邱光 張新鳳 李建偉 符澤 陸凡
摘要:解淀粉芽孢桿菌在土壤中廣泛存在,特別是在植物根圍可以大量聚集,其因生長速度快,抗逆性強,并能產生大量有益于作物生長的次生代謝物,已經成為生物防控土壤問題的優先菌種。在番茄試驗的基礎上,把生防菌B1619引入到草莓種植田中。試驗表明,解淀粉芽孢桿菌B1619不僅能防控草莓土傳病害,而且可提高移栽草莓的成活率,防控效果為85%~100%。不僅如此,解淀粉芽孢桿菌B1619無論是在重茬連作田,還是在新移栽田,其對草莓的營養生長和生殖生長都有顯著或極顯著促進作用,田間草莓長勢顯著或極顯著高于對照藥劑組,草莓第1階段的有效花蕾數明顯增多,初花期比對照藥劑組提前7~10 d,初果成熟期比對照藥劑組提前10~15 d,紅顏和久香的單果質量增加23.05%~33.82%。說明該菌株在草莓根圍可以快速定殖,防控土傳病害,提高草莓抗病性,促進草莓健康生長,提高草莓產量,改善草莓品質。
關鍵詞:解淀粉芽孢桿菌;草莓;土傳病害;成活率;營養生長;生殖生長;促生作用
中圖分類號: S182;S436.68+4? 文獻標志碼: A? 文章編號:1002-1302(2019)04-0098-03
草莓果實柔軟多汁,營養豐富,富含多種維生素,特別是維生素C,被譽為“水果皇后”[1],是冬季人們最愛的水果之一。因其適應性強,生育期較長,結果早,可以連續采收,產量高,深受種植戶歡迎。
目前,我國草莓生產發展迅速,加之各地在農業產業結構調整過程中,加大對設施農業的投入和支持,草莓在全國各地的栽培規模空前擴大。據統計,僅江蘇省草莓種植面積就有193萬hm2,其中設施栽培面積約占草莓栽培總面積的70%,約為1.33萬hm2[2]。但是,由于大棚的不可移動性和莓農對利益的追求,草莓連年種植的情況普遍存在,加之莓農對土地的無限掠奪,造成土壤酸化、鹽漬化、板結和病蟲害逐年加重,育苗困難、成活率不高。為了提高產量,莓農們加大了對化學肥料和農藥的使用,雖然短期內控制了病害,提高了產量,但是導致殘留、抗藥性、再猖獗問題突出。此外,化肥農藥大量使用,會導致土壤的板結,同時土壤中微生物菌群平衡被打破,造成的環境和食品安全問題不容忽視。近年來隨著草莓產業的發展,草莓連作問題,尤其是土傳病害問題日益突出[3]。
筆者根據多年來田間調查發現,影響草莓生長發育的土傳病害主要有枯萎病、紅中根腐病、炭疽病、立枯病等,可造成草莓成活率低、矮化、枯黃、死亡等,嚴重地造成草莓大面積絕產。為了解決這些問題,江蘇省農業科學院植物保護研究所聯合江蘇省蘇科農化有限責任公司從土壤生態環境修復角度,研究發現1株非常好的拮抗菌株——解淀粉芽孢桿菌B1619。
解淀粉芽孢桿菌是一種土壤病害拮抗細菌,它是從植物根圍土壤中分離得到的,能有效防控大部分土傳病害,緩解草莓連作障礙;還能改善土壤微生物環境,構建土壤健康生態;更能對草莓有一定促生作用,增強其抗病性,為生產綠色有機食品提供安全可靠保障[4]。為了探索解淀粉芽孢桿菌B1619對草莓連作障礙的應用技術,2015—2017年在江蘇省多個草莓基地開展其應用技術研究,現將應用結果總結如下。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗地點為江蘇省宿遷市沭陽縣、宿遷市泗洪縣、鹽城市亭湖區黃尖鎮、南京市溧水區傅家邊村。試驗草莓苗為無病培育苗,為當地主栽品種,有紅顏、久香、法蘭地等。
試驗菌株為1.2億芽孢/g解淀粉芽孢桿菌B1619水分散粒劑,由江蘇省蘇科農化有限責任公司生產。
