盐碱杆菌)，Bacillus anthr-

acis(炭疽杆菌)，Bacillus megaterium(巨大芽孢杆菌)，

Bacillus mycoides(蕈状芽孢杆菌)，Br evibacillus

parabrevis(副短短芽孢杆菌)，Burkholderia cepacia(洋

葱伯克氏菌 I型)，Burkholderia cenocepacia(洋葱伯克

Table 1. Effect of calcium cyanamide on the quantity of soil

pathogen in the bamboo gr ove

表1. 氰氨化钙施用对竹林土壤病原菌菌量的影响

采样地块采样点 9月11日测定

带菌量(CFU/g)

3月15日测定

带菌量(CFU/g)

D1 随机采样 3.3 × 105 1.93 × 106

病竹 5.1 × 108 2.04 × 106

死竹根围土样 4.85 × 105 7.92 × 106

死竹 3.0 × 106 2.6 × 106

病竹根围土样 1.97 × 106 8.7 × 106

D2 随机土样 1.2 × 104 -

病竹 4.7 × 105 -

死竹根围土样5.9 × 103 -

死竹 4.0 × 105 -

病竹根围土样2.9 × 102 -

氏菌 III 型)，Burkholderia anthina(洋葱伯克氏菌 VIII

型)，Burkholderia pyrrocinia(洋葱伯克氏菌 IX)，Delftia

acidovorans(食酸戴尔福特菌)，Ly si ni bacil lus

sphaericus(梭形杆菌)，Photobacterium angustum(狭小

发光杆菌)，Paenibacillus favisporus(木聚糖菌)，

Paenibacillus validus(强壮类芽孢杆菌)，Ralstonia

pickettii(皮氏罗尔斯顿菌)，Stenotrophomonas

maltophilia(嗜麦芽寡养单孢菌)以及Virgibacillus

pantothenticus(泛酸枝芽孢杆菌)

