菌糠基質與生防菌處理對西瓜2種苗期病害的防控效果評估

徐秀蘭，蘆 鈺，邱艷紅，張海軍，孫鳳堂，孫曉紅

（1.北京市農林科學院 蔬菜研究所，北京 100097；2.山東魯壽種業有限公司，山東 壽光 262700；3.北京市農林科學院 生物技術研究所，北京 100097）

我國西瓜生產和消費均居世界首位，種植面積和數量日益增多。隨著西瓜工廠化育苗和嫁接技術的廣泛普及，育苗時期播種密度高、溫室或大棚濕度大、嫁接操作不當等不利因素均有利于苗期病害的傳播與擴散。苗期病害多數為種傳病害和土傳病害，如常見的西瓜細菌性果斑病和西瓜枯萎病等，可在育苗階段迅速傳染，在2周內就可引起幼苗大量發病，嚴重威脅種苗健康。苗期病害造成缺苗斷壟，延誤種植時期，帶來無法預估的經濟損失。育苗廠為防控苗期病害往往噴施過量藥劑，不僅增加了育苗成本，而且長期大量使用藥劑會導致病菌產生抗藥性，從而增加了病原菌抗性變異的風險。

菌糠又名菌渣，是食用菌收獲后殘留的培養料廢棄物。食用菌培養料主要由粉碎的秸稈、棉籽殼、木屑、玉米芯構成，經種植食用菌后的培養料結構變得疏松多孔，富含有機質及微量元素，可直接被植物吸收利用。將菌糠處理后代替草炭作為育苗基質可提高番茄種子出苗率，促進幼苗生長，且已有報道表明菌糠基質對土傳病害也有一定防效。

利用土壤中或植物根際的生防微生物，通過生態位競爭、抑制作用等方式對病原菌進行隔離、消除，達到保護植物健康生長的目的，這種“以菌治菌”的方法是植物病害綠色防控的重要技術之一。大多數生防菌如枯草芽孢桿菌（）、熒光假單胞菌（sp.）等同時也是植物促生菌，具有壯苗和誘導植物抗性的作用。貝萊斯芽孢桿菌（，）是近年來開發的生防細菌，在自然界中分布廣泛，易于分離和培養，對人畜無害，不污染環境，其代謝產物豐富，具有廣譜抗菌活性和較強的適應性，具有抑制真菌和細菌的作用，同時該菌具有生長快、穩定性好的特點，近年來得到了越來越廣泛的研究和應用。

該研究以香菇菌糠、草炭、蛭石為主要原料配制菌糠基質，檢測了基質的理化特性。采用溫室育苗評估的方法，測試評估比較了常規基質、菌糠基質及配合生防菌噴施對西瓜苗期種傳病害果斑病與土傳病害枯萎病的防控效果，以期為開發菌糠育苗基質，減少育苗期農藥使用量，發展我國節約環保新型種苗處理技術提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗西瓜種子、菌株及培養方法

供試西瓜品種為‘京欣2號’；細菌性果斑病病原菌（）Xu3-14及瓜類枯萎病病原菌（f.sp.）Xu20-03，由北京市農林科學院蔬菜研究所種子與產品質量檢測研究室分離保存；生防菌（）SX01604，分離自平菇菌糠，由北京市農林科學院生物技術研究所農業微生物實驗室提供。

及菌株采用LB培養基活化培養，-80℃甘油保存；f.sp.采用PDA培養基活化培養，石蠟封層保存于4℃冰箱。

LB培養基配方：胰蛋白胨10 g·L、酵母提取物5 g·L、氯化鈉10 g·L。PDA培養基配方：馬鈴薯200 g·L、葡萄糖20 g·L、瓊脂20 g·L、蛋白胨5 g·L、磷酸二氫鉀3 g·L、硫酸鎂1.5 g·L。

1.2 基質制備

本研究選用的香菇菌糠為種植香菇采收后剩余的廢棄培養料。香菇種植的培養料配方：木屑（硬雜木）78%、麥麩20%、石膏2%。培養料經制棒、滅菌、接種、發菌管理、出菇管理以及采收后，得到廢棄香菇培養料，經粉碎并調整含水量至50%～55%后堆制腐熟，當堆體中心溫度達65～70℃時，翻堆，重復上述步驟直至堆體中心溫度為30～40℃時，再通過1 mm篩得到符合本研究要求的香菇菌糠。

