擬康寧木霉78對馬鈴薯黑痣病防效及土壤酶活性的影響

2024-04-08 11:22:17李雯王天君臺蓮梅王悅

江蘇農業科學 2024年3期

李雯王天君臺蓮梅王悅

摘要：由立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）引起的馬鈴薯黑痣病是一種嚴重危害馬鈴薯的土傳病害。農業防治作為傳統防治措施并不能有效防控馬鈴薯黑痣病?；瘜W防治會對環境造成不可逆的破壞，也嚴重威脅了人們的生命安全。生物防治因其安全綠色便捷開始成為人們研究的熱點。為明確擬康寧木霉78對馬鈴薯黑痣病的防治效果和對土壤酶活性的影響。通過盆栽試驗結果表明，擬康寧木霉78可有效防治馬鈴薯黑痣病，其防效最高可達65.41%；該菌還可提高馬鈴薯植株塊莖質量，與對照相比增加了12.57%～24.74%。通過分光光度計測定，結果表明施入擬康寧木霉78可顯著提高土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶及過氧化氫酶活性，促進馬鈴薯植株的生長發育；其中木霉與腐殖酸復配處理效果最好，在苗期與對照相比該處理的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶及過氧化氫酶活性分別增加了68.22%、62.17%、15.80%和62.48%。表明擬康寧木霉78可以有效防治馬鈴薯黑痣病，提高植株塊莖質量和土壤酶活性，促進植物生長，增強植株抗病性。這不僅可為生防菌劑的合理施用提供科學依據，也可為黑龍江省馬鈴薯綠色防控提供理論基礎。

關鍵詞：馬鈴薯黑痣病；立枯絲核菌；擬康寧木霉；土壤酶；防效

中圖分類號：S435.32? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）03-0159-05

馬鈴薯黑痣病是由立枯絲核菌（Rhizoctonia solani Kühn）引起的土傳病害。早在20世紀，黑痣病就被報道可嚴重危害馬鈴薯種植產業。該病在我國南北地區均有分布，其發病率高達30%～50%，嚴重時甚至出現大面積絕收的現象［1-4］。此外，該病害還會引起馬鈴薯品質劣變，從而降低其商品性。

在馬鈴薯整個生育期均會發生黑痣病［5］。該病原菌可以入侵馬鈴薯的不同部位使其發?。?］。黑痣病病菌通常以菌絲體或菌核的形式越冬［7］。第2年，當環境條件適合病原菌生長時，菌絲生長并開始感染馬鈴薯幼苗，且在后期生長階段可繼續感染馬鈴薯的根、莖和塊莖［6］。該病原菌最適生長溫度為23 ℃。在高濕環境條件下病害發生嚴重。

目前，國內外常使用農業、化學和生物防治方法來防治馬鈴薯黑痣?。?-9］。農業防治可在一定程度上抑制病害發生的嚴重程度，但其時間過長且防治效果略低。化學防治主要通過化學藥劑進行防治，化學藥劑的防治效果有一定的時效性且會污染環境。隨著綠色農業的發展，生物防治已經成為國內對黑痣病的主要防治措施。崔巖等研究發現，俄羅斯木霉（Trichoderma rossicum）PT-29對馬鈴薯干腐病菌與黑痣病菌的抑制率達到70%［9］。郭成瑾等分離得到的哈茨木霉（Trichoderma harzianum）M-33 可抑制立枯絲核菌的生長，促進馬鈴薯植株的生長發育［10］。土壤中存在成千上萬的微生物，它們在代謝過程中可分泌某些酶［11］。而這些酶與植物的生長發育和抗病性緊密相關。趙忠娟等的研究表明，哈茨木霉ST02使椒樣薄荷根區土壤鹽濃度降低17.36%，顯著提高了纖維素酶和過氧化氫酶活性［12］。高長敏通過盆栽試驗研究發現，3株木霉菌可有效防治黃瓜枯萎病，提高土壤酶活性，促進黃瓜幼苗生長［13］。本試驗選用擬康寧木霉78，通過盆栽試驗研究不同處理對馬鈴薯黑痣病防效及根際土壤酶活性的影響，以期為生防菌劑的研發奠定基礎并提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試品種

供試馬鈴薯：延薯4號，種薯，由北大荒黑土薯業有限公司種薯研發中心提供。

1.1.2 供試菌種

供試菌：立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）AG-3、擬康寧木霉（Trichoderma koningiopsis）78，由黑龍江八一農墾大學病理研究室保存。

