范瑛閣+李莎+趙靜+但紅霞
摘要:通過種子萌發(fā)和田間苗期試驗,測定枯草芽孢桿菌H1、H2對黃瓜的促生作用。結(jié)果表明:H1、H2的各倍稀釋液對種子萌發(fā)有抑制作用;50、100倍稀釋液對種子的胚軸和幼苗鮮重有一定提升;100倍稀釋液對黃瓜幼苗的株高、根系長度、葉綠素、磷和鉀也有一定的促進作用??莶菅挎邨U菌H1、H2對黃瓜的生長、干物質(zhì)的積累具有一定促進作用,此結(jié)果為枯草芽孢桿菌的進一步應(yīng)用和開發(fā)提供了重要的理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:枯草芽孢桿菌;黃瓜;促生作用;萌發(fā);生長
中圖分類號: S642.201 文獻標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2015)07-0158-03
黃瓜原產(chǎn)于印度的熱帶潮濕森林地帶,自傳入中國后已有2 000多年的栽培歷史,深受人們的喜愛[1]。長期以來,白粉病是困擾黃瓜生產(chǎn)的重要病害之一,黃瓜白粉病每年5—6月大面積暴發(fā)[2],在黃瓜幼苗和成株期均可發(fā)生,常造成重大經(jīng)濟損失[3]。長期以來,白粉病主要依靠化學(xué)藥劑進行防治。但大量使用化學(xué)農(nóng)藥會引起環(huán)境污染、藥物殘留增加、病原菌抗藥性提高等社會問題。隨著生態(tài)農(nóng)業(yè)及無公害食品產(chǎn)業(yè)的興起,使人們倍加關(guān)注無污染、無殘留、對有益微生物無影響的植物病害防治方法[4]。本試驗從黃瓜根際土壤篩選出2株枯草芽孢桿菌H1、H2,用其菌懸液對黃瓜種子進行浸種、灌根后,對其萌發(fā)情況、幼苗期與花期植株的氮、磷、鉀、葉綠素含量進行初步探索,旨在為黃瓜的無公害生產(chǎn)提供一條可行途徑,為植物病害的防治和生物農(nóng)藥的大規(guī)模開發(fā)提供理論與實踐依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試黃瓜品種為長春密刺,由昌吉市亞華種苗有限責(zé)任公司生產(chǎn)。供試菌株:枯草芽孢桿菌H1、H2從黃瓜根際土壤分離得到。80%多菌靈可濕性粉劑:石家莊亞潤科技有限公司產(chǎn)品。
1.2 菌懸液的制備
1.2.1 供試培養(yǎng)基
選用LB培養(yǎng)基。配方:NaCl 10 g、胰蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、瓊脂15 g、蒸餾水 1 000 mL、pH值7.0~7.2。
1.2.2 枯草芽孢桿菌的培養(yǎng)及菌懸液的制備
(1)平板培養(yǎng):將枯草芽孢桿菌H1、H2分別接種于LB平板上,28 ℃培養(yǎng)24 h,保存?zhèn)溆谩?/p>
(2)菌懸液的制備:將培養(yǎng)好的菌株平板內(nèi)各加入若干無菌水,用已滅菌的接種環(huán)輕輕刮去上層菌層,將同一菌株的菌懸液置于150 mL 三角燒瓶中,稀釋成 108 CFU/mL 濃度的菌懸液即為原液,用已滅菌的移液管移取菌液,制備成10、50、100、1 000倍稀釋液保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 枯草芽孢桿菌各菌株菌懸液對黃瓜種子萌發(fā)的影響
將黃瓜種子放入鋪有滅菌濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi),每皿20粒,分別加入枯草芽孢桿菌系列菌懸液、80%多菌靈可濕性粉劑1 800倍液各 5 mL,以5 mL無菌水處理為對照,28 ℃培養(yǎng),蒸發(fā)損失的水以無菌水補充。每個處理3次重復(fù)。分別于24、48、96 h統(tǒng)計萌發(fā)率,測量胚根、胚軸長度,稱量幼苗鮮重[6]。
1.4 枯草芽孢桿菌H1、H2菌懸液對黃瓜幼苗的影響
試驗地點在塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院園藝站溫室大棚。將種子分成12組,每組120顆,將每組種子分別浸入枯草芽孢桿菌系列菌懸液、80%多菌靈可濕性粉劑1 800倍稀釋液以及無菌水中,于培養(yǎng)箱中28 ℃培養(yǎng)12 h后播種(10月14日)。生長35 d后(11月18日)統(tǒng)計出苗率、植株株高、根系長度及植株的鮮重;取第2對真葉測定氮、磷、鉀和葉綠素含量。