菌糠基質制備：將香菇菌糠、草炭和蛭石按體積比2∶2∶1均勻混合，形成理化性狀穩定并能滿足幼苗生長需要的菌糠基質。

常規基質制備：將草炭、蛭石按體積比3∶1均勻混合，形成理化性狀穩定并能滿足幼苗生長需要的常規基質。

1.3 基質理化性質測定方法

基質容重與孔隙度的測定參照蒲勝海等的方法進行測定，將風干后的基質與去離子水按照1∶5（質量：體積）比例相混合，靜置2 h后取濾液進行pH和電導率值（EC）的測定。

1.4 病原菌制備及接種

將菌株在PF培養基平板上活化48 h后，挑取單菌落至200 mL LB液體培養基搖培過夜，12 000 r·min離心收集沉淀，用無菌水配置成濃度OD=0.8～1.0的菌懸液，將西瓜種子放入菌懸液中浸種4 h后，自然晾干，得到帶菌種子。將帶菌種子和健康種子以3∶7的比例混合，得到帶菌比率為30%的帶菌種子。

將f.sp.在PDA培養基平板上活化，28℃培養至長滿培養基（7～10 d），用內徑5 mm的打孔器打孔，將打孔后的菌塊收集起來，備用。種植時，先在72孔穴盤底部放入1/2的育苗基質，每個孔放入5～6個菌塊，再次放入1/4的育苗基質，每孔播種1粒種子后，將土鋪滿。

1.5 生防菌制備及噴施

將菌株在LB培養基平板上活化48h后，挑取單菌落至LB液體培養基搖培24 h，12 000 r·min離心收集沉淀，用無菌水配置成濃度約為10CFU·mL的菌懸液（OD=1.0），進行灌根和葉面噴施。

播種1周后取準備好的生防菌菌懸液進行灌根，每顆苗灌根500 μL菌懸液；出苗后再次進行葉面噴施，每穴盤噴施100 mL菌懸液。在進行生防菌處理時，其余處理使用等量的無菌水進行相同處理。

1.6 溫室試驗與測定

試驗設置4個不同處理，包括2種育苗基質（常規基質、菌糠基質）和2種基質分別配合生防菌噴施處理。使用人工接菌后的西瓜種子進行育苗試驗，采用72穴的育苗盤，設置4個重復，每個重復1個穴盤。培養于普通玻璃溫室，隨機區組分布。本試驗整體重復2次。

按照試驗設計進行播種，常規水肥管理。記錄出苗率，觀察幼苗果斑病、枯萎病典型癥狀，統計發病率。播種后5周，每個重復隨機抽取10株測定株高、鮮質量、葉綠素含量。

1.7 數據統計與分析

出苗率=播種14 d后出苗數/播種數×100%

發病率=播種21 d后發病數/出苗數×100%

病害抑制率=（對照發病率-處理發病率）/對照發病率×100%

本試驗數據采用Minitab 18軟件，Fisher LSD進行差異分析。

2 結果與分析

2.1 育苗基質的理化性質

各單一育苗基質容重差異顯著，菌糠容重最高，為0.50 g·cm，蛭石的容重僅為0.12 g·cm（表1）。與草炭相比，菌糠的總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度及pH值差異均不顯著，電導率值顯著提高。而2種混合基質的容重差異不顯著，菌糠基質的總孔隙度和持水孔隙度顯著提高；同時混合基質的pH值差異不顯著，均為中性，菌糠基質的電導率顯著低于常規基質。

表1 不同育苗基質理化性質分析

2.2 不同處理對西瓜苗期果斑病發病率的影響

人工接菌西瓜種子帶菌率為30%，采用常規或菌糠育苗基質以及是否噴施處理對幼苗出苗率無顯著影響，出苗率均達到94.9%以上（圖1）。播種于常規基質的帶菌種子，幼苗果斑病發病率為33.7%，常規基質+、菌糠基質、菌糠基質+這3種處理均顯著降低了西瓜幼苗果斑病的發病率，發病率分別為4.9%、10.8%、3.7%，病害抑制率分別達到85.5%、68.0%、89.0%。

