蟲砂復合微生物菌劑2種施用方式對棉花生長發育及防控黃萎病的影響

摘 要：【目的】通過白星花金龜蟲砂與黃萎病生防菌相結合，研究棉花黃萎病綠色防控技術，分析兩者協同作用下不同施用方式對棉花生長發育及防控黃萎病的影響，為棉花黃萎病的綠色防控和棉花產業可持續發展提供參考。

【方法】設置蟲砂復合枯草芽孢桿菌（LD-KC）、解淀粉芽孢桿菌（LD-JDF）、哈茨木霉（LD-HC）、中棉菌樂土（LD-ZM）4種組合，分別以蟲砂復合生防菌全量基施（TBF）和蟲砂基施+生防菌追施（BF+DBM）2種方式施入田間，在棉花全生育期測量生長發育和產量指標，在黃萎病發病期調查棉花黃萎病病情指數。

【結果】BF+DBM組的棉花生長發育指標（株高、莖粗、果枝始節高等）優于TBF組，以LD-JDF和LD-ZM表現較好；BF+DBM組籽棉增產效果明顯，顯著高于TBF組和對照組（CK），BF+DBM籽棉增產在24.37%～33.40%，LD-JDF組增產最高，增產率達33.40%，其次為LD-HC，增產率為31.10%。黃萎病發生初期，TBF組的病情指數在3.80～5.85，LD-JDF處理對棉花黃萎病的防效較高，達到44.36%，BF+DBM組病情指數在2.50～5.33，LD-HC處理下的病情指數最低，防效為63.40%，黃萎病發生后期，TBF組和BF+DBM組病情指數分別在27.00～31.67、21.67～30.83，均為JDF防效最高，分別達到19.00%、34.98%。

【結論】在棉花整個生育期內，蟲砂基施+生防菌追施能有效促進棉花的生長發育，對棉花黃萎病的防治效果較佳，且增產效果較為顯著，以LD-JDF增產效果最佳，蟲砂基施和生防追施相結合的施用方式。

關鍵詞：棉花黃萎病；生物防治；蟲菌復合；施用方式；防病增產

中圖分類號：S435.62"" 文獻標志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）12-2861-11

0 引 言

【研究意義】棉花黃萎病是由大麗輪枝菌（Verticillium dahliae）引起的土傳維管束病害，影響棉花的品質和產量，嚴重發生時可導致減產80%^［1］。目前，防治棉花黃萎病的手段多集中在輪作倒茬、抗病育種及化學防治等，輪作倒茬和抗病品種的選育費時費力，實施過程較難^［2，3］。目前生物防治被廣泛應用于農業生產中，成為一種重要防治土傳病害的方法之一，采用“以菌（拮抗菌/生防菌）治菌（病原菌）”是最具有發展潛力的防治手段之一^［4-9］。生防菌的定殖能力決定其防治效果^［10-13］，增強生防菌在土壤當中的定殖、自然增殖能力是提高防效的關鍵^［14］。【前人研究進展】劉海洋等^［17］研究表明，生防菌在土壤中定殖、自然增殖能力較差，還需增施有機肥提供有機質等。棉稈經白星花金龜（Protaetia brevitarsis Lewis）幼蟲過腹轉化的蟲砂（Larvae dung-sand，LD）氮磷鉀總量為9.04%，有機質含量為54.8%，具有作為肥料應用的潛力^{［18，19］}。張廣杰等^{［20，21］}研究表明，蟲砂復合生防菌還田，在促進棉花生長發育及防控棉花黃萎病上具有初步成效。【本研究切入點】生物有機肥結合生防菌防控棉花黃萎病是當前的研究熱點^［15］，然而，兩者協同作用在棉花黃萎病防治方面的表現尚需研究^［16］，例如在兩者的協同方式、施用方式等方面尚缺乏深入分析。需探究蟲砂復合不同生防菌2種施用方式對棉花生長發育及防控黃萎病的影響。【擬解決的關鍵問題】設計蟲砂復合4種微生物菌劑，以全量基施和蟲砂基施+生防菌追施2種施用方式，蟲砂復合4種棉花黃萎病生防菌，在蟲砂和生防菌總施用量相同的情況下，分別以蟲砂復合生防菌全量基施和蟲砂基施+生防菌追施2種施用方式施入田間，探究蟲砂與生防菌在不同施用方式下對棉花生長發育和黃萎病發生的影響，為蟲砂和生防菌資源利用開辟新途徑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地選取位于新疆昌吉回族自治州瑪納斯縣包家店鎮新疆農業大學瑪納斯科研基地（44°13′49″N，86°23′3″E）。

