菌肥灌根對草地早熟禾的生長與抗病誘導(dǎo)作用初探

趙筱萌,薛 偉,湯 潔,阿古拉,劉正坪,曹亞東

（1.北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 102206；2.北京雷力農(nóng)用化學(xué)有限公司,北京 100081；3.北京太偉高爾夫俱樂部,北京 101309）

隨著城市綠化工程和水土保持、開發(fā)建設(shè)項目的深入開展,草坪已成為城市綠化和開發(fā)建設(shè)中不可或缺的一部分,越來越受到人們的重視與喜愛[1-3]。截至2006年底,北京地區(qū)綠地面積已近40 000 hm2,綠茵鋪地,使人耳目一新,尤其是球場草坪,是高爾夫運動的生命線,球場草坪管理的成敗直接影響球場能否正常運營及運營的經(jīng)濟效益。目前,北京有30多家高爾夫球場,總面積幾千公頃,主要以冷季型草坪草為主。冷季型草坪草以葉色濃綠、綠期長等優(yōu)點而發(fā)展迅速,對城市的綠化美化、水土保持和生態(tài)平衡都起著極為重要的作用[4]。然而,草坪病害的肆虐,常常導(dǎo)致草坪出現(xiàn)大面積的黃化、枯死,病害已成為冷季型草坪安全越夏的最大障礙。草坪病害由于地區(qū)氣候、環(huán)境因子和種植養(yǎng)護水平的不同存在較大的差異,對其進行深入的調(diào)查研究是發(fā)展草坪業(yè)的重要課題之一[5-10]。

生物菌肥主要以微生物生命活動的產(chǎn)物及其所含的酶類來改善植物根際的營養(yǎng)條件和抑制病原菌,是一種無公害肥料[11]。菌肥是利用土壤中有益微生物制成的生物肥料,主要用于改善植株的營養(yǎng)條件,發(fā)揮土壤潛在肥力的作用。它有助于提高植物的抗逆抗病能力,刺激生長,同時具有改良土壤結(jié)構(gòu)、增強土壤生物活性、改善土壤生態(tài)環(huán)境、提高土壤肥力的作用[12]。拮抗細菌CE是從北京平谷區(qū)桃樹根圍土壤中分離篩選得到的一株芽孢桿菌,對多種植物病原真菌有較強的抑制作用。極可善是一種以海洋生物為原料的天然海藻肥,可誘發(fā)植物自身的免疫抗性,對于植物由真菌、細菌和病毒引起的病害有預(yù)防作用。倍綠草肥主要成分有海藻素,氮、磷、鉀大量元素,鐵、錳、鎂、鈣、鋅、鉬等中微量元素及天然植物生長調(diào)節(jié)劑,可全面均衡地為草坪草健康生長提供所需營養(yǎng)并可調(diào)節(jié)其內(nèi)源激素的平衡。本研究通過分析天然海藻肥極可善+倍綠草肥、拮抗細菌CE發(fā)酵液和二者混合菌肥的施用對草坪生長和抗病性的誘導(dǎo)作用,為研發(fā)新的生物肥料提供參考。

1 材料與方法[13-17]

1.1 試驗地的選擇在北京太偉高爾夫球場的備草區(qū),選擇有代表性的典型地塊進行試驗,要求地勢平坦、中等肥力、肥力均勻；試驗地塊周圍無建設(shè)物、樹林等遮蔭物。

1.2 試驗材料供試草坪草為草地早熟禾（Poa pratensis）,由北京太偉高爾夫球場提供；拮抗菌CE發(fā)酵液由北京農(nóng)學(xué)院植物病理實驗室提供,經(jīng)發(fā)酵罐發(fā)酵；極可善和倍綠草肥17（6Mu）-5-10由北京雷力（集團）公司提供。

1.3 試驗小區(qū)的布局與處理試驗設(shè)3個小區(qū),小區(qū)面積（5 m×10 m）,間隔1 m。以灌根方式施肥。第1小區(qū):單施極可善（600～700倍）+倍綠草肥17（6Mu）-5-10（30 g/m2）（單施肥）；第2小區(qū):施用混合菌肥（極可善+倍綠草肥+拮抗菌CE發(fā)酵液）（菌+肥）；第 3小區(qū):單施拮抗菌CE發(fā)酵液（50%）（單施菌）。于2008年6月24日以灌根方式施入肥料和拮抗菌發(fā)酵液,設(shè)常規(guī)養(yǎng)護的草坪為對照。由于場地限制,各小區(qū)只設(shè)一次重復(fù),采樣采取五點法取樣。