1.1.3 供試用土

試驗用土采自克山農場馬鈴薯田（pH值為7.3）。

1.1.4 供試地點及時間

試驗地點：黑龍江八一農墾大學盆栽場，試驗時間：2020年5—10月。

1.2 方法

1.2.1 擬康寧木霉78不同處理對黑痣病盆栽防效試驗

種薯催芽：挑選健康的芽長一致的馬鈴薯，對其表面進行消毒，然后將其切成大小一致的塊莖備用。

病原菌液的制備：在28 ℃、140 r/min條件下，將接有立枯絲核菌的PD液體培養基搖床培養 5 d 后，將其打碎，配制成1×103 CFU/mL菌懸浮液。

木霉菌劑的制備方法［7］：將培養的木霉菌液與無菌基質在無菌瓷盤上均勻混合，將其在28 ℃進行固體發酵，待其長滿瓷盤，將木霉固體發酵物晾干，將其粉碎后，制成菌劑。

木霉復配劑：木霉菌劑和腐殖酸按3 ∶2的比例混合制成。

試驗設4個處理（表1），每桶種植4塊馬鈴薯薯塊（每桶裝土7 kg），每桶按1.0%的施用量（體積比）接入病原菌菌液，再接入不同劑量的木霉菌劑，與土充分混勻，以空白處理作對照，每個處理5桶，重復3次。

采用Weinhold的地下莖分級標準在塊莖增長期和收獲期調查馬鈴薯黑痣病，并計算病情指數和防治效果［14］。

1.2.2 土壤酶活性測定

在馬鈴薯苗期、塊莖增長期和淀粉積累期，用抖根法在植株根際采集土壤樣品，進行土壤酶活性的測定［15-18］。每個處理重復4次。使用Solarbio公司的試劑盒對土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性進行測定。

1.3 數據統計

利用Excel和SPSS 22.0軟件進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯黑痣病的防效

2.1.1 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯黑痣病的防效

于馬鈴薯塊莖增長期和收獲期取樣調查馬鈴薯黑痣病，CK發病嚴重，接入擬康寧木霉78的處理發病較輕（表2）。CK處理的植株病情指數為64.00，塊莖病情指數為41.88。接入木霉菌A、B、C處理的病情指數均顯著低于CK（P<0.05）。B（木霉施用量為1.5%）處理的防效均高于A（木霉施用量為1.0%）處理。C（木霉復配劑）處理對馬鈴薯植株黑痣病的防效最高，達到了65.41%。B處理的塊莖防病效果最高，為43.05%，其次是C處理，為42.69%。

2.1.2 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯塊莖質量的影響

擬康寧木霉78不同處理A、B、C的塊莖質量均顯著高于CK（表3）。C（木霉復配劑）處理塊莖質量達到了440.7 g/株，高于A（木霉施用量為1.0%）、B（木霉施用量為1.5%）處理，較CK增加了24.74%。B處理的塊莖質量為426.3 g/株，與CK相比增加20.66%。結果表明，擬康寧木霉78可提高馬鈴薯單株塊莖的質量。

2.2 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯根際土壤酶活性的影響

2.2.1 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯根際土壤脲酶活性的影響

擬康寧木霉78不同處理A、B、C的土壤脲酶活性在3個時期均高于CK（圖1）。在塊莖增長期和淀粉積累期，B（木霉施用量為1.5%）處理的土壤脲酶活性顯著高于A（木霉施用量為1.0%）處理，較CK分別提高了38.53%、37.08%（P<0.05）。C（木霉復配劑）處理土壤脲酶活性在3個時期顯著高于B處理，較CK分別提高了68.22%、69.03%、53.63%。結果表明，擬康寧木霉78能在一定程度上提高馬鈴薯植株根際土壤脲酶活性。

2.2.2 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯根際土壤磷酸酶活性的影響

擬康寧木霉78不同處理A、B、C在各時期磷酸酶活性均顯著高于CK（圖2）。在生育期內磷酸酶活性呈現出先增高后降低的趨勢。C處理（木霉復配劑）磷酸酶活性在苗期、塊莖增長期和淀粉積累期均顯著高于A（木霉施用量為1.0%）和B（木霉施用量為1.5%）處理，較CK分別提高了62.17%、21.43%、57.36%（P<0.05）。結果表明，擬康寧木霉78可提高土壤磷酸酶活性。

2.2.3 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯根際土壤蔗糖酶活性的影響

CK在各時期蔗糖酶活性均略低于擬康寧木霉78不同處理（圖3）。在塊莖增長期和淀粉積累期，A（木霉施用量為1.0%）、B（木霉施用量為1.5%）、C（木霉復配劑）各處理間差異不顯著（P<0.05）。C處理蔗糖酶活性在苗期顯著高于其他處理，但B處理與A處理差異不顯著。結果表明，擬康寧木霉78能提高土壤蔗糖酶活性，促進植物的生長和發育。

