摘 要:綠僵菌作為重要的生物農(nóng)藥制劑,研究及應(yīng)用非常廣泛。本研究通過(guò)試驗(yàn)探索了固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌株的最佳培養(yǎng)基配方及工藝條件,進(jìn)行了田間試驗(yàn)示范推廣,為有效利用綠僵菌進(jìn)行田間合理的防治提供了科學(xué)參考。
關(guān)鍵詞:綠僵菌;菌劑培養(yǎng);生物防治
中圖分類(lèi)號(hào):S476.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170533028
綠僵菌(Metarhizium anisopliae)是重要的昆蟲(chóng)病原真菌之一[1],將其作為主要生物活性成分的制劑,具有不污染環(huán)境、無(wú)殘留、易生產(chǎn)、致病力強(qiáng)、持效期長(zhǎng)、應(yīng)用效果好、對(duì)非靶標(biāo)生物安全等優(yōu)點(diǎn),其寄主范圍廣,可在8目30科200余種農(nóng)林害蟲(chóng)上寄生,其應(yīng)用前景非常廣闊[2,3]。近年來(lái),由于化學(xué)農(nóng)藥的大量使用,食品安全和健康問(wèn)題、環(huán)境保護(hù)問(wèn)題倍受重視,生物農(nóng)藥的研發(fā)及推廣具有深刻意義[4]。
目前,綠僵菌生物農(nóng)藥的生產(chǎn)普遍采用液固雙相發(fā)酵工藝,其固體載體多為大米和稻殼,國(guó)外綠僵菌生產(chǎn)的固體載體多為稻米[5]。綠僵菌制劑的劑型主要有粉劑、可濕性粉劑等,其助劑的成分和配比是當(dāng)前研究熱點(diǎn)。本研究為了大量生產(chǎn)綠僵菌菌劑用于田間農(nóng)作物害蟲(chóng)的防治,先采用液體發(fā)酵培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌劑,再采用固體發(fā)酵培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌粉,進(jìn)行田間試驗(yàn)示范推廣,可為有效利用綠僵菌防治農(nóng)作物病害提供參考,為適應(yīng)綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求,減少高毒、高殘留化學(xué)農(nóng)藥的使用提供科學(xué)方法。
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1 綠僵菌L8500-2x菌株固體發(fā)酵培養(yǎng)載體的篩選
1.1.1 試驗(yàn)材料
綠僵菌培養(yǎng)載體:麥麩、硅藻土、磷酸鈣、鋸末、谷糠、玉米粉;試驗(yàn)害蟲(chóng)是菜青蟲(chóng)2代幼蟲(chóng)。
1.1.2 試驗(yàn)方法[6]
利用麥麩、硅藻土、磷酸鈣、鋸末、谷糠、玉米粉等廉價(jià)物質(zhì)作為基質(zhì)進(jìn)行綠僵菌L8500菌劑的生產(chǎn),觀察不同供試載體對(duì)綠僵菌菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)孢量和孢子萌發(fā)率的影響,經(jīng)對(duì)比試驗(yàn),確定固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌種的最佳培養(yǎng)基配方及工藝條件[7]。
1.2 綠僵菌L8500-2x菌劑田間生物防治試驗(yàn)
1.2.1 綠僵菌L8500-2x菌劑防治
馬鈴薯28星瓢蟲(chóng)藥效試驗(yàn)。
1.2.1.1 供試藥劑
綠僵菌L8500-2x菌劑13.5L(山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院提供)、清水。
1.2.1.2 防治對(duì)象
馬鈴薯28星瓢蟲(chóng)第1代幼蟲(chóng)。
1.2.1.3 試驗(yàn)點(diǎn)基本情況
試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在山西靜樂(lè)縣王村鄉(xiāng)善應(yīng)村,屬黃土丘陵區(qū),馬鈴薯品種為紫花白。
