唐升田

（靈川縣潭下鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西壯族自治區(qū) 靈川 541208）

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到長(zhǎng)期大量使用農(nóng)藥不僅會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，同時(shí)還會(huì)威脅人類生命健康，因此，現(xiàn)代人們不斷探究針對(duì)各類農(nóng)作物的生物防治技術(shù)。通過長(zhǎng)期的探索和實(shí)踐，研究人員發(fā)現(xiàn)拮抗微生物中木霉菌具有很好的活性，木霉菌及其代謝產(chǎn)物在增強(qiáng)植物對(duì)病害的防御性、增加植物營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用率及促進(jìn)植物生長(zhǎng)方面均有良好的效果。玉米是中國主要的糧食作物，在種植過程中，受多方面因素的影響，易發(fā)生各種病害問題，利用木霉菌對(duì)玉米病害進(jìn)行生物防治，可實(shí)現(xiàn)玉米病害綠色防控，預(yù)防玉米土傳病害的發(fā)生或減輕土傳病害給玉米生長(zhǎng)發(fā)育帶來的危害?；诖?，本文探究了玉米病害生物防治中木霉菌的應(yīng)用相關(guān)問題。

1 木霉菌概念簡(jiǎn)介

木霉菌是一種廣泛存在于不同環(huán)境條件下土壤中的真菌，其能產(chǎn)生多種對(duì)植物病原真菌、細(xì)菌和昆蟲具有拮抗作用的生物活性物質(zhì)，次級(jí)代謝產(chǎn)物和細(xì)胞壁降解酶類產(chǎn)物等，能有效防治各類植物土傳病害，還能增強(qiáng)植物抗逆性、提高植物營養(yǎng)利用效率、促進(jìn)植物生長(zhǎng)和修復(fù)農(nóng)化污染環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于土壤改良和生物防治中，尤其是隨著植物免疫理論的提出，進(jìn)一步推動(dòng)了木霉菌在生物防治中的應(yīng)用[1]。

2 木霉菌在玉米病害生物防治中的應(yīng)用

2.1 在玉米莖腐病生物防治中的應(yīng)用

玉米莖腐病也被稱為真菌型莖腐病，是一類由多種病原菌（如腐霉菌、鐮刀菌和炭疽菌等）單獨(dú)或復(fù)合浸染造成玉米莖基和根系腐爛的病害，是玉米種植過程中最常見和危害最為嚴(yán)重的土傳病害之一，具有危害重和擴(kuò)散迅速等特點(diǎn)。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，自20世紀(jì)70年代以來，中國已有20多個(gè)省市發(fā)生過玉米莖腐病，且該病害的發(fā)生率呈逐年上升趨勢(shì)。采用增施鉀肥和化學(xué)種衣劑等方式防治病害，防治效率僅為30%左右，且長(zhǎng)期增施鉀肥和施化學(xué)種衣劑會(huì)破壞土壤生態(tài)環(huán)境，不利于生態(tài)環(huán)境健康可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)外不少研究表明，木霉菌是一種環(huán)境友好型生防微生物，具有較強(qiáng)的根基競(jìng)爭(zhēng)能力，能對(duì)各類作物土傳病害進(jìn)行防治，如國外廣泛應(yīng)用哈茨木霉菌T.harzianum T22 防治玉米莖腐病，且取得了良好的防治成效[2]?；诖?，中國不少研究人員根據(jù)中國實(shí)際的土壤情況合理優(yōu)選和制備合適的木霉菌劑，如陳捷等人對(duì)腐霉菌引起的玉米莖腐病和鐮孢菌引起的玉米莖腐病以綠木霉菌穴施進(jìn)行小區(qū)防治試驗(yàn)，結(jié)果顯示，防治效率分別為58.15%和56.25%；吳曉儒等人通過人工接種盆栽試驗(yàn)比較分析棘孢木霉菌Trichoderma asperellum 不同顆粒劑配方對(duì)玉米莖腐病的防治效果，結(jié)果顯示，木霉菌顆粒劑對(duì)玉米莖腐病的防治效果較好，防治效率均在50%以上，最高可達(dá)80%，且應(yīng)用木霉菌顆粒劑后，玉米增產(chǎn)8%以上[3]。