白星花金龜蟲砂（基地自產），棉花品種為新陸早82號（新疆華綠種業科技有限公司），棉花黃萎病菌劑購自中國農業科學院棉花研究所（菌株類型為新疆棉田常見的棉花黃萎病種，菌核型，落葉型，有效菌含量為1.0×10⁸/g），枯草芽孢桿菌（貝萊斯芽孢桿菌，實際活菌數≥2 000×10⁸/g），解淀粉芽孢桿菌EZ99（實際活菌數≥50×10⁸/g），中棉菌樂土（有效成分：作物內生拮抗真菌及代謝物、地衣芽孢桿菌、淡紫紫孢菌和枯草芽孢桿菌等，有效活菌數≥30×10⁸/g，接種量5‰），哈茨木霉微生物菌劑（浙江新農化工銷售有限公司），高壓滅菌鍋（立式壓力蒸汽滅菌器，YXC.5CS.1，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司），葉綠素儀（TYS-B，浙江托普云農科技股份有限公司），游標卡尺（滬工數顯卡尺， 0～150 mm）等基地自有。

1.2 方 法

病田按照45g/m²接種棉花黃萎病病菌，設置蟲砂復合生防菌全量基施（Total base fertilizer，TBF）和蟲砂基施+生防菌追施（Base fertilizer+dressing microbial agents，BF+DBM）2種施用模式；播種前蟲砂作為底肥一次性施入，分別在苗期、蕾期、花期施入生防菌劑，6個處理分別為：蟲砂復合枯草生防菌肥（簡稱LD-KC，下同）；蟲砂復合解淀粉生防菌肥（LD-JDF）；蟲砂復合哈茨生防菌肥（LD-HC）；蟲砂復合中棉生防菌肥（LD-ZM）；蟲砂（LD）；空白對照（CK），3個重復（LD均以1 500 kg/hm2的重量復配）。采用隨機區組設計，每個處理為4 m×2.3 m的種植小區，相鄰小區之間設有0.7 m的過道，采用棉花播種機劃行，將稱好的蟲砂生防菌肥按照小區圖均勻撒施在播種帶上，翻入地表，并再次平整好土地，待播種結束、棉花出苗后、調查棉花出苗率前將過道上的棉花拔除，分出小區并插牌記錄。圖1

出苗率調查時，每個小區隨機選取膜邊任一雙行，在5 m行長的中間1 m，調查出苗數，按照理論播種數調查出苗率。并在中間1 m的兩行上各選連續5株棉苗，作為后期棉花生長發育情況調查樣本，并于苗期、盛蕾期、盛花期、盛鈴期調查株高、莖粗、葉齡、葉綠素含量、果枝始節高、果枝臺數和棉桃數等生長發育指標。并于收獲期進行小區實收測產。待黃萎病發生初期，每10 d調查1次各種植小區樣本株棉花黃萎病發生與否，并記錄病級和計算病情指數。

病情指數=［∑（各級病株數×相應病級）/調查總株數×最高病級（4）］×100；（1）

防效（%）=（對照病情指數-處理病情指數）/對照病情指數×100。（2）

1.3 數據處理

運用SPSS 26.0進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），對不同處理間的差異進行Duncan多重比較分析（Plt;0.05）。應用Microsoft Excel 記錄、整理數據和繪制表格，用Origin 2022作圖。

2 結果與分析

2.1 蟲砂復合生防菌2種施用方式對棉花株高的影響

研究表明，蟲砂復合生防菌以基施和追施2種方式還田對棉花株高的影響，苗期時，基施組LD處理表現顯著性差異，追施組LD-JDF達到顯著性差異水平，在蕾期，追施處理下的株高略高于基施處理，基施組中，LD達到顯著性差異水平，追施組中以LD-JDF和LD-ZM表現最佳，到盛鈴期，基施組的株高在83.54～90.54 cm，各處理間差異不顯著，追施組的株高在85.67～100.36 cm，其中LD-KC、LD-JDF、LD-HC、LD-ZM略高于基施組，LD-JDF與同組CK相比表現顯著性差異。圖2

