含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥雜草防效

呂昆明，楊瑞青，沈方科，陳裕新

（1.廣西樂土生物科技有限公司，南寧 530007；2.南寧市藥肥工程技術(shù)研究中心，南寧 530007；3.廣西大學(xué)，南寧 530004）

藥肥廣義來說即藥、肥“合二為一”，具有農(nóng)藥效能，同時(shí)為農(nóng)作物提供營(yíng)養(yǎng)。藥肥結(jié)合可互作增效，使用安全，省工省時(shí)省力，增產(chǎn)、增收效果明顯，對(duì)緩解農(nóng)村勞動(dòng)力緊缺問題具有現(xiàn)實(shí)意義。實(shí)踐證明，有的農(nóng)藥具有肥效；有的肥料也具有除肥效外的其他功能；還有的功效介于農(nóng)藥與肥料間，如地衣芽孢桿菌等具有殺菌效能的微生物菌劑肥料，硫酸銅等具有殺菌效能的微量元素肥料。

1 枯草芽孢桿菌的作用機(jī)理與應(yīng)用

1.1 枯草芽孢桿菌的作用機(jī)理

枯草芽孢桿菌是芽孢桿菌屬的一種，屬革蘭氏陽性菌，其細(xì)胞壁較厚，不含內(nèi)毒素，廣泛存在于自然界，所需營(yíng)養(yǎng)成分簡(jiǎn)單，生長(zhǎng)繁殖速度快，適應(yīng)性及抗逆性極強(qiáng)，容易篩選分離，可大量培養(yǎng)[1]。枯草芽孢桿菌能夠分泌多種蛋白類和激素類活性物質(zhì)，具有對(duì)環(huán)境友好、對(duì)糧食安全、對(duì)人體及動(dòng)植物無危害的優(yōu)良特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物飼料、凈化水質(zhì)、醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[2]。近年來，對(duì)枯草芽孢桿菌在提高作物抗性、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、改良土壤、改良作物品質(zhì)、土傳病害控制等方面有了較為深入的研究[3～6]。現(xiàn)有研究表明，枯草芽孢桿菌的防病作用機(jī)理大致可歸納為以下幾個(gè)方面：

第一，菌體生長(zhǎng)中產(chǎn)生的枯草菌素、多黏菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì)，對(duì)致病菌或內(nèi)源性感染的條件致病菌有明顯抑制作用。第二，菌體生長(zhǎng)繁殖中迅速消耗游離氧，造成低氧環(huán)境，促進(jìn)有益厭氧菌生長(zhǎng)，間接抑制其他致病菌生長(zhǎng)。第三，刺激植株產(chǎn)生抗病因子，提高植株免疫力。第四，通過自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類，與其他植株體內(nèi)酶協(xié)同發(fā)揮作用，破壞致病菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)從而達(dá)到抑菌作用。此外，枯草芽孢桿菌通過自身合成B1、B2、B6、煙酸等多族維生素，為作物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，現(xiàn)已廣泛用于水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境治理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[7]。

1.2 枯草芽孢桿菌的應(yīng)用

隨著對(duì)枯草芽孢桿菌開發(fā)和研究的深入，其在不同領(lǐng)域的更多應(yīng)用功能被挖掘出來。枯草芽孢桿菌LTBS01 菌株是從土壤中分離提純所得，是一株產(chǎn)纖維素酶、木質(zhì)素過氧化物酶能力較強(qiáng)的菌株，試驗(yàn)證明，采用DNS 法測(cè)定發(fā)酵液中纖維素酶的活性，其所產(chǎn)纖維素酶酶活達(dá)到90 U/g 以上，木質(zhì)素過氧化物酶酶活達(dá)到80 U/g，為普通菌株的2～3 倍。應(yīng)用于有機(jī)肥發(fā)酵生產(chǎn)，能明顯縮短發(fā)酵周期。試驗(yàn)表明，應(yīng)用于秸稈類有機(jī)物料的有機(jī)肥發(fā)酵生產(chǎn)，比添加普通菌株的有機(jī)肥發(fā)酵周期可縮短3～5 天，比不添加菌株的有機(jī)肥能縮短發(fā)酵周期6～8 天[8]。