2.2.4 擬康寧木霉78不同處理對馬鈴薯根際土壤過氧化氫酶活性的影響

CK在各時期過氧化氫酶活性均低于擬康寧木霉78不同處理，但B（木霉施用量為1.5%）、C處理間差異不顯著（圖4）。過氧化氫酶活性在生育期呈現出逐漸上升的趨勢。在苗期B處理過氧化氫酶活性顯著高于A（木霉施用量為1.0%）處理，較CK提高了23.90%。C處理（木霉復配劑）在淀粉積累期過氧化氫酶活性最高，與CK相比提高了62.48%。結果表明，擬康寧木霉78可顯著提高馬鈴薯植株根際土壤過氧化氫酶活性。

3 討論

3.1 擬康寧木霉78對馬鈴薯黑痣病的影響

目前有許多研究都是通過使用生防菌及其代謝產物來對植物進行病害防治［19-20］，促進植株生長［21］，同時還可以改善土壤微生物群落結構［22］，來提高植株的抗病性。近年來，木霉菌已成為十分重要的生防菌株。姚彥坡的研究結果顯示，哈茨木霉菌HNA14和HNA12能抑制馬鈴薯晚疫病和辣椒疫病病原菌生長、提高植株防御酶活性，促進植株生長，降低病害發生率［23］。潘瀟涵等研究發現，哈茨木霉VT9-3r對立枯絲核菌有較強的抑制作用，還可以促進馬鈴薯植株的生長發育［24］。謝奎忠研究發現，連作馬鈴薯大田施用哈茨木霉菌可提高土壤中細菌的相對豐度，有效防控馬鈴薯枯萎病，提高馬鈴薯產量［25］。Seyedbagheri研究發現，腐殖酸對馬鈴薯的根系發育有一定的促進作用，能顯著提高馬鈴薯的出苗率，同時還能縮短其生長周期［26］。本研究結論與之相吻合。這可能是由于腐殖酸添加到擬康寧木霉78的生長環境中有利于促生物質的合成。

本研究通過盆栽試驗發現擬康寧木霉78可有效防治馬鈴薯黑痣病，并可提高植株塊莖質量。擬康寧木霉78與腐殖酸復配的防治效果最好，可達到65.41%。

3.2 擬康寧木霉78對馬鈴薯根際土壤酶活性的影響

根際土壤是農業生態系統中十分重要的部分。不正確地使用農藥會導致根際土壤的理化性質惡化，導致養分失衡。但生物菌劑可以不破壞土壤達到為植物提供養分的作用，促進了植物生長，增強了抗病性，進而提高植物質量和產量。土壤中存在成千上萬的微生物，它們在代謝過程中可分泌某些酶，因此土壤中一些酶活性變化會隨著微生物數量的變化而變化。土壤酶的活性與土壤肥力關系密切［27-28］。劉智慧等發現木霉菌劑與有機肥混合施入土壤可提高土壤酶活性，提高土壤中細菌與放線菌的相對豐度，有效防治馬鈴薯黃萎?。?9］。研究發現，長柄木霉菌（Trichoderma longibrachiatum）ACCC 30150可提高黃瓜的土壤酶活性，促進植株生長［30］。武建華等研究發現，枯草芽孢桿菌能夠提高土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性，對馬鈴薯黑痣病、黃萎病均有較好的防治效果［31］。梁瑤研究發現，棘孢木霉TA5可提高黃瓜根際土壤酶活性，從而使土壤肥力獲得提高，促進植物的營養吸收［32］。李世貴研究發現，長柄木霉2號菌株可增加非根際土壤中細菌的數量，提高土壤過氧化氫酶活性，有效防控黃瓜枯萎?。?3］。陳建愛等研究發現，黃綠木霉T1010（Trichoderma aureoviride 1010）可提高土壤酶活性，對土壤生態環境進行改善，可以有效促進番茄根系的發育，從而提高番茄產量［34］。本試驗結果表明，施入擬康寧木霉78后，馬鈴薯根際土壤酶活性均顯著高于未施用擬康寧木霉78處理。這表明在土壤中施用擬康寧木霉78可有效促進土壤有機氮的轉化；促進過氧化氫在土壤中的分解，減輕了其對根部的危害，控制馬鈴薯黑痣病的發生，使土壤糖類物質增加，提高土壤中的速效磷含量，促進植株的生長發育［35］。

4 結論

擬康寧木霉78能有效防治馬鈴薯黑痣病，防效為56.80%～65.41%；還可提高馬鈴薯塊莖質量，與對照相比增加了12.57%～24.74%。擬康寧木霉78能顯著提高馬鈴薯根際土壤酶的活性，促進植株生長發育。

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