蛆糞有機肥對玉米致病真菌及線蟲的活性抑制研究

摘要

[目的]探討蛆糞有機肥對玉米病害的防治效果。[方法]研究了不同濃度的蛆糞有機肥提取液對玉米致病真菌及線蟲的抑制活性，并研究了蛆糞有機肥對染尖孢鐮刀菌的玉米種子的防治效果。[結果]蛆糞有機肥提取液對5種玉米植物致病菌有較好的抑菌效果，當用添加有蛆糞有機肥濃縮液的培養(yǎng)基進行抑菌試驗時，抑菌效果明顯，其對線蟲的殺傷作用也優(yōu)于復合肥。玉米種子發(fā)芽試驗結果表明用蛆糞有機肥提取液浸種，可減少真菌感染，提高發(fā)芽率。[結論]蛆糞有機肥對玉米真菌病害及線蟲具有較好的防治效果，有望進一步研究與開發(fā)。

關鍵詞 蛆糞有機肥;玉米致病真菌;植物線蟲;抑菌

中圖分類號 S141 "文獻標識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11336-03

Inhibition Activity of Maggot Frass Organic Fertilizer on Corn Pathogenic Fungi and Nematodes

ZHANG Ziqiu， YU Dong， LEI Jin， LIN Lianbing* et al

（Faculty of Life Science and Technology， Kunming University of Science and Technology， Kunming， Yunnan 650000）

Abstract [Objective] The aim was to discuss the control effects of maggot frass organic fertilizer on corn diseases. [Method] Different concentrates of maggot frass organic fertilizer were prepared to detect their inhibitory activity on corn pathogenic fungi and nematodes， and the control effect of maggot frass organic fertilizer on corn seeds infected by Fusarium oxysporum sp. was studied. [Result] The maggot frass organic fertilizer concentrates had obvious inhibitory effects on corn plant pathogens， and their lethal effects on nematodes were higher than that of the compound fertilizer. After corn seeds were soaked with the concentrates of maggot frass organic fertilizers， the concentrates of maggot frass organic fertilizer could reduce the infection of pathogenic fungi and improve the germination rate of the seeds. [Conclusion] The maggot frass organic fertilizer has good control effects to corn pathogenic fungi and nematodes， so it is hopeful for further research and development.

Key words "Maggot frass organic fertilizer; Corn pathogenic fungi; Plant nematode; Bacteriostasis

家蠅幼蟲常在各種病原菌滋生的骯臟環(huán)境中繁衍生長，而且自身并不被病菌所感染。經初步研究，家蠅幼蟲在生長發(fā)育過程中能分泌有廣泛抑菌作用而對其自身無害的活性物質——抗菌肽[1-2]。經驗證家蠅幼蟲的分泌物可抗多種植物病原菌[2]。防治植物線蟲病一直以化學殺線蟲劑為主，而這些農藥多為劇毒，污染環(huán)境，破壞生態(tài)，對人畜不安全，難于符合可持續(xù)發(fā)展農業(yè)的要求。有報道應用集約化養(yǎng)殖蠅蛆的過程中發(fā)現蠅蛆飼料殘渣對植物線蟲有較好的防治作用[3]。

蛆糞有機肥是將雞糞、豬糞及其他配料飼喂家蠅幼蟲，待幼蟲長成并收集后，將剩余渣料進一步發(fā)酵形成的一種有機肥。它富含各種根際細菌、放線菌和真菌等微生物。通過蟲糞里有益微生物的生命活動，可解析土壤中不能利用的化合態(tài)磷和鉀為可利用態(tài)的磷、鉀及微量元素等;通過有益微生物的生命活動，可分泌生長素、細胞分裂素、赤霉素、吲哚酸等植物激素，促進作物生長，調控作物代謝。另一方面，蟲糞中富含大量的有機物以及植物生長所必需的微量元素，如氮、磷、鉀、礦物質等其他營養(yǎng)物質，這些營養(yǎng)物質不僅能夠促進植物的正常生長，而且可刺激植物產生更多的抗體，提升植物自身的抗病能力。再加上蟲糞中含有大量的微生物，擴大了土壤原有的微生物數量以及種類，尤其是一些拮抗菌和腐生菌數量的增加能夠有效抑制病原菌，起到預防土壤病蟲害的效果。

鑒于此，筆者研究了蛆糞有機肥水提液對玉米致病真菌的抑菌作用、蛆糞有機肥對線蟲的防治作用及蛆糞有機肥對被真菌感染的玉米種子的防治作用，旨在為進一步探討蛆糞有機肥對植物病害的防治作用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1

蛆糞有機肥。蛆糞有機肥以雞糞為主要原料，經EM菌發(fā)酵后用于養(yǎng)殖蠅蛆，蠅蛆收集后所剩渣料經渥堆發(fā)酵，冷卻后干燥而成，該試驗樣品為云南昆蟲生物科技有限公司提供，其水分為20.0%，pH 8.0，有機質含量為54.0%，總養(yǎng)分為9.7%，重金屬含量符合NY 525-2012標準。

