哈茨木霉菌與蠟樣芽孢桿菌復(fù)合使用對田間番茄根結(jié)線蟲的生防效果測定

劉寶軍，王貽蓮 ，扈進(jìn)冬 ，李紀(jì)順，楊合同

(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)，山東省科學(xué)院生態(tài)研究所，山東省應(yīng)用微生物重點實驗室，山東 濟(jì)南 250103)

根結(jié)線蟲病是由病原根結(jié)線蟲(Meloidogynespp.)引起的世界性的植物傳染性病害，其危害已超過細(xì)菌和病毒，僅次于病原真菌。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年由根結(jié)線蟲造成的農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)損失約在1000億美元以上，可使世界農(nóng)業(yè)平均每年減產(chǎn)10%，在我國僅對溫室蔬菜每年造成的經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)4億美元，嚴(yán)重危害蔬菜和糧食經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)[1]。

目前，施用化學(xué)農(nóng)藥仍是防治根結(jié)線蟲病的主要措施[2]，但化學(xué)殺線蟲制劑毒性大，會造成環(huán)境污染嚴(yán)重、產(chǎn)生抗藥性等諸多問題。研究表明，利用自然界線蟲天敵微生物進(jìn)行生物防治及生態(tài)調(diào)控是控制線蟲病害安全、有效的措施之一，同時也符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是目前國內(nèi)外研究的熱點[3-4]。微生物防治不但解決了化學(xué)農(nóng)藥存在的農(nóng)藥殘留、抗藥性、土壤和地下水污染問題，有效延遲了土傳病害的發(fā)生，還具有明顯的后效作用[5]。截止到目前，在大量生防微生物報道中，也僅有淡紫紫孢菌Purpureocilliumlilacinum、堅強(qiáng)芽胞桿菌Bacilliusfirmus、哈茨木霉菌Trichodermaharzianum等少數(shù)單一生防菌株被開發(fā)為殺線蟲制劑[6-7]，微生物殺線蟲制劑品種單一造成了實際應(yīng)用中仍存在著生防效果緩慢、作用不穩(wěn)定等問題。

具有良好生物兼容性的微生物菌劑的復(fù)合使用，不僅改善了單一生防菌株在環(huán)境中適應(yīng)性不足的缺點，還能在植物根部繁殖形成有益的微生物優(yōu)勢菌群，改善土壤微生態(tài)環(huán)境，提高植物抗病能力[8]。研究表明, 具有殺線蟲活性微生物菌劑的復(fù)合施用，或與根際細(xì)菌聯(lián)合使用，不僅大為提高了對根結(jié)線蟲的防治效果，同時還對植物有明顯的促生作用[9-10]，能夠增強(qiáng)植物抵抗根結(jié)線蟲及其他病蟲害的能力。本研究利用實驗室前期研制的具有良好生物兼容性的2株殺線蟲優(yōu)良的生防菌株哈茨木霉菌T11-W、蠟樣芽胞桿菌BCJB01進(jìn)行復(fù)合使用，通過大田試驗測定了兩種微生物菌劑的復(fù)合使用和單一生防菌株對番茄根結(jié)線蟲的預(yù)防和防治效果，以期為有效防治番茄根結(jié)線蟲病提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 供試菌劑

蠟樣芽胞桿菌BCJB01菌劑10億cfu/mL，哈茨木霉菌T11-W 2億個/g，均為實驗室自制。

1.2 供試作物

番茄，品種為“天寶一號”,購自濟(jì)南大江種子有限公司。

1.3 防治對象

番茄根結(jié)線蟲。

1.4 試驗方法

試驗于2018年8月—11月在山東省科學(xué)院生態(tài)研究所試驗田中進(jìn)行。8月上旬在實驗室育苗，8月下旬將番茄苗移栽入大田定植， 11月中旬調(diào)查試驗結(jié)果。

1.4.1 試驗處理

(1)番茄根結(jié)線蟲的預(yù)防試驗。番茄苗定植1周后，分別接入BCJB01菌劑3.0、6.0、9.0 mL；T11-W 3.0、6.0、9.0 g； BCJB01菌劑6.0 mL+ T11-W6.0 g。每處理10株， 15 d后再施用1次，設(shè)自來水為空白對照。第1次接種生防菌30 d后在番茄根系周邊穴施根結(jié)線蟲液10 mL(2000頭左右幼蟲)，接種45 d后統(tǒng)計發(fā)病情況。

(2)番茄根結(jié)線蟲的防治試驗。番茄苗定植1周后，先在番茄根系周邊穴施根結(jié)線蟲液10 mL(2000頭左右幼蟲)，15 d后分別接入BCJB01菌劑6.0、12.0、18.0 mL；T11-W 6.0、12.0、18.0 g；BCJB01菌劑12.0 mL+ T11-W 12.0 g。每處理10株，15 d后再施用1次，設(shè)自來水為空白對照。第2次接種生防菌45 d后統(tǒng)計發(fā)病情況。

1.4.2 調(diào)查及病害統(tǒng)計方法

(1)線蟲數(shù)量調(diào)查。每個處理收集100 g根際土壤和100 g番茄根，采用毛小芳等[11]改良的貝爾曼漏斗法分離各處理中二齡線蟲的數(shù)量，計算根際土壤中和番茄根中線蟲減退率。

