高 亮

(濰坊島本微生物技術(shù)研究所 濰坊 261041)

辣椒根腐病(fusarium root rot)是保護(hù)地和露地栽培辣椒常見(jiàn)病害之一，各菜區(qū)均有發(fā)生，且一年四季都可發(fā)病，多雨季節(jié)和年份發(fā)病更為嚴(yán)重，常造成根系腐爛、植株枯死。該病主要是由半知菌亞門(mén)真菌蝕脈鐮孢(Fusarium vasinfectum)、木賊鐮孢(F. eguiseti)、串珠鐮孢(F. moniliforme)、尖鐮孢(F. oxysporum)侵染所致[1，2]，以蝕脈鐮孢侵染為主。該病菌在土壤中可以存活10年，傳播渠道主要有肥料、工具及流水傳播[3]。不科學(xué)的施肥與管理會(huì)導(dǎo)致土傳病害加劇[4]。目前，對(duì)于這種在辣椒連作、重茬栽培中難治的土傳病害，尚沒(méi)有找到一種特效的化學(xué)防治方法，而利用農(nóng)業(yè)綜合防治技術(shù)，尤其是生物防治越來(lái)越受到重視。辣椒根腐病的致病機(jī)理及防治技術(shù)研究表明，采用生防菌同腐植酸生物有機(jī)肥相結(jié)合為辣椒根腐病的防治開(kāi)辟了一條新的途徑。

腐植酸肥料及其衍生產(chǎn)品多種多樣，經(jīng)過(guò)近40年實(shí)踐，腐植酸肥料以及衍生產(chǎn)品其體系最符合具生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展需要[5]。以腐植酸為發(fā)酵基質(zhì)，通過(guò)酵素菌的好氣性高溫發(fā)酵處理，在復(fù)合微生物的侵?jǐn)_和菌絲作用下，以及復(fù)合酶的催化下，腐植酸被部分降解，可溶性小分子腐植酸含量顯著增加，腐植酸的功能顯現(xiàn)出來(lái)，表現(xiàn)出腐植酸和生物有機(jī)肥的累加效應(yīng)。在該腐植酸生物有機(jī)肥基礎(chǔ)上，增加生防菌劑可以培育出腐植酸生防生物有機(jī)肥。

枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)是應(yīng)用廣泛的生防菌，其抑制植物病原的范圍很廣，包括根、枝干、葉、花、果部病害，是一種理想的生防微生物[6]。放線(xiàn)菌尤其是鏈霉菌也是應(yīng)用廣泛的生防菌，對(duì)辣椒青枯病具有良好的防治效果[7]。木霉菌(Trchodermasp.)是一種對(duì)多種植物病原菌都有較強(qiáng)拮抗作用的生防菌[8]，具有生長(zhǎng)繁殖速度快，能迅速占據(jù)應(yīng)用空間，可產(chǎn)生抗菌素等作用[9]。

盡管?chē)?guó)內(nèi)外關(guān)于辣椒根腐病生物防治研究報(bào)道較多[10，11]，但該技術(shù)尚屬起步階段，在生產(chǎn)上的應(yīng)用效果還不穩(wěn)定。本研究將3種生防微生物菌劑和腐植酸生物有機(jī)肥相結(jié)合，制成4種腐植酸生防生物有機(jī)肥，應(yīng)用到接種辣椒根腐病的土壤中，研究其對(duì)辣椒根腐病防治效果，旨在為腐植酸生物菌肥的應(yīng)用和對(duì)辣椒根腐病的生物防治研究提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

辣椒品種為荷蘭斯丁格辣椒，適合早春、秋冬季大棚、日光溫室栽培。

供試腐植酸生物有機(jī)肥系山東省濰坊加濰生物科技有限公司利用酵素菌(BYM-FOOD)發(fā)酵褐煤及黑腐酸研制而成，其有效活菌總數(shù)5×107cfu/g、有機(jī)質(zhì)55%、pH7.3。

所用生防菌株系濰坊島本微生物技術(shù)研究所篩選的高效廣譜拮抗性細(xì)菌、放線(xiàn)菌和絲狀真菌，其中細(xì)菌為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，放線(xiàn)菌為涇陽(yáng)鏈霉菌(Streptomyces jingyangensis)，絲狀真菌為康寧木霉(Trichoderma koningii)。

