李雯 王天君 臺(tái)蓮梅 王悅
摘要:由立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)引起的馬鈴薯黑痣病是一種嚴(yán)重危害馬鈴薯的土傳病害。農(nóng)業(yè)防治作為傳統(tǒng)防治措施并不能有效防控馬鈴薯黑痣病?;瘜W(xué)防治會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可逆的破壞,也嚴(yán)重威脅了人們的生命安全。生物防治因其安全綠色便捷開始成為人們研究的熱點(diǎn)。為明確擬康寧木霉78對(duì)馬鈴薯黑痣病的防治效果和對(duì)土壤酶活性的影響。通過盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明,擬康寧木霉78可有效防治馬鈴薯黑痣病,其防效最高可達(dá)65.41%;該菌還可提高馬鈴薯植株塊莖質(zhì)量,與對(duì)照相比增加了12.57%~24.74%。通過分光光度計(jì)測(cè)定,結(jié)果表明施入擬康寧木霉78可顯著提高土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶及過氧化氫酶活性,促進(jìn)馬鈴薯植株的生長(zhǎng)發(fā)育;其中木霉與腐殖酸復(fù)配處理效果最好,在苗期與對(duì)照相比該處理的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶及過氧化氫酶活性分別增加了68.22%、62.17%、15.80%和62.48%。表明擬康寧木霉78可以有效防治馬鈴薯黑痣病,提高植株塊莖質(zhì)量和土壤酶活性,促進(jìn)植物生長(zhǎng),增強(qiáng)植株抗病性。這不僅可為生防菌劑的合理施用提供科學(xué)依據(jù),也可為黑龍江省馬鈴薯綠色防控提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:馬鈴薯黑痣病;立枯絲核菌;擬康寧木霉;土壤酶;防效
中圖分類號(hào):S435.32? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號(hào):1002-1302(2024)03-0159-05
馬鈴薯黑痣病是由立枯絲核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的土傳病害。早在20世紀(jì),黑痣病就被報(bào)道可嚴(yán)重危害馬鈴薯種植產(chǎn)業(yè)。該病在我國(guó)南北地區(qū)均有分布,其發(fā)病率高達(dá)30%~50%,嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)大面積絕收的現(xiàn)象[1-4]。此外,該病害還會(huì)引起馬鈴薯品質(zhì)劣變,從而降低其商品性。
在馬鈴薯整個(gè)生育期均會(huì)發(fā)生黑痣?。?]。該病原菌可以入侵馬鈴薯的不同部位使其發(fā)?。?]。黑痣病病菌通常以菌絲體或菌核的形式越冬[7]。第2年,當(dāng)環(huán)境條件適合病原菌生長(zhǎng)時(shí),菌絲生長(zhǎng)并開始感染馬鈴薯幼苗,且在后期生長(zhǎng)階段可繼續(xù)感染馬鈴薯的根、莖和塊莖[6]。該病原菌最適生長(zhǎng)溫度為23 ℃。在高濕環(huán)境條件下病害發(fā)生嚴(yán)重。
目前,國(guó)內(nèi)外常使用農(nóng)業(yè)、化學(xué)和生物防治方法來防治馬鈴薯黑痣?。?-9]。農(nóng)業(yè)防治可在一定程度上抑制病害發(fā)生的嚴(yán)重程度,但其時(shí)間過長(zhǎng)且防治效果略低。化學(xué)防治主要通過化學(xué)藥劑進(jìn)行防治,化學(xué)藥劑的防治效果有一定的時(shí)效性且會(huì)污染環(huán)境。隨著綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展,生物防治已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)對(duì)黑痣病的主要防治措施。崔巖等研究發(fā)現(xiàn),俄羅斯木霉(Trichoderma rossicum)PT-29對(duì)馬鈴薯干腐病菌與黑痣病菌的抑制率達(dá)到70%[9]。郭成瑾等分離得到的哈茨木霉(Trichoderma harzianum)M-33 可抑制立枯絲核菌的生長(zhǎng),促進(jìn)馬鈴薯植株的生長(zhǎng)發(fā)育[10]。