圖1 不同處理對西瓜帶菌種子出苗率及果斑病發病率的影響

2.3 不同處理對西瓜苗期枯萎病發病率的影響

如圖2所示，菌糠基質相比常規基質顯著提高了西瓜種子的出苗率，達98.1%；而常規基質+，菌糠基質+與常規基質3個處理間的出苗率差異不顯著。菌糠基質與菌糠基質+處理顯著降低了幼苗枯萎病發病率，分別為1.4%、3.7%，相比常規基質的發病率15.1%，病害抑制率分別達到90.7%、75.5%。常規基質+處理幼苗枯萎病發病率為8.0%，病害抑制率為47.0%，但差異分析不顯著（＜0.05）。

圖2 不同處理對西瓜出苗率及枯萎病發病率的影響

2.4 不同處理對西瓜苗期生長情況的影響

如表2所示，與常規基質相比，菌糠基質和菌糠基質+處理顯著降低西瓜幼苗株高（＜0.05）；相比常規基質，常規基質+Bv、菌糠基質和菌糠基質+3個處理的幼苗鮮質量差異均不顯著。通過鮮質量/株高比值的數據分析可以發現，菌糠基質與菌糠基質+2個處理的比值顯著高于常規基質、常規基質+，即幼苗更健壯（＜0.05）。此外，4個處理的西瓜幼苗的葉綠素含量差異不顯著。

表2 不同處理對西瓜幼苗生長的影響

3 結論與討論

基質影響作物對水分養分的吸收、運輸和利用。因此，基質的理化性質是評價基質質量的重要因素。其中，容重影響基質的機械性能，孔隙度主要影響基質的通透性。基質的各項理化指標應保持在合適的范圍內，過高或過低均不利于作物生長。研究表明，受栽培原料成分、菌種以及出菇的次數等因素影響等，菌糠的理化性狀和營養成分差異顯著。該實驗中所用菌糠為種植過香菇的廢菌棒加工而成，其容重為0.50 g·cm，pH值7.04，電導率值為2.30 mS·cm。與草炭、蛭石混合后，得到的菌糠基質容重、孔隙度、pH值及電導率值等理化指標均在適宜作物生長范圍內。

菌糠中含有豐富的有機質、生物活性成分以及多種可溶性有機營養，是理想的栽培基質。研究表明，在基質中適量添加菌糠，有利于番茄、西瓜、辣椒等蔬菜作物育苗，在提高蔬菜的株高、根長、葉面積的同時，還可以有效降低病害的發生。此外，孫曉紅等用香菇菌糠、草炭和蛭石混合而成的育苗基質可有效降低作物病情指數40%。本研究中，與常規基質相比添加菌糠的基質可顯著促進壯苗生成，同時降低瓜類細菌性果斑病和西瓜枯萎病的發病率。種子萌發過程中感染枯萎病會導致出苗率下降，本試驗中，添加菌糠基質可抑制土傳枯萎病害發生，從而顯著提高了出苗率，菌糠基質對其他土傳病害是否有防效，后續可開展進一步的研究。

生防菌貝萊斯芽孢桿菌對多種植物病原菌具有抗菌活性。的抑菌活性主要由其自身特性及代謝活性產物決定，徐淑琴等分析比較不同菌株的抗病性發現，不同菌株產生的抗性物質和抑菌效果不同。菌株G341對多種植物病原菌具有拮抗作用。Yu等于2018年自我國南方農場中分離得到的兩個菌株Y6和Y7對青枯病菌有強烈的拮抗作用，同時可以顯著抑制番茄枯萎病的田間發病率，抑制率約為50%。本研究中使用的Bv菌株SX01604對西瓜細菌性果斑病菌和枯萎病菌均有顯著防控效果。菌糠基質+菌液后，對2種病害的抑制率分別達到89.0%和75.5%。

綜上所述，菌糠育苗基質及生防菌菌株SX01604處理均可有效抑制西瓜苗期果斑病和枯萎病，結合2種處理方式對果斑病的防控效果更優。同時，菌糠基質可以促進西瓜幼苗生長，有利于提升苗期的抗逆能力。本研究為西瓜苗期病害防控提供了新的技術支持。