蕾期時基施處理組中，LD處理達到顯著性差異水平，追施組中，LD-KC表現最佳，其次為LD-JDF和LD-ZM，追施組莖粗指標略高于基施組，到盛鈴期，基施組的莖粗在8.55～9.96 mm，以LD-KC表現最佳，追施組莖粗在8.74 ～9.97 mm，LD-JDF和LD-ZM達到顯著性差異水平，2種還田方式處理下的莖粗差異較小。圖3

在葉齡指標上，蕾期時，基施處理下的蟲砂復合生防菌無顯著性差異，追施組中LD-ZM表現較好，達到顯著性差異水平，其他各處理間差異不顯著，整體與基施組差異不大，盛鈴期時，基施組葉齡在10.27～12.03，LD-KC表現顯著性差異，追施組的葉齡在11.1～12.07，各處理無顯著性差異，2種還田方式對棉花莖粗影響不大。圖4

在棉花蕾期，基施處理中LD對棉花的果枝始節高達到顯著性差異水平，追施組的6個處理間無顯著性差異，盛鈴期時，基施組與追施組中各處理均未達到顯著性差異，果枝始節高分別在32.49～37.22 cm、32.73～39.84 cm，追施組略高于基施組。圖5

在棉花果枝臺數指標中，蕾期時基施處理組LD-JDF、LD表現較好，但各處理間無顯著性差異，追施組LD-ZM達到顯著性差異水平，到盛鈴期，基施組果枝臺數范圍在5.63～7.4，以LD-KC處理下的果枝臺數表現最佳，其次為LD-JDF，追施組果枝臺數范圍在5.63～7.03，LD-ZM表現顯著性差異，效果較佳。圖6

蕾期時2種還田方式對棉花葉綠素含量差異不大，基施處理下LD-ZM達到顯著性差異水平，其次為LD，追施組中LD-KC表現最好，在盛鈴期，基施組6個處理間無顯著性差異，葉綠素含量SPAD值為65.27～68.69，追施組葉綠素含量SPAD值在65.23～69.61，LD-HC 表現最佳，其次為LD處理的葉綠素含量較高。圖7

2.2 蟲砂復合生防菌2種施用方式對棉花黃萎病發生的影響

研究表明，基施與追施處理組下棉花黃萎病發生的病情指數，在4個調查日內均無顯著性差異，在棉花黃萎病發生初期（第1次調查），基施組的病情指數在3.80～5.85，LD-JDF處理對棉花黃萎病的防效較高，達到44.36%，其次為LD-HC，防效為26.79%，LD-KC病情指數最高，防效最差，追施組病情指數在2.50～5.33，LD-HC處理下的病情指數最低，防效為63.40%，LD-KC表現較差，在棉花黃萎病發生的高峰期及后期（第3次、第4次調查），2種還田方式下的各處理間均未達到顯著性差異水平，在第4次病情指數調查中，基施組病情指數在27.00～31.67，以LD-JDF表現最好，病情指數最低，防效為19%，其次為LD-HC處理，防效為12.5%，追施組病情指數在21.67～30.83，LD-JDF防效最高，達到34.98%，其次為LD-HC和LD-ZM，防效均為24.99%，基施組與追施組相比，追施對黃萎病的防治效果優于基施。表1，圖8

2.3 蟲砂復合生防菌2種施用方式對棉花產量的影響

研究表明，相同施用量下，2種還田方式對棉花出苗率未達到顯著性差異，基施處理中LD-ZM和LD-JDF的出苗率相對較高，分別為83.33%±4.17%、83.33%±4.81%，在追施組中，LD-KC出苗率最高，為86.11%±6.05%，相較于基施組的出苗率，追施組整體偏低。