辣椒根腐病病原菌取自山東省臨朐縣冶源鎮(zhèn)福山村多年重茬種植辣椒的圓拱塑料大棚內(nèi)病死辣椒植株鮮品，攜帶根際土壤。在山東省濰坊島本微生物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行分離純化后，經(jīng)鑒定為蝕脈鐮孢(Fusarium vasinfectum)。

供試土壤為山東省濰坊市奎文區(qū)二十里堡菜田，理化性狀見(jiàn)表1。土壤消毒后，接種辣椒根腐病病原菌孢子懸浮液，保證土壤中孢子濃度維持在1×104cfu/g的濃度水平。

表1 供試土壤的理化性狀Tab.1 The physical and chemical properties of tested soil

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 腐植酸生防生物有機(jī)肥的研制

在利用酵素菌進(jìn)行高溫固態(tài)發(fā)酵褐煤和黑腐酸的基礎(chǔ)上，加入生防菌劑，添加比例為1%?；旌仙谰鷦┫悼莶菅挎邨U菌、涇陽(yáng)鏈霉菌、康寧木霉按1∶1∶1比例混合，單株枯草芽孢桿菌有效活菌數(shù)≥2×109cfu/g，單株涇陽(yáng)鏈霉菌有效活菌數(shù)≥1×109cfu/g，單株康寧木霉≥1×108cfu/g。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年3月20日至8月10日在山東省濰坊市奎文區(qū)二十里堡圓拱大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理：處理1，腐植酸生物有機(jī)肥+混合生防菌劑；處理2，腐植酸生物有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌；處理3，腐植酸生物有機(jī)肥+涇陽(yáng)鏈霉菌；處理4，腐植酸生物有機(jī)肥+康寧木霉；處理5，腐植酸生物有機(jī)肥(不加生防菌劑)；處理6，普通生物有機(jī)肥(系作物秸稈、畜禽糞便生物發(fā)酵產(chǎn)品，其有效活菌數(shù)1×107cfu/g、有機(jī)質(zhì)45%)；處理7(CK)，空白對(duì)照，不加腐植酸生物有機(jī)肥或普通生物有機(jī)肥，也不添加生防菌劑，以等量消毒土壤替代。試驗(yàn)所用的所有生物有機(jī)肥均按照土壤質(zhì)量的0.2%使用，折合每667m2用量300 kg。將腐植酸生防生物有機(jī)肥施入土壤中，與土壤充分混合均勻，24

h后定植辣椒。小區(qū)面積20m2，重復(fù)3次。每小區(qū)栽植60株，選取植株大小相當(dāng)?shù)睦苯访纾垦ㄔ灾?株，每平方米栽植3株，植株苗齡35天，5葉1心，株高14cm左右，莖粗3

mm左右。試驗(yàn)期間各種管理措施保持一致。病原菌接種后第20天(4月10日)開(kāi)始觀察記錄發(fā)病情況，之后每隔20天記錄1次，到8月9日，共記錄7次。

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3株活株，按20

cm×20cm×20

cm挖取土壤將辣椒植株取出來(lái)，去除掉根系上的土壤后，用無(wú)菌水沖洗根系，洗脫在無(wú)菌水中的土壤可視為根際土壤。所取土壤充分混勻，用四分法縮分至500g，可視為非根際土壤。根際土壤和非根際土壤用于測(cè)定土壤微生物數(shù)量和病原菌數(shù)量。非根際土壤用于測(cè)定土壤微生物的生物量。

1.2.3 測(cè)定方法

土壤指標(biāo)分析采用常規(guī)土壤農(nóng)化分析方法[12]；土壤微生物采用稀釋平板計(jì)數(shù)法測(cè)定，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，放線(xiàn)菌采用高氏一號(hào)培養(yǎng)基，真菌采用PDA培養(yǎng)基。病原菌采用劉麗云等提出的方法測(cè)定；土壤微生物生物量碳(SMBC)采用氯仿熏蒸—K2SO4提取-TOC儀測(cè)定法[13～16]；土壤微生物生物量氮(SMBN)采用氯仿熏蒸—K2SO4提取-茚三酮比色法[17]；土壤微生物生物量磷(SMBP)采用氯仿熏蒸—NaHCO3提取-過(guò)硫酸鉀氧化法[18]。