土壤中存在成千上萬的微生物,它們?cè)诖x過程中可分泌某些酶[11]。而這些酶與植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗病性緊密相關(guān)。趙忠娟等的研究表明,哈茨木霉ST02使椒樣薄荷根區(qū)土壤鹽濃度降低17.36%,顯著提高了纖維素酶和過氧化氫酶活性[12]。高長(zhǎng)敏通過盆栽試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),3株木霉菌可有效防治黃瓜枯萎病,提高土壤酶活性,促進(jìn)黃瓜幼苗生長(zhǎng)[13]。本試驗(yàn)選用擬康寧木霉78,通過盆栽試驗(yàn)研究不同處理對(duì)馬鈴薯黑痣病防效及根際土壤酶活性的影響,以期為生防菌劑的研發(fā)奠定基礎(chǔ)并提供理論指導(dǎo)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 供試品種
供試馬鈴薯:延薯4號(hào),種薯,由北大荒黑土薯業(yè)有限公司種薯研發(fā)中心提供。
1.1.2 供試菌種
供試菌:立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)AG-3、擬康寧木霉(Trichoderma koningiopsis)78,由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)病理研究室保存。
1.1.3 供試用土
試驗(yàn)用土采自克山農(nóng)場(chǎng)馬鈴薯田(pH值為7.3)。
1.1.4 供試地點(diǎn)及時(shí)間
試驗(yàn)地點(diǎn):黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)盆栽場(chǎng),試驗(yàn)時(shí)間:2020年5—10月。
1.2 方法
1.2.1 擬康寧木霉78不同處理對(duì)黑痣病盆栽防效試驗(yàn)
種薯催芽:挑選健康的芽長(zhǎng)一致的馬鈴薯,對(duì)其表面進(jìn)行消毒,然后將其切成大小一致的塊莖備用。
病原菌液的制備:在28 ℃、140 r/min條件下,將接有立枯絲核菌的PD液體培養(yǎng)基搖床培養(yǎng) 5 d 后,將其打碎,配制成1×103 CFU/mL菌懸浮液。
木霉菌劑的制備方法[7]:將培養(yǎng)的木霉菌液與無菌基質(zhì)在無菌瓷盤上均勻混合,將其在28 ℃進(jìn)行固體發(fā)酵,待其長(zhǎng)滿瓷盤,將木霉固體發(fā)酵物晾干,將其粉碎后,制成菌劑。
木霉復(fù)配劑:木霉菌劑和腐殖酸按3 ∶2的比例混合制成。
試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理(表1),每桶種植4塊馬鈴薯薯塊(每桶裝土7 kg),每桶按1.0%的施用量(體積比)接入病原菌菌液,再接入不同劑量的木霉菌劑,與土充分混勻,以空白處理作對(duì)照,每個(gè)處理5桶,重復(fù)3次。
采用Weinhold的地下莖分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在塊莖增長(zhǎng)期和收獲期調(diào)查馬鈴薯黑痣病,并計(jì)算病情指數(shù)和防治效果[14]。
1.2.2 土壤酶活性測(cè)定
在馬鈴薯苗期、塊莖增長(zhǎng)期和淀粉積累期,用抖根法在植株根際采集土壤樣品,進(jìn)行土壤酶活性的測(cè)定[15-18]。每個(gè)處理重復(fù)4次。使用Solarbio公司的試劑盒對(duì)土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性進(jìn)行測(cè)定。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
利用Excel和SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯黑痣病的防效
2.1.1 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯黑痣病的防效
于馬鈴薯塊莖增長(zhǎng)期和收獲期取樣調(diào)查馬鈴薯黑痣病,CK發(fā)病嚴(yán)重,接入擬康寧木霉78的處理發(fā)病較輕(表2)。CK處理的植株病情指數(shù)為64.00,塊莖病情指數(shù)為41.88。接入木霉菌A、B、C處理的病情指數(shù)均顯著低于CK(P<0.05)。B(木霉施用量為1.5%)處理的防效均高于A(木霉施用量為1.0%)處理。C(木霉復(fù)配劑)處理對(duì)馬鈴薯植株黑痣病的防效最高,達(dá)到了65.41%。B處理的塊莖防病效果最高,為43.05%,其次是C處理,為42.69%。