在單株鈴數上，LD-ZM在2組中達到顯著性差異水平，基施組單株鈴數在4.7～5.37，LD-HC表現較差，追施組單株鈴數在5.07～6.57。

基施與追施組均達到增產效果，基施組LD-JDF表現最佳，增產率達9.84%，追施組LD-JDF增產率最高，達到33.40%，其次為LD-HC，增產率為31.10%，追施產量明顯高于基施組。表2

3 討 論

3.1 蟲砂復合生防菌2種施用方式對棉花生長發育的影響

試驗以蟲砂復合生防菌全量基施和蟲砂基施+生防菌追施2種還田方式，探究對棉花生長發育的影響。研究結果表明，基施組LD-KC和LD對棉花的生長發育表現較好，追施組以LD-JDF和LD-ZM表現較好，李俊等^［22］研究表明，枯草芽孢桿菌對棉花的促生作用效果明顯，對株高、莖粗、葉綠素含量均有一定的促進作用，對棉花無不良影響，與試驗研究結果一致。

史長旭等^［23］研究表明，適當比例的蟲砂會對辣椒和黃瓜的生長有促進作用，由此看出，蟲砂本身具有促進作物生長的作用，有文獻研究^［24］指出可以通過改進生防菌的使用方法來提升生防菌的拮抗效果，試驗研究結果表明，采用蟲砂基施+生防菌追施施用方式對棉花生長發育促進效果優于基施處理，可能與蟲砂為生防菌提供營養物質有關，因此蟲砂可作為營養載體與生防菌復配施用。

3.2 蟲砂復合生防菌2種施用方式對棉花黃萎病防效的影響

田間防效結果表明，相同施用量下，2種還田方式的各處理間均未達到顯著性差異水平，基施組病情指數范圍在27.00～31.67，以LD-JDF表現最好，病情指數最低，防效為19%，追施組病情指數范圍在21.67～30.83，LD-JDF防效最高，達到34.98%，生防菌在土壤中的生防效果由其定殖、增殖能力決定，陳英化等^［25］研究結果與試驗結果一致，解淀粉芽孢桿菌可以防治土壤中的黃萎病菌，研究中未開展生防菌定殖能力檢測，下一步還需進行生防菌在土壤中蟲砂上的定殖、增殖能力測定，劉海洋等^［17］研究中提到生防菌在20～40 cm土層中的定殖量較低的問題，也需進行施用深度的優化。

追施組LD-HC也表現較好防效，且高于基施組LD-HC處理，匡志豪等^［26］研究表明，哈茨木霉以浸種、灌根和葉面噴施3種施用方式處理煙株，灌根處理能有效提高煙株生長質量，降低煙草黑脛病發生，在試驗設置2種施用方式中，黃萎病發生初期，部分基施處理防效高于追施處理，到后期，追施組防效優于基施處理，可能與蟲砂復合生防菌基施后，短時間內建立起的微生物群落對黃萎病有短暫防治效果有關，而在蟲砂基施+生防菌追施的方式下，生防菌作用時間更長，效果更顯著，因此對于蟲砂復合生防菌對黃萎病的作用機理還可進行深入研究。

3.3 蟲砂復合生防菌2種施用方式對棉花產量的影響

基施組6個處理均有增產，增產率在2.66%～8.56%，其中LD-JDF增產率達到8.56%，追施組增產率在24.37%～33.40%，LD-JDF在組內增產率最高，達到33.40%，追施組增產效果顯著高于基施組和對照，而LD處理下產量略高于基施組，可能與蟲砂富含的氮磷鉀和有機質對棉花增產產生促進作用有關，但CK（空白對照）產量相對偏低，可能與整體未施肥有關。

4 結 論

4.1

在棉花整個生育期內，蟲砂基施+生防菌追施能有效促進棉花的生長發育，且追施組各處理防效均高于基施組，在棉花黃萎病發生初期，基施處理對棉花黃萎病的防效較高，LD-JDF處理達到44.36%，追施組LD-HC處理下的病情指數最低，防效均為63.40%，黃萎病發生后期，基施組和追施組均為JDF防效最高，分別達到19.00%、34.98%。追施組增產效果也較為顯著，LD-JDF處理增產效果最好，增產率達到33.40%，其次為LD-HC，增產率為31.30%，追施組增產效果顯著高于基施處理組和對照。

