關(guān)鍵詞:貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis);枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis);巨大芽孢桿菌(Bacilusmegaterium);黃瓜白粉??;綠色防治效果;品質(zhì)
中圖分類號(hào):S436.421.1;S476 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):0439-8114(2025)07-0068-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.012 開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):口
Green biocontrol efficacy of different Bacillus strains against cucumber powdery mildew
SONG Yi-xing1,LIU Xin-yu23,LIU Zheng2
(1.AgriculturalandRural Affairs Bureau of Yanjin County,Yanjin 4532Oo,Henan,China; 2.Institute of Rural Economy,Liaoning Academy of Agricultural Sciences,Shenyang 110161,China; 3.InstituteofOrganicRecycling(Suzhou),ChinaAgricultural University,Suzhou 2151OO,Jiangsu,China
Abstract:TheeffcacyofBacillsvelezensis(T2),Bacilussubtilis(T),andBcillsmegaterium(T4)againstcucumbrodery mildewandtheirimpactsonplantgrowth,yield,fruitqualityandtheantioxidantsystemwereevaluatedthroughfieldtrials,and three Bacilus treatmentswerecomparedtoachemicalfungicide(T1)andanuntreatedcontrol(CK).Resultsdemonstratedthatall threeBacilus reatmentsectivelysuppressedpoderyldeandehancedplantgrowth,ield,andfruitquality,ithebit ingthemostpronouncedefects.IntermsofdiseasecontrolefcacyTchevedlevelclosetotatofthechemicalfungicideand significantlyoutperformedbothT3andT4.Regardingyield,T1producedthehighestyield,closelyfollowedbyT2.BothTandT2 yieldsweresignificantlygreaterthanthoseofteotherBacilustreatmentsandCK.Simlarly1showedoptimalplantgrowthpefor manceacross measuredindicators,withT2rankingsecond.BothTandT2significantlyexceededT3ndT4,whileal treatments surpassedCK.T2treatmentsignificantlyenhanedkeyfruitqualityparameters,includingsolubleprotein,freeaminoacid,soluble sugar,and vitaminCcontent,comparedtoCK.Furthermore,T2efectivelyincreasedphotosyntheticcapacity,significantlyreduced membranelipidperoxidationlevels,andboostedantioxidantenzymeactivity,demonstratingsuperiorantioxidantperformancerelative to T3 and T4.
KeyWords:Bacillselezesis;;acillusubtiis;Bcillsmegaterum;ucumbrpoderyle;reenocotrolfacquality