2.1.2 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯塊莖質(zhì)量的影響
擬康寧木霉78不同處理A、B、C的塊莖質(zhì)量均顯著高于CK(表3)。C(木霉復(fù)配劑)處理塊莖質(zhì)量達(dá)到了440.7 g/株,高于A(木霉施用量為1.0%)、B(木霉施用量為1.5%)處理,較CK增加了24.74%。B處理的塊莖質(zhì)量為426.3 g/株,與CK相比增加20.66%。結(jié)果表明,擬康寧木霉78可提高馬鈴薯單株塊莖的質(zhì)量。
2.2 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯根際土壤酶活性的影響
2.2.1 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯根際土壤脲酶活性的影響
擬康寧木霉78不同處理A、B、C的土壤脲酶活性在3個(gè)時(shí)期均高于CK(圖1)。在塊莖增長(zhǎng)期和淀粉積累期,B(木霉施用量為1.5%)處理的土壤脲酶活性顯著高于A(木霉施用量為1.0%)處理,較CK分別提高了38.53%、37.08%(P<0.05)。C(木霉復(fù)配劑)處理土壤脲酶活性在3個(gè)時(shí)期顯著高于B處理,較CK分別提高了68.22%、69.03%、53.63%。結(jié)果表明,擬康寧木霉78能在一定程度上提高馬鈴薯植株根際土壤脲酶活性。
2.2.2 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯根際土壤磷酸酶活性的影響
擬康寧木霉78不同處理A、B、C在各時(shí)期磷酸酶活性均顯著高于CK(圖2)。在生育期內(nèi)磷酸酶活性呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢(shì)。C處理(木霉復(fù)配劑)磷酸酶活性在苗期、塊莖增長(zhǎng)期和淀粉積累期均顯著高于A(木霉施用量為1.0%)和B(木霉施用量為1.5%)處理,較CK分別提高了62.17%、21.43%、57.36%(P<0.05)。結(jié)果表明,擬康寧木霉78可提高土壤磷酸酶活性。
2.2.3 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯根際土壤蔗糖酶活性的影響
CK在各時(shí)期蔗糖酶活性均略低于擬康寧木霉78不同處理(圖3)。在塊莖增長(zhǎng)期和淀粉積累期,A(木霉施用量為1.0%)、B(木霉施用量為1.5%)、C(木霉復(fù)配劑)各處理間差異不顯著(P<0.05)。C處理蔗糖酶活性在苗期顯著高于其他處理,但B處理與A處理差異不顯著。結(jié)果表明,擬康寧木霉78能提高土壤蔗糖酶活性,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。
2.2.4 擬康寧木霉78不同處理對(duì)馬鈴薯根際土壤過氧化氫酶活性的影響
CK在各時(shí)期過氧化氫酶活性均低于擬康寧木霉78不同處理,但B(木霉施用量為1.5%)、C處理間差異不顯著(圖4)。過氧化氫酶活性在生育期呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)。在苗期B處理過氧化氫酶活性顯著高于A(木霉施用量為1.0%)處理,較CK提高了23.90%。C處理(木霉復(fù)配劑)在淀粉積累期過氧化氫酶活性最高,與CK相比提高了62.48%。結(jié)果表明,擬康寧木霉78可顯著提高馬鈴薯植株根際土壤過氧化氫酶活性。
3 討論
3.1 擬康寧木霉78對(duì)馬鈴薯黑痣病的影響
目前有許多研究都是通過使用生防菌及其代謝產(chǎn)物來對(duì)植物進(jìn)行病害防治[19-20],促進(jìn)植株生長(zhǎng)[21],同時(shí)還可以改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[22],來提高植株的抗病性。近年來,木霉菌已成為十分重要的生防菌株。姚彥坡的研究結(jié)果顯示,哈茨木霉菌HNA14和HNA12能抑制馬鈴薯晚疫病和辣椒疫病病原菌生長(zhǎng)、提高植株防御酶活性,促進(jìn)植株生長(zhǎng),降低病害發(fā)生率[23]。潘瀟涵等研究發(fā)現(xiàn),哈茨木霉VT9-3r對(duì)立枯絲核菌有較強(qiáng)的抑制作用,還可以促進(jìn)馬鈴薯植株的生長(zhǎng)發(fā)育[24]。