棘孢木霉菌顆粒劑防治盆栽試驗(yàn)玉米莖腐病的方法為：取玉米種植地灌淤土樣，分離獲得棘孢木霉菌GDFS1009 菌株，然后將棘孢木霉菌GDFS1009菌株接種于PDA平板上，置于28℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)2～3 d 后制得棘孢木霉菌平板，再在平板周圍打取菌餅，接種種子菌培養(yǎng)基，然后將培養(yǎng)基置于恒溫?fù)u床上培養(yǎng)發(fā)酵一周制得木霉菌發(fā)酵液，此為一級(jí)菌種發(fā)酵液，再將0.5%一級(jí)菌種發(fā)酵液接種于發(fā)酵罐厚垣孢誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，置于28℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一周得到二級(jí)菌種發(fā)酵液，然后在顆粒劑基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入腐殖酸、井岡霉素、申嗪霉素和32%的二級(jí)發(fā)酵液，使這些物質(zhì)充分混合均勻，再將混合液置于造粒機(jī)擠壓造粒，并置于43℃～50℃干燥機(jī)中干燥1～2 h，便可得到木霉菌顆粒劑成品，最后，在玉米種植前土壤穴施6 g/盆棘孢木霉菌顆粒劑。在實(shí)際防治過程中，玉米田間示范和盆栽試驗(yàn)結(jié)果有一定的差異，需要相關(guān)工作人員根據(jù)玉米種植地的實(shí)際環(huán)境，推測(cè)植株生育期對(duì)木霉菌的適應(yīng)性或選擇性，再選擇合理的棘孢木霉菌顆粒劑防治，提高棘孢木霉菌顆粒劑對(duì)玉米莖腐病防治效果[4]。

2.2 在玉米根腐病生物防治中的應(yīng)用

玉米根腐病主要由腐霉菌侵襲玉米根部所致，多發(fā)生于玉米苗期，可導(dǎo)致玉米整個(gè)根系和中胚軸逐漸變軟、變褐和腐爛，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致葉片發(fā)黃、植株矮小和幼苗死亡，且該病害能在短時(shí)間內(nèi)快速擴(kuò)散，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致玉米植株大量死亡。為保障木霉菌對(duì)玉米根腐病防治效果，工作人員需在玉米苗期對(duì)木霉菌進(jìn)行合理篩選，也即對(duì)同一玉米種植地地塊土壤進(jìn)行采樣，記錄好采樣信息和做好采樣樣品的編號(hào)，并對(duì)不同編號(hào)的樣品敲碎、過篩、加無菌水、風(fēng)干、振動(dòng)、裝瓶、稀釋懸浮液和搖勻等處理，制備土壤溶液。將土壤溶液均勻地涂抹在PDA 平板上，置于28℃培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)，待土壤溶液中長(zhǎng)出菌落后挑取菌落邊緣幼嫩菌絲，并對(duì)菌絲純化處理。將木霉菌和串珠鐮孢菌制成菌餅，分別接種于玉米種子菌培養(yǎng)基，觀察和記錄兩者菌落生長(zhǎng)速度和拮抗情況，并計(jì)算抑制率，根據(jù)木霉菌對(duì)病原菌落的抑制情況來評(píng)估其防治效果。還可采用盆栽防治試驗(yàn)測(cè)定木霉菌對(duì)玉米根腐病的防治效率，即將上述制備好的土壤溶液分別與木霉菌菌液和58%甲霜靈錳鋅WP 藥液混合均勻，再分別用混合液對(duì)盆栽玉米植株進(jìn)行澆灌，澆灌后30 d，觀察玉米苗期根腐病的發(fā)病情況，結(jié)果顯示，木霉菌能有效抑制鐮孢菌生長(zhǎng)，其對(duì)玉米根腐病的防治效率約為50%，遠(yuǎn)高于58%甲霜靈錳鋅WP 藥液的防治效率[5]。

3 木霉菌在玉米病害生物防治中的作用機(jī)理

3.1 抗菌次生代謝作用

根據(jù)代謝方面的研究結(jié)果顯示，木霉菌的揮發(fā)性和非揮發(fā)性抗菌次生代謝產(chǎn)物高達(dá)幾百種，如鉤狀木霉、康寧木霉、綠色木霉和哈茨木霉分別可產(chǎn)生7種、9種、10種和12種抗菌次生代謝產(chǎn)物，包含烷基吡喃酮類物質(zhì)、蒽醌類物質(zhì)、異腈類物質(zhì)、聚酮類物質(zhì)、倍半萜烯類物質(zhì)、二酮哌嗪類物質(zhì)、肽醇類物質(zhì)和類固醇類物質(zhì)等，這些物質(zhì)中均含有對(duì)玉米病原真菌有廣譜拮抗活性的物質(zhì)，如吡喃酮類物質(zhì)和膠霉毒素等，此外這些物質(zhì)還均能有效抑制玉米病原真菌活性，能對(duì)玉米病原真菌生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的阻礙或直接將玉米病原真菌殺滅，取得良好的病害防治效果。但是，木霉菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)需要在適宜的濃度和條件下才能發(fā)揮良好的抑菌作用，如相關(guān)研究指出，棘孢木霉T34菌株只有在1×107mol/L。

