復(fù)合生防菌劑對(duì)田間煙草根莖類病害的防治效果

劉 暢，姚晨虓，李小杰，李成軍，劉東升，陸施羽，李淑君*

1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，河南省許昌市魏都區(qū)青梅路永昌路交叉口461000

2.河南科技大學(xué)林學(xué)院，河南省洛陽市洛龍區(qū)開元大道263號(hào)471003

20世紀(jì)90年代 至21世 紀(jì)10年代，煙草黑 脛病、根黑腐病、立枯病和青枯病均為煙草生產(chǎn)上的主要根莖類病害［1-2］，鐮刀菌根腐病發(fā)生面積大，對(duì)煙草造成的產(chǎn)值損失較高，是一種具有潛在危害性的根部病害［3-6］。因此對(duì)煙田煙草黑脛病和鐮刀菌根腐病等根莖類病害的防治非常重要。除常規(guī)化學(xué)防治以外，生物防治因其安全性高是目前煙草病害防治上的研究熱點(diǎn)之一［7-9］。隨著生物技術(shù)的深入研究和不斷發(fā)展，生防微生物的研究已取得較大進(jìn)展［10］。然而在生物防治中，利用單一生防菌防治植物病害的報(bào)道很多，但是單一生防菌株的防病機(jī)制簡(jiǎn)單，在環(huán)境中容易受到各種因素的影響，且其定殖能力差，適應(yīng)環(huán)境能力弱，難以發(fā)揮較大的作用，防治效果不理想［11］。而通過多種生防菌結(jié)合復(fù)配，不同菌株間可形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，進(jìn)而提高防治效果和穩(wěn)定性［12］。

隨著微生物純培養(yǎng)技術(shù)的逐步完善，以及微生物共生與互生機(jī)理研究的不斷深入，生防微生物制劑間的復(fù)配應(yīng)用也日益被關(guān)注和重視［13］。藍(lán)星杰等［14］復(fù)配的生防菌劑對(duì)西瓜枯萎病的盆栽防效達(dá)89.47%；許艷麗等［15］將多株生防木霉、毛殼霉與生防細(xì)菌進(jìn)行復(fù)配，通過菌株的生理特性及培養(yǎng)皿拮抗能力進(jìn)行適配，獲得有兩株木霉菌復(fù)配的C1組合，對(duì)大豆根腐病具有較好的防治效果，且對(duì)大豆有一定的促生作用；金雪菲［16］將5株生防菌進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，制成固態(tài)菌粉后將其進(jìn)行復(fù)配，盆栽試驗(yàn)中C4組合+多菌靈處理的綜合防治效果最好，對(duì)西瓜枯萎病、棉花枯萎病和茄子黃萎病的防效分別達(dá)到59.91%、71.31%和58.21%；張良等［17］試驗(yàn)表明，長(zhǎng)柄木霉和涇陽鏈霉菌2菌株復(fù)配后在防治煙草黑脛病方面發(fā)揮了協(xié)同增效作用，防治效果達(dá)到69.3%，在促生效果上也表現(xiàn)出協(xié)同增效作用；李苗苗等［4］對(duì)3個(gè)生防菌劑進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配后的菌劑盆栽防效顯著高于菌劑單獨(dú)處理。煙草根莖類病害生防菌的篩選、鑒定以及防效試驗(yàn)已有較多報(bào)道［18-22］。但前人研究多為單一生防菌劑的防效驗(yàn)證，且大田防效驗(yàn)證較少。為此，將實(shí)驗(yàn)室前期篩選出對(duì)煙草黑脛病和鐮刀菌根腐病病原菌具有較好拮抗效果的菌株復(fù)配，并進(jìn)行了復(fù)配菌劑的大田防效驗(yàn)證，旨在為復(fù)配生防菌劑防治煙田根莖類病害提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

