7種生物菌劑對西瓜枯萎病的防治作用

翟子鶴 李偉強 傅士杰 龐建文 張曉騰 呂桂云

（河北農業大學園藝學院，河北保定 071001）

西 瓜〔Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum &Nadai〕是一種世界性園藝作物，也是世界十大果品之一，我國是世界上最大的西瓜生產國和消費國。西瓜枯萎病是半知菌亞門鐮孢屬尖孢鐮刀菌西瓜?；停‵usarium oxysporumf. sp.niveum，FON）寄生引起的一種世界范圍的真菌土傳病害（Martyn，2014），病菌從根毛的細胞間隙或根部傷口進入植物根系，并在寄主的維管束大量繁殖，分解破壞寄主的細胞結構，以致導管堵塞，影響水分傳遞，導致植株萎蔫（L ü et al.，2011，2014），從幼苗至西瓜成熟均可發生，以開花、抽蔓到結瓜期發病最重，病田一般減產30%左右，更嚴重的高達50%，甚至絕產，已成為限制西瓜產業可持續發展的主要因素之一（Zhang et al.，2005；Martyn，2014）。對于該病的防治主要有抗病育種、輪作換茬、嫁接及藥劑防治等。由于土地資源有限，輪作方法不易實施；嫁接操作繁瑣，成本高，易影響其品質；目前市場上雖然部分品種對西瓜枯萎病菌生理小種1表現抗性，但還沒有一個品種能抗西瓜枯萎病的所有生理小種；化學防治易產生環境污染、農藥抗性及農藥殘留等問題，且迄今為止還沒有一種化學農藥可以有效地控制枯萎病的發生（Zhang et al.，2005；L ü et al.，2011）。因此針對西瓜枯萎病，生物防治成為了新的研究方向。

西瓜枯萎病的生防菌主要包括真菌、細菌、放線菌等。應用于防治西瓜枯萎病的真菌有木霉屬真菌（Trichoderma）、叢枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhize，AM）、非致病尖孢鐮刀菌等；細菌有芽孢桿菌（Bacillusspp.）、假單胞菌（Pseudomonasspp.）、內生細菌；其他的生防因子還有細菌和真菌聯合、抗生素等。生防菌通過重寄生、抗生作用、溶菌作用、競爭作用、促進植物生長和誘導植物增加抗性等機理提高西瓜對Fusarium oxysporum. f.sp.niveum的抗性（紀明山 等，2002；Ling et al.，2011；Zhao et al.，2012；Faheem et al.，2015；Raza et al.，2015）。河北農業大學園藝學院蔬菜栽培課題組在前期研究中發現，西瓜的抗、感品種根系都可被枯萎病菌侵染，抗、感的差異主要在病菌的侵染數量上（L ü et al.，2014），而生物防治可以維持生防因子與枯萎病菌之間的某種平衡，較長期地降低病原菌密度，達到控制病害的目的。前人的研究多集中在某一種生防菌的作用上，本試驗在前人的研究結果基礎上，同時比較了木霉、枯草芽孢桿菌、放線菌等多種菌劑對西瓜枯萎病的防治效果，旨在為西瓜土傳枯萎病生物防治提供理論依據和技術支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試西瓜品種選用對枯萎病表現不同抗性的西瓜品種西農8號（中抗）和早佳8424（高感）；枯萎病菌生理小種1（Fusarium oxysporumf. sp.niveumrace1），采自北京市通州區西瓜枯萎病病株，由北京市農林科學院蔬菜研究中心許勇研究員惠贈；生物菌劑及對應的菌株由其相應的公司提供（表1）。其中S5和S7均為放線菌菌劑，但菌株不同；S4和S6的菌株一樣，但S6在菌劑中添加了一些生長調節劑和營養元素，S4枯草芽孢桿菌菌劑含枯草芽孢桿菌300億個·g-1；S6西瓜專用菌劑：枯草芽孢桿菌益生菌≥300億個·g-1，另含有抗病因子、生長因子及多種活性微量元素Si、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mo、Mn、Sr、Ni、V、Li、Se、Co、Cr等。

表1 生物菌劑

1.2 試驗方法

1.2.1 西瓜種子處理 取飽滿優質的西農8號和早佳8424西瓜種子放入0.5%的NaClO溶液中消毒20 min，浸種6 h后置于27～29 ℃恒溫箱中催芽，種子露白后播種。

