枯草芽孢桿菌對棉花立枯病和黃萎病的防效評價

王愛玉，薛 超，楊媛雪，張 蕓，鹿秀云，趙 鳴

(1. 山東省農業科學院經濟作物研究所，濟南 250100；2. 河北省農林科學院植物保護研究所，河北保定071000)

0 引 言

【研究意義】棉花生產田多年連續種植，易造成根際土壤養分失調，理化性質惡化，根系化感物質自毒，引起棉花早衰、減產、品質降低[1,2]；收獲后秸稈粉碎還田，也導致土壤病原菌數量增加并長期存活，易造成立枯病、黃萎病等土傳病害發生，且危害較重。使用微生物制劑，可避免化學引發的環境污染及農藥殘留，對消減棉花多年種植造成的連作障礙有重要意義。【前人研究進展】蔡燕飛等[3]在番茄連作地里施用生物有機肥后，土壤微生物群落結構得到改善，青枯病的發生顯著減輕。連作棉田施用微生物菌劑后，枯萎病、黃萎病的發病率和病情指數均有不同程度的降低[4-6]。李國等[6]發現施用菌劑能提升土壤酶活和速效養分質量分數，顯著降低棉花根系丙二醛含量，提高根系活力，減輕連作對棉花的自毒作用。劉紅杰[7]研究發現，微生物菌劑處理能夠明顯提高連作土壤有機質含量和氮磷鉀有效養分含量。【本研究切入點】枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)，芽孢桿菌屬，是微生物菌劑的一個菌種，既能產生生長素、細胞分裂素促進植物生長，又能抑制真菌、細菌、病毒和病原體[8-11]。亟需研究不同活芽孢數量的枯草芽孢桿菌制劑防治棉花立枯病和黃萎病的適宜劑量。【擬解決的關鍵問題】設置枯草芽孢桿菌10×108、15×108、30×108活芽孢/g 3個處理，進行棉花播種前種子處理，并分析不同處理對棉花立枯病、黃萎病的發生，以及對產量和纖維品質相關性狀的影響，為該藥劑的科學使用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

棉花品種為魯棉研1141。試驗藥劑為10×108、15×108、30×108活芽孢/g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑(萎菌凈)，保定市科綠豐生化科技有限公司提供。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2020年在山東省農業科學院經濟作物研究所試驗站(臨清)進行，試驗田為多年連作棉田，肥力較高，排灌條件良好，歷年種植棉花，發病均勻且較重，設3個藥劑處理和1個對照處理，隨機排列，重復3次，每處理小區面積333.5 m2(0.5畝)，共12個小區。

棉花播種前，使用少量水將棉種潤濕，按照藥種比1∶10拌種處理，使藥劑均勻包裹種子，晾干后播種。播種后，精心管理，苗期防治苗蚜、地下害蟲等。進入雨季前，保持田間的濕度，其他管理同大田。

1.2.2 調查1.2.2.1 病害

定苗前，每小區隨機選取5個點，每點連續調查50株，田間統計死苗情況；每小區采用3點取樣，每點拔苗50株，分級調查立枯病。黃萎病在7月底和8月中下旬的發病高峰期調查，每小區隨機選取3個點，每點連續20株，分級調查。表1

表1 棉花病害調查分級標準Table 1 Classification standards of cotton diseases

1.2.2.2 產量和品質性狀

9月10日，每小區選擇有代表性的連續20株調查單株結鈴數。每小區隨機取3個點，每點5株棉花，全收并記錄采收的鈴數，曬干后籽棉稱重，計算全株鈴重；用小皮輥軋花機軋花，皮棉稱重，計算衣分；軋花得到的種子數籽指；取出軋花皮棉30 g于中國農業科學院棉花研究所農業農村部棉花品質監督檢驗測試中心進行纖維品質測試。各小區中間2行分次收獲，曬干計產，折合成籽棉單產。

1.3 數據處理

根據病害調查的結果計算病株率(Ri)、病情指數(DI)和防治效果(E)[12]。

式中:Ri-病株率；ni-發病株數；nt-總株數。DI-病情指數；dc-相應病級；nc-各病級病株數；nt-總株數；E-防治效果。

采用Excel 2013和IBM SPSS Statistics 26軟件對數據進行處理，用Duncan’s新復極差法對產量和品質相關指標進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 枯草芽孢桿菌對立枯病的防治效果