黃瓜(Cucumissativus)是全球廣泛種植的重要經(jīng)濟(jì)作物,世界黃瓜生產(chǎn)總面積已超過 2.26×106hm2 其中,中國的黃瓜生產(chǎn)面積最大,已超過 1.28×106 hm2 ,截至2023年,中國的黃瓜產(chǎn)量約為 7.03×107t 占全球總產(chǎn)量的 77%[1] 。但在黃瓜的栽培過程中,植株易受多種病害侵染,其中白粉病是常見且危害嚴(yán)重的真菌性病害[2]。白粉病不僅影響黃瓜的葉片光合能力,降低產(chǎn)量,還可能影響果實(shí)品質(zhì),給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來顯著損失[3]。長(zhǎng)期以來,化學(xué)農(nóng)藥被廣泛用于防治黃瓜白粉病,但其過量施用可能導(dǎo)致病原菌抗藥性增強(qiáng)、環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品殘留超標(biāo)等問題[4]。因此,尋找綠色、安全、可持續(xù)的防治策略成為當(dāng)代農(nóng)業(yè)病害防控的研究熱點(diǎn)。
生物防治因其環(huán)境友好性和高效性受到廣泛關(guān)注。其中,芽孢桿菌(Bacillusspp.)因其能夠產(chǎn)生抗菌物質(zhì)、誘導(dǎo)植物抗性及競(jìng)爭(zhēng)性排斥病原菌,在防治植物病害方面表現(xiàn)出良好的應(yīng)用潛力[5]。已有研究表明,不同種類的芽孢桿菌在抑制植物病原真菌方面具有不同的生物活性。例如,枯草芽孢桿菌( Ba?Ba? cillussubtilis)可通過產(chǎn)生脂肽類化合物,如伊枯草菌素、多黏菌素E等,破壞病原菌細(xì)胞膜,從而有效抑制白粉病的發(fā)生。解淀粉芽孢桿菌(Bacillusamyloliquefaciens)亦被證實(shí)能夠通過競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和空間位點(diǎn)減少病原菌定殖[。然而,關(guān)于不同芽孢桿菌菌株在防治黃瓜白粉病方面的差異性研究仍較為有限,特別是在不同菌株的作用效果以及對(duì)黃瓜生長(zhǎng)及產(chǎn)量品質(zhì)的綜合影響方面尚缺乏系統(tǒng)性研究。本研究選用了貝萊斯芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌作為試驗(yàn)對(duì)象,通過田間試驗(yàn)探討其在防治黃瓜白粉病方面的效果,并評(píng)估其對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響,旨在為黃瓜白粉病的綠色防控提供新的思路和解決方案。
1 材料與方法
1.1材料
供試黃瓜品種為申青1號(hào)。供試生防菌包括貝萊斯芽孢桿菌(Bacillusvelezensis)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)和巨大芽孢桿菌(Bacillusmegateri-um),均由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有機(jī)循環(huán)研究院(蘇州)提供。供試對(duì)照化學(xué)農(nóng)藥為 25% 乙嘧酚磺酸酯水乳劑(登記證號(hào)PD20190036),購自江西禾益化工股份有限公司。
1.2 試驗(yàn)地概況
田間試驗(yàn)于2024年9月在遼寧省沈陽市鐵西區(qū)大潘村蔬菜大棚基地進(jìn)行。該地區(qū)屬于溫帶濕潤(rùn)大陸性氣候,年平均氣溫 7.8°C ,年均降水量 716.2mm ,全年無霜期 158d 。試驗(yàn)地土壤為壤土,常年種植黃瓜,并有黃瓜白粉病發(fā)生。
1.3 方法
1.3.1生防菌培養(yǎng)液的制備參考安福濤等8的方法,將3種芽孢桿菌菌株劃線接種于牛肉膏蛋白肺瓊脂培養(yǎng)基(NA)平板上, 28°C 恒溫培養(yǎng) 48h 。將活化的菌株分別接種到裝有 100mL NB培養(yǎng)液的三角瓶中,在 的振蕩條件下培養(yǎng) 72h ,得到菌株培養(yǎng)原液。將菌株培養(yǎng)原液分別按 5% 的比例接種至裝有 90mL 培養(yǎng)液的三角瓶中,在 28°C 、180r/min 的條件下振蕩培養(yǎng) 96h ,獲得菌株培養(yǎng)液。將培養(yǎng)后的菌液于 4‰ 離心 10min 去除上清液,用無菌生理鹽水重懸菌體,采用紫外分光光度計(jì)測(cè)定 OD600nm ,并根據(jù)預(yù)試驗(yàn)建立的 OD600nm 菌落數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線( OD600nm=1.0 對(duì)應(yīng) 1.2×109CFU/mL 換算活菌濃度。最終菌液濃度調(diào)整為 2×105CFU/mL 備用。