1.2.2 育苗 育苗基質為草炭∶蛭石=2V∶1V，各菌劑按使用說明與育苗基質混合，每個處理25株，3次重復，以不加菌劑的育苗基質為對照，采用營養缽育苗，常規管理。

植株三葉一心時，各處理隨機取樣10株，測定株高（莖基部到植株頂部的距離）、莖粗（用游標卡尺測定莖基部上方1 cm 處直徑）、葉片數、地上部鮮質量、地下部鮮質量、地上部干質量、地下部干質量，并計算根冠比和壯苗指數。

1.2.3 接種西瓜枯萎病菌 植株三葉一心時進行接種處理，用西瓜枯萎病菌孢子懸浮液（濃度為5×106個孢子·mL-1）10 mL灌根，灌根前先疏松幼苗根系土壤。每個處理10株，3次重復，以清水處理為對照。接種15 d后統計病情指數（呂桂云 等，2010）及防病效果（甘良 等，2015）。

1.2.4 生防菌株對西瓜枯萎病菌生長的影響 采用平板對峙法，將生防菌和西瓜枯萎病菌各取直徑約5 mm的菌片，枯萎病菌置于PDA平板直徑1/3處，平板另一側1/3處接生防菌，二者進行對峙培養。每個菌種3次重復，以只接入枯萎病菌的處理為對照，置于25 ℃條件下培養，待對照長滿全皿時，測量西瓜枯萎病菌菌株的菌落直徑并計算抑菌率（甘良 等，2015）。

用提前滅好菌的毛筆，將對峙培養中西瓜枯萎病菌的孢子分別輕輕掃至燒杯中，加入25 mL蒸餾水，配成孢子懸浮液，取100 μL涂布于PDA平板上，25 ℃培養4 d，計數病原菌菌落個數，以正常病原菌的孢子為對照，每個處理3次重復。將平板對峙試驗中被抑制的西瓜枯萎病菌菌絲接種到PDA平板正中央，置于恒溫箱中25 ℃條件下培養，以正常生長的西瓜枯萎病菌菌絲作為對照，連續觀察6 d。測量并記錄病原菌菌落直徑，以確定被抑制的西瓜枯萎病菌菌絲的再生長能力。每個處理3次重復。

1.3 數據分析

試驗數據采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件分析處理。LSD顯著性在0.05水平上檢測。

2 結果與分析

2.1 不同生物菌劑對西瓜苗期生長發育的影響

對于西瓜品種早佳8424（表2），綜合株高、莖粗、地上部鮮質量、根冠比、壯苗指數等幾個指標，S1、S4和S6處理的促生效果較為顯著。株高以S6處理的效果最明顯，其株高比對照顯著增加了12.7%；莖粗，S1處理效果最顯著，比對照顯著增加了45.5%；根冠比，最大為S4處理，較對照顯著增加了45.0%；壯苗指數，S4處理最大，較對照顯著增加了72.2%。

對于西農8號（表3），綜合株高、莖粗、地上部鮮質量、根冠比、壯苗指數等幾個指標，S1、S2、S4和S6處理效果較為顯著。株高以S1處理的效果最明顯，其株高比對照顯著增加了9.4%；莖粗，S2處理的效果最顯著，比對照顯著增加了20.0%；根冠比，S1處理的效果最顯著，較對照顯著增加了170.5%；壯苗指數，S2處理最大，較對照顯著增加了120.8%。

表2 不同生物菌劑對早佳8424苗期生長發育的影響

表3 不同生物菌劑對西農8號苗期生長發育的影響

以上結果表明：對2個西瓜品種促生效果均較為顯著的為處理S1、S4和S6。

2.2 不同生物菌劑對西瓜苗期枯萎病的防治效果

如圖1和圖2所示，不同生物菌劑對西瓜苗期枯萎病都有一定的防治效果。對于西瓜品種早佳8424，在接種枯萎病菌條件下，使用生物菌劑與對照相比，病情指數降低了76.2～92.8，且S6效果最好，防病效果達到94.9%；S7、S4和S1效果次之，防病效果達到87.0%～90.9%。

圖1 不同生物菌劑對早佳8424苗期枯萎病病情指數的影響

對于西瓜品種西農8號，在接種枯萎病菌條件下，使用生物菌劑與對照相比，病情指數降低了37.0～54.6，S6效果最好，防病效果達到87.6%；S1、S7和S4效果次之，防病效果達到79.3%～87.2%。結果表明，生物菌劑的防治效果在感病品種上效果更明顯，且對于2個品種的防病效果均以S6最為顯著。