辣椒病情分級(jí)參照姜飛等[19，20]的方法，將病情分成5級(jí)：0級(jí)為植株沒(méi)有病害癥狀；1級(jí)為植株基部葉片出現(xiàn)輕微枯黃癥狀，根系出現(xiàn)輕微褐變；2級(jí)為植株中下部出現(xiàn)枯黃癥狀，根系出現(xiàn)褐變，但頂芽良好；3級(jí)為全株出現(xiàn)枯黃癥狀，根系褐變腐爛；4級(jí)為植株枯萎死亡，根系嚴(yán)重褐變腐爛。

病株率(%)=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%

病情指數(shù)=∑(各級(jí)發(fā)病數(shù)×該級(jí)代表數(shù))/(總數(shù)×最高級(jí)代表值)×100

防治效果(%)=(對(duì)照病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/對(duì)照病情指數(shù)×100%

1.2.4 數(shù)據(jù)處理方法

均采用Microsoft Excel 2000進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)軟件DPS6.5 Duncan法進(jìn)行方差分析和檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸生防生物有機(jī)肥對(duì)辣椒根腐病發(fā)病率和病情指數(shù)的影響

在整個(gè)試驗(yàn)期間，各處理的辣椒病情指數(shù)均低于CK(圖1)。在病原菌接種后第20天(4月10日)調(diào)查，處理1、處理2、處理3、處理4的病株率均為0，病情指數(shù)均為0；處理5、處理6和CK的病株率分別為1.67%、3.33%、6.67%，病情指數(shù)分別為0.3，0.8，1.7。最后一次調(diào)查(8月7日)，處理1的病情指數(shù)為15.2，比CK(39.2)低61.22%，比處理5(22.6)低32.74%，比處理6(33.4)低54.49%；處理2(18.5)分別比CK、處理5和處理6低52.80%、18.14%和44.61%；處理3(15.4)分別比C K、處理5和處理6低60.71%、31.86%和53.89%；處理4(18.7)分別比C K、處理5和處理6低52.30%、17.26%和44.01%。從防治效果(圖2)可以看出，5月20日調(diào)查，處理1達(dá)到93.20%，處理2、處理3、處理4均達(dá)到86.40%。7月20日調(diào)查，處理1達(dá)到60.4%，處理2、處理3和處理4分別達(dá)到54.40%、62.00%和54.70%，均明顯高于處理6和CK?？梢?jiàn)，由枯草芽孢桿菌、涇陽(yáng)鏈霉菌、康寧木霉3種生防菌復(fù)配成的復(fù)合生防菌與腐植酸生物有機(jī)肥相結(jié)合的腐植酸生防生物有機(jī)肥應(yīng)用效果最好，明顯優(yōu)于普通生物有機(jī)肥和由單一生防菌制備成的腐植酸生防生物有機(jī)肥。

圖2 不同處理對(duì)辣椒根腐病的防治效果Fig.2 Effect of different treatments on control ef fi ciency of pepper fusarium root rot

2.2 腐植酸生防生物有機(jī)肥對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

施用腐植酸生防生物有機(jī)肥對(duì)辣椒根際土壤和非根際土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)有著顯著影響。從表2看出，根際土壤中細(xì)菌和放線(xiàn)菌數(shù)量顯著增加，真菌數(shù)量和辣椒根腐病原菌蝕脈鐮孢的數(shù)量有所減少。與CK相比較，處理1、處理2、處理3和處理4的細(xì)菌數(shù)量分別增加了5.77倍、4.40倍、4.16倍和3.31倍；放線(xiàn)菌數(shù)量分別增加了3.23倍、3.11倍、5.89倍和2.98倍；真菌數(shù)量減少了18.51%、25.63%、41.58%和9.24%；辣椒根腐病菌數(shù)量減少了6.92倍、2.18倍、3.54倍和6.42倍。處理5和處理6同CK相比較，根際土壤中細(xì)菌數(shù)量分別增加3.02倍和2.50倍；放線(xiàn)菌數(shù)量分別增加5.71倍和1.48倍；真菌數(shù)量，處理5比CK有所減少，而處理6與CK相當(dāng)；辣椒根腐病原菌，處理5比CK減少46.19%，處理6比CK減少14.71%。非根際土壤中細(xì)菌、放線(xiàn)菌和辣椒根腐病原菌的變化同根際土壤相似，但真菌則明顯不同于根際土壤，處理間差異顯著。與CK相比較，處理1、處理2、處理3和處理4的細(xì)菌數(shù)量分別增加了6.56倍、7.49倍、6.06倍和6.53倍；放線(xiàn)菌數(shù)量分別增加了6.71倍、6.95倍、11.62倍和7.35倍；真菌數(shù)量分別減少了56.38%、52.43%、53.18%和1.79%；辣椒根腐病菌數(shù)量分別減少了7.46倍、2.51倍、4.43倍和4.65倍。處理5和處理6同CK比較，根際土壤中細(xì)菌數(shù)量分別增加4.79倍和3.93倍；放線(xiàn)菌數(shù)量分別增加10.04倍和5.27倍；真菌數(shù)量分別減少了10.32%和4.65%；辣椒根腐病原菌，處理5比CK減少56.17%，處理6比CK減少4.24%。綜上，施用腐植酸生防生物有機(jī)肥對(duì)根際土壤和非根際土壤的細(xì)菌、放線(xiàn)菌數(shù)量均有顯著增加，對(duì)真菌有不同程度的減少，對(duì)辣椒根腐病菌減少影響較大。此外，腐植酸生物有機(jī)肥比傳統(tǒng)生物有機(jī)肥對(duì)根際土壤和非根際土壤中微生物數(shù)量的影響更加明顯。

