生防木霉菌T43對玉米莖腐病及土壤中莖腐病菌數量的影響

摘要：為明確生防木霉菌T43不同施加次數對玉米莖腐病的防治效果及對土壤中莖腐病菌（Fusarium graminearum）數量的影響，將濃度為2.5×105 CFU/mL的禾谷鐮孢菌孢子懸浮液施加到滅菌土壤中，1周后種植玉米種子，同時，分別向各盆栽土壤施加濃度為2.5×105 CFU/mL的木霉菌T43孢子懸浮液1～2次，2次施加時間的間隔為1周。每隔1周進行病情統計，計算盆栽玉米植株的病情指數和玉米莖腐病的防效，并采用稀釋涂布法對土壤中木霉菌T43和玉米莖腐病菌的數量變化進行比較與分析。結果表明，第9周時木霉菌T43處理2次的盆栽玉米莖腐病的病情指數為19.44，對莖腐病的防效達到72.00%；在0～9周內，玉米生防木霉菌T43的數量呈現先上升后下降的趨勢。其中，單獨施加莖腐病菌的對照組數量在第7周達到峰值，為1.83×108 CFU/g；木霉菌T43施加2次后，土壤中的木霉菌數量也在第7周達到峰值，為1.50×108 CFU/g。與對照組相比，木霉菌T43處理2次的防治效果最好，第7周時玉米莖腐病菌的數量僅有4.33×107 CFU/g，相較于病原菌對照減少了76.34%。綜上，木霉菌T43可有效地防治盆栽玉米莖腐病的發生，且能夠抑制盆栽土壤中莖腐病菌的繁殖。

關鍵詞：生防木霉菌；玉米；莖腐病；病菌數量；生防效果

中圖分類號：S182；S435.131.4+9" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）03-0128-05

邱新月，魏甜甜，許" 蓉，等. 生防木霉菌T43對玉米莖腐病及土壤中莖腐病菌數量的影響［J］. 江蘇農業科學，2025，53（3）：128-133.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.017

收稿日期：2024-03-07

基金項目：山西省基礎研究計劃（編號：202203021211270）；山西省重點研發計劃（編號：201903D211001-1）。

作者簡介：邱新月（1996—），女，河北滄州人，碩士研究生，從事植物病害與生物防治研究。E-mail：2624380002@qq.com。

通信作者：姚艷平，博士，副教授，從事植物病害與生物防治研究。E-mail：ypyao2002@163.com。

玉米莖腐病是一種世界范圍內普遍發生的土傳病害，能夠導致玉米出現倒伏、枯死、果穗下垂，甚至是植株死亡［1］，一般使玉米減產10%～25%，嚴重時可達70%以上，已成為玉米生產上亟需解決的問題［2］。目前，玉米莖腐病的防治主要依靠抗病品種和化學防治，但由于玉米品種的多樣性及差異性，導致針對性的品種抗病很難實現；而化學農藥的長期施用易導致病原菌抗藥性的產生，以及農藥殘留、環境污染和土壤微生物種群減少等一系列問題［3］。因此尋求一種安全高效、對環境友好的防治策略是目前玉米莖腐病防控中的首要任務。

木霉菌（Trichoderma spp.）具有良好的環境適應能力，能夠在自然界中廣泛存活，生長速度快和多重生防機制使其在植物病害防治中具有良好的優勢［4-5］。木霉菌可通過競爭、抗生作用、寄生作用來抑制病原菌的生長，可防治由立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）、灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）、多種鐮孢菌（Fusarium spp.）等病原菌引起的植物病害［6］。佟昀錚發現，哈茨木霉（T. harzianum）CCTH-2具有較強的重寄生作用，可纏繞病原菌菌絲，抑菌效果達到了82.83%［7］。耿肖兵研究發現，生防菌木霉菌48SJ7-1對玉米莖腐病防效達到了68.47%［8］。除此之外，木霉菌還可以改善土壤微生態，促進植物生長。曹健研究表明，淡紫擬青霉（Paecilomyces lilacinus）B10-1和綠色木霉（T. viride）B1-1可提高真菌的豐富度和多樣性，降低土壤中細菌菌群結構的多樣性和豐富度，降低尖鐮孢菌（F. oxysporum）的含量［9］。Samolski等發現，哈茨木霉可提高黃瓜植株根毛的數量和長度，增加根系表面積［10］。同時其他研究也表明，木霉菌在水稻根系定殖后可有效增長水稻根系、增強玉米植株根毛發育、增加根系生物量、使玉米根系生長增強等［11-13］。

本試驗以生防木霉菌T43為對象，研究木霉菌T43對玉米莖腐病的防治效果，并分析木霉菌T43對土壤中玉米莖腐病菌（F. graminearum）數量變化的影響，探討生防木霉菌T43的生防機制，為玉米莖腐病的生物防治提供理論依據。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料