2.3 生防菌株對西瓜枯萎病菌生長的影響

圖2 不同生物菌劑對西農8號苗期枯萎病病情指數的影響

根據上述試驗結果，篩選出綠色木霉菌（S1）、枯草芽孢桿菌（S4、S6）、放線菌（S7）生物菌劑，進一步研究對應的菌株對西瓜枯萎病菌生長的影響。結果表明，本試驗選用的綠色木霉菌、放線菌和枯草芽孢桿菌菌株均對西瓜枯萎病菌生理小種1有明顯抑制作用。各菌株的皿內對峙培養菌絲生長抑制率均在60%以上，枯草芽孢桿菌抑菌率最高，為67.75%，對峙培養后的病原菌孢子萌發數目僅為對照的24.4%（表4）。通過對受抑制的生理小種1菌絲再生能力的測定，可以看出（表5），對峙培養后的西瓜枯萎病菌菌絲生長能力均有一定程度減弱，表明各生防菌株對病原菌均有一定的持續抑菌能力。與枯草芽孢桿菌對峙培養后的枯萎病菌培養1 d的菌落直徑僅為6.7 mm，從一開始就表現出良好的抑制效果，培養6 d后菌落直徑僅為34.2 mm，約為對照的49.3%，與對照菌落直徑差異最大，表明枯草芽孢桿菌對西瓜枯萎病菌持續抑制作用最為顯著。

表4 生防菌對西瓜枯萎病菌生長的影響

表5 受抑制的西瓜枯萎病菌菌絲的再生能力

3 結論與討論

生物防治主要是利用對植物無毒無害的環境友好型微生物，降低致病菌的數量從而達到防控的目的（Gava & Pinto，2016）。Faheem等（2015）將鏈霉菌YCXU與豬糞堆肥發酵施用到盆栽西瓜中，其對西瓜枯萎病菌的防治效果可以達到67%。Tziros等（2007）發現綠針假單胞菌（Pseudomonas chlororaphis）PCL1391可以顯著降低西瓜枯萎病的發生程度。張洪濤等（2007）發現內生菌XJUL-12對西瓜枯萎病具有較強抗性，并將XJUL- 12鑒定為枯草芽孢桿菌。李歡等（2012）利用放線菌進行拌種處理，顯著降低了西瓜枯萎病的發病率，在育苗期接種放線菌Act1后，最佳防治效果達到了52.17%。孫正祥等（2013）發現枯草芽孢桿菌菌株XG-1不僅可以有效防治西瓜枯萎病菌，還能促進西瓜種子萌發和植株生長。Ling等（2011）發現接種生防菌多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）SQR-21的西瓜植株根系分泌物可明顯抑制FON 孢子的萌發。本試驗采用育苗接種生物菌劑的方法，研究了7種生物菌劑對2個西瓜品種苗期生長發育的影響和對枯萎病的防治效果。不同的生物菌劑對西瓜苗期枯萎病都有一定的防治效果，尤其是對感病品種早佳8424，其病情指數可以降低76.2～92.8，其中以S6效果最為顯著，防病效果可達到94.9%。進一步研究發現，S6的枯草芽孢桿菌菌株對西瓜枯萎病菌生理小種1有明顯抑制作用，對峙培養抑菌率達67.75%，分生孢子萌發數目僅為對照的24.4%，對病原菌的持續抑制作用達49.3%。綜上，S6在西瓜促生和防治西瓜枯萎病兩方面的綜合效果最好，且其菌株對西瓜枯萎病菌生長和孢子萌發有明顯的抑制作用，但具體的抑菌機理還有待于進一步的研究。

通過對生防菌株與其他因子的復配混合可以更有效地防治植物枯萎病（Cuppels et al.，2013）。莊敬華和劉王付（2005）將綠色木霉T23菌株添加少量營養元素，對田間和溫室甜瓜枯萎病的防治效果達到76%。本試驗中，枯草芽孢桿菌菌劑S4和西瓜專用菌劑S6，都是以枯草芽孢桿菌為主要菌株，S6在菌劑中添加了一些生長調節劑和營養元素，其在西瓜促生和防治西瓜枯萎病兩方面的綜合效果優于不添加的S4。

綜上所述，本試驗中不同生防菌對西瓜枯萎病都有一定的防治作用，其中枯草芽孢桿菌的效果最顯著，其菌株能顯著抑制病原菌生長和孢子萌發。此外，在選擇合適的生防菌的基礎上添加促進植株生長和恢復的生長激素或營養元素，效果會更理想。

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