1.1.2

培養(yǎng)基。培養(yǎng)基為改良馬丁氏培養(yǎng)基，葡萄糖10.0 g、蛋白胨5.0 g、KH2PO4 1.0 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，水1 000 ml。

1.1.3

供試菌株。玉米紋枯病菌（Rhizoctonia solani）、玉米小斑病菌（Bipolaris maydis）、玉米穗腐病禾谷鐮刀菌（Fusarium gra minearum）、玉米彎孢霉葉斑病菌（Curvularia lunata）以及尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）。

1.1.4

供試品種。 京粘一號玉米種子，由北京思貝奇種子有限公司生產。

1.2 方法

1.2.1

蛆糞有機肥提取液的制備。

1.2.1.1

蛆糞有機肥提取液。取蛆糞有機肥800 g，加入1 000 ml蒸餾水，37 ℃搖床搖20 min，4層紗布過濾。過濾液12 000 r/min離心30 min，取上清，細胞破碎5 min，12 000 r/min離心10 min，取上清，制得提取液。

1.2.1.2

蛆糞有機肥濃縮液。取蛆糞有機肥提取液25 ml，真空冷凍干燥12 h，加5 ml無菌水溶解，制得蛆糞有機肥濃縮液。

1.2.1.3

蛆糞有機肥浸漬液。取蛆糞有機肥40 g，置于1 000 ml的蒸餾水中，37 ℃搖床搖20 min，4層紗布過濾，制得蟲糞浸漬液。

1.2.2

無機肥浸漬液的制備。取實驗室常用復合肥（雅冉苗樂）40 g，置于1 000 ml蒸餾水中，37 ℃搖床搖20 "min，4層紗布過濾，制得復合肥浸漬液。

1.2.3

供試植物線蟲懸液的制備。

取感染根結線蟲病的芥藍菜植株病根周圍土壤，置于貝爾曼漏斗中孵化，24 h后開始收集2齡線蟲[4]，將線蟲懸浮液稀釋為40條/ml，室溫保存待用。

1.2.4

抑菌譜的測定。設2個處理和1個對照組，即A組：每20 ml的改良馬丁氏培養(yǎng)基中加入2 ml蟲糞濃縮液，混合倒平板;B組：每20 ml的改良馬丁氏培養(yǎng)基中加入1 ml的蟲糞濃縮液，混合倒平板;對照組：為20 ml馬丁氏培養(yǎng)基直接倒平板（不添加蟲糞濃縮液）。3組培養(yǎng)基平板分別接種5種植物致病真菌，于28 ℃下培養(yǎng)5 d，觀察菌落生長情況，測定其菌落生長情況，確定其抑菌效果。

抑制率=（對照組菌落直徑-試驗組菌落直徑）/ 對照組菌落直徑×100%

1.2.5

蛆糞有機肥對植物線蟲存活的影響。以蒸餾水作空白對照，取蟲糞浸漬液和復合肥浸漬液，分別稀釋8倍、4倍、2倍（依次設置為a、b、c，原液設為d），每種樣品吸取20 ml分別置于培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿加1 ml制備好的線蟲懸浮液，每個處理2次重復，24 h后鏡檢查看線蟲的狀態(tài)。

1.2.6

蛆糞有機肥對染病玉米種子的防治效果研究。

將蟲糞提取液稀釋8倍、4倍、2倍備用。

精選飽滿無損傷種子500粒分5個處理進行發(fā)芽試驗：

①接種尖孢鐮刀菌后用蒸餾水拌種;②接種尖孢鐮刀菌后用稀釋8倍的蛆糞有機肥提取液拌種;③接種尖孢鐮刀菌后用稀釋4倍的蛆糞有機肥提取液拌種;④接種尖報鐮刀菌后用稀釋2倍的蛆糞有機肥提取液拌種;⑤接種尖孢鐮刀菌后用蛆糞有機肥提取原液拌種。每個處理20顆，重復5次。

拌種時間5 min，取出種子待晾干。每個培養(yǎng)皿放5 ml蒸餾水，鋪上紗布，放上6種處理的種子，28 ℃下培養(yǎng)7 d左右，計算發(fā)芽率。然后將發(fā)芽的種子播種，15 d后記錄成活率。通過發(fā)芽率和成活率來綜合評價蛆糞有機肥對感病種子的治愈效果。

防治效果=發(fā)芽率×成活率

2 結果與分析

2.1 蛆糞有機肥對玉米致病真菌的作用

由表1和圖1可知，蛆糞有機肥對5種玉米致病真菌都有較好的抑制效果，且活性較高，抑菌譜較廣。A組除了對尖孢鐮刀菌的抑制率為74.7%外，對其他玉米致病菌的抑制率均達到100%。B組的抑菌效果效果也十分明顯，對玉米小斑病菌的抑制率為100%，對玉米彎孢霉葉斑病菌的抑制率為72.7%，對玉米穗腐病菌的抑制率為25.0%，對玉米紋枯病菌的抑制率為75.6%，對尖孢鐮刀菌的抑制率為58.7%。