1.3.2田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)參考中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T17980.30.32—2000農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則(一):第32部分:殺菌劑防治黃瓜白粉病》中的方法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)9,共設(shè)置5個(gè)處理(表1)。每個(gè)小區(qū) 25m2 ,每個(gè)處理進(jìn)行4次重復(fù),共計(jì)20個(gè)小區(qū),隨機(jī)區(qū)組排列。種植密度為 3.0×104 株 /hm2 ,采用噴霧法施藥。于黃瓜幼苗移栽7d后進(jìn)行第一次施藥,每隔10d施藥1次,共施藥3次。試驗(yàn)期間統(tǒng)一常規(guī)栽培管理,不使用其他化學(xué)農(nóng)藥。
表1試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)
1.3.3植株生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定于最后一次施藥后 10d ,采用五點(diǎn)取樣法進(jìn)行植株生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定。利用直尺測(cè)量植株底端至最高生長(zhǎng)點(diǎn)的垂直距離,記為株高。利用游標(biāo)卡尺量取植株第2、第3片葉間莖干直徑,記為莖粗。利用長(zhǎng)寬系數(shù)法測(cè)定植株倒三葉的葉面積。每小區(qū)隨機(jī)選取30株植株進(jìn)行測(cè)定。
1.3.4植株生化物質(zhì)測(cè)定于最后一次施藥后10d進(jìn)行植株生化物質(zhì)的測(cè)定。利用SPAD502葉綠素含量測(cè)定儀測(cè)定植株葉片葉綠素含量,每小區(qū)隨機(jī)選擇30株植株進(jìn)行葉片采集,每株均選取充分受光、葉位一致的葉片3片進(jìn)行測(cè)定。采用TCA法[10]測(cè)定植株葉片丙二醛(MDA)含量,采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定植株葉片過氧化物酶(POD)活性,按照徐芬等[1]的方法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性。
1.3.5防治效果評(píng)價(jià)于最后一次施藥后10d進(jìn)行防治效果的評(píng)價(jià)。每小區(qū)隨機(jī)取4點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查2株的全部葉片,每片葉按病斑占葉面積的百分率分級(jí)記錄,分級(jí)方法:0級(jí),無病斑;1級(jí),病斑面積占整個(gè)葉面積的 5% 及以下;3級(jí),病斑面積占整個(gè)葉面積的 6%~10% ;5級(jí),病斑面積占整個(gè)葉面積的 11%~ 20% ;7級(jí),病斑面積占整個(gè)葉面積的 21%~40% ;9級(jí),病斑面積占整個(gè)葉面積的 40% 以上。病情指數(shù)及防治效果的計(jì)算公式如下。
∑各級(jí)病葉數(shù) × 相對(duì)級(jí)數(shù)值病情指數(shù)= ×100調(diào)查總?cè)~數(shù) ×9
防治效果
式中, CK0 和 CK1 分別為空白對(duì)照區(qū)施藥前和施藥后的病情指數(shù); PT0 和 PT1 分別為藥劑處理區(qū)施藥前和施藥后的病情指數(shù)。
1.3.6黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)調(diào)查以試驗(yàn)小區(qū)收獲后全 部黃瓜果實(shí)重量計(jì)算產(chǎn)量。選用無病蟲害、成熟度 一致的頭茬黃瓜果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)的測(cè)定,采用芘三酮 顯色法測(cè)定游離氨基酸含量[13],采用考馬斯亮藍(lán)法 測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量[14],采用蒽酮比色法測(cè)定可 溶性糖含量[15],通過2,6-二氯靛酚比色法測(cè)定維生 素C含量[16]