1.1.1" 供試材料

供試菌株：玉米莖腐病菌為禾谷鐮孢菌（Fusarium graminearum，縮寫為FG）；生防菌為綠色木霉（Trichoderma viride）T43，均由山西農業大學植物病理重點實驗室提供。

供試玉米品種：玉米莖腐病感病品種，太育919。

1.1.2" 供試培養基

玉米培養基：參照周闖的方法［14］加以改進，將玉米浸泡在自來水中3 d，稱取 100 g 放入菌袋，并加入10 mL的1.5%葡萄糖溶液，于高壓滅菌鍋中121 ℃ 滅菌20 min。

綠豆培養基MB和馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基PDA參照劉焱琨的方法［15］進行制備。

1.2" 試驗方法

1.2.1" 玉米莖腐病菌FG孢子懸浮液的配制

將純化后的FG接入MB培養基中培養15 d后，采用血球計數板在顯微鏡下測定孢子濃度，配制成 2.5×105 CFU/mL的孢子懸浮液。

1.2.2" 綠色木霉T43孢子懸浮液配制

采用宿暢等的方法，并加以改進［16］。將活化后的綠色木霉T43接種于玉米培養基上培養7 d。用少量蒸餾水將培養基中的木霉T43分生孢子沖洗下來，單層紗布過濾后，采用血球計數板在顯微鏡下測定孢子濃度，將孢子濃度調整為2.5×105 CFU/mL。

1.2.3" 盆栽試驗

試驗于2021年8月中旬至10月上旬在山西農業大學植物保護學院農作站完成。

1.2.3.1" 土壤滅菌

8月中旬開始準備工作，首先采集多年玉米連作的田間土壤，將土壤于烘箱中進行150 ℃、3 h干熱滅菌，加入無菌水使土壤充分吸收后放置2 d［17］。

1.2.3.2 ""種子消毒

挑選大小均勻飽滿的成熟玉米種子，清水沖洗后用10% NaClO溶液消毒 5 min，采用無菌水清洗3遍后再浸泡20 min［18］。

1.2.3.3" 盆栽處理

利用無菌噴壺將60 mL玉米莖腐病菌FG孢子懸浮液均勻施加在盆栽土壤中。7 d后，每盆種植5粒消毒后的玉米種子。同時向各處理花盆中分別施加60 mL木霉菌T43的孢子懸浮液1次（T1）、2次（T2），施加間隔時間為7 d。以單獨施加木霉菌孢子懸浮液為木霉菌處理的對照（CK1、CK2），間隔時間為7 d；以單獨施加FG孢子懸浮液為玉米莖腐病菌FG處理的對照（CK3），以無菌水處理作為空白對照（CK0）。

1.2.3.4" 病情調查與統計

施加病原菌后的第2周時開始進行玉米植株取樣。將玉米根系完整的取出，進行玉米莖腐病的病情統計，計算病害防效。病情分級標準參考程星凱的方法［19］。

1.2.3.5" 數量檢測

盆栽土壤施加玉米莖腐病菌FG后，每隔1周采集玉米植株根系土壤2 g，每盆取3次，混勻風干過篩（20目）［20］。從中稱取1 g土樣放入裝有玻璃珠的錐形瓶中，再加入10 mL無菌生理鹽水在搖床中培養30 min，之后進行10倍梯度稀釋，取10-5、10-6、10-7進行涂布，28 ℃暗培養 3～5 d，進行木霉菌T43和玉米莖腐病菌FG的數量統計［21］。

土壤真菌數量根據以下公式計算［22］：

土壤真菌數量（CFU/g）=單菌落數×10×稀釋倍數土壤重量。

根據以下公式計算病原菌的抑制率［23］：

抑制率=T0-T1T0×100%。

式中：T0為處理前的菌落數量；T1為處理后的菌落數量。

1.2.4" 數據處理與統計分析

試驗數據均采用Microsoft Excel 2016進行統計，利用Origin 2019b 32Bit進行作圖。

2" 結果與分析

2.1" 木霉菌T43對玉米莖腐病的防治效果

由圖1-a可知，土壤中單獨施加玉米莖腐病菌FG（CK3）后，前3周玉米莖腐病未發生，其病情指數為0；第4周時玉米植株開始出現發病癥狀，病情指數為13.89，隨著時間的延續莖腐病病情逐漸嚴重，第9周時玉米植株的病情指數高達69.44。施加1次木霉菌T43（T1）進行防治后，玉米植株同樣在第4周開始出現發病癥狀但病情指數僅為8.33，之后隨著時間的延長，在第9周時發病最為嚴重，病情指數為41.67。施加2次（T2）木霉菌T43的玉米植株在第5周開始發病，第9周時發病情況最為嚴重，病情指數為19.44。

