枯草芽孢桿菌菌劑防治蔬菜病害應(yīng)用技術(shù)研究

□ 王丹秋 李煥玲 王惟萍 李寶聚

化學(xué)農(nóng)藥的施用是防治蔬菜病害的主要方法。長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥，帶來的病原菌抗性、農(nóng)產(chǎn)品藥劑殘留及環(huán)境污染等一系列問題，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)威脅著人類的健康。近年來，隨著人們對(duì)食品安全認(rèn)識(shí)的提高，對(duì)食品質(zhì)量的要求也越來越高，因此尋求一種無公害、無污染的病害防治新方法勢(shì)在必行。

生物防治法因其具有安全、高效、經(jīng)濟(jì)、不污染環(huán)境等特點(diǎn)，已成為蔬菜病害的重要防治方法?？莶菅挎邨U菌（Bacillus subtilis）作為一種生防細(xì)菌，是國際上公認(rèn)的環(huán)境友好型生物殺菌劑（Elliott et al.，2001），對(duì)人畜無毒無害，不污染環(huán)境，符合專業(yè)化統(tǒng)防統(tǒng)治綠色植保的要求，特別適用于綠色和無公害產(chǎn)品生產(chǎn)，在植物病害防治中起到非常重要的作用。

1 國外枯草芽孢桿菌菌劑應(yīng)用概況

目前，利用枯草芽孢桿菌制備生防菌劑來防治植物病害已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，一系列的枯草芽孢桿菌商品制劑相繼出現(xiàn)，使枯草芽孢桿菌防治植物病害進(jìn)入了實(shí)用化階段。

迄今，美國已有4株枯草芽孢桿菌生防菌株獲得環(huán)保局（EPA）商品化或有限商品化生產(chǎn)應(yīng)用許可，分別是枯草芽孢桿菌GB03、枯草芽孢桿菌MBI600、枯草芽孢桿菌QST713和解淀粉枯草芽孢桿菌變種（B. subtilisvar.amyloliquefaciens）FZB24。澳大利亞也成功研制了生防菌株枯草芽孢桿菌A-B（Baker et al.，1987）。阿根廷獲得枯草芽孢拮抗菌株枯草芽孢桿菌RC8、枯草芽孢桿菌RC9和枯草芽孢桿菌RC11。日本東京技術(shù)研究所開發(fā)的枯草芽孢桿菌RB14和枯草芽孢桿菌NB22也具有顯著的生防效果。目前大部分具有生防效果的枯草芽孢桿菌已經(jīng)商品化，被加工成為對(duì)作物病害防效優(yōu)良的菌劑產(chǎn)品，在很多國家的市場(chǎng)上廣泛銷售和應(yīng)用。

國外枯草芽孢桿菌商品化劑型以可濕性粉劑、懸浮劑和水劑為主，施藥方式多為葉面噴霧或拌種。2000年，美國研發(fā)的枯草芽孢桿菌QST713可濕性粉劑、懸浮劑以商品名SerenadeTM通過美國環(huán)保局（EPA）登記注冊(cè)，用于防治瓜類作物的白粉病和蔬菜作物的霜霉病、疫病及灰霉病等。枯草芽孢桿菌MBI600可濕性粉劑在英國的Micro Bio Group有限公司、日本的Idemistu Kosan有限公司、美國的Gustafson有限公司和瑞士的Andermatt Biocontrol有限公司均已獲得注冊(cè)登記，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，用于防治農(nóng)作物葉部病害和根部病害。

此外，俄羅斯全俄植物保護(hù)研究所開發(fā)了枯草芽孢桿菌Alifine-B可濕性粉劑，可用于防治多種作物真菌病害。澳大利亞開發(fā)的枯草芽孢桿菌A-B對(duì)麥類和胡蘿卜立枯病以及其他土傳病害具有很好的防治和增產(chǎn)作用。日本東京技術(shù)研究所的枯草芽孢桿菌RB14和枯草芽孢桿菌NB22分別對(duì)番茄立枯病菌（Rhizoclonia solani）和番茄枯萎病菌（Fusarium oxysporum）有良好的抑制作用。韓國Bio公司將枯草芽孢桿菌與鏈霉菌抗生素、植物抗真菌多糖混合制成生物殺菌劑Mildewcide，葉面噴施可防治蔬菜和葡萄霜霉病、白粉病，也可防治花卉、水果和水稻真菌性病害。阿根廷枯草芽孢桿菌RC8、枯草芽孢桿菌RC9和枯草芽孢桿菌RC11對(duì)玉米粒穗腐病（Fusarium verticillioides）具有強(qiáng)烈的抑制作用。表1中列舉了美國在植物病害防治上已登記注冊(cè)并商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的枯草芽孢桿菌生防菌劑產(chǎn)品。