(2)發(fā)病情況調(diào)查。參考Bridge等[12]的方法進(jìn)行根結(jié)線蟲發(fā)病情況調(diào)查，即為：0級，健康，無根結(jié)；1級，0～10%根系有根結(jié)，但根結(jié)互不連接；2級，11%～30%根系有根結(jié)，少數(shù)根結(jié)相互連接；3級，31%～50%根系有根結(jié)，1/2以下的根結(jié)相互連接，部分主側(cè)根變畸形；4級，51%～75%根系有根結(jié)，1/2以上的根結(jié)相互連接，部分主側(cè)根變畸形；5級，75%以上根系有根結(jié)，多數(shù)根結(jié)相互連接，多數(shù)主側(cè)根變畸形。統(tǒng)計各處理發(fā)病等級，計算病情指數(shù)，如下式所示。

病株率=各級病株總數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；
病情指數(shù)=[Σ(各級病株數(shù)×相應(yīng)級數(shù)值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高病級)]×100%；
防治效果=(對照根結(jié)指數(shù)-處理根結(jié)指數(shù))/對照根結(jié)指數(shù)×100%。

1.4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析用SPSS16.0 軟件進(jìn)行，多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差檢驗法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方式對番茄根結(jié)線蟲的預(yù)防效果

由表1可知，提前30 d施加生防菌后，再接種根結(jié)線蟲液，單一菌株BCJB01和哈茨木霉菌都表現(xiàn)出對根結(jié)線蟲明顯的預(yù)防效果，其預(yù)防效果分別達(dá)到55.4%和58.3%，根際土壤中根結(jié)線蟲的減退率分別達(dá)到42.3%和55.4%，番茄根中根結(jié)線蟲的減退率分別達(dá)到61.6%和58.5%。將兩種生防菌復(fù)合施用后，預(yù)防效果要顯著高于單一菌株(P<0.05)，達(dá)到70.2%，根際土壤和番茄根中線蟲減退率分別達(dá)到61.4%、75.9%。

表1 不同處理方式對番茄根結(jié)線蟲的預(yù)防效果

注：每列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異顯著(P<0.05)

2.2 不同處理方式對番茄根結(jié)線蟲的防治效果

由表2可知，先接種根結(jié)線蟲液，15 d后施加生防菌，單一菌株BCJB01和哈茨木霉菌都表現(xiàn)出對根結(jié)線蟲明顯的生防效果，其防治效果分別達(dá)到37.5%和40.2%，根際土壤中根結(jié)線蟲的減退率分別達(dá)到46.4%和48.4%，番茄根中根結(jié)線蟲的減退率分別達(dá)到47.7%和45.3%。當(dāng)將兩種生防菌復(fù)合施用后，生防效果要顯著高于單一菌株(P<0.05)，達(dá)到48.4%，根際土壤和番茄根中線蟲減退率分別達(dá)到54.9%和60.7%。

表2 不同處理方式對番茄根結(jié)線蟲的防治效果

注：每列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異顯著(P< 0.05)

3 結(jié)論與討論

微生物生防效果緩慢、效果不穩(wěn)定是限制微生物菌劑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題。其主要原因一是單一生防菌株由于其基因型和表現(xiàn)型的單一性難以在短時間內(nèi)將受損的土壤微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能進(jìn)行修復(fù)；二是單一菌株對土壤中微生物的種群密度、遺傳多樣性及寄主植物的適應(yīng)性不足。為了提高生防菌的田間防治效果，利用多種微生物復(fù)合使用防治根結(jié)線蟲的報道越來越多。冀宇等[13]報道以淡紫擬青霉、紅灰鏈霉菌和蒼白桿菌組成的復(fù)合菌劑，對移栽后38 d 和105 d 的黃瓜根結(jié)線蟲生防效果分別為56.5%和42.5%。Siddiqui等[14]報道，哈茨木霉菌和熒光假單胞菌混合使用可有效防治番茄根結(jié)線蟲。Huang等[10]研究發(fā)現(xiàn)由多個功能微生物菌株組成的微生物菌群用于根結(jié)線蟲生物防治，在盆栽和大田試驗中取得了顯著的效果。

微生物菌群的復(fù)合使用在增加根際植物微生物群落結(jié)構(gòu)多樣性和植物生物量、改善優(yōu)勢種群數(shù)量、抵御有害生物入侵、提高植物的抗逆性、控制土傳病害等方面發(fā)揮著日益重要的作用[15-18]，同時越來越多的研究結(jié)果表明，微生物菌群的復(fù)合使用比單一菌株生防效果更好且更穩(wěn)定[19]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)微生物菌劑的復(fù)合使用比單一菌株表現(xiàn)出對根結(jié)線蟲更明顯的預(yù)防和防治效果。哈茨木霉菌T11-W和蠟樣芽孢桿菌BCJB01的復(fù)合使用對番茄根結(jié)線蟲的預(yù)防效果達(dá)到70.2%，顯著地高于單一使用T11-W(58.3%)或BCJB01(55.4%)的預(yù)防效果(P<0.05)。兩種微生物菌劑混合使用的防治效果達(dá)到48.4%，而單一使用T11-W或BCJB01的防治效果為40.2%和37.5%，兩者差異顯著(P<0.05)。同時，預(yù)防和防治效果試驗結(jié)果表明，根際土壤線蟲減退率分別能達(dá)到61.4%、54.9%，番茄根中線蟲減退率分別能達(dá)到75.9%、60.7%，顯著高于單一菌株對根結(jié)線蟲的預(yù)防和防治效果(P<0.05)。該研究為下一步開發(fā)微生物菌劑的復(fù)合使用防治根結(jié)線蟲提供了新的思路。