微生物制剂(沃丰康菌剂)对草莓重要真菌病害的作用研究

微生物制剂对草莓重要真菌病害的作用研究

 

作者:赵玳琳 1,陶 刚 1*,卯婷婷 1,王 廿 1,赵兴丽 1,娄 璇 1,2,孙漫红 3,李世东 3

(1. 贵州省农业科学院植物保护研究所,贵阳 550006;2. 贵州师范大学生命科学学院,贵阳 550001;3. 中国农业科学院植物保护研究所, 北京 100193)

 

摘要:为筛选防治草莓几种重要真菌病害的高效微生物制剂,本研究测定了以植物免疫蛋白、淡紫拟青霉、枯草芽胞杆菌和粉红黏帚霉等为活性成分的 3 种微生物制剂对草莓炭疽病、灰霉病和白粉病的防治作用及对草莓生长的影响。结果表明,3 种微生物制剂对草莓炭疽病的防效均在65%以上,对灰霉病的防效在30%~ 55%。对于草莓白粉病害,沃丰康克线散防治效果较好,达到 64.1%,而普绿通粉剂和沃丰康−复合微生物菌剂防效不明显(<40%)。此外,3 种微生物菌剂均表现出明显的促生、增产作用,其中沃丰康−复合微生物菌剂效果最为显著,植株干重增加 57.3%,草莓干重增加 83.1%;施用沃丰康克线散粉剂植株和果实增幅分别为 47.5%和 76.1%,普绿通粉剂分别增加 17.9%和 66.2%。本研究表明,生防制剂可以替代化学农药用于草莓病害防治和有机生产。

 

关 键 词:微生物菌剂;草莓;真菌病害;促生;生物防治

 

中图分类号:S476 文献标识码:A 文章编号:1005-9261(2019)03-0456-07

 

 

    草莓是一种栽培周期短、结果早、见效快的经济作物,自 20 世纪 80 年代开始,我国草莓产业迅速发展。根据农业部数据统计,2016 年我国草莓栽种面积达到了 12.97 万公顷,年总产量达到 342 万吨[1]。贵州地区土地资源紧缺,设施草莓生产已成为旅游观光和采摘的重要组成部分,并逐渐成为当地农业生产的重要支撑。

   

    但是,随着草莓规模化连年种植,各类病害频繁发生,其中草莓炭疽病 Collectotrichum gloeosporioides Penz.、灰霉病 Botrytis cinerea Pers.和白粉病 Sphaerotheca aphanis(Wallr)Braun 可伴随草莓生产的整个过程,已成为制约贵州地区草莓生产的三大主要真菌病害[2],严重影响草莓的产量和品质。草莓炭疽病主要为害草莓的叶片和果实[3],属高温高湿型病害,草莓旺盛生长期和采收期都可发生[3],一般可造成草莓减产 25%~30%,严重可达到 80%[4];草莓灰霉病主要为害果实[5],温暖潮湿的环境更易诱发该病害发生, 贯穿整个采收期[6],露地种植的温暖潮湿时期(如 4 月上中旬至 6 月上旬)或设施种植的低温寒冷时期(如12 月中旬至翌年 2 月上旬)均会诱发该病害发生[6,7]一般可减产 10%~30%,严重时达 50%以上[8];草莓白粉病主要感染草莓叶片和果实,为低温高湿型病害,在冬季和初春季节,大棚草莓的温度低、湿度大的环境条件容易诱发白粉病发生和蔓延[9],发生严重时病叶率达 45%以上,病果率可达 50%以上[10]。当前因缺少高抗炭疽病、灰霉病和白粉病的草莓品种,草莓三大病害的防治仍以化学防治为主,以生物防治为核心的绿色防控还缺乏高效的菌剂产品及其应用技术。

 

