木霉菌對小麥白粉病的田間防效研究

李玲，劉寶軍，楊凱，趙忠娟，陳凱，李紅梅，李紀(jì)順

（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 濟南 250103）

小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾霓r(nóng)作物，更是我國主要糧食作物［1］，病蟲害的發(fā)生是制約其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素之一。近年來，小麥白粉病頻繁發(fā)生，致使其產(chǎn)量和品質(zhì)降低。小麥白粉病由專性寄生真菌白粉菌（Blumeria graminisf.sp.tritici）引起，病情發(fā)生可貫穿整個生育期，主要危害植株地上部，影響功能葉片的光合作用［2－5］。種植抗病品種和施用化學(xué)藥劑是防治白粉病的主要措施，但是抗性品種培育周期長且抗病基因單一，導(dǎo)致白粉菌生理小種變異多［6，7］；化學(xué)農(nóng)藥長期過度使用不僅會造成致病菌產(chǎn)生耐藥性，還會污染環(huán)境［8］。因此在國家農(nóng)藥化肥實施“雙減”及“零增長”的背景下，尋找環(huán)境友好型的防治措施成為重中之重，大力發(fā)展生物農(nóng)藥成為時代的需要。

研究證實，木霉菌作為一種重要的生防菌劑，不僅能夠拮抗18屬29種病原菌，還能促進植物生長［9－11］，然而目前關(guān)于木霉菌防治小麥白粉病的報道甚少。本實驗室分離的哈茨木霉124D（專利號：202011440348.4）和加納木霉DB35（未發(fā)表）對小麥白粉病具有較好的拮抗作用，因此開展其對小麥白粉病的田間防治研究，以期為開發(fā)小麥白粉病的生物農(nóng)藥提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試菌株：小麥白粉病病原菌（Blumeria gminisf.sp.tritici）。

小麥品種：濟麥44。

供試微生物菌劑：加納木霉DB35和哈茨木霉124D，每克含2億孢子，本實驗室自行制備。

試驗地位于山東省泰安市，前茬作物為夏玉米。試驗地土壤有機質(zhì)9.94 g／kg、全氮0.90 g／kg、全磷15.71 mg／kg、有效磷14.97 mg／kg、速效鉀49.64 mg／kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計 試驗設(shè)置空白對照和藥劑對照，處理組為不同濃度的木霉菌劑DB35和124D。隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)長12 m，寬5 m，面積60 m2。除在小麥孕穗期進行不同濃度木霉菌劑噴霧處理外，其他管理措施與常規(guī)田一致。2019年10月12日用小麥播種機播種，每小區(qū)播量為1 kg。

1.2.2 施藥時間、方法及小區(qū)用藥量 2020年4月上旬，白粉病初發(fā)期采用手動噴霧器噴藥，用藥量為550 kg／hm2；試驗期間未施用其他藥劑。空白對照噴施清水，藥劑對照噴施20%三唑酮乳油，按照使用說明推薦劑量進行。處理組DB35和124D對水調(diào)整菌劑孢子濃度均分別為1×106、1×107cfu／mL，簡寫為DB35－6、DB35－7和124D－6、124D－7。

1.2.3 小麥白粉病調(diào)查 藥后10 d進行防效調(diào)查［12］，每小區(qū)5點取樣，每點選取30株。

小麥白粉病發(fā)病情況參照《小麥白粉病測報調(diào)查范圍》［13］并略做修改。病葉上病斑菌絲層覆蓋葉片面積占葉片總面積的比率，用分級法表示，共設(shè)9級，分別為0、1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%。對處于等級之間的病情取其接近值，雖已發(fā)病但嚴(yán)重度低于1%，按1%記。對群體葉片，某點的平均嚴(yán)重度按以下公式計算：

病葉平均嚴(yán)重度（%）＝Σ（各嚴(yán)重度級值×各級病葉數(shù)）／調(diào)查總病葉數(shù)×100；病情指數(shù)和防治效果按照以下公式計算：病情指數(shù)＝病葉率×病葉平均嚴(yán)重度×100，其中病葉率指發(fā)病葉片數(shù)占調(diào)查葉片總數(shù)的百分率；防治效果（%）＝（對照病葉平均嚴(yán)重度－處理病葉平均嚴(yán)重度）／對照病葉平均嚴(yán)重度×100。

1.2.4 小麥籽粒品質(zhì)測定 于6月中旬，采用五點取樣法收獲麥穗，重復(fù)3次，精細(xì)脫粒風(fēng)干并測定千粒重。為保證樣品的均勻度和水解效果，將收獲后的麥粒粉碎，過80目篩。色氨酸含量測定用堿水解法，參照標(biāo)準(zhǔn)GB 7650—87［14］，儀器使用紫外分光光度計722；其余17種氨基酸用鹽酸水解法，參照GB 7649—87［15］，氨基酸分析儀為英國百康氨基酸分析儀；蛋白質(zhì)含量測定用凱氏定氮法，參照GB 5009.5—2016［16］，儀器使用凱氏定氮儀SKD－1000；濕面筋含量測定參照GB／T 5506.1—2008［17］進行。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并用SPSS 21軟件進行單因素顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥白粉病的田間防治效果