1.4 數(shù)據(jù)處理
原始數(shù)據(jù)使用Excel2021軟件進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì),通過DPS18.1軟件開展單因素方差分析[17],圖片繪制借助 0rigin2025 軟件實(shí)現(xiàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)的影響
由表2可知,各處理的生長(zhǎng)指標(biāo)均高于清水對(duì)照(CK),其中,T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的株高、莖粗和葉面積均呈現(xiàn)最顯著增長(zhǎng)。具體而言,T1株高為42.15cm ,顯著高于CK的 32.91cm 。就莖粗而言,T1莖粗為 1.07cm ,顯著高于CK的 0.83cm 。就葉面積而言,T1葉面積達(dá) 34.54cm2 ,顯著高于CK的28.43cm2 ,表明T1對(duì)黃瓜生長(zhǎng)具有顯著促進(jìn)作用。
T2(貝萊斯芽孢桿菌)和T4(巨大芽孢桿菌)處理的株高分別為 40.16cm 和 38.53cm ,均顯著高于CK,但二者均與T1、T3(枯草芽孢桿菌)之間差異不顯著。T2莖粗( 1.01cm 和葉面積( 33.19cm2 也顯著優(yōu)于CK,但T2莖粗與T1之間差異不顯著,表明貝萊斯芽孢桿菌對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用,但效果稍遜于乙嘧酚磺酸酯??莶菅挎邨U菌(T3)
對(duì)株高、莖粗和葉面積也表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用,但整體效果弱于乙嘧酚磺酸酯(T1)和貝萊斯芽孢桿菌(T2),且株高、葉面積與CK之間差異不顯著。巨大芽孢桿菌(T4)在促進(jìn)植株生長(zhǎng)方面效果相對(duì)溫和,株高、莖粗和葉面積均高于CK,但未達(dá)T1和T2水平。具體而言,T4株高為 38.53cm ,莖粗為1.01cm ,葉面積為 30.92cm2 。
表2不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)的影響
注:同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理間差異顯著( Plt; 0.05)。下表同
2.2不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜葉片生化指標(biāo)的影響
本研究測(cè)定了不同處理對(duì)黃瓜葉片的葉綠素含量(SPAD)、丙二醛(MDA)含量、過氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響,以評(píng)價(jià)芽孢桿菌對(duì)黃瓜葉片抗氧化能力及生理狀態(tài)的影響(圖1)。葉綠素含量反映植物的光合能力,不同處理均提高了黃瓜葉片的葉綠素含量(SPAD),其中T1(乙嘧酚磺酸酯)和T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理表現(xiàn)最優(yōu),SPAD分別為40.34和39.12,顯著高于CK(33.24)。T4(巨大芽孢桿菌)和T3(枯草芽孢桿菌)處理的SPAD分別為37.55和35.55,T4亦顯著高于CK,但低于T1和T2。結(jié)果表明,芽孢桿菌處理能夠增強(qiáng)黃瓜葉片的光合能力,其中貝萊斯芽孢桿菌對(duì)葉綠素積累的促進(jìn)作用較強(qiáng)(圖1A)。
MDA是膜脂過氧化產(chǎn)物,其含量的高低可反映植物細(xì)胞膜的損傷程度。結(jié)果顯示,T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理的MDA含量最低 (1.45μmol/g) ,顯著低于 CK(1.84μmol/g) ,表明其能夠有效減少細(xì)胞膜的氧化損傷。T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的MDA含量為 1.63μmol/g ,顯著低于CK。T3(枯草芽孢桿菌)和T4(巨大芽孢桿菌)處理的MDA含量分別為1.80μmol/g 和 ,雖低于CK,但差異不顯著,與T1、T2之間差異顯著。以上結(jié)果表明,貝萊斯芽孢桿菌能有效降低黃瓜葉片氧化脅迫水平,提高細(xì)胞膜穩(wěn)定性(圖1B)。