復(fù)合生防菌劑A：由假單胞桿菌（Pseudomonas）和綠色木霉（Trichoderma viride）發(fā)酵液按體積比1∶1復(fù)配而成，其中假單胞桿菌發(fā)酵液活菌量為1.0×1010cfu/mL，綠色木霉發(fā)酵液孢子量為5.0×108個(gè)/mL。復(fù)合生防菌劑B：由芽胞桿菌（Bacillus）和哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）發(fā)酵液體積比1∶1復(fù)配而成，其中芽胞桿菌發(fā)酵液活菌量為1.0×108cfu/mL，哈茨木霉發(fā)酵液孢子量為4.0×106個(gè)/mL。所用菌株均為本實(shí)驗(yàn)室自主篩選并發(fā)酵制備的。

1.2 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2020年4月至9月在河南省許昌市襄城縣庫莊鎮(zhèn)黃莊村煙田進(jìn)行，土壤為壤土，肥力中等。供試品種中煙100，移栽期為4月29日，地膜覆蓋，按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行栽培管理。試驗(yàn)地前茬作物為煙草，連作煙田多發(fā)煙草黑脛病和煙草鐮刀菌根腐病。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共0.335 hm2。煙株行距1.1 m，株距0.55 m。常規(guī)施肥m（N）∶m（P）∶m（K）=1.0∶1.2∶3.0，有機(jī)肥和磷肥全部作為基肥施用，鉀肥基肥施用70%，追肥施用30%。處理A分別在移栽期和團(tuán)棵期灌根施用復(fù)合生防菌劑A，用量0.027 L/hm2，灌根前復(fù)合生防菌劑兌水量100 L/hm2攪勻；處理B分別在移栽期和團(tuán)棵期灌根施用復(fù)合生防菌劑B，用量1.34 L/hm2，灌根前復(fù)合生防菌劑兌水量100 L/hm2攪勻；處理C為清水對(duì)照（CK）。試驗(yàn)中的3個(gè)處理均不施用化學(xué)藥劑。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 煙株農(nóng)藝性狀

于煙株打頂后10 d，各處理隨機(jī)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的10株測(cè)定煙株的農(nóng)藝性狀指標(biāo)［23］。包括株高、莖圍、有效葉片數(shù)、最大葉長(zhǎng)和最大葉寬，并計(jì)算葉面積。

1.4.2 煙株根系性狀

于煙株旺長(zhǎng)期、現(xiàn)蕾期和打頂后10 d分別取樣，測(cè)定煙株根系生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)。包括根系鮮質(zhì)量、地上部鮮質(zhì)量、最大根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)和根體積。選擇晴天進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理隨機(jī)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的煙株3株，1 d內(nèi)完成取樣。取樣時(shí)間的確定以試驗(yàn)田中50%以上煙株長(zhǎng)勢(shì)達(dá)到旺長(zhǎng)、現(xiàn)蕾和打頂?shù)壬谝鬄闇?zhǔn)；各小區(qū)每次取樣時(shí)選取可代表該小區(qū)平均長(zhǎng)勢(shì)的煙株3株，帶土挖出整個(gè)根系；將根系用水浸泡至土壤疏松時(shí)沖洗干凈，先用排水法測(cè)量根系體積，然后稱量根系鮮質(zhì)量。于105℃條件下殺青30 min，60℃烘干至恒質(zhì)量，稱取根系的干質(zhì)量，計(jì)數(shù)側(cè)根數(shù)量和須根數(shù)量。

1.4.3 煙株發(fā)病情況調(diào)查

結(jié)合當(dāng)?shù)責(zé)熖锏牟『Πl(fā)生特點(diǎn)，主要對(duì)煙草黑脛病和鐮刀菌根腐病進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，每個(gè)小區(qū)調(diào)查發(fā)病株數(shù)及發(fā)病級(jí)數(shù)［24］，并計(jì)算發(fā)病率，從煙田病害發(fā)病初期開始調(diào)查，每隔7～10 d調(diào)查1次，連續(xù)調(diào)查6次。