2.2 蛆糞有機肥對植物線蟲存活的影響

線蟲大小約為0.01 mm×0.13 mm（圖2）。由表2可知，蛆糞有機肥對線蟲有較好的殺傷作用，一方面可能是由于蛆糞有機肥中含有分泌物、蠅和蛹的卵殼以及幼蟲蛻的皮[3]，另一方面是因為蛆糞有機肥中含有的根系細菌可防治線蟲[5-6]。當稀釋4倍的蛆糞浸漬液浸泡線蟲24 h后，對線蟲的殺傷作用達到50.0%;稀釋2倍的蛆糞浸漬液浸泡線蟲24 h后，對線蟲的殺傷作用達到80.0%。當用蛆糞浸漬原液浸泡線蟲24 h后，對線蟲殺傷作用達到100%，而復合肥浸漬原液對線蟲的殺傷作用為77.5%。并且隨著蛆糞有機肥濃度的增加，殺傷作用增強。

表1 蛆糞有機肥對玉米致病真菌菌落生長的影響

真菌種類A組

菌落直徑

cm抑制率

%

B組

菌落直徑

cm抑制率

%對照組

菌落直

徑∥cm

玉米小斑病菌010001004.0

玉米彎孢霉葉斑病菌01001.572.75.5

玉米穗腐病菌01006.025.08.0

玉米紋枯病菌01002.075.68.2

尖孢鐮刀菌1.974.73.158.77.5

圖1 蛆糞有機肥對玉米彎孢霉葉斑病菌的抑菌效果

圖2 "線蟲形態(tài)

2.3 "蛆糞有機肥對染病玉米種子的防治效果

由表3可知，適當濃度的蛆糞處理液可促進感病種子的發(fā)芽，當濃度為③組稀釋4倍的蛆糞提取液處理時發(fā)芽率最高;蛆糞處理液濃度越高，防治種子發(fā)霉越有效，當濃度高于蟲糞提取液4倍稀釋液時，對種子染病有較好的抑制效果。因此，蛆糞有機肥濃度過低對病菌的抑制作用不夠，影響發(fā)芽，濃度過高雖能抑制病原菌，但也會降低發(fā)芽率。15 d后看玉米幼苗成活率，發(fā)現浸種濃度過高，還會影響種子發(fā)芽后的生長，降低幼苗成活率。綜上，當選蛆糞有機肥提取液4倍稀釋液為處理液時，對感病種子的保苗效果最好，防治效果達到100%。

表2 蛆糞有機肥和復合肥不同處理對線蟲存活的影響

處理蛆糞有機肥

-++++++

復合肥

-++++++

對照1123611236

a81895813109

b201550151465

c32800261040

d4000031810

注：“-”表示線蟲伸直無反應;“+”表示線蟲有微反應;“++”表示線蟲有適當反應;“+++”表示線蟲有刺激反應?！?”個數越多表明線蟲活性越強。

表3 蛆糞有機肥對玉米種子發(fā)芽的影響

%

處理組發(fā)芽率發(fā)霉率成活率防治效果

①010000

②505010050

③1003100100

④4015020

⑤0000

3 討論

蛆糞有機肥中含有蠅蛆分泌物，對植物多種重要病原菌有抑制作用，可防治作物多種病害的發(fā)生。國內研究者以蠅蛆幼蟲體內直接提取抗菌肽來抑制各種細菌，如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等[1]，但關于蠅蛆飼料殘渣制成的蛆糞有機肥直接對植物致病真菌的抑菌作用及對線蟲的殺傷作用的研究報道很少。目前報道的在溫室和田間對植物寄生線蟲有防效的根際細菌有熒光假單胞菌、球形芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、放射形土壤桿菌、蠟狀芽孢桿菌等[7]，經試驗證明蛆糞有機肥中含有大量枯草芽孢桿菌且在蟲糞菌群中為優(yōu)勢菌株，有報道稱枯草芽孢桿菌對植物致病真菌有較好的防治作用且具有廣譜性[8]，其抑菌機理主要是與致病真菌在營養(yǎng)和空間位點的競爭[9]、可分泌抗菌物質以及溶菌作用。同時枯草芽孢桿菌對線蟲也有很好的防治效果[10]。綜上所述，蠅蛆糞中含有抗菌肽以及多種抗病害有益菌，對防治植物病害有很好的效果。有報道稱用1∶4濃度（500 "g/L）幼蟲飼料殘渣浸漬液直接處理根結線蟲蟲卵和幼蟲4 d可致死[3]。該研究蛆糞有機肥浸出液同樣可使根際線蟲致死率達到100%。蛆糞有機肥具有多功能全價養(yǎng)分的特點，為植物的生長提供了較全面的養(yǎng)分。蛆糞生物有機肥集微生物肥、有機肥、無機肥特點于一體，具有多功能、多效和全價養(yǎng)分的特點，且市場潛力大，投資回報率高[11-12]。深入研究和開發(fā)蠅蛆糞對于生物有機肥料行業(yè)和蠅蛆養(yǎng)殖業(yè)都有積極意義。

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