1.4 草地早熟禾病害種類調(diào)查對常規(guī)養(yǎng)護的草坪進行病害種類調(diào)查,確定北京太偉高爾夫球場的球道區(qū)域草地早熟禾的主要病害。

1.5 不同施肥處理對草地早熟禾腐霉枯萎病發(fā)生情況的影響分別于施肥處理后第10、17和24天在處理區(qū)和對照區(qū)進行草地早熟禾腐霉枯萎病發(fā)病面積和發(fā)病程度的調(diào)查,明確施肥處理對病害發(fā)生情況的影響。

1.5.1草地早熟禾腐霉枯萎病分級標準（根據(jù)病害發(fā)生情況制定）:

0級:處理區(qū)內(nèi)無病害發(fā)生或觀察不到癥狀；1級:處理區(qū)內(nèi)有零星病株,環(huán)狀分布,少量葉片變黃；2級:處理區(qū)內(nèi)1%～7%的面積被病株覆蓋,病株葉片枯萎變黃,枯草斑很小；3級:小區(qū)內(nèi)7%～15%的面積被病株覆蓋,多數(shù)葉片枯萎變黃,枯草斑較大；4級:小區(qū)內(nèi)15%～30%的面積被病株覆蓋,葉片枯萎變黃,枯草斑聯(lián)合,草坪大片損壞。

1.5.2病情指數(shù)計算公式:1.6不同施肥處理對草地早熟禾的促生作用以灌根方式施入肥料和拮抗菌發(fā)酵液后,處理后第28天取樣測量草地早熟禾葉片寬度,比較各處理間的差異,明確施肥處理對草地早熟禾的促生作用。

1.7 不同施肥處理對草地早熟禾防御酶活性的影響不同小區(qū)分別采取單施極可善和倍綠草肥17（6Mu）-5-10、施用混合菌肥和單施拮抗菌CE發(fā)酵液3種處理,在處理后第28天取草葉樣本,以CK區(qū)的樣本作為對照,測定各種防御酶的活性,明確不同施肥處理對草地早熟禾抗病性的誘導(dǎo)作用。過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創(chuàng)木酚法；苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的測定參考Assis等[13]方法；多酚氧化酶（PPO）活性測定參考秦國政等[14]方法；β-1,3-葡聚糖酶活性的測定按照史益敏[15]的方法測定；超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍四唑光還原法。

2 結(jié)果與分析

2.1 草地早熟禾病害種類調(diào)查結(jié)果經(jīng)過調(diào)查,2008年北京太偉高爾夫球場球道區(qū)域的草地早熟禾只發(fā)生了2種主要病害,即腐霉枯萎病（Pythiumspp.）和幣斑病（多種真菌引起,病原菌正在鑒定）,癥狀如圖1所示。

腐霉枯萎病:可侵染草坪草的各個部位,芽、苗和成株,造成爛芽、苗腐和猝倒。發(fā)病嚴重時,在枯草病區(qū)的外緣能看到白色的菌絲體,修剪很低的草坪上枯草斑最初很小,但迅速擴大,剪草高度較高的草坪枯草斑較大,形狀不規(guī)則,在持續(xù)高溫、高濕時,病斑很快聯(lián)合,損壞大片草坪。