1.2.1.4 試驗(yàn)時(shí)間
2009年7月10日,這個(gè)時(shí)期是第1代幼蟲(chóng)為害盛期。
1.2.1.5 試驗(yàn)處理
試驗(yàn)設(shè)綠僵菌(L8500-2x)10倍菌劑、20倍菌劑及清水對(duì)照共3個(gè)處理。試驗(yàn)每處理重復(fù)3次,共9個(gè)小區(qū),小區(qū)隨機(jī)組排列,小區(qū)面積667m2,試驗(yàn)面積共6003m2。
1.2.1.6 試驗(yàn)方法
將綠僵菌(L8500-2x)菌劑稀釋10倍、20倍,用手動(dòng)噴霧器均勻噴霧,藥液用量為30L/667m2(稀釋后)。
1.2.1.7 調(diào)查記錄和計(jì)算方法[8]
認(rèn)真調(diào)查藥后1d、3d、5d、7d各處理小區(qū)的殘存數(shù)量(頭/百株),調(diào)查采用對(duì)角線5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)查100株,算出平均數(shù),并詳細(xì)記錄。計(jì)算防效,其公式為:
1.2.2 綠僵菌L8500-2x菌劑防治土蝗田間藥效試驗(yàn)
1.2.2.1 供試藥劑
綠僵菌(L8500-2x)菌劑(山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院提供)40.5L、清水。
1.2.2.2 防治對(duì)象
蝗蝻(1~2齡)。
1.2.2.3 試驗(yàn)點(diǎn)基本情況
試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在靜樂(lè)縣段家寨鄉(xiāng)永安鎮(zhèn)村草灘,該地區(qū)是土黃重發(fā)區(qū)。
1.2.2.4 試驗(yàn)時(shí)間
2009年6月25日,這時(shí)蝗蝻大部分為1~2齡。
1.2.2.5 試驗(yàn)處理
試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)大區(qū),每個(gè)試驗(yàn)大區(qū)設(shè)綠僵菌L8500-2x菌劑10倍、20倍稀釋液及清水對(duì)照共3個(gè)處理。每處理重復(fù)3次,共9個(gè)小區(qū),小區(qū)隨機(jī)組排列,小區(qū)面積667m2。該實(shí)驗(yàn)共27個(gè)小區(qū),面積18009 m2。
1.2.2.6 試驗(yàn)方法[9]
小區(qū)提前10d用紗網(wǎng)圍嚴(yán)實(shí),保證小區(qū)內(nèi)蝗蝻不遷移。將L8500菌劑按10倍、20倍稀釋后,用手動(dòng)噴霧器對(duì)各處理小區(qū)均勻噴霧防治,藥液用量為30L/667m2(稀釋后)。
1.2.2.7 調(diào)查記錄和計(jì)算方法
調(diào)查藥后3d、5d、7d各處理小區(qū)的蟲(chóng)口密度,并詳細(xì)記錄在表,計(jì)算防效,其公式為:
防效=×100%
1.2.3 固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌粉防治土蝗田間試驗(yàn)
1.2.3.1 供試藥劑
固體培養(yǎng)的綠僵菌L8500-2x菌粉(山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院提供)9kg、菌液9L及清水。
1.2.3.2 防治對(duì)象
蝗蝻(1~2齡)。
1.2.3.3 試驗(yàn)點(diǎn)基本情況
試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在靜樂(lè)縣段家寨鄉(xiāng)永安鎮(zhèn)村草灘,該地區(qū)是土黃重發(fā)區(qū)。
1.2.3.4 試驗(yàn)時(shí)間
2010年7月5日。
1.2.3.5 試驗(yàn)處理
試驗(yàn)共設(shè)綠僵菌L8500-2x菌劑10倍稀釋液、固體培養(yǎng)L8500菌粉10倍稀釋液及清水對(duì)照共3個(gè)處理。每處理重復(fù)3次,共9個(gè)小區(qū),小區(qū)隨機(jī)組排列,小區(qū)面積667m2,面積6003m2。
1.2.3.6 試驗(yàn)方法