表2 不同處理對(duì)辣椒根際土壤和栽培土壤微生物數(shù)量的影響Tab.2 Effect of different treatments on microbial quantity of capsicum rhizosphere and cultivational soil

2.3 腐植酸生防生物有機(jī)肥對(duì)土壤微生物生物量的影響

在土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)中，生物學(xué)指標(biāo)被日益重視。其中，土壤微生物生物量碳(soil microbial biomass carbon，簡(jiǎn)稱(chēng)SMBC)作為生物指標(biāo)已被國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了廣泛地研究[21]，它不僅是土壤碳素循環(huán)中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是土壤碳素循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力，是反映土壤微生物量大小的最重要指標(biāo)。土壤微生物生物量氮(soil microbial biomass nitrogen，簡(jiǎn)稱(chēng)SMBN)是重要的土壤活性氮庫(kù)和源，直接調(diào)節(jié)土壤氮素供給[22]。土壤微生物生物量磷(soil microbial biomass phosphorus，簡(jiǎn)稱(chēng)(SMBP)是重要的土壤活性磷庫(kù)和源，直接調(diào)節(jié)土壤磷素供給。無(wú)論根際土壤還是非根際土壤，不同處理之間的微生物生物量碳含量均存在顯著差異。從表3可以看出，各處理的根際土壤的微生物生物量碳含量為：處理1＞處理4＞處理1＞處理2＞處理3＞處理5＞處理6＞處理7(CK)，其中處理1最高，達(dá)到1146.52 mg/kg，是CK的1.56倍；處理6最低，達(dá)到864.34 mg/kg，是CK的1.17倍。4種腐植酸生防生物有機(jī)肥與CK比較，微生物生物量碳增加了250.35～409.42 mg/kg。不同處理之間的微生物生物量氮無(wú)論根際土壤還是非根際土壤也均存在顯著差異，各處理的根際土壤的微生物生物量氮含量為：處理1＞處理2＞處理3＞處理4＞處理5＞處理6＞處理7(CK)，其中處理1最高，達(dá)到186.43 mg/kg，是CK的1.50倍；處理6最低，達(dá)到164.85 mg/kg，是CK的1.32倍。4種腐植酸生防生物有機(jī)肥與CK比較，微生物生物量氮增加了50.63～61.89 mg/kg。不同處理之間的微生物生物量磷無(wú)論根際土壤還是非根際土壤均存在顯著差異，各處理的根際土壤的微生物生物量磷含量為：處理1＞處理2＞處理5＞處理4＞處理3＞處理6＞處理7，其中處理1最高，達(dá)到32.17 mg/kg，是CK的2.65倍；其他處理間差異不顯著。4種腐植酸生防生物有機(jī)肥與CK相比較，微生物生物量磷增加了14.30～20.01 mg/kg，說(shuō)明施用腐植酸生防生物有機(jī)肥更有利于增加土壤微生物的活性和數(shù)量。單獨(dú)施用腐植酸生物有機(jī)肥或普通生物有機(jī)肥也能改善土壤生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)土壤微生物生長(zhǎng)繁殖旺盛，增加土壤微生物的數(shù)量，但以腐植酸生物 有機(jī)肥效果較好。

表3 不同處理對(duì)土壤微生物生物量的影響Tab.3 Effect of different treatments on soil microbial biomass mg/kg