謝奎忠研究發(fā)現(xiàn),連作馬鈴薯大田施用哈茨木霉菌可提高土壤中細(xì)菌的相對(duì)豐度,有效防控馬鈴薯枯萎病,提高馬鈴薯產(chǎn)量[25]。Seyedbagheri研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸對(duì)馬鈴薯的根系發(fā)育有一定的促進(jìn)作用,能顯著提高馬鈴薯的出苗率,同時(shí)還能縮短其生長(zhǎng)周期[26]。本研究結(jié)論與之相吻合。這可能是由于腐殖酸添加到擬康寧木霉78的生長(zhǎng)環(huán)境中有利于促生物質(zhì)的合成。
本研究通過盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擬康寧木霉78可有效防治馬鈴薯黑痣病,并可提高植株塊莖質(zhì)量。擬康寧木霉78與腐殖酸復(fù)配的防治效果最好,可達(dá)到65.41%。
3.2 擬康寧木霉78對(duì)馬鈴薯根際土壤酶活性的影響
根際土壤是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中十分重要的部分。不正確地使用農(nóng)藥會(huì)導(dǎo)致根際土壤的理化性質(zhì)惡化,導(dǎo)致養(yǎng)分失衡。但生物菌劑可以不破壞土壤達(dá)到為植物提供養(yǎng)分的作用,促進(jìn)了植物生長(zhǎng),增強(qiáng)了抗病性,進(jìn)而提高植物質(zhì)量和產(chǎn)量。土壤中存在成千上萬的微生物,它們?cè)诖x過程中可分泌某些酶,因此土壤中一些酶活性變化會(huì)隨著微生物數(shù)量的變化而變化。土壤酶的活性與土壤肥力關(guān)系密切[27-28]。劉智慧等發(fā)現(xiàn)木霉菌劑與有機(jī)肥混合施入土壤可提高土壤酶活性,提高土壤中細(xì)菌與放線菌的相對(duì)豐度,有效防治馬鈴薯黃萎病[29]。研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)柄木霉菌(Trichoderma longibrachiatum)ACCC 30150可提高黃瓜的土壤酶活性,促進(jìn)植株生長(zhǎng)[30]。武建華等研究發(fā)現(xiàn),枯草芽孢桿菌能夠提高土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性,對(duì)馬鈴薯黑痣病、黃萎病均有較好的防治效果[31]。梁瑤研究發(fā)現(xiàn),棘孢木霉TA5可提高黃瓜根際土壤酶活性,從而使土壤肥力獲得提高,促進(jìn)植物的營(yíng)養(yǎng)吸收[32]。李世貴研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)柄木霉2號(hào)菌株可增加非根際土壤中細(xì)菌的數(shù)量,提高土壤過氧化氫酶活性,有效防控黃瓜枯萎?。?3]。陳建愛等研究發(fā)現(xiàn),黃綠木霉T1010(Trichoderma aureoviride 1010)可提高土壤酶活性,對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善,可以有效促進(jìn)番茄根系的發(fā)育,從而提高番茄產(chǎn)量[34]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施入擬康寧木霉78后,馬鈴薯根際土壤酶活性均顯著高于未施用擬康寧木霉78處理。這表明在土壤中施用擬康寧木霉78可有效促進(jìn)土壤有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化;促進(jìn)過氧化氫在土壤中的分解,減輕了其對(duì)根部的危害,控制馬鈴薯黑痣病的發(fā)生,使土壤糖類物質(zhì)增加,提高土壤中的速效磷含量,促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育[35]。
4 結(jié)論
擬康寧木霉78能有效防治馬鈴薯黑痣病,防效為56.80%~65.41%;還可提高馬鈴薯塊莖質(zhì)量,與對(duì)照相比增加了12.57%~24.74%。擬康寧木霉78能顯著提高馬鈴薯根際土壤酶的活性,促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育。
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