由圖1-b可知，前3周所有處理中玉米植株不發病；第4周木霉菌T43處理1次對玉米莖腐病的防治效果為40.00%，第7周時防效最高，達68.75%，后又逐漸下降，第9周時降至40.00%。木霉菌T43處理2次對玉米莖腐病的防治效果最好，其防效呈現先下降后上升最后下降的趨勢，第5周時該處理玉米植株開始發病，防效為85.71%，之后在第6周時防效到達第2次高峰，達90.91%，之后逐漸下降，第9周時防效為72.00%，但仍高于其他處理。說明木霉菌處理次數不同，對玉米莖腐病的防效不同，但均表現出較好的病害防治作用。

2.2" 盆栽土壤中玉米莖腐病菌FG的數量變化

由圖2可知，土壤中施加玉米莖腐病菌FG后，其數量變化呈現先上升后下降再次上升至最高點后迅速下降的趨勢。病原菌FG數量從第1周開始逐漸上升，至第3周到達第1個高峰，數量達 4.33×107 CFU/g，之后逐漸下降；從第4周開始，玉米莖腐病菌FG數量又再次上升，并于第7周時至最高峰，數量達1.83×108 CFU/g，然后又迅速下降。雖然在測定時間段內病原菌的數量變化有所浮動，但玉米莖腐病菌FG的數量總體表現為上升趨勢，說明土壤中施加玉米莖腐病菌FG后，其可在土壤中長期存活并逐漸繁殖。

2.3" 盆栽土壤中綠色木霉T43的數量變化

由圖3可知，不同施加次數的木霉菌數量在土壤中均呈現先上升后下降的趨勢。CK1與CK2處理在第7周到達菌落數量高峰，分別為 9.33×107 CFU/g 和1.50×108 CFU/g，隨后1周CK1和CK2的木霉數量均開始逐漸下降，且CK2處理后的木霉數量仍高于CK1。木霉菌T43在土壤中的數量變化說明木霉菌可在土壤中長期存活并大量繁殖，且繁殖規律與木霉菌的施加次數和施加量

密切相關。

2.4" 木霉菌T43對土壤中玉米莖腐病菌FG數量的影響

盆栽土壤中先后施加玉米莖腐病菌FG和木霉菌T43后，由圖4可知，與僅施加玉米莖腐病菌FG的CK3相比，木霉菌處理后土壤中的玉米莖腐病菌FG數量均呈現先上升后下降的趨勢，其中T2的處理效果最優，與CK3具有明顯差異。在第7周時，處理T2中的玉米莖腐病菌FG數量最少，僅為 4.33×107 CFU/g，相較于CK3降低了76.34%；處理T1中的玉米莖腐病菌FG數量也僅為 9.67×107 CFU/g，相較于CK3降低了47.16%。試驗處理的前3周，因土壤中木霉菌T43數量有限，對玉米莖腐病菌FG的抑制效果并不明顯，但從第4周開始不同施加次數的木霉菌處理的效果開始出現差異，施加2次木霉菌T43孢子懸浮液的T2處理的抑制效果最優。原因可能是木霉菌經過前3周的繁殖種群數量達到一定程度并順利完成了在土壤中的定殖，所以后期對玉米莖腐病菌FG的抑制效果越來越明顯。

2.5" 玉米莖腐病菌FG對木霉菌T43數量的影響

由圖5可知，無論土壤中是否存在病原菌FG，木霉菌T43的數量均呈現先上升后下降的趨勢；但土壤中存在病原菌FG時，木霉菌T43的數量遠遠低于只施加木霉菌T43的對照CK1和CK2。尤其在第7周時差異最為明顯，此時對照CK1的木霉菌T43數量為9.33×107 CFU/g，而T1則為7.67×107 CFU/g，木霉菌數量減少了17.79%；對照CK2中木霉菌T43數量為1.57×108 CFU/g，而T2則為 1.17×108 CFU/g，相較于CK2木霉菌數量降低了25.48%。由此可知，土壤中的病原菌FG與木霉菌T43會存在空間競爭和營養競爭等關系，進而影響到木霉菌T43在土壤中的繁殖數量和定殖，導致出現土壤中木霉菌數量降低的現象。

3" 討論

本研究探究了生防木霉菌T43對玉米莖腐病的防治效果及其對土壤中莖腐病菌數量的影響，研究結果表明，土壤中施加2次木霉菌T43后，木霉菌數量在第7周可達到數量高峰，為1.50×108 CFU/g，對土壤中玉米莖腐病菌FG數量的抑制率達76.34%；在第6周對玉米莖腐病的防效達第2次高峰，為90.91%，之后逐漸下降，第9周時防效為72.00%，說明木霉菌可在土壤中存活并繁殖，雖然后期數量下降但并不會影響其對玉米莖腐病的防治作用，木霉菌T43可有效抑制土壤中玉米莖腐病菌FG的數量，有效地防治玉米莖腐病的發生，土壤中木霉菌T43的數量和抑菌效果均與木霉菌T43的接種量和施加次數密切相關。