表1 美國登記注冊(cè)的枯草芽孢桿菌菌劑

2 國內(nèi)枯草芽孢桿菌菌劑應(yīng)用概況

我國現(xiàn)已篩選出一批優(yōu)良的枯草芽孢桿菌菌株應(yīng)用于植物病害的生物防治，主要有枯草芽孢桿菌B-916（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所）、枯草芽孢桿菌B3（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)）、枯草芽孢桿菌B908（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)）、枯草芽孢桿菌Bs-98（武漢天惠生物工程有限公司），還有正在試驗(yàn)階段的枯草芽孢桿菌B-912（中國科學(xué)院）、枯草芽孢桿菌TG26（北京大學(xué)）、枯草芽孢桿菌B11（廣西大學(xué)）等，大部分已開發(fā)成功并投入商品化生產(chǎn)。

國內(nèi)枯草芽孢桿菌菌劑劑型主要為可濕性粉劑、粉劑和水劑，常用的施藥方式為葉面噴霧。增產(chǎn)菌（北京農(nóng)業(yè)大學(xué)）是我國第一個(gè)枯草芽孢菌劑，也是第一個(gè)關(guān)于生物制劑方面的專利（王星云 等，2007），用于防治多種土傳病害。目前，我國已經(jīng)商品化的枯草芽孢桿菌菌劑種類較多，已經(jīng)登記注冊(cè)的有14種（表2），其中，枯草芽孢桿菌B908可濕性粉劑（商品名為百抗）可用于防治大白菜土傳病害，效果較好，現(xiàn)已在多個(gè)省推廣使用，推廣面積約4 667 hm2（7萬畝）；枯草芽孢桿菌Bs-208可濕性粉劑、水劑可防治黃瓜白粉病和灰霉病等，現(xiàn)已由武漢天惠生物有限公司注冊(cè)生產(chǎn)，并在田間生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

3 枯草芽孢桿菌防治病害作用機(jī)理

枯草芽孢桿菌防治方式與化學(xué)農(nóng)藥不同，枯草芽孢本身對(duì)病原菌沒有直接的殺傷作用，而是通過生長分泌物，引起植物自身生理、生化防衛(wèi)反應(yīng)來阻止外來病原菌的侵染，達(dá)到防治病害的目的。近年來，國內(nèi)外研究認(rèn)為枯草芽孢桿菌與病原菌間存在競(jìng)爭(zhēng)、拮抗、誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗性三方面的作用方式。

3.1 競(jìng)爭(zhēng)作用 微生物競(jìng)爭(zhēng)作用主要包括營養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和空間位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)。營養(yǎng)和空間位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)是指存在于同一微小生物環(huán)境中的2種或2種以上微生物之間爭(zhēng)奪這一環(huán)境內(nèi)的空間、營養(yǎng)、氧氣等現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)枯草芽孢桿菌菌株以空間位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)占優(yōu)勢(shì)。例如，Bacon分離的玉米內(nèi)生枯草芽孢桿菌與玉米穗腐病菌（Fusarium moniliforme）有相同的生態(tài)位（Bacon et al.，2001）?？莶菅挎邨U菌能在玉米體內(nèi)迅速定殖和繁殖，可有效降低串珠鐮孢菌及其毒素的積累。

3.2 拮抗作用 拮抗作用是指生防微生物通過同化作用產(chǎn)生抗菌物質(zhì)來抑制有害病原物的生長。芽孢桿菌產(chǎn)生的拮抗物質(zhì)主要有抗生素、細(xì)菌素、細(xì)胞壁降解酶類和其他抗菌蛋白及揮發(fā)性抗菌物質(zhì)。其中，產(chǎn)生抗生素是枯草芽孢桿菌抗菌作用的一個(gè)重要因素。

枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的脂肽類抗生素主要有Surfactin、Iturins和Fengycins三大類。美國研究表明，枯草芽孢桿菌M4通過分泌脂肽類抗生素Fengycins抑制蘋果采后灰霉病的發(fā)生（Ongena et al.，2005）。

表2 我國登記注冊(cè)的枯草芽孢菌劑

3.3 誘導(dǎo)抗性 近年研究發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo)植物抗性也是枯草芽孢桿菌生防作用的重要機(jī)制之一（Kilian et al.，2000）。有研究表明，枯草芽孢桿菌FZB24可產(chǎn)生與植物抗性蛋白合成基因表達(dá)相關(guān)的信號(hào)蛋白，誘導(dǎo)植物抗性，也可以通過分泌相關(guān)蛋白如絲氨酸專性肽鏈內(nèi)切酶直接誘導(dǎo)植物抗性。枯草芽孢桿菌IN937能誘導(dǎo)對(duì)黃瓜細(xì)菌性枯萎病菌（Erwinia tracheiphila）的抗性，有效防治黃瓜細(xì)菌性枯萎病。作為一種生物型誘導(dǎo)因子，枯草芽孢桿菌誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性作用的報(bào)道相對(duì)較少，但已經(jīng)證明誘導(dǎo)植物抗性也是其生防作用的重要機(jī)制之一。

4 枯草芽孢桿菌菌劑防治蔬菜病害應(yīng)用技術(shù)

目前，枯草芽孢桿菌菌劑主要為可濕性粉劑，采用田間噴霧的方式進(jìn)行施藥，防治蔬菜上常見的白粉病、灰霉病、霜霉病、根腫病等田間病害。

4.1 枯草芽孢桿菌菌劑防治蔬菜白粉病 防治不同寄主上發(fā)生的白粉病，枯草芽孢桿菌菌劑以可濕性粉劑為主，采用葉面噴霧方式進(jìn)行施藥。

枯草芽孢桿菌QST713可濕性粉劑（美國Agra Quest公司，10% 有效成分）葉面噴霧防治西葫蘆白粉病，每667 m2用藥量為53.3 g，每隔6～8 d （天）噴施1次，3次施藥后，防效達(dá)到90%以上（Gilardi et al.，2012）。枯草芽孢桿菌可濕性粉劑（活孢子1 000億個(gè)·g-1，山東乳山韓威生物科技有限公司）通過葉面噴施防治黃瓜白粉病，每667 m2用藥量為70 g，3次施藥后，病情得到有效控制，防治效果在 90%以上，對(duì)作物安全，可有效控制病害發(fā)展，效果顯著（贠和平 等，2012）。用枯草芽孢桿菌可濕性粉劑（活孢子200億個(gè)·g-1,四川國光農(nóng)化股份有限公司）常規(guī)噴霧防治黃瓜白粉病，每667 m2用藥量133～166 g，在黃瓜白粉病發(fā)病初期或發(fā)病前用藥,根據(jù)病害的發(fā)展和天氣變化，連續(xù)用藥2～3次，可有效防治黃瓜白粉病，對(duì)黃瓜安全，是防治黃瓜白粉病的理想藥劑（胡健 等，2012）。

4.2 枯草芽孢桿菌菌劑防治蔬菜灰霉病 枯草芽孢桿菌菌劑對(duì)番茄、黃瓜等蔬菜上灰霉病防治效果顯著，常用劑型為可濕性粉劑，采用噴霧施藥。

枯草芽孢桿菌可濕性粉劑（活孢子1 000億個(gè)·g-1，武漢天惠生物工程有限公司）常規(guī)噴霧防治番茄灰霉病，在番茄灰霉病發(fā)生初期開始用藥，每667 m2用藥量200～300 g，連續(xù)施用3次，在末次藥后10 d（天），葉片和果實(shí)上的平均防效均達(dá)80%以上，并且對(duì)供試作物生長發(fā)育未產(chǎn)生不良影響（劉曉剛 等，2012）?？莶菅挎邨U菌可濕性粉劑（活孢子1000億個(gè)·g-1,武漢科諾生物農(nóng)藥有限公司）通過葉面噴施防治黃瓜灰霉病，每667 m2用藥量72 g時(shí)的防效為70.81 %，是黃瓜生產(chǎn)上防治灰霉病較好的生物殺菌劑（曹春娜 等，2009）。