POD活性可反映植物對(duì)活性氧的清除能力。結(jié)果顯示,T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的POD活性最高( 16.24U/g ),顯著高于 CK(13.17U/g) 。T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理的POD活性為 15.35U/g ,顯著高于CK,但略低于T1。T4(巨大芽孢桿菌)和T3(枯草芽孢桿菌)處理的POD活性分別為 14.23U/g 和13.77U/g ,較CK略有提高但差異不顯著。以上結(jié)果表明,貝萊斯芽孢桿菌能提高POD活性,增強(qiáng)黃瓜葉片的抗氧化防御能力(圖1C)。
圖柱上不同小寫字母表示不同處理之間差異顯著( Plt;0.05 0
圖1不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜葉片生化指標(biāo)的影響
SOD是植物重要的抗氧化酶,可清除超氧自由基。T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的SOD活性最高( 28.29U/g ,顯著高于 CK(22.08U/g) )。T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理的SOD活性為 23.99U/g ,與CK相比有所提高,但顯著低于T1。T4(巨大芽孢桿菌)和T3(枯草芽孢桿菌)處理的 SOD活性分別為 24.29U/g 和 21.97U/g ,其中T4與T2之間差異不顯著,但顯著高于CK和T3。表明芽孢桿菌處理能夠提高SOD活性,增強(qiáng)黃瓜葉片的抗氧化能力,其中,貝萊斯芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌的促進(jìn)作用較為明顯(圖1D)。
2.3 不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜產(chǎn)量及白粉病防治效果的影響
由表3可知,不同處理對(duì)黃瓜產(chǎn)量及白粉病防治效果的影響存在顯著差異(表3)。單因素方差分析表明,處理與清水對(duì)照(CK)之間產(chǎn)量和病情指數(shù)均達(dá)顯著水平。CK產(chǎn)量為 51828.08kg/hm2 ,顯著低于所有處理。T1(乙嘧酚磺酸酯)產(chǎn)量最高,為 62761.67kg/hm2 與T2(貝萊斯芽孢桿菌)之間無顯著差異,但兩者均顯著高于T4(巨大芽孢桿菌)和T3(枯草芽孢桿菌)。增產(chǎn)率與產(chǎn)量趨勢(shì)一致, T1(21.10% ) 12(19.57%) 和T4( 17.11% 的增產(chǎn)率顯著高于T3( 14.23% )。
在白粉病的防治效果方面,各處理均表現(xiàn)出不同程度病害抑制作用,其中T1(乙嘧酚磺酸酯)和T2(貝萊斯芽孢桿菌)表現(xiàn)最佳,防治效果分別為84.60% 和 80.77% ,二者之間無顯著差異,表明貝萊斯芽孢桿菌在防治白粉病方面的效果與化學(xué)藥劑相當(dāng)。巨大芽孢桿菌(T4)的防治效果為 68.44% ,顯著低于T1和T2??莶菅挎邨U菌(T3)的防治效果最低,僅為 51.02% ,顯著低于其他處理。
表3不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜產(chǎn)量及白粉病防治效果的影響
2.4不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜果實(shí)品質(zhì)的影響
由表4可知,與清水對(duì)照(CK)相比,各處理均不同程度提高了黃瓜果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),其中貝萊斯芽孢桿菌(T2)和乙嘧酚磺酸酯(T1)處理的果實(shí)品質(zhì)提升效果較為顯著。
黃瓜果實(shí)的可溶性蛋白質(zhì)含量在不同處理間存在顯著差異。T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理的可溶性蛋白質(zhì)含量最高,為 3.86mg/g ,顯著高于 CK(2.68mg/g) 。T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的可溶性蛋白質(zhì)含量( (3.77mg/g) )與T2之間無顯著差異。T4(巨大芽孢桿菌)處理的可溶性蛋白質(zhì)含量為 3.56mg/g ,顯著高于CK,但低于T1和T2。T3(枯草芽孢桿菌)處理的可溶性蛋白質(zhì)含量最低 (3.16mg/g) ,但仍顯著高于CK。