    近年来,化学药剂防治作物病害产生的农药残留等问题,以及由此导致的相关食品安全问题非常突出, 每年仅因蔬菜农药残留超标导致的中毒事故就多达 10 万人次[11]生防菌剂被越来越多地应用到农作物病害防控中,表现出广谱防病效果和多重抗病机制,而且不产生抗药性,对环境安全友好,是减少或替代农药的重要资源,新型高效生防菌剂的应用将成为草莓病害绿色防控的重要手段[12,13]。目前用来防治草莓病害的生防菌剂主要包括木霉菌剂 Trichoderma spp.、枯草芽胞杆菌制剂 Bacillus subtilis、放线菌制剂Streptomyces lavendulae、丛枝菌根真菌(AMF)菌剂和植物源杀菌剂等。研究表明,木霉菌剂能提高草莓对炭疽病的抗性[14];在草莓冠腐 Macrophomina phaseolina 和根腐 Fusarium solani 病害防治研究中,生防菌株棘孢木霉 T. asperellum、巨大芽胞杆菌 B. megaterium 和侧胞芽胞杆菌 B. laterosporus 具有较好的防治效果[13];由枯草芽胞杆菌和绿僵菌 Metarhizium anisopliae 复配对草莓白粉病菌生长抑制率达到 80.7%[15]; 同时通过田间试验表明,解淀粉芽胞杆菌 B. amyloliquefaciens、黑酵母菌 Aureobasidium pullulans 单独施用和复配施用均能减少田间草莓灰霉病的发生[16];在草莓移栽和生长过程中,接种放线菌制剂或通过 AMF 菌剂处理能够显著改善草莓根际微生物生态,提高其抗病性[17,18];植物源农药如 20%丁香酚水乳剂对草莓灰霉病具有较好的防治效果[19]。同时,一些生防菌剂除提高草莓病害抗性外,对草莓植株还具有明显的促生效果,如木霉菌[18,20]、放线菌[17,21-23]、枯草芽胞杆菌[24]。尽管已经在作物病害的生物防治方面做了大量工作,但目前仍然缺少可替代化学农药的高效微生物菌剂及适应特殊地区的微生物生防产品,特别是在贵州特殊的立体地理和多雨高湿气候特点的地区。

 

    本研究选用普绿通粉剂、沃丰康−克线散粉剂和沃丰康−复合微生物菌剂 3 种微生物制剂为试验产品。普绿通粉剂是以植物免疫蛋白为活性成分,能够增强植物的免疫力和抗病活性;沃丰康−克线散粉剂的有效成分是淡紫拟青霉 Purpureocillium lilacinumPaecilomyces lilacinus);而沃丰康−复合微生物菌剂则是由枯草芽胞杆菌 B. subtilis 和粉红黏帚霉 Clonostachys roseaGliocladium roseum)组成的复配菌剂。本文通过测定分析 3 种微生物制剂对草莓炭疽病、灰霉病和白粉病的防控效果及对草莓主要生长发育指标的影响,以期为草莓病害的绿色防控生产提供高效微生物制剂及应用技术。

 

2.1 生防制剂对草莓 种病害的防病效果

 

2.1.1 生防制剂对草莓炭疽病的防效 两次调查结果表明,3 种生防制剂对草莓炭疽病均具有明显的防治效果(表 1),其中沃丰康−复合微生物菌剂表现出很好的防病效果,生长旺盛期和结果期防效分别为 75.3% 和 76.4%,普绿通菌剂的两次调查防效分别为 70.3%和 74.2%,沃丰康−克线散粉剂也表现很强的防治能力, 防效达到了 67.9%和 68.1%,而且 3 种生防制剂比农药多菌灵可湿性粉剂防效(32.1%和 35.5%)高出 30% 以上

 

2.1.2 生防制剂对草莓灰霉病的防效 两次调查发现,3 种生防制剂对草莓灰霉病均具有一定防治效果,防效在 30%~55%,但明显低于农药多菌灵处理(两次调查为 87.8%和 90.2%),3 种生防制剂中普绿通粉剂对灰霉病防控能力要比沃丰康−克线散粉剂和沃丰康−复合微生物菌剂更有效,分别为54.8%和 55.0%

 

2.1.3 生防制剂对草莓白粉病的防效调查 两次调查结果表明,3 种生防制剂对草莓白粉病均具有一定程度的防治效果,其中沃丰康−克线散粉剂防效最好,两次调查防效分别为 64.1%和 63.9%明显高于农药多菌灵处理,但普绿通粉剂和沃丰康−复合微生物菌剂对草莓白粉病的防效不明显,低于 40%。

 

 

 

2.2 生防制剂对草莓的促生增产作用

 