玉米莖腐病菌FG作為土傳病害的一種，其在土壤中的數量關系到玉米莖腐病的發生情況，所以對土壤中玉米莖腐病菌FG的數量研究具有十分重要的意義［24］。本研究發現，單獨施加玉米莖腐病菌FG時，玉米莖腐病菌FG的數量呈現先上升后下降再上升至最高點后迅速下降的趨勢，出現此變化的原因可能是由于玉米莖腐病菌FG施加入土壤后，其在土壤中緩慢適應環境條件，并逐漸開始大量繁殖，因此玉米莖腐病菌FG的數量逐漸上升；之后可能是由于玉米莖腐病菌FG開始侵染玉米根系，誘導玉米根系產生一些活性抗性物質，如玉米根系分泌的苯并噻唑類化合物對孢子釋放、游動、休止孢萌發和菌絲的生長都有抑制作用［25］，所以導致土壤中玉米莖腐病菌FG數量逐漸下降；又或玉米植株同時通過抗性調控途徑中的某些基因正調控玉米莖腐病的抗性［26］，使玉米植株自身抗病性增強，因而影響到玉米莖腐病菌FG的繁殖速度和總體數量；但由于玉米自身抗病機制的作用比較有限，無法從根本上控制玉米莖腐病菌FG的繁殖，導致后期玉米莖腐病菌FG的數量重新開始上升。

木霉菌是土壤中最常見的真菌之一，也是一種優良的生防微生物，對多種真菌性土傳病害具有明顯的生防效果，其生防潛力與其定殖能力息息相關［27-28］。本試驗通過稀釋涂布平板法分析了土壤中木霉菌T43的數量變化，發現木霉菌T43呈現先上升后下降的趨勢，這與隋麗娜等關于木霉菌數量變化的研究結果［5，29］相似，說明木霉菌T43可以在土壤中長期存活與定殖。施加2次木霉菌T43后，對玉米莖腐病菌FG起到抑制作用，第7周時玉米莖腐病菌FG數量降低了76.34%，第9周時對玉米莖腐病防效達72.00%。本研究與隋麗娜等的研究結果［5，30］類似，均體現了木霉菌對玉米莖腐病良好的防治效果。

關于土壤中玉米莖腐病菌FG定量研究的方法較多，有稀釋涂布平板法、實時熒光定量PCR技術和環介導等溫擴增技術等［31-33］。實時熒光定量PCR技術具有特異性強、敏感性高、重復性好等優點［34］。但該技術要求相關的酶必須能夠耐受高溫，且引物具有高度專一性，否則容易產生引物二聚體，對試驗結果造成影響［35］。環介導等溫擴增技術引物設計要求限制了靶位點的選擇，限制了程序的分辨率或特異性，其次，該技術最終產物是一個大片段，無法進行克隆或通過PCR技術進行其他生物學試驗［36］。而稀釋涂布平板法具有成本低、能檢測出活菌數的優勢，更能真實地反映土壤樣品的狀況；而且試驗方法操作簡便、具有較強的重復性，無論土壤樣品中菌數高或低都適用［37-38］，因此，本研究采用稀釋涂布平板法初步測定土壤中菌落數量，用以初步分析綠色木霉T43及玉米莖腐病菌FG在盆栽土壤中的數量變化。

4 "結論

本試驗研究了生防木霉菌T43對玉米莖腐病的防治效果及其對土壤中莖腐病菌數量的影響，研究結果表明，土壤中施加2次木霉菌T43后，木霉菌數量在第7周可達數量高峰，為1.50×108 CFU/g，對土壤中玉米莖腐病菌FG數量的抑制率達76.34%；在第6周對玉米莖腐病的防治效果達第2次高峰，為90.91%，之后逐漸下降，第9周時防效為72.00%。說明木霉菌可在土壤中存活并繁殖，可有效抑制土壤中玉米莖腐病菌FG的數量，且木霉菌T43可有效防治玉米莖腐病的發生，同時土壤中木霉菌T43的數量和防治效果均與木霉菌T43的接種量和施加次數密切相關。

因此，木霉菌T43具有良好的生防開發前景，未來應對該菌株防治玉米莖腐病的生防機制進行深入的研究與探討，為木霉菌T43充分發揮其生防功能提供科學依據，為我國玉米產業的可持續綠色發展奠定理論基礎。

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