表4不同芽孢桿菌對(duì)黃瓜果實(shí)品質(zhì)的影響
游離氨基酸含量是衡量黃瓜風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理的游離氨基酸含量最高,為 4.60mg/g ,顯著高于 CK(4.19mg/g) 。T1(4.49mg/g) 和T4 (4.45mg/g) 處理的游離氨基酸含量也顯著高于CK,但低于 T2 。T3(枯草芽孢桿菌)處理的游離氨基酸含量最低( 4.26mg/g ,僅略高于CK。
可溶性糖是衡量黃瓜甜度的重要指標(biāo),對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響顯著。T2(貝萊斯芽孢桿菌)和T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的可溶性糖含量較高,分別為 5.82mg/g 和 5.76mg/g ,二者之間無顯著差異,但均顯著高于(204號(hào) CK(4.69mg/g) 。T4(巨大芽孢桿菌)處理的可溶性糖含量為 5.63mg/g ,顯著高于CK,但低于T1和T2。T3(枯草芽孢桿菌)處理的可溶性糖含量為 5.34mg/g ,較CK增幅相對(duì)較小。
維生素C是黃瓜果實(shí)的重要抗氧化成分,影響其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和抗氧化能力。T1(乙嘧酚磺酸酯)處理的維生素C含量最高,為 7.15mg/100g ,顯著高于CK(5.47mg/100g) 。T2(貝萊斯芽孢桿菌)處理的維生素C含量為 6.57mg/100g ,顯著高于CK,但低于T1。T4(巨大芽孢桿菌)和T3(枯草芽孢桿菌)處理的維生素C含量分別為 6.50mg/100g 和 6.33mg/100g 均顯著高于CK,但低于T1和 T2 。
3 討論
本研究評(píng)估了貝萊斯芽孢桿菌(Bacillusvelezen-sis)、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)和巨大芽孢桿菌(Bacillusmegaterium)對(duì)黃瓜白粉病的防治效果,并分析了其對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)、產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)及葉片生理生化特性的影響。結(jié)果表明,不同芽孢桿菌均能有效防治黃瓜白粉病,并在一定程度上促進(jìn)植株生長(zhǎng),提高產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì),增強(qiáng)黃瓜葉片的抗氧化能力,但不同菌株的作用效果存在差異。
本研究結(jié)果表明,貝萊斯芽孢桿菌對(duì)白粉病的防治效果達(dá) 80.77% ,與乙嘧酚磺酸酯的防治效果( 84.60% 相近,顯著高于枯草芽孢桿菌 (51.02% 和巨大芽孢桿菌( 68.44% )。表明貝萊斯芽孢桿菌在黃瓜白粉病防治中具有較高的應(yīng)用潛力。已有研究表明,貝萊斯芽孢桿菌能通過產(chǎn)生抗菌代謝物(如脂肽、酶類和揮發(fā)性有機(jī)化合物)抑制病原菌生長(zhǎng),并能誘導(dǎo)植物系統(tǒng)性抗性(ISR),增強(qiáng)植物對(duì)白粉病的抵御能力[18-20]??莶菅挎邨U菌和巨大芽孢桿菌雖具有一定的防治作用,但可能因其抗菌物質(zhì)分泌能力較弱或定殖能力較低,導(dǎo)致其防治效果相對(duì)較低[21,22]。因此,在黃瓜白粉病的生物防治中,貝萊斯芽孢桿菌比枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌更具推廣價(jià)值。
不同芽孢桿菌處理均能促進(jìn)黃瓜植株的生長(zhǎng),表現(xiàn)為株高、莖粗和葉面積的增加。貝萊斯芽孢桿菌處理的植株生長(zhǎng)指標(biāo)顯著高于清水對(duì)照,且與乙嘧酚磺酸酯處理相當(dāng),表明貝萊斯芽孢桿菌不僅能防治病害,還能促進(jìn)作物生長(zhǎng)??莶菅挎邨U菌和巨大芽孢桿菌雖也能促進(jìn)植株生長(zhǎng),但效果相對(duì)較弱。這可能與芽孢桿菌的植物生長(zhǎng)促進(jìn)機(jī)制有關(guān),如分泌生長(zhǎng)激素(IAA)溶解礦質(zhì)元素(磷、鉀)以及促進(jìn)根際微生物群落穩(wěn)定[23.24]。此外,貝萊斯芽孢桿菌能夠顯著提高葉綠素含量(SPAD),增強(qiáng)光合能力,從而促進(jìn)植株生長(zhǎng),這與其他研究結(jié)果一致[25]