。

而且优势种均为

Ralstonia-pickettii 和Bacillus anthracis 。说明季节的差

异对于细菌种群的分布影响不大。洋葱伯克氏菌群

(Burkholderia cepacia complex，简称 Bcc)是一类具有

促进植物生长作用的菌群，Burkholderia cepacia，

Burkholderia cenocepacia，Burkholderia anthina，

Burkholderia pyrrocinia这四个种均属于 Bcc，其在土

壤中也占较大的比例。

由表 2、3可见，施过氰氨化钙的地块2，无论是

随机采样还是病竹根围的土样，其土壤带菌量都较地

块1低，说明氰氨化钙具有明显的杀菌效果。雷竹林

土壤通过对氰氨化钙处理与未处理对细菌种类的对

比发现，土壤经氰氨化钙处理之后细菌的种类明显减

少；从表 2、3及图1均显示了不同采样条件下的土

壤带菌量。引起细菌数量变化的原因可能是季节因

素，造成土壤温度以及含水量等发生变化；也可能是

出笋期间雷竹根围环境的改变，引起了细菌数量的增

加。从表3可以看出，在地块1细菌种类以及分离频

氰氨化钙施用对雷竹林土壤病原菌和土壤理化性质的影响

Table 2. The comparison of soil microbial species and isolation

frequency in the samples gathered between D1 plot and D2 plot

表2. D1与D2土壤微生物种类及分离频率比较

细菌种类 D1 D2

Alcaligenes-faecalis 1 0

Arthrobacter p ascens 1 1

Bacill u s anth racis 7 4

Bacillus-megaterium 2 0

Bacillus-mycoides 3 2

Brevibacillus-parabrevis 2 1

Burkholderia cepacia 1 2

Burkholderia cenocepacia 6 3

Burkh o lderia a n thin a 3 3

Burkh o lderia p yrroc i n i a 1 1

Delftia-acidovorans 1 2

Lysinibacillus sphaericus 2 2

Photobacterium-angustum 2 0

Paenibacillus favisporus 2 1

Paenibacillus validus 2 0

Ralstonia-pickettii 9 6

Stenotrophomonas-maltophilia 3 2

Virgibacillus-pantothenticus 2 0

总计 50 30

Table 3. The comparison of bacteria species and isolation

frequency in the samples gathered between the autumn of 2009

and the spring of 2010

表3. 2009年秋季样本与 2010年春季样本的细菌种类以及分离频率

比较

2009 年秋季样

本

2010 年春季样

本

细菌种类

D1 D2 D1 D2

Alcaligenes-faecalis 1 - - -

Arthrobacter p ascens - 1 - -

Bacill u s anth racis 1 1 2 2

Bacillus-megaterium 1 - - 1

Bacillus-mycoides - 1 1 -

Brevibacillus-parabrevis 1 - - -

Burkholderia cepacia - 1 1 1

Burkholderia cenocepacia 1 1 2 1

Burkh o lderia a n thin a - - 3 1

Burkh o lderia p yrroc i n i a 1 - - -

Delftia-acidovorans 1 1 1 -

Lysinibacillus sphaericus - - 2 -

Photobacterium-angustum - - - -

Paenibacillus favisporus 1 1 - 1

Paenibacillus validus 1 - - -

Ralstonia-pickettii 1 2 5 -

Stenotrophomonas-maltophilia - 1 2 3

Virgibacillus-pantothenticus - - 1 -

总计 10 10 20 10

Figure 1. The comparison of microbial species and quantity in the

samples gathered in D2 plot between the autumn of 2009 and the

spring of 2010

图1. D2地块 2009 年秋季样本与 2010 年春季样本的微生物种类以

及数量比较

率比地块2高，再次说明了不健康的植株更容易成为

细菌大量繁殖的场所。

3.3. 氰氨化钙施用对竹林土壤性状的影响

雷竹林经氰氨化钙施用后土壤理化性质变化结

果见表4未经氰氨化钙处理土壤 pH 3.91，有机质

46.24 g/kg，全氮2.25 g/kg，全磷1.59 g/kg，全钾 41.91

g/kg，碱解氮227.09 mg/kg，有效磷1272.03 mg/kg，

速效钾 527.03 mg/kg，交换性酸10.3 cmol/kg；雷竹林

土壤经氰氨化钙处理后土壤 pH 4.98，有机质46.00

g/kg，全氮 2.31 g/kg，全磷 1.40 g/kg，全钾 43.46 g/kg，

碱解氮 210.78 mg/kg，有效磷 1139.07 mg/kg，速效钾

542.41 mg/kg,交换性酸 3.70 cmol/kg；由此可得出，

雷竹连续种植5年以上，表层土壤出现明显的酸化现

象，表土(0~20 cm)的土壤 pH值达到 3.91，远低于雷

竹适宜生长的 pH 值4.5~7.0[21]。D2 雷竹林土壤经氰

氨化钙处理，土壤pH 值明显升高，pH值上升至4.98，

比D1 提高土壤pH 值1.07，缓解了土壤的酸化现象；

D1 未经氰氨化钙处理的土壤，从试验前土壤交换性

酸含量 3.70 cmol/kg上升至 10.33 cmol/kg，提高6.63

cmol/kg；而 D2 经氰氨化钙处理，从试验前 3.97

cmol/kg 下降至 0.90 cmol/kg。这表明氰氨化钙处理土

氰氨化钙施用对雷竹林土壤病原菌和土壤理化性质的影响

Table 4. Effects of calcium cyanamide on soil physical and chemical properties

表4. 氰氨化钙施用对土壤理化性质的影响

交换性酸(cmol/kg)

采样

地块

土壤

有机质

(g/kg)

全氮

(g/kg)

全磷

(g/kg)

全钾

(g/kg)

碱解氮

(mg/kg)

有效磷

(mg/kg)

速效钾

(mg/kg) 2009

年秋季

2010

年春季

D1 3.91

± 0.81

46.24

± 17.22

2.25

± 0.52

1.59

± 0.37

41.91

± 16.75

227.09 ±

49.27

1272.03

± 317.74

527.03 ±

116.56

3.70

± 1.19

10.33

± 3.72

D2 4.98

± 1.03

46.00

± 15.94

2.31

± 0.49

1.40

± 0.29

43.46

± 18.23

210.78

± 37.40

1139.07

± 291.21

542.41 ±

137.27

3.97

± 1.57

0.90

± 0.73

壤，土壤 pH值明显提高，达到了显著性差异水平(P <

0.05)，改良土壤酸度达到了预期的效果；经氰氨化钙

处理后土壤交换性酸含量明显降低，与未氰氨化钙处

理的土壤相比，达到显著性差异水平。由此得出，氰

氨化钙处理雷竹林土壤能降低土壤交换性酸，并最终

达到提高土壤pH 值的目的。

4. 结论

雷竹林土壤经氰氨化钙处理后，雷竹土壤未检测

到病原菌，有效杀灭了土壤中的土传病害病原菌；未

经氰氨化钙处理的雷竹林土壤不同程度带有病原菌，

病竹周围土壤样品经检测，病原菌达到 1.97 × 106，菌

种类达 18 种。结果表明氰氨化钙处理雷竹林土壤具

有明显的杀菌效果，有效控制雷竹林土壤病原菌的发

生，能有效抑制土传病的发生与防治，且雷竹林土壤

有益菌比例增加，说明氰氨化钙处理雷竹林土壤在一

定程度上抑制有害细菌的同时也促进了部分有益菌

的生长。由于氰氨化钙施用后，使单氰氨转化成双氰

氨，在转化的过程中，将病原菌杀灭。

经连续 5年雷竹种植的土壤，土壤的酸度发生了

显著变化，表土呈现明显的酸化现象，最低的土壤 pH

值达到了 3.91，远低于竹子最适生长土壤pH 值，土

壤酸化引起土壤交换性酸度提高，成为导致竹林退化

的重要原因。这主要是由于竹农每年施用大量化肥，

使土壤 pH 下降，土壤酸度加大。经研究结果得出，

氰氨化钙处理雷竹土壤后，使雷竹林土壤pH 值比未

处理雷竹林土壤明显提高，从土壤pH值3.91 调至

4.98，达到了显著性差异水平(P < 0.05)；而交换性酸

含量比未处理明显降低，也达到了显著性差异水平。

因为氰氨化钙含有51%钙的成分，故在施用后，能提

高土壤 pH值的效果。

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