小區(qū)提前10d用紗網(wǎng)圍嚴(yán)實(shí),保證小區(qū)內(nèi)蝗蝻不遷移。將菌液10倍稀釋?zhuān)幰河昧繛?0L/667m2(稀釋后);L8500-2x菌粉用水10倍稀釋?zhuān)幏塾昧繛?kg/667m2,用手動(dòng)噴霧器對(duì)各處理小區(qū)均勻噴霧防治。
1.2.3.7 調(diào)查記錄和計(jì)算方法
調(diào)查藥后3d、5d、7d各處理小區(qū)的蟲(chóng)口密度(頭/m2),并詳細(xì)記錄在表,計(jì)算防效,其公式為:
防效=×100%
2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1 綠僵菌L8500-2x菌株固體發(fā)酵培養(yǎng)載體的篩選結(jié)果與分析
表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,供試載體對(duì)綠僵菌菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)孢量和孢子萌發(fā)率都有影響,以硅藻土+谷糠+玉米粉對(duì)孢子活力保護(hù)最好,其次為硅藻土、碳酸鈣、高嶺土+稻殼+玉米粉,與對(duì)照相比其孢子萌發(fā)率、產(chǎn)孢量差異顯著。
以硅藻土+谷糠+玉米粉、高嶺土+稻殼+玉米粉2組供試載體為基礎(chǔ),選出3種固體培養(yǎng)綠僵菌L8500菌種的培養(yǎng)基配方,經(jīng)對(duì)比試驗(yàn),確定了固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌種的最佳培養(yǎng)基配方及工藝條件。
培養(yǎng)基配比1:葡萄糖1%,硅藻土40%,谷糠25%,玉米粉15%,加水19%,裝袋中。
培養(yǎng)基配比2:葡萄糖1%,高嶺土40%,稻殼25%,玉米粉15%,加水19%,裝袋中。
培養(yǎng)基配比3:葡萄糖1%,硅藻土45%,谷糠15%,麥麩10%,玉米粉10%,加水19%,裝袋中。
經(jīng)方差分析,試驗(yàn)處理組間存在差異不顯著P >0.05。但從應(yīng)用效果及成本綜合考慮,選用培養(yǎng)基配比三既經(jīng)濟(jì)又合理,且防效率達(dá)到80.4%。
經(jīng)對(duì)比試驗(yàn),確定了固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌株的最佳培養(yǎng)基配方及工藝條件。培養(yǎng)基配比:葡萄糖1%,硅藻土45%,谷糠15%,麥麩10%,玉米粉10%,加水19%,裝袋中。溫度121℃,滅菌30min后,冷卻,用液體菌種L8500-2x接種,然后26~28℃培養(yǎng)10~15d,與等量已滅好菌的固體培養(yǎng)基混合,過(guò)篩備用,稀釋后田間噴撒。
2.2 綠僵菌L8500-2x菌劑田間生物防治試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.2.1 綠僵菌L8500-2x菌劑防治馬鈴薯28星瓢蟲(chóng)藥效試驗(yàn)結(jié)果與分析
根據(jù)計(jì)算結(jié)果(表3)綠僵菌L8500-2x菌劑10倍稀釋液、20倍稀釋液防治馬鈴薯28星瓢蟲(chóng)一代幼蟲(chóng)效果均明顯,7d后防效分別達(dá)82.4%、78%,在實(shí)際應(yīng)用中,考慮到經(jīng)濟(jì)成本核算,選綠僵菌菌劑20倍稀釋液用于大田試驗(yàn)示范推廣應(yīng)用。
2.2.2 綠僵菌L8500-2x菌劑防治土蝗田間藥效試驗(yàn)結(jié)果與分析
根據(jù)計(jì)算結(jié)果(表4-6),綠僵菌L8500-2x菌劑10倍液3個(gè)區(qū)平均防效達(dá)80%、20倍液3個(gè)區(qū)平均防效達(dá)75%,其中10倍液防治率最高達(dá)81%,2個(gè)處理防治蝗蝻(1~2齡)效果均顯著,達(dá)到了土蝗的防控目標(biāo),建議防治低齡蝗蝻用20倍菌液,防治大齡爆發(fā)性土蝗用10倍菌液。
2.2.3 固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌粉防治土蝗田間試驗(yàn)結(jié)果與分析