1.4.4 化學(xué)成分

中部煙葉采收編桿時(shí)，每個(gè)處理掛吊牌標(biāo)記10桿煙葉，煙葉烘烤結(jié)束，從標(biāo)記的10桿煙葉中選取C3F煙葉樣品，每個(gè)處理取樣1 kg。由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草所質(zhì)量檢測(cè)中心用流動(dòng)分析儀測(cè)定煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010、STST方差分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合生防菌劑對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響

從表1可知，處理A和B的株高，莖圍，最大葉葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積與CK相比差異均達(dá)到顯著水平。A和B處理間差異不顯著，說明復(fù)合生防菌劑A和復(fù)合生防菌劑B均可增加煙株株高、莖圍和最大葉面積，促進(jìn)煙株地上部生長(zhǎng)發(fā)育。

表1 不同處理打頂后10 d煙株農(nóng)藝性狀指標(biāo)比較①Tab.1 Agronomic traits of tobacco plants on the 10th day after topping

2.2 復(fù)合生防菌劑對(duì)煙株根系性狀的影響

由表2、表3和表4可以看出，團(tuán)棵期A、B處理的煙株根系鮮質(zhì)量、根體積、側(cè)根數(shù)和須根數(shù)均高于CK，且處理A和CK間差異顯著。但現(xiàn)蕾期和打頂后10 d時(shí)A和B處理的地上部鮮質(zhì)量、側(cè)根數(shù)和須根數(shù)與CK間的差異均不顯著。說明施用復(fù)合生防菌劑A在團(tuán)棵期可促進(jìn)煙株根系生長(zhǎng)發(fā)育，根系鮮質(zhì)量、根體積、側(cè)根數(shù)和須根數(shù)均增加。

表2 不同處理團(tuán)棵期煙株根系性狀指標(biāo)的比較Tab.2 Root trait indexes of tobacco plants at rosette stage under different treatments

2.3 復(fù)合生防菌劑對(duì)根莖類病害發(fā)生的影響

病害調(diào)查結(jié)果（表5）表明，復(fù)合生防菌劑A和B處理的煙株發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著低于CK。復(fù)合生防菌劑A和B處理間差異也達(dá)到極顯著水平。在根莖類病害發(fā)生初期，復(fù)合生防菌劑A處理能夠有效防控黑脛病的發(fā)生，防效達(dá)65%以上，復(fù)合生防菌劑B防效也達(dá)到49%，根莖類病害發(fā)病中后期，復(fù)合生防菌劑A和B處理的防效均有所下降，后期基本趨于穩(wěn)定，復(fù)合生防菌劑A和B處理的防效分別達(dá)到48.46%和34.71%。說明復(fù)合生防菌劑處理對(duì)煙草黑脛病的發(fā)生具有一定的防控效果，且復(fù)合生防菌劑A的防效優(yōu)于B。

表5 不同時(shí)期根莖類病害的發(fā)病情況Tab.5 Incidences of rhizomatic diseases at different stages

2.4 復(fù)合生防菌劑對(duì)煙葉化學(xué)成分的影響

由表6可見，復(fù)合生防菌劑A和B處理煙葉總糖、還原糖含量均高于CK，復(fù)合生防菌劑A和B處理煙葉煙堿較CK均有所降低。復(fù)合生防菌劑A和B處理煙葉鉀、氯含量均高于CK。復(fù)合生防菌劑A和B處理糖堿比、氮堿比、鉀氯比均高于CK。說明施用復(fù)合生防菌劑A和B的煙葉化學(xué)成分含量適宜，比例更趨協(xié)調(diào)。

表6 不同處理煙葉化學(xué)成分含量的比較Tab.6 Contents of chemical components in tobacco leaves under different treatments