研究表明，3個處理對立枯病均有效果，病情指數顯著下降，其中15×108活芽孢/g處理的病株率和病情指數最低，防治效果最好，防效達44.31%。3個處理的死苗率下降，其中15×108和30×108活芽孢/g處理的死苗率顯著低于對照。表2

表2 立枯病發病Table 2 The incidence of Damping-off

2.2 枯草芽孢桿菌對黃萎病的防治效果

研究表明，3個拌種處理對黃萎病的發生均有不同程度減輕。10×108活芽孢/g處理效果不顯著，15×108和30×108活芽孢/g處理對黃萎病的防治效果顯著，病株率和病情指數顯著低于對照，其中15×108活芽孢/g處理防治效果最好，達70.71%。表3

表3 黃萎病發病Table 3 The incidence of Verticillium wilt

2.3 枯草芽孢桿菌對產量及產量構成的影響

研究表明，3個拌種處理的籽棉產量均有提高，15×108和30×108活芽孢/g處理的籽棉產量顯著高于對照，增產率達分別為20.1%和24.3%。單鈴重隨處理活芽孢數量的增加有所增大，15×108和30×108活芽孢/g處理的鈴重顯著大于對照，各處理間的衣分、籽指和單株鈴數均沒有明顯差異。表4

表4 產量及產量構成Table 4 Analysis ofoutput and yield composition

2.4 枯草芽孢桿菌對纖維品質的影響

研究表明，枯草芽孢桿菌拌種處理對上半部平均長度、整齊度指數、馬克隆值、斷裂比強度和伸長率均沒有明顯影響。表5

表5 纖維品質Table 5 Anlysis of fiber quality

3 討 論

枯草芽孢桿菌是一種高效環保的活體制品[13]，其有效功能活菌在土壤中形成優勢菌群，活化土壤養分，增加根系活力，產生植物生長調節劑從而促進植物生長；通過分泌抗生素拮抗病原菌、與病原菌爭奪營養和生態位從而有效防治植物病害[14]，土地連作障礙也得到有效緩解。

師勇強等[12]研究發現，枯草芽孢桿菌滴灌處理后黃萎病病指顯著降低，防治效果達40%，而產量和纖維品質沒有明顯影響。李金文等[15]進行了10×108活芽孢/g枯草芽孢桿菌防治棉花黃萎病的試驗，發現拌種處理、苗床處理和蕾期根部噴霧均可有效防治黃萎病，拌種處理效果最好，防效達80.5%。婁善偉等[16,17]研究中發現，枯草芽孢桿菌隨水滴施和種子包衣既能防治黃萎病，又能顯著增加產量。李海濤等[5]研究表明，枯草芽孢桿菌Jaas ed1菌劑苗期和現蕾期灌根處理防治棉花黃萎病效果可達53.2%，籽棉產量和皮棉產量也得到提高。研究采用3個不同活芽孢數量的枯草芽孢桿菌可濕性粉劑拌種的方式，對棉花種子進行處理。試驗中3個拌種處理均降低了棉花立枯病和黃萎病的病株率和病情指數，死苗率也顯著下降，其中15×108活芽孢/g處理防治立枯病和黃萎病效果顯著，且顯著增加了鈴重和籽棉產量，而對纖維品質沒有明顯影響。枯草芽孢桿菌無論是采取拌種、包衣、噴霧還是滴灌，無論是在西北棉區、長江流域還是黃河流域都能較好地防治棉花黃萎病，并能不同程度的使產量有所提高。

4 結 論

枯草芽孢桿菌拌種處理能減少棉花死苗率，降低棉田立枯病和黃萎病的病株率和病情指數，提高鈴重和籽棉產量，而對其它產量構成因子和纖維品質均無明顯影響。其中以15×108活芽孢/g處理防治病害效果最顯著，并且能夠明顯提高產量，可用于防治棉花立枯病和黃萎病。