1.5 氮、磷、鉀和葉綠素含量的測定
氮含量采用凱氏定氮法測定。磷含量采用H2SO4-H2O2消化-釩鉬黃比色法測定。鉀含量采用H2SO4-H2O2消化-火焰光度法測定[5]。葉綠素含量用葉綠素計于拔苗之前測定。試驗測得的所有數(shù)據(jù)均用DPS進行統(tǒng)計分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 黃瓜種子萌發(fā)情況統(tǒng)計
各處理浸泡后的種子萌發(fā)率、胚根胚軸的長度以及幼苗鮮重如表1和圖1所示。種子在清水中發(fā)芽情況最好,在 24 h 時已全部萌發(fā),生長96 h后H1 10、50倍稀釋液,H2 100、1 000倍稀釋液條件的種子全部萌發(fā)。H2各處理和80%多菌靈可濕性粉劑處理的種子胚根長均低于對照,H1的50、100倍稀釋液處理的胚根分別長于對照27.84%、3299%。H1、H2的50、100倍稀釋液處理后的種子胚軸長度和幼苗鮮質(zhì)量均高于對照。此結(jié)果表明,H1和H2各稀釋液對種子的萌發(fā)具有抑制作用,50、100倍菌體稀釋液對胚軸長度和幼苗鮮質(zhì)量有促進作用。
2.2 幼苗期黃瓜各項指標(biāo)測定結(jié)果
2.2.1 株高、根系長度、單株鮮質(zhì)量、出苗率的統(tǒng)計
處理后的黃瓜幼苗株高、根長、平均鮮質(zhì)量及出苗率如表2和圖2所示。各處理的株高均高于對照,其中H1的100倍液處理的幼苗株高比對照增加了53.85%。H1和H2的100倍液處理的根系長度明顯高于對照,其他處理低于對照。除H2的1 000倍稀釋液,其他各處理的單株鮮質(zhì)量均高于對照,其中H1的100倍液處理的高于對照70.90%。H2原液和H1的100倍液處理的出苗率分別高于對照119.00%和73.36%。
2.2.2 氮含量的測定
各處理黃瓜幼苗葉片的含氮量如表
3所示。菌株H2的10倍稀釋液和80%多菌靈可濕性粉劑 1 800倍液處理的黃瓜氮含量高于對照,其他處理均低于對照,其中H2的10倍稀釋液與對照在5%水平差異顯著。
2.2.3 磷含量的測定
磷含量測定結(jié)果如表4所示。各處理葉片中的磷含量均高于對照,且經(jīng)DPS數(shù)據(jù)分析在5%水平均無顯著差異,說明各處理間磷含量無明顯差異。endprint
2.2.4 鉀含量的測定
火焰光度法測得黃瓜葉片的鉀含量如表5所示。H2原液處理的葉片鉀含量略低于對照,其他處理均高于對照,其中H1的50倍稀釋液處理與對照差異最顯著。
2.2.5 葉綠素含量的測定
不同處理黃瓜幼苗葉片中葉綠素含量如表6所示。除H2的1 000倍液和多菌靈處理的葉
3 結(jié)論與討論
本試驗表明,枯草芽孢桿菌對種子的萌發(fā)具有抑制作用,且濃度越高抑制作用越大,而100倍稀釋液對植株的生長和干物質(zhì)的積累具有促進作用。
黃瓜幼苗期試驗結(jié)果表明,經(jīng)枯草芽孢桿菌H1和H2各稀釋液處理后的黃瓜葉片,其磷、鉀和葉綠素含量與對照相比都有所增加,氮含量沒有明顯增加。
葉綠素的光合產(chǎn)物為葉的生長代謝提供了足夠的能量,同時,葉綠素含量直接影響植物的光合作用能力和干物質(zhì)的積累。磷與細胞分裂及有機物的合成、轉(zhuǎn)化、運輸都有密切關(guān)系。鉀能促進光合作用順利進行及光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移,增加植株葉面積[6-7]。各物質(zhì)之間的功能相輔相成,互相影響。經(jīng)過處理的幼苗平均鮮質(zhì)量高于對照,并且磷、鉀和葉綠素含量均高于對照,在田間也發(fā)現(xiàn)經(jīng)枯草芽孢桿菌處理的植株較為豐盈茁壯,長勢較好。以上結(jié)果說明枯草芽孢桿菌可促進植物光合作用以及吸收礦質(zhì)元素、水分的能力。