LTBS01 菌株所產(chǎn)纖維素酶和木質(zhì)素過氧化物酶能力較強(qiáng)，生產(chǎn)實(shí)踐中將其添加到有機(jī)肥中除可以縮短發(fā)酵周期外，還可防除雜草。將其添加到生物有機(jī)肥產(chǎn)品中，可開發(fā)出具有除草活性的生物有機(jī)藥肥。本研究旨在探討驗(yàn)證含枯草芽孢桿菌LTBS01生物有機(jī)藥肥對(duì)雜草的防除效果及其使用方法，為該產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應(yīng)用提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在南寧市武鳴區(qū)兩江鎮(zhèn)公泉村大凌武柑橘基地，砂壤土，pH 值5.8，有機(jī)質(zhì)含量中等，保水保肥性能良好。柑橘樹齡5 年，長(zhǎng)勢(shì)均勻，行距3.5 m，株距2.5 m。柑橘園長(zhǎng)年留草種植，雜草種類豐富，以禾本科和闊葉雜草為主，具體以馬塘草為主，含有少量牛筋草、三葉鬼針草、牛繁縷、勝紅薊。

2.2 試驗(yàn)材料

枯草芽孢桿菌LTBS01 于2018 年5 月登記并保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（武漢大學(xué)），保藏編號(hào)CCTCCNO:M2018246。含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥由廣西樂土生物科技有限公司生產(chǎn)，有機(jī)質(zhì)≥40%，有效活菌數(shù)≥0.50 億/g，粉劑。30%草甘膦化學(xué)除草劑，市售，水劑。10%草銨膦化學(xué)除草劑，市售，水劑。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由表1 可知，試驗(yàn)設(shè)6 個(gè)處理，4 次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積約60 m2。除草試驗(yàn)在晴天氣溫20℃以上時(shí)進(jìn)行，噴濕、噴透，施用1 次。

表1 供試樣品試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以上6 個(gè)處理隨機(jī)區(qū)組排列，各小區(qū)其他田間管理均相同。

2.4 試驗(yàn)方法

2.4.1 噴灑方法。采用莖葉噴霧法，試驗(yàn)試劑兌水稀釋后均勻噴霧，每公頃噴灑稀釋藥劑900 L。噴藥時(shí)要均勻，壓低噴霧器噴透，避免藥液噴施到柑橘葉片上。試驗(yàn)期間及施藥前1 個(gè)月，未施用過任何其他除草藥劑對(duì)靶標(biāo)和非靶標(biāo)進(jìn)行防治。施藥當(dāng)天為晴天，氣溫25～33℃，偏北風(fēng)2 級(jí)。

2.4.2 施藥器械。施藥器械為WS-16 型背負(fù)式噴霧器，藥液箱容量15 L，活塞行程60 mm，皮碗直徑46 mm，整機(jī)質(zhì)量3.4 kg，工作壓力0.2～0.4 MPa，噴頭為扇形霧單噴頭。

2.4.3 施藥時(shí)間和次數(shù)。施藥時(shí)間為2020 年9 月16 日中午，試驗(yàn)期間只施1 次藥劑。

2.5 田間調(diào)查

2.5.1 調(diào)查時(shí)間和次數(shù)。藥前進(jìn)行各處理小區(qū)雜草的覆蓋度基數(shù)調(diào)查；藥后15 天和30 天目測(cè)各小區(qū)雜草癥狀，藥后15 天采用目測(cè)法分別調(diào)查各處理小區(qū)雜草的覆蓋度，藥后30 天分別調(diào)查各處理小區(qū)的雜草覆蓋度及其鮮質(zhì)量。

2.5.2 調(diào)查方法。調(diào)查方法采用5 點(diǎn)隨機(jī)取樣法，覆蓋度調(diào)查采用估計(jì)值法進(jìn)行，每點(diǎn)面積1 m2，共計(jì)5 m2。雜草鮮質(zhì)量調(diào)查，每取樣點(diǎn)面積0.25 m2，共計(jì)1.25 m2，分別記錄各處理小區(qū)的雜草名稱、覆蓋度和鮮質(zhì)量等。

2.5.3 藥效計(jì)算方法

2.6 作物調(diào)查

藥后15 天和30 天調(diào)查對(duì)作物的藥害情況。采取目測(cè)法，觀察供試藥劑對(duì)非靶標(biāo)生物有無異常影響。

2.7 統(tǒng)計(jì)分析方法

對(duì)雜草的防效方差分析采用DPS7.05 版專業(yè)軟件按DMRT法進(jìn)行處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 癥狀調(diào)查

葉面噴霧3 h 后，處理1 和處理2 大部分雜草葉子出現(xiàn)萎蔫、失綠等癥狀；處理3 同配方未加入枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)肥處理闊葉草也出現(xiàn)輕度萎蔫、失綠癥狀；處理4 和處理5未見明顯中毒癥狀。

葉面噴霧24 h 后，處理1 和處理2 大部分雜草葉子萎蔫加重、失綠，開始干枯；處理3 大部分雜草從萎蔫恢復(fù)直立，雜草幼嫩部位有干枯受害斑點(diǎn)；處理4 和處理5 雜草未見明顯中毒癥狀。