4.2 蟲砂基施和生防菌追施的施用方式能促進棉花的生長發育和產量，且對棉花黃萎病有較好的防治效果。

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Effects of two application methods of insect-sand compound microbial agent on cotton growth and control of Verticillium wilt

MENG Zhuo^1，2，3，TANG Xiaowen^1，3，ZHANG Guangjie^1，2，3，XU Andong2，YAN Yu^1，3，FU Rao^1，3，QIANG Song^1，2，3，JIANG Pingan2，MA Deying^1，2，3

（1." College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 2. Cotton Engineering Research Center of Ministry of Education， College of Agriculture，Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 3. Key Laboratory of Monitoring and Safety Prevention and Control of Agricultural and Forest Pests/ College of Agriculture Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 In order to explore the green control technology of cotton Verticillium wilt， the effects of two different application methods on cotton growth and control of verticillium wilt under the synergistic effect of Protaetia brevitarsis worm dung-sand and microbial agents will be clarified， in the hope of providing scheme reference for green control of the cotton disease and sustainable development of cotton industry.

【Methods】 Four treatments of larvae dung-sand combined with Bacillus subtilis （LD-KC）， Bacillus amyloliquefaciens （LD-JDF）， Trichoderma harzianum （LD-HC） and Zhongmian Junletu （LD-ZM） were set up， and total base fertilizer of the larvae dung-sand combined with microbial agents （TBF） and base fertilizer of larvae dung-sand+dressing microbial agents （BF+DBM） were used respectively.

【Results】 The growth and development indexes of cotton in BF+DBM group （plant height， stem diameter， first node of fruit branches， etc.） were better than those in TBF group， with LD-JDF and LD-ZM performing better. The yield increase of seed cotton in BF+DBM group was significantly higher than those in TBF group and control group （CK）. The yield increase of seed cotton in BF+DBM group was 24.37%-33.40%. The highest yield increase was achieved in LD-JDF group （33.40%）， followed by LD-HC （31.10%）. In the early stage of Verticillium wilt， the disease index of TBF group was 3.80-5.85， the disease index of LD-JDF treatment was higher， reaching 44.36%， the disease index of BF+DBM group was 2.50-5.33， the disease index of LD-HC treatment was the lowest， and the prevention effect was 63.40%. In the late stage of Verticillium wilt， the disease indexes of TBF group and BF+DBM group were between 27.00-31.67 and 21.67-30.83， respectively， and JDF had the highest control effect， reaching 19.00% and 34.98% respectively.

【Conclusion】 "During the whole growth period of cotton， the basic application of larvae dung-sand combined with semi-quantitative biocontrol bacteria plus semi-quantitative biocontrol bacteria topdressing can effectively promote the growth and development of cotton， and has a good control effect on cotton Verticillium wilt， and the effect of increasing production is more obvious. LD-JDF has the best effect of increasing production， and base fertilizer of larvae dung-sand+dressing biocontrol microorganisms.

Key words：Verticillium dahliae; biological control; insect-microorganisms compound; application mode; prevent diseases and increase production

Fund projects：Key Scientific R amp; D Program Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region （2022B02046）；Project of College Students' Innovation Training Program （dxscx2022010）

Correspondence author：MA Deying（1968-）， female， from Urumqi， Xinjiang ， professor，Ph.D.，master/doctoral's supervisors，research direction： green control of pests research，（E-mail）mdynd@163.com

JIANG Pingan（1965-）， male， from Lezhi，Sichuan，professor，Ph.D.， master/doctoral's supervisors，research direction：crop fertilization and agricultural digitalization technology， （E-mail）jiang863863@sina.com

基金項目：新疆維吾爾自治區重點研發計劃項目（2022B02046）；大學生創新訓練計劃項目（dxscx2022010）

作者簡介：孟卓（1998-），女，新疆博樂人，碩士研究生，研究方向為棉花黃萎病綠色防控，（E-mail）1349641389@qq.com

通訊作者：馬德英（1968-），女，新疆烏魯木齊人，教授，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為有害生物綠色防控，（E-mail）mdynd@163.com

蔣平安（1965-），男，四川樂至人，教授，博士，碩士生/博士生導師，研究方向為作物施肥及農業數字化技術，（E- mail）jiang863863@sina.com