結(jié)果表明,液體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌劑防治蝗蟲(chóng)效果比固體培養(yǎng)L8500-2x菌粉的防治效果要高,但菌液不好保存,固體發(fā)酵菌粉好保存,防治效果也明顯。所以綠僵菌生物農(nóng)藥的生產(chǎn)目前普遍采用液固雙相發(fā)酵工藝。
3 試驗(yàn)結(jié)論與討論
通過(guò)本研究探索了固體培養(yǎng)綠僵菌L8500-2x菌株的最佳培養(yǎng)基配方及工藝條件,進(jìn)行了田間試驗(yàn)示范推廣,為有效利用綠僵菌合理防治防治馬鈴薯28星瓢蟲(chóng)及防治田間蝗蝻(1~2齡)提供科學(xué)參考。
生物農(nóng)藥代替化學(xué)農(nóng)藥的呼聲日益高漲[10]、其利好也不言而喻,但是目前一些國(guó)家的生物農(nóng)藥產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到10%,而我國(guó)產(chǎn)量?jī)H為1%。所以加大對(duì)生物農(nóng)藥科學(xué)規(guī)范的研究、對(duì)防治效果提供科學(xué)的數(shù)據(jù)資料,才能為生物農(nóng)藥的推廣和宣傳創(chuàng)建有力保障[11]。
參考文獻(xiàn)
[1]張彥豐,王正浩,農(nóng)向群,等.綠僵菌侵染對(duì)東亞飛蝗中腸保護(hù)酶和解毒酶的影響[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2015,31(06): 876-881.
[2]張禮生,張澤華,高松,等.綠僵菌生物農(nóng)藥的研制與應(yīng)用[J]. 中國(guó)生物防治,2006,22(s):141-146.
[3]Loera-Corral O,Porcayo-Loza J,Montesinos-Matias R, et al.Production of Conidia by the Fungus Metarhizium anisopliae Using Solid-State Fermentation[J]. Microbial-Based Biopesticides:Methods and Protocols,2016:61-69.
[4]李增智.我國(guó)利用真菌防治害蟲(chóng)的歷史,進(jìn)展及現(xiàn)狀[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2015,31(05):699-711.
[5]梁昌聰,彭軍,黃志,等.綠僵菌發(fā)酵工藝的研究進(jìn)展[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,28(06):87-91.
[6]張婧迪,蔡明美,劉志誠(chéng),等.響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化綠僵菌固體發(fā)酵條件[J].微生物學(xué)通報(bào),2016,43(09):2072-2078.
[7]洪軍,林峻,杜桂林,等.牧雞對(duì)草原蝗蟲(chóng)防控能力與經(jīng)濟(jì)效益研究[J].植物保護(hù),2014,40(06):185-188.
[8]馬麗娟.優(yōu)良綠僵菌菌株的篩選及應(yīng)用性研究[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué):2012:1-61.
[9]駱菊梅,邱文飛,索亞.綠僵菌油懸浮劑防治蝗蟲(chóng)藥效試驗(yàn)[J]. 農(nóng)村科技,2011(06):25-26.
[10]吉用銓?zhuān)憰苑?,孫春來(lái).4種生物農(nóng)藥防治稻縱卷葉螟藥效試驗(yàn)[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2013(02):41-43.
[11]郝東川,梁彪,譚德龍,等.生物農(nóng)藥的使用技術(shù)及注意事項(xiàng)[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2015,35(14):10.
作者簡(jiǎn)介:楊文彬(1964-),山西省醫(yī)藥與生命科學(xué)研究院高級(jí)工程師,研究方向:毒理學(xué)及藥效學(xué)研究。