2.2.1 生防制剂对草莓生长的影响 与对照相比,3 种生防制剂处理的草莓根长明显增加,表明更趋于促进根系生长,而且茎叶和根等植株生物量也明显增加。沃丰康−复合微生物菌剂促生效果最为明显,茎叶和根干重增幅分别为 47.7%和 117.1%,植株总干重增幅为 57.3%,沃丰康−克线散粉剂的茎叶、根和植株总干重增幅分别为 38.9%、101.2%和 47.5%而普绿通粉剂在上述指标上也有明显增幅,分别为 13.0%、82.3%和 17.9%。但是,农药多菌灵和清水对照处理在植株株高上要明显高于 3 种生防制剂处理。

 

2.2.2 生防制剂对草莓产量的影响 3 种生防制剂对草莓具有明显的增产效果,果实总鲜重和总干重增产均达到 61%以上。其中施用沃丰康−复合微生物菌剂对草莓增产效果最为突出,总鲜重和总干重增幅分别为 73.1%和 83.1%;其次是沃丰康−克线散粉剂增幅分别为 63.7%和 76.1%普绿通粉剂分别为 61.8%和66.2%。与农药多菌灵相比,3 种生防制剂的产量增幅要高出 40%以上。

 

讨 论

 

    对 3 种微生物制剂在草莓种植过程中的病害防治和生长影响研究表明, 3 种生防制剂都能够有效地防控草莓主要病害并具有增产促生作用,但不同病害的防效和对草莓植株不同组织器官的促生作用存在差异,其中对根系生长的促进效果最为显著

 

    丛国强等[27]研究结果表明,在具有促生作用的内生真菌与宿主植物的共生互作体系中,互作的微生物可以提高根部对水分和养分的利用效率和保护酶系统的活性,减少细胞内电解质的外渗,从而降低了质膜的破坏程度,进而导致该破坏过程产物丙二醛(MDA)含量的降低, 从而促进宿主植物根系的发育。本研究中生防菌剂促进草莓根系发育的作用机制还待进一步研究。另外, 在本研究中 3 种生防制剂对草莓的增产促生作用是通过产量和植株总生物量来评价,尽管农药和清水处理草莓株高明显高于生防制剂处理,但茎叶重量、根重量、植株总重量明显低于 3 种生防制剂处理,总体上看对照处理的草莓植株整体株型都很纤细,整株生物量都低于生防制剂处理,可能不利于对照的果实营养物的积累。

 

    本研究选择的 3 种微生物制剂对草莓炭疽病具有很好的效果,但对草莓白粉病和灰霉病防效差异明显。草莓白粉病和灰霉病属于低温高湿型病害[10,26,28],由于贵州特殊的立体地理和高湿的气候特点,在没有其他综合防控措施配套的情况下,3 种生防制剂对草莓白粉病和灰霉病的总体防控效果没有炭疽病显著,因此,在贵州地区对草莓主要病害的生物防控应该要结合其它综合措施,如大棚控温和降湿(合理放风,尽可能降低棚内湿度和叶面积露时间)等配套措施的综合管理方法,才能够有效防控草莓此类病害的发生。本文选择 80%多菌灵可湿性粉剂作为化学药剂对照,尽管多菌灵是一种广谱性杀菌剂,能够对多种作物由真菌引起的病害有防治效果,如小麦赤霉病 Fusarium graminerum、草莓灰霉病害等的防治,但长期施用使得病原菌产生抗药性以及农药残留[29-31]

 

    虽然目前应用微生物制剂进行作物病害的生物防治的绿色防控技术正受到人们的广泛重视,但目前能够在大田广泛应用的高效微生物菌剂不多,由于在田间施用受到土壤温度、湿度、土壤结构和 pH 值等外界因素的影响,导致生防菌剂定殖和存活率等方面的不稳定[32],从而造成微生物菌剂的防控效果不稳定。

 

    因此,微生物菌剂的大田施用技术方法应结合综合防控的方法和思路,如联合农业防治(联合有机肥和菌肥施用)、联用化学药剂(低剂量的化学杀菌剂联用)、协作物理防治(高温处理土壤、温汤浸种和增加助剂提高菌剂的定殖能力)和生防菌复配(协同增效作用)等措施[33-35],可以更好地创造有利于生防微生物生长和活动的微生态环境,从而发挥其更好和稳定的生防作用。

 

 

参 考 文 献

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 本文摘自《中国生物防治学报》

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