對照藥劑:50%氰氨化鈣(石灰氮)顆粒劑,由寧夏大榮化工冶金有限公司生產;99.5%氯化苦原液,由大連綠峰化學股份有限公司生產。
1.2 試驗方法
栽培方法和種植密度按當地莓農常規方法進行。
由于草莓的種植密度高,一般為1.5萬~120萬株/hm2,在試驗示范過程中要考慮當地農戶的習慣。施藥分2次進行,一是定植前土壤處理:田間壟面做好后,在壟面上按一定密度開挖定植穴,將菌粉按300 kg/hm2的量均勻分配到定植穴中,再移栽幼苗,將菌粉覆蓋在根圍;二是定植后根圍澆灌:移栽后第1次澆水前,按75 kg/hm2的量,將生防菌稀釋10倍量,均勻攪拌,放入噴霧器中,去掉噴頭,對準根部澆灌,每株澆灌藥液50 mL。
試驗重復:試驗在大棚中進行,每個大棚為1個處理,劃分3個小區作3次重復。同一大棚內設常規用藥作對照。
1.3 調查方法
1.3.1 防病保苗效果測定 移栽后30~45 d,根據草莓的生長情況,調查每個小區的草莓死亡數量和成活數量,計算草莓的成活率,并挖出病株,調查分析病癥原因。
1.3.2 對草莓促生作用測定
1.3.2.1 草莓營養生長情況測定 在草莓移栽后75~90 d,各地根據大棚草莓的生長情況,進行定點生態指標測定,測定指標包括株高、冠莖、第3張葉成長量。每處理行采取隨機取樣調查方法。
1.3.2.2 草莓生殖生長情況測定 各試驗地根據草莓開花現蕾和結果情況,記錄統計初開花期時間、果實成熟期時間及平均單果質量。每個大棚采取隨機取樣調查方法。
1.4 數據處理
采用軟件DPS13.5進行數據處理,分析各處理間的差異顯著性。
2 結果與分析
2.1 解淀粉芽孢桿菌B1619對草莓防病保苗效果
從表1的調查結果來看,不同地區大棚草莓土傳病害的病因有一定差異性,總的來說,隨著草莓大棚栽培年限的增加,草莓土傳病害的發病率呈上升趨勢,說明常年連作種植,草莓土傳病害嚴重度逐年增加,發病種類增多。用常規化學藥劑處理土壤的控病效果不理想,成活率只有57%~89%。由于草莓苗的采購和育苗成本比較高,這無形中增加了莓農的生產成本。
利用解淀粉芽孢桿菌B1619水分散粒劑進行土壤處理可以很好地防控土傳病害發生,提高移栽草莓的成活率。對于2~3年連作大棚,1次用藥可以讓草莓成活率達到98%~100%,比對照藥劑處理的高出9~20百分點;對于5年連作大棚,1次用藥可以讓草莓成活率達到90%~95%,比常規用藥提高15~30百分點;對于多年栽培(≥7年)、病害嚴重的大棚,1次用藥可以使草莓的成活率提高28百分點,如果多年連續用藥,可以逐漸解決草莓土壤連作障礙問題。
2.2 解淀粉芽孢桿菌B1619對草莓營養生長的促進作用
2015年在鹽城市黃尖鎮進行2個草莓品種的解淀粉芽孢桿菌B1619試驗,試驗處理90 d后進行草莓地上部分營養生長指標調查。從表2可以看出,與常規對照藥劑處理相比,解淀粉芽孢桿菌B1619對紅顏草莓的株高、葉柄長和葉長生長具有極顯著促生作用,而冠莖、葉寬和莖粗的生長情況與對照藥劑沒有顯著性差異,說明該菌株具有較強的縱向促生作用。從紅顏草莓整體生長勢來看,用B1619的試驗組極顯著好于對照藥劑試驗組。
對于法蘭地品種,解淀粉芽孢桿菌B1619處理組的株高、葉柄長與對照藥劑處理相比有顯著差異,其他形態指標沒有顯著差異。整體生長勢也顯著好于對照藥劑組。
2016在宿遷市沭陽縣進行10年連作大棚草莓試驗,試驗品種為久香。土壤處理后90 d左右進行地上部分草莓生態形狀的調查,從試驗的結果(表3)來看,解淀粉芽孢桿菌B1619處理組的各項指標如株高、冠莖、葉柄長、葉長、葉寬、莖粗等與對照藥劑組相比有極顯著或顯著差異。從田間整體生長情況來看,綜合評價具有極顯著性差異。