幣斑病:癥狀明顯,形成圓形、凹陷、稻草色的小斑塊,嚴重時,斑塊愈合成更大的不規(guī)則形狀的枯草斑塊或枯草區(qū),愈合后的斑塊覆蓋了大面積的草坪。

圖1 草地早熟禾病害種類

2.2 不同施肥處理對草地早熟禾腐霉枯萎病發(fā)病情況的影響依據(jù)病害種類調(diào)查結(jié)果,以草地早熟禾腐霉枯萎病為調(diào)查對象,分別于施肥處理后第10、17和24天進行病害調(diào)查。在施肥處理后第10天,各處理區(qū)和對照區(qū)均未發(fā)病（可能由于沒有達到病害發(fā)生所需要的氣候條件）。處理后第17和24天時,各處理在發(fā)病面積和病級上均小于對照,其中單施拮抗菌的處理控病效果最佳,發(fā)病面積和病害級別均低于其他處理,尤其在處理后第17天時,草坪發(fā)病面積為0。單施肥和菌肥混施的小區(qū)病害發(fā)生級別一致,但發(fā)病面積不同,菌肥混施的小區(qū)病害發(fā)生面積小于單施肥的小區(qū),病情指數(shù)也有所差異,危害程度顯然不同（表1）。說明極可善（600～700倍）+倍綠草肥17（6Mu）-5-10（30 g/m2）和拮抗菌CE對草地早熟禾腐霉枯萎病的發(fā)生均有控制作用,但程度不同,拮抗菌效果最佳,其次是菌肥混合使用的處理,單施肥料雖有一定的控病作用,但效果低于菌肥混施的處理。

2.3 不同施肥處理對草地早熟禾葉片寬度及防御酶活性的影響3種處理存在很大的差異:單施肥的處理促生作用最為明顯,葉片寬度明顯寬于對照,單施拮抗菌和菌肥混施的處理不僅沒有促生作用反而對生長不利,葉片寬度比對照區(qū)的窄（圖2）。說明極可善（600～700倍）+倍綠草肥17（6Mu）-5-10（30 g/m2）對草地早熟禾有明顯的促生作用,而拮抗菌CE對草地早熟禾的生長均有明顯的抑制作用,并且與肥混合使用時,還會影響肥料的作用,降低促生效果。

表1 不同施肥處理后草地草熟禾腐霉枯萎病發(fā)生情況調(diào)查結(jié)果

3種處理對草地早熟禾體內(nèi)過氧化物酶（POD）的活性影響不一致,除了單施拮抗菌發(fā)酵液的處理外各處理間差異較小。與對照比較菌肥混施對苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影響不大,誘導(dǎo)效應(yīng)微弱,單施拮抗菌和單施肥的處理存在較大差異。不同施肥處理對草地早熟禾體內(nèi)多酚氧化酶（PPO）活性影響差異不明顯。3種施肥處理對旱地早熟禾體內(nèi)β-1,3-葡聚糖酶活性的影響不一致,單施菌的處理對β-1,3-葡聚糖酶活性的影響較大,明顯低于對照。各處理對草地早熟禾體內(nèi)超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響較為一致,均低于對照,沒呈現(xiàn)較大差異（圖2）。

圖2 不同處理對草地早熟禾葉片寬度及防御酶活性的影響

3 討論與結(jié)論

單施拮抗菌后,草地早熟禾體內(nèi)過氧化物酶活性處于較高水平,且持續(xù)時間長,可以穩(wěn)定地誘導(dǎo)草地早熟禾抗病性,從而減輕病害的發(fā)生程度,這與田間調(diào)查所得結(jié)果一致。單施極可善+倍綠草肥雖然對多酚氧化酶活性有較強的誘導(dǎo)作用,但穩(wěn)定性不夠,隨著時間的延長其誘導(dǎo)效果逐漸減弱,所以在后期該試驗小區(qū)病害發(fā)生嚴重可能與此有關(guān)。菌肥混施處理,對草地早熟禾體內(nèi)多酚氧化酶和β-1,3-葡聚糖酶活性誘導(dǎo)效果理想,但由于誘導(dǎo)效應(yīng)持續(xù)時間較短,所以誘導(dǎo)效果不如單施拮抗菌的處理,田間調(diào)查的病情指數(shù)也低于單施拮抗菌的處理。

綜上所述,3種施肥處理在一定程度上都具有誘導(dǎo)抗病性的作用,單施拮抗菌誘導(dǎo)效果最佳。極可善和倍綠草肥雖然對抗病性的誘導(dǎo)作用處于劣勢,但具有較好的促生作用。而菌肥混施具有較好的抗病性的誘導(dǎo)作用,但卻不具備促生作用。

許多微生物肥料具有促生和控病雙重作用,目前經(jīng)常在生產(chǎn)中使用。CE是高效的拮抗細菌,極可善和倍綠草肥是增產(chǎn)效果極佳的生物肥料,二者均屬于無公害、無污染的生物資源。如果能夠通過調(diào)整菌與肥的配比或用量,改良施肥方法就有可能達到促生和控病雙重效果,而且還可以保持生物菌肥原有的的優(yōu)點。因此,對于CE+極可善和倍綠草肥是否能夠配制成一種新的菌肥,其用量、施用方法與時期等相關(guān)問題,需進一步系統(tǒng)研究和驗證。

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