貝萊斯芽孢桿菌處理的黃瓜產(chǎn)量達(dá) 61965.97kg/hm2 僅略低于乙嘧酚磺酸酯處理 62761.67kg/hm2) ,但顯著高于清水對(duì)照 51828.08kg/hm2) 。巨大芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌處理的產(chǎn)量亦高于CK,但后者的增產(chǎn)效果最弱。果實(shí)品質(zhì)分析表明,貝萊斯芽孢桿菌處理顯著提高了黃瓜果實(shí)的可溶性蛋白質(zhì)、游離氨基酸、可溶性糖和維生素C含量,提升了果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。這可能與芽孢桿菌所具備的促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累和增強(qiáng)作物抗性的特性有關(guān)。此外,貝萊斯芽孢桿菌對(duì)果實(shí)品質(zhì)的改善可能與其調(diào)控植物內(nèi)源激素(如ABA、GA和IAA)的能力有關(guān),這種能力使植物更具抗逆性并優(yōu)化碳氮代謝,促進(jìn)果實(shí)品質(zhì)提升[26-28]。
黃瓜葉片的抗氧化能力是衡量植株健康狀況的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn),貝萊斯芽孢桿菌和乙嘧酚磺酸酯處理均顯著提高了POD和SOD活性,同時(shí)降低了MDA含量,表明貝萊斯芽孢桿菌能增強(qiáng)黃瓜的抗氧化能力,減輕氧化損傷。MDA含量是膜脂過氧化的標(biāo)志物,貝萊斯芽孢桿菌處理的MDA含量最低( 1.45μmol/g) ,顯著低于清水對(duì)照( 1.84μmol/g? ,表明該菌株能有效降低氧化脅迫,維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性[29]。此外,SOD和POD活性升高表明,貝萊斯芽孢桿菌能夠誘導(dǎo)植物抗氧化酶系統(tǒng),提高植株對(duì)活性氧(ROS)的清除能力,增強(qiáng)其抗病性。相比之下,枯草芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌雖也能提高抗氧化酶活性,但效果較T2和T1略低,可能與菌株間的誘導(dǎo)抗性能力不同有關(guān)。
貝萊斯芽孢桿菌在防治黃瓜白粉病、促進(jìn)植株生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量及改善果實(shí)品質(zhì)方面均表現(xiàn)突出,與乙嘧酚磺酸酯處理的效果相當(dāng),表明其可作為化學(xué)農(nóng)藥的綠色替代方案。巨大芽孢桿菌T4次之,具有較好的病害防治和生長(zhǎng)促進(jìn)作用,而枯草芽孢桿菌表現(xiàn)相對(duì)較弱。因此,在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,建議優(yōu)先推廣貝萊斯芽孢桿菌,并結(jié)合不同芽孢桿菌菌株的特性,針對(duì)性地優(yōu)化應(yīng)用策略,如采用聯(lián)合施用、菌劑配方優(yōu)化等方式,以提高其防治效果和促進(jìn)作物生長(zhǎng)的能力。
4小結(jié)
本研究結(jié)果表明,芽孢桿菌對(duì)黃瓜白粉病的防治效果顯著,其中貝萊斯芽孢桿菌的效果最優(yōu),與化學(xué)農(nóng)藥乙嘧酚磺酸酯的防治效果相當(dāng),同時(shí)對(duì)黃瓜的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)具有積極影響。此外,該菌株能夠提高葉片抗氧化酶活性,降低氧化脅迫,提升植株健康水平。因此,貝萊斯芽孢桿菌可作為黃瓜白粉病的綠色防治候選菌株,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。未來研究可進(jìn)一步探討其作用機(jī)制,優(yōu)化應(yīng)用方式,以提高其田間應(yīng)用的穩(wěn)定性和防治效果。
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(責(zé)任編輯 丁艷紅)