枯草芽孢桿菌用于生物防治已十分廣泛,截至2005年,美國已有5株枯草芽孢桿菌(B.subtilis)獲得環(huán)保局(EPA)商品化或有限商品化生產(chǎn)應(yīng)用許可[8]。運用B.subtilis防治黃瓜白粉病也有不少報道。2007年Romero報道B.subtilis對瓜類白粉病的防效與殺菌劑醚菌酯相同[9]。同年Romero又報道B.subtilis產(chǎn)生的脂肽類代謝產(chǎn)物對瓜類白粉病具有抑制作用[10]。胡健2012年研究發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可濕性粉劑對黃瓜白粉病防效顯著[11]。李寶慶研究證明枯草芽孢桿菌CAB-1產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)對黃瓜白粉病防效高于80%[12]。以上研究報道表明,枯草芽孢桿菌為黃瓜白粉病的防治提供了新的途徑。
本試驗從植物生理角度揭示了枯草芽孢桿菌的抗菌機理,為進一步利用枯草芽孢桿菌防治黃瓜病害奠定了一定基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1]徐 寧. 塑料大棚黃瓜白粉病和霜霉病流行預(yù)測和管理系統(tǒng)的研究[D]. 南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2003.
[2]黃仲生,張芝莉. 黃瓜病蟲害識別與防治[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2002.
[3]劉 峰. 黃瓜白粉病的發(fā)生規(guī)律及綜合防治措施[J]. 上海蔬菜,2008(4):75-76.
[4]鄭 莉,梁建根,施躍峰. 生防菌ZJH-10對黃瓜灰霉病誘導(dǎo)抗性的研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2009,25(3):197-201.
[5]華東師范大學(xué)生物系植物生理教研組. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 上海:人民教育出版社,1982:56-158.
[6]陸景陵. 植物營養(yǎng)學(xué):上冊[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2010.
[7]胡靄堂. 植物營養(yǎng)學(xué):下冊[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,2003.
[8]Fravel D R. Commercialization and implementation of biocontrol[J]. Annu Rev Phytopathol,2005,43:337-359.
[9]Romero D,Vicente A,Zeriouh H,et al. Evaluation of biological control agents for managing cucurbit powdery mildew on greenhouse-grown melon[J]. Plant Pathology,2007,56:976-986.
[10]Romero D,Vicente A,Olmos J L,et al. Effect of lipopeptides of antagonistic strains of Bacillus subtilis on the morphology and ultrastructure of the cucurbit fungal pathogen podosphaera fusca[J]. Journal of Applied Microbiology,2007,969-976.
[11]胡 健,仇廣燦,成曉松. 枯草芽孢桿菌WP防治黃瓜白粉病藥效試驗[J]. 上海蔬菜,2012(1):58-59.
[12]李寶慶,張曉云,郭慶港,等. 枯草芽孢桿菌CAB-1產(chǎn)揮發(fā)性物質(zhì)對病原菌及植物的作用[C]//郭澤建,侯明生.中國植物病理學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集. 北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2011.endprint