3 結(jié)論與討論

辣椒根腐病是最為典型的土壤傳播病害，隨著近幾年保護(hù)地種植面積的不斷增加，輪作倒茬越來(lái)越困難，病害發(fā)生越來(lái)越重，導(dǎo)致辣椒產(chǎn)量、品種大幅度下降，已成為影響辣椒生產(chǎn)的一大病害。生產(chǎn)上通常采用化學(xué)藥劑防治，但防效不穩(wěn)定，且不理想[23]，生物防治逐漸成為研究熱點(diǎn)。芽孢桿菌、鏈霉菌和木霉菌的生防效果已在香蕉、蘋(píng)果、辣椒、黃瓜等作物上做了大量試驗(yàn)研究[24～28]，但總體上還是處于實(shí)驗(yàn)室水平，有關(guān)田間試驗(yàn)和推廣應(yīng)用的報(bào)道不多。生產(chǎn)上，由于受土壤環(huán)境、作物、季節(jié)、栽培方式、施肥、用藥、灌水以及微生物吸附載體等因素的影響，單獨(dú)試驗(yàn)生防菌的防治效果不穩(wěn)定，影響了生防菌劑的推廣和應(yīng)用。將生防菌劑同生物有機(jī)肥，尤其是腐植酸生物有機(jī)肥相結(jié)合，利用其協(xié)同作用增加防效是今后研究和推廣的重點(diǎn)。腐植酸生物有機(jī)肥除兼有腐植酸本身的改土肥田、提高肥效、增強(qiáng)抗逆、刺激生長(zhǎng)和改善品質(zhì)功效外，還含有豐富的有益微生物，具有一定的抑制病害的作用，同時(shí)其本身還是生防菌的良好載體。本研究將具有生防作用的枯草芽孢桿菌、涇陽(yáng)鏈霉菌和康寧木霉與充分腐熟的腐植酸生物有機(jī)肥混合，制成腐植酸生防生物有機(jī)肥，用于辣椒生產(chǎn)，結(jié)果表明，腐植酸生物有機(jī)肥+混合生防菌劑、腐植酸生物有機(jī)肥+康寧木霉、腐植酸生物有機(jī)肥+涇陽(yáng)鏈霉菌、腐植酸生物有機(jī)肥+枯草芽孢桿菌4個(gè)處理對(duì)辣椒根腐病原菌均有良好的抑制作用，顯著降低了辣椒根腐病的病情指數(shù)，提高了防治效果，其中腐植酸生物有機(jī)肥+混合生防菌劑處理效果最好，防治效果達(dá)到93.2%。這可能是由于腐植酸生防生物有機(jī)肥所含有的高效拮抗生防菌在辣椒根際定植后，保護(hù)辣椒根系免受病原菌侵染，從而降低了病情指數(shù)，提高了防治效果。

土壤微生物的種類(lèi)和數(shù)量與作物病害的防治效果存在一定的相關(guān)性[29，30]，通過(guò)調(diào)整土壤微生物結(jié)構(gòu)和群落可以抑制土傳病害。本研究結(jié)果表明，腐植酸生防生物有機(jī)肥能夠顯著影響土壤微生物的數(shù)量，與CK相比較，細(xì)菌和放線(xiàn)菌數(shù)量顯著增多，而真菌數(shù)量有著不同程度的減少，辣椒根腐病原菌(蝕脈鐮孢)的數(shù)量大大減少，這既有生防菌的作用，又有生物有機(jī)肥的作用，還有腐植酸的作用，亦或是“基質(zhì)-載體-菌群”的復(fù)合作用，其作用機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

土壤微生物生物量能反映出參與調(diào)控土壤中能量和養(yǎng)分循環(huán)以及有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化對(duì)應(yīng)的微生物數(shù)量，是植物生長(zhǎng)可利用養(yǎng)分的重要來(lái)源[30]。本研究結(jié)果表明，辣椒施用腐植酸生防生物有機(jī)肥后，為微生物活動(dòng)提供了優(yōu)良的生存環(huán)境，顯著增加了根際土壤和非根際土壤的細(xì)菌和放線(xiàn)菌的數(shù)量，不同程度地減少了真菌的數(shù)量，改善了土壤微生物群落組成，抑制了辣椒根腐病原菌的生長(zhǎng)。腐植酸生防生物有機(jī)肥進(jìn)入土壤后，有利于促進(jìn)辣椒生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗逆性，提高辣椒植株的抗病性能。

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