3 討論

假單胞桿菌在植物根部定殖，產(chǎn)生的植物保護(hù)素等物質(zhì)可提高植物體的抗性［25-27］，也可利用難溶性磷酸鹽，提高植物對(duì)肥料的利用率，促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)發(fā)育［28-29］。芽胞桿菌可以通過生物固氮、促進(jìn)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收、合成分泌植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)、釋放揮發(fā)性物質(zhì)等方式促進(jìn)植物生長(zhǎng)［30-31］。而經(jīng)過綠色木霉處理的植物可以提高體內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性［32］，也可以提高植物葉片葉綠素、類胡蘿卜素和總色素含量［33］。這些物質(zhì)含量的多少和植物生長(zhǎng)發(fā)育的好壞呈正相關(guān)性。本研究中假單胞桿菌和綠色木霉復(fù)配、芽胞桿菌與哈茨木霉復(fù)配均能改善煙田農(nóng)藝性狀，促進(jìn)煙株根系生長(zhǎng)。說明假單胞桿菌和綠色木霉復(fù)配、芽胞桿菌和哈茨木霉復(fù)配保留了單個(gè)菌株的促生效果，在防病的同時(shí)可以促進(jìn)煙株生長(zhǎng)。

本研究中煙田兩個(gè)復(fù)配菌劑灌根時(shí)間為移栽期和團(tuán)棵期，且共灌根兩次，防效均呈現(xiàn)出前期高后期低，中間出現(xiàn)防效下降的現(xiàn)象，這可能是因?yàn)闊煵輬F(tuán)棵期一般是煙田根莖類病害初發(fā)階段，本研究中復(fù)配菌劑灌根剛結(jié)束，煙根及土壤中生防菌活菌數(shù)高，病原菌活菌量低，對(duì)病原的拮抗作用高，所以防效相對(duì)較強(qiáng)；后期煙株現(xiàn)蕾，根莖類病害發(fā)生量處于上升期，此時(shí)距離復(fù)配菌劑灌根時(shí)間已過半月之久，且夏季高溫條件對(duì)未定殖成功的生防菌產(chǎn)生影響，導(dǎo)致防效相對(duì)降低，成熟期及打頂后防效低亦是同樣的道理。另外本研究中兩個(gè)復(fù)配菌劑中單一菌株的防病效果較好，但復(fù)配后在大田發(fā)病穩(wěn)定后防效卻不高，已有研究發(fā)現(xiàn)［12，34-35］，復(fù)配生防菌劑的防病機(jī)制復(fù)雜，不是簡(jiǎn)單的疊加累積效應(yīng)。兩株防病作用的較強(qiáng)的菌株復(fù)配后其防病效果不一定更強(qiáng)。因此如何提高兩株防病作用強(qiáng)的生防菌株復(fù)配后的防病效果尚需深入研究。另外在不同生防菌劑間的配制、同一配制方法不同的配比以及復(fù)合菌劑灌根量、灌根時(shí)機(jī)對(duì)煙田根莖類病害的影響方面還有待進(jìn)一步試驗(yàn)。

施用兩種復(fù)合生防菌劑后煙株農(nóng)藝性狀得到改善，煙株抗病性增強(qiáng)。煙葉煙堿含量降低，還原糖、總糖和K2O含量增加，并且提高了煙葉糖堿比，鉀氯比。這與陳玉國(guó)等［36］的研究結(jié)果一致。施用菌肥或生防菌劑改善了煙葉內(nèi)在化學(xué)成分，可能是因?yàn)榫屎蜕谰鷦┑氖┤胩岣吡藷熤甑目共⌒?，煙株長(zhǎng)勢(shì)良好，煙葉成熟度高且成熟時(shí)期均勻一致，使煙葉內(nèi)在化學(xué)成分協(xié)調(diào)性得到改善。

4 結(jié)論

假單胞桿菌和綠色木霉復(fù)配能夠降低煙田根莖類病害發(fā)病率和病情指數(shù)，可以減緩病害的發(fā)生，減輕煙草根莖類病害的危害。假單胞桿菌和綠色木霉復(fù)配、芽胞桿菌與哈茨木霉復(fù)配均可改善煙株農(nóng)藝性狀，增加煙株根系鮮質(zhì)量、根體積、側(cè)根數(shù)和須根數(shù)；施用假單胞桿菌和綠色木霉復(fù)配、芽胞桿菌與哈茨木霉復(fù)配菌劑的煙株，煙葉化學(xué)成分含量適宜，比例更趨協(xié)調(diào)。