2017年在溧水市傅家邊草莓園進行5年連作栽培草莓大棚試驗,結果見表4。從草莓生長情況來看,B1619試驗組的株高、葉長、冠莖等指標都極顯著或顯著高于化學藥劑處理組,說明解淀粉芽孢桿菌B1619對5年連作地草莓具有顯著促生作用。
通過比較3年來不同地區不同連作年限草莓生長指標發現,解淀粉芽孢桿菌B1619對不同品種草莓都有較強的促生作用;連作年限越長,使用B1619對草莓促生作用越顯著。
2.3 解淀粉芽孢桿菌B1619對草莓生殖生長的促進作用
解淀粉芽孢桿菌B1619不僅對草莓營養生長具有促生作用,而且對生殖生長具有較強的促生作用。從2015—2017年的試驗統計結果(表5)來看,B1619對不同的栽培品種(紅顏、久香和法蘭地)都具有明顯促進果實發育功能:首先第1階段有效花蕾數量顯著或極顯著高于對照藥劑組,增加百分比為14.6%~56.5%;其次使用B1619可以促進初花提前 7~10 d開花,初果成熟期比對照藥劑提早10~15 d;再次,使用B1619試驗組平均單果質量:紅顏草莓品種的單果質量極顯著高于對照組,增加百分比為23.05%~24.58%,法蘭地草莓品種的單果質量顯著高于對照組,增加百分比為9.87%。
3 結論與討論
解淀粉芽孢桿菌Bacillus amyloliquefaciens B1619是一株來自于番茄根圍的生防菌株,它不僅對植物根部病害具有很好的防控效果,而且對植物生長有一定的促進作用。已有研究表明,解淀粉芽孢桿菌可以成功定殖在植物根際、體表或體內,通過與病原菌競爭營養和侵染空間位點,分泌抗菌物質抑制病原菌的生長和擴展,同時激發植物誘導系統抗性,從而抵御病原菌侵染[5]。張斌等測定出生防菌B1619對枯萎病菌有很強的抑制作用,能有效防控枯萎病的發生和為害[6]。喬俊卿等表明,解淀粉芽孢桿菌B1619在番茄根部定殖能力較強,可以隨根毛生長而繁殖[7]。楊曉云等明確解淀粉芽孢桿菌B1619對番茄種子萌發和幼苗生長具有較強的促生作用,使番茄的根長、株高和鮮質量明顯增加,田間應用過程中可以顯著增加番茄果實產量和質量[8]。本研究將生防菌B1619水分散粒劑應用于草莓連作障礙防控方面,結果表明,該菌株可以有效提高草莓土傳病害的防控效果,移栽成活率提高 9~30百分點。
土壤中施用生防菌B1619對草莓根、莖、葉都有顯著促生作用,連作年限越長,對草莓促生作用越顯著,說明施用該菌種可以顯著改善土壤微生物生態環境,解決連作障礙問題。此外,由于該菌種在發酵過程中可以產生大量的生長素、細胞分裂素、赤霉素等物質[8],在草莓生長過程中,這些物質可以顯著地促進花果生長,使初現花蕾數明顯增多,初花期比對照藥劑組提前7~10 d,初果成熟期比對照藥劑提前10~15 d,平均單果質量也有顯著或極顯著增加,果實的品質也大大提高,味美甘甜。由于初期草莓提前收獲上市,價格比較高,可以大大提高莓農們的經濟收入。
通過3年來多地試驗示范發現,解淀粉芽孢桿菌B1619水分散粒劑在防控草莓土傳病害和促生方面具有非常明顯的功效,在解決大棚草莓重茬連作障礙問題凸顯了優越的效果,值得大面積進行推廣,造福廣大莓農。關于該菌種對草莓各項生理指標的改善和品質提高的生化指標和分子生物學機制,有待進一步研究。
參考文獻:
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