4.3 枯草芽孢桿菌菌劑防治蔬菜霜霉病 枯草芽孢桿菌菌劑同樣可以防治蔬菜霜霉病，但這方面的報(bào)道較少，目前使用較多的枯草芽孢桿菌菌劑為水劑，采用噴霧方式進(jìn)行防治。

枯草芽孢桿菌BAB-1水劑（活孢子40億個(gè)·mL-1，河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所）通過葉面噴施防治黃瓜霜霉病，待溫室黃瓜霜霉病發(fā)病初期開始噴藥，每隔7～14 d（天）施藥1次，共用藥7次，每667 m2施藥液量4 L，防效為72.18%（王文橋 等，2011）。

4.4 枯草芽孢桿菌菌劑防治青花菜根腫病 枯草芽孢桿菌菌劑也可以防治青花菜根腫病?？莶菅挎邨U菌可濕性粉劑B908 （活芽孢1 000億個(gè)·g-1，云南星耀生物制品有限公司）防治青花菜根腫病，在青花菜根腫病未發(fā)生或發(fā)病初期（移栽成活后，即營養(yǎng)生長前期）用枯草芽孢桿菌200倍液灌根，視土壤干燥程度每株澆灌藥液200～250 mL，施藥后30 d（天）和80 d（天）枯草芽孢桿菌防效分別為66.9%和77. 3%（余山紅 等，2012）。

4.5 枯草芽孢桿菌菌劑與化學(xué)殺菌劑協(xié)調(diào)防控蔬菜病害 為了解決化學(xué)防治引發(fā)的一系列抗藥性、農(nóng)藥殘留超標(biāo)的問題，以及生物源農(nóng)藥大面積推廣應(yīng)用產(chǎn)生的高風(fēng)險(xiǎn)等問題，可將生物源農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥交替使用或混用，或?qū)⒉煌纳谰鷦﹨f(xié)同防病,達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、降低化學(xué)農(nóng)藥的用量、增強(qiáng)防效及擴(kuò)大防治病害范圍的目的。

枯草芽孢桿菌可濕性粉劑（活孢子10億個(gè)·g-1,臺(tái)灣光華化學(xué)股份有限公司）在黃瓜霜霉病零星發(fā)病時(shí)（發(fā)病初期）連續(xù)施用2次，間隔期為4 d（天），每667 m2使用100～122 g，隨后在黃瓜霜霉病發(fā)病高峰期，施用72%霜脲氰·錳鋅可濕性粉劑、25%烯肟菌酯乳油或者其他化學(xué)藥劑，對(duì)黃瓜霜霉的防治效果達(dá)到71.78%～82.75%，可以安全、有效地控制黃瓜霜霉病，生產(chǎn)無公害的綠色黃瓜食品（李紅霞 等，2006）?？莶菅挎邨U菌可濕性粉劑（美國Agra Quest公司，10%有效成分）與嘧菌酯乳油（意大利Ortiva，Syngenta公司，23.2% 有效成分）按質(zhì)量比1∶2混合，協(xié)調(diào)防治西葫蘆白粉病, 每667 m2用藥量為53 g，可以有效防治西葫蘆白粉病（Gilardi et al.，2012）?？莶菅挎邨U菌SAB-1水劑（活孢子40億個(gè)·mL-1，河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所）與68.75%氟吡菌胺·霜霉威懸浮劑（BASF SE公司）按體積比1∶15制成桶混液，防治黃瓜霜霉病，每 667 m2用藥量4 L，間隔7 d（天）施藥1次，共施藥7次，對(duì)黃瓜霜霉病的防效為94.5% （王文橋 等，2011）。

5 展望

目前關(guān)于枯草芽孢桿菌菌劑的研究發(fā)展迅速，枯草芽孢桿菌由于能產(chǎn)生耐熱的芽孢,既易于生產(chǎn)、劑型加工，又易于存活、定殖與繁殖；批量生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本也較低，施用方便，儲(chǔ)存期長，而且其制劑穩(wěn)定、與化學(xué)農(nóng)藥相容，有著許多化學(xué)藥劑無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，極具發(fā)展?jié)摿?。而未來?duì)其分子生物學(xué)機(jī)理的深入研究也將促進(jìn)枯草芽孢桿菌菌劑的科學(xué)使用，并為其開拓更加廣闊的應(yīng)用前景。

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