3.2 拮抗作用

木霉菌可產(chǎn)生大分子的抗菌蛋白或細(xì)胞壁降解酶類物質(zhì)和小分子的抗生素物質(zhì)，來抑制病原菌的生長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)和繁殖，如木霉菌可產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、蛋白酶、纖維素酶等酶，這些物質(zhì)可分泌葡萄糖苷酶等胞外酶來降解病原菌或玉米病原真菌的細(xì)胞壁產(chǎn)生的抗生毒素，且還能分泌抗菌蛋白或裂解酶抑制病原真菌對(duì)玉米的浸染，有效預(yù)防或降低玉米病害問題的發(fā)生。

3.3 競(jìng)爭(zhēng)作用

木霉菌具有適應(yīng)能力強(qiáng)和生長(zhǎng)速度快等特點(diǎn)，可與玉米根基附近病原菌形成競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，如與玉米競(jìng)爭(zhēng)生存空間、奪取玉米養(yǎng)分和水分，消耗氧氣等，排除或削弱灰霉病病原物，大幅度削弱病原菌的侵害。除了競(jìng)爭(zhēng)玉米養(yǎng)分和水分外，木霉菌和病原菌還會(huì)競(jìng)爭(zhēng)微量元素和碳氮源營養(yǎng)等，對(duì)玉米病害產(chǎn)生良好的防治效果。

3.4 重寄生作用

在特定的環(huán)境中，木霉菌形成的腐霉對(duì)灰霉病菌具有重寄生作用，在重寄生過程中，受寄主真菌細(xì)胞凝集素的誘導(dǎo)作用，木霉菌會(huì)生成大量的細(xì)胞壁降解酶，能有效降解病原菌細(xì)胞壁，抑制和殺滅病原菌。重寄生是木霉菌是通過寄生、穿透、接觸、識(shí)別和纏繞等過程完成重寄生，并在病原菌的誘導(dǎo)下產(chǎn)生可直接對(duì)病原菌的細(xì)胞壁產(chǎn)生作用的細(xì)胞壁降解酶，預(yù)防病原菌侵襲引發(fā)的玉米病害發(fā)生。

3.5 誘導(dǎo)抗性作用

木霉菌是一種典型的土壤習(xí)居菌，不僅能對(duì)土壤中的寄主植物產(chǎn)生防御，還能誘導(dǎo)作物產(chǎn)生自我防御系統(tǒng)獲得抗病性，這種特性對(duì)玉米部分病害具有良好的防治效果。如木霉菌定植于玉米植株時(shí)，會(huì)刺激玉米植株生成細(xì)胞壁沉積物，可抵御病原生物對(duì)細(xì)胞造成的影響，木霉菌定植于玉米根基時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)玉米對(duì)真菌、細(xì)菌和病毒等病原菌產(chǎn)生廣譜系統(tǒng)抗性，防止玉米病害問題發(fā)生。木霉菌還會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)可通過空氣與玉米植株產(chǎn)生反應(yīng)，并對(duì)玉米植株形成抗性，也能發(fā)揮良好的生物防治作用[6]。

4 結(jié)語

木霉菌是一種環(huán)境友好型生防微生物，不僅能防治各類植物的土傳病害，還能增強(qiáng)植物抗逆性、提高植物營養(yǎng)利用效率、促進(jìn)植物生長(zhǎng)和修復(fù)農(nóng)化污染環(huán)境，故被廣泛應(yīng)用于各類植物病害的生物防治和土壤改良中，如將其應(yīng)用于玉米莖腐病和玉米根腐病生物防治中均能產(chǎn)生良好的防治效果。木霉菌之所以能對(duì)玉米莖腐病和玉米根腐病產(chǎn)生良好的生物防治效果，主要是因?yàn)槠渚哂锌咕紊x作用、拮抗作用、競(jìng)爭(zhēng)作用、重寄生作用和誘導(dǎo)抗性作用，其中，通過抗菌次生代謝可對(duì)病原菌活性產(chǎn)生良好的抑制作用，通過拮抗作用能有效抑制病原菌的生長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)和繁殖，通過競(jìng)爭(zhēng)作用排除或削弱同一生境中的灰霉病病原物，通過重寄生作用能有效降解病原菌細(xì)胞壁，通過誘導(dǎo)抗性作用能誘導(dǎo)玉米對(duì)真菌、細(xì)菌和病毒等病原菌產(chǎn)生廣譜系統(tǒng)抗性等，能全面預(yù)防玉米病害問題的發(fā)生或減輕玉米病害的危害程度。