試驗(yàn)后15 天，處理1 和處理2 大部分雜草均已干枯死亡；處理3 大部分雜草正常生長(zhǎng)，原雜草幼嫩部位受害斑點(diǎn)干枯；處理4 和處理5 大部分雜草中毒變黃干枯。

由此可見，與處理4 和處理5 使用化學(xué)除草劑相比，含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥雜草防除具有顯著的速效性。

3.2 防效分析

從表2 可知，葉面噴霧后15 天，處理1 和處理2 對(duì)柑橘園雜草覆蓋度防效分別為81.98%、90.82%；處理3 對(duì)柑橘園雜草覆蓋度防效為25.30%；處理4 和處理5 對(duì)柑橘園雜草覆蓋度防效分別為78.29%和81.75%。葉面噴霧后30 天，處理1 和處理2 對(duì)柑橘園雜草覆蓋度防效分別為88.30%、93.58%；處理3 對(duì)柑橘園雜草覆蓋度防效為20.76%；處理4 和處理5 對(duì)柑橘園雜草覆蓋度防效分別為85.80%和88.13%。

表2 各處理對(duì)柑橘園雜草的覆蓋度防效

從表3 可知，葉面噴霧30 天，處理1 和處理2 處理對(duì)柑橘園雜草鮮質(zhì)量防效為85.67%、93.03%；處理3 對(duì)柑橘園雜草鮮質(zhì)量防效為25.66%；處理4 和處理5 對(duì)柑橘園雜草鮮質(zhì)量防效分別為84.43% 和88.92%。各處理對(duì)柑橘園雜草的藥后30 天防效結(jié)果方差分析詳見表4。含枯草芽孢桿菌LTBS01生物有機(jī)藥肥的10 倍液處理與對(duì)照藥劑30%草甘膦水劑200倍液、10% 草銨膦水劑100 倍液的防治效果相比較，顯著優(yōu)于對(duì)照藥劑。經(jīng)含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥處理的雜草馬塘絕大部分地上部分枯死，與未處理CK 相比顯著新生根數(shù)量偏少；經(jīng)含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥處理的雜草三葉鬼針草葉片完全枯死，且莖稈呈顯著脫水枯死狀。

表3 各處理對(duì)柑橘園雜草的藥后30 天鮮質(zhì)量防效

表4 各處理對(duì)柑橘園雜草的藥后30 天防效結(jié)果方差分析表

對(duì)除草效果綜合分析發(fā)現(xiàn)，含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥10～15 倍稀釋液對(duì)柑橘園雜草有較好的防效，其高濃肥液可以使雜草表皮細(xì)胞迅速失水，且所含的枯草芽孢桿菌LTBS01 快速作用于雜草失水細(xì)胞使其細(xì)胞徹底被破壞，進(jìn)而快速?gòu)氐讱⑺离s草，對(duì)雜草具有較好的防除效果，且在供試濃度下，對(duì)非靶標(biāo)未產(chǎn)生不良影響。

3.4 安全性評(píng)價(jià)

施藥后觀察結(jié)果表明，在本試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)藥劑的各處理劑量對(duì)柑橘生長(zhǎng)未產(chǎn)生不良影響。含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥測(cè)試結(jié)果詳見表5，其對(duì)環(huán)境中魚、鳥、蜂、蠶、蚯蚓毒性評(píng)價(jià)均為低毒。

表5 含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論與討論

含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)肥是具有除草活性的生物有機(jī)藥肥，作為生物有機(jī)肥，常規(guī)在作物根部施用能為果樹及作物補(bǔ)充有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、改良土壤，提高作物品質(zhì)。此外，因其具有除草活性，兌水10～15 倍液對(duì)雜草進(jìn)行莖葉噴霧處理，有很好的雜草防治作用，且具有速效除草效果，特別是對(duì)闊葉雜草效果顯著。由此可知，用含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥對(duì)果園進(jìn)行除草，可杜絕化學(xué)除草劑的藥害和殘留，綠色環(huán)保安全。

柑橘園除草建議在雜草生長(zhǎng)旺盛期，用含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)藥肥10～15 倍液，對(duì)雜草莖葉均勻噴霧處理，避免高濃度肥液噴濺到柑橘葉片上，推薦使用量為900 L/公頃。

本試驗(yàn)對(duì)含枯草芽孢桿菌LTBS01 的生物有機(jī)肥10 倍液、15 倍液進(jìn)行了除草活性試驗(yàn)研究，其他不同稀釋濃度的除草效果需待進(jìn)一步研究。