由表1可知，兩種微生物菌劑對小麥白粉病均有一定的防治效果，處理DB35－6和DB35－7對小麥白粉病的防效分別為61.44%和64.31%，處理124D－6和124D－7防效分別為72.13%和76.17%；與20%三唑酮乳油（對照藥劑）相比，124D－7防治效果接近。

表1 木霉菌DB35和124D對小麥白粉病的田間防治效果

2.2 不同處理對小麥千粒重和穗粒數(shù)的影響

由表2可知，不同菌劑處理的穗粒數(shù)和千粒重均高于空白對照組。與空白對照組相比，處理DB35－6、DB35－7、124D－6和124D－7的小麥千粒重分別提高4.48%、5.25%、6.09%和5.93%，穗粒數(shù)分別提高6.01%、6.60%、10.88%和12.37%。124D－6處理的穗粒數(shù)低于124D－7處理，千粒重高于124D－7處理，但差異均不顯著（P＞0.05）。

表2 木霉菌DB35和124D對小麥千粒重和穗粒數(shù)的影響

綜上所述，木霉菌處理的穗粒數(shù)和千粒重與空白對照組差異顯著，但是相同菌劑不同濃度處理下的穗粒數(shù)和千粒重不存在顯著差異；與藥劑對照組相比，小麥穗粒數(shù)和千粒重不存在顯著差異。

2.3 不同處理對小麥籽粒氨基酸含量的影響

與空白對照組相比，DB35－6、DB35－7、124D－6和124D－7處理的必需氨基酸含量分別提高18.98%、33.80%、34.72%和43.98%，非必需氨基酸含量分別提高9.98%、14.89%、25.39%和40.11%，18種氨基酸總量分別提高12.45%、20.08%、27.95%和41.17%（表3）。分析可知，隨著木霉菌濃度的提高，籽粒氨基酸含量逐漸提高，124D－7處理的氨基酸含量最高，由此可見木霉菌在防病的同時還能提高小麥籽粒營養(yǎng)品質(zhì)。

表3 木霉菌DB35和124D對小麥籽粒氨基酸含量的影響（%）

2.4 不同處理對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響

從表4可以看出，籽粒蛋白質(zhì)含量隨著木霉菌濃度的增加而增加，與空白對照組相比，處理DB35－6、DB35－7的小麥籽粒蛋白質(zhì)含量分別提高6.98%、8.53%，處理124D－6和124D－7分別提高9.30%和10.85%。參照GB／T 17320—2013［18］中強筋小麥的標(biāo)準(zhǔn)，施加木霉菌后能夠促使小麥提升到強筋小麥行列。由此可見，不同木霉菌對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響不同，隨著木霉菌濃度的提高，蛋白質(zhì)含量也表現(xiàn)出增加趨勢，說明高濃度木霉菌能夠很好地保護小麥功能葉，小麥籽粒蛋白質(zhì)含量明顯增加。

表4 木霉菌DB35和124D對小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響（g）

2.5 不同處理對小麥籽粒濕面筋含量的影響

由表5可知，各處理組的濕面筋含量與CK相比均有所提高，處理DB35－6和DB35－7的小麥籽粒濕面筋含量提高2.06%和3.61%，處理124D－6和124D－7提高2.58%和5.41%。由此可見，隨著木霉菌濃度的增加小麥濕面筋含量整體呈增加趨勢，因此施用木霉菌不僅能夠防治小麥白粉病，還能夠提高小麥濕面筋含量。

表5 木霉菌DB35和124D對小麥籽粒濕面筋含量的影響（g）

3 討論與結(jié)論

白粉病是小麥生產(chǎn)上的常見病害之一，不僅影響產(chǎn)量，還影響其品質(zhì)［19，20］。

木霉菌作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較廣泛的生防菌，不僅能夠拮抗生物和非生物脅迫，還能夠促進植物生長［21，22］。本試驗表明，哈茨木霉124D和加納木霉DB35在孢子濃度為1×106、1×107cfu／mL時能夠有效防治小麥白粉病，但要做到一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立即防治，才能有效提高木霉菌對病害的防治效果；同時還表明不同種屬的木霉菌對小麥白粉病的防治效果不同，同一種屬的木霉菌隨著施加量的不同也存在一定差異。

本試驗中，施加木霉菌不僅能夠提高小麥千粒重和穗粒數(shù)，還能提高小麥蛋白質(zhì)、氨基酸和濕面筋含量，從而提高小麥品質(zhì)。124D－7處理組的氨基酸含量最高，較空白對照組增幅超過40%。其原因為試驗地西高東低，孕穗期追肥、澆水后，肥料隨著水分移動至低處進而導(dǎo)致該小區(qū)水肥充足，但是處理組小麥籽粒各指標(biāo)總體與菌劑噴施濃度呈正相關(guān)，說明木霉菌124D和DB35在防治小麥白粉病的同時還能夠提高小麥品質(zhì)，不同種屬的木霉菌對品質(zhì)提高效果存在差異。

本試驗篩選出的兩株木霉菌對小麥白粉病均具有較好的防治效果，其中124D－7處理組的防治效果更顯著，具有較好的開發(fā)潛力。但是與三唑酮處理相比，還存在一定差距，因此還應(yīng)進一步繼續(xù)擴大篩選范圍，同時重復(fù)以上田間小區(qū)試驗，為木霉菌防治小麥白粉病和新的微生物農(nóng)藥開發(fā)提供理論依據(jù)。