綠木霉對(duì)落葉松立枯病菌的抑菌效應(yīng)

綠木霉對(duì)落葉松立枯病菌的抑菌效應(yīng)

幼苗立枯病，也稱為突然育苗，通常由立枯絲核菌rizo菌、腐霉粉和腐皮無(wú)芒紫菌引起。這是苗圃常見(jiàn)的疾病，主要發(fā)生在1.3歲的幼苗身上，尤其是1月份幼苗未木質(zhì)化的幼苗。目前苗圃中常用的防治方法是播種前進(jìn)行土壤和種子消毒。多年的化學(xué)藥劑防治致使土壤板結(jié)、病原菌產(chǎn)生抗藥性,同時(shí)帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題。因此,項(xiàng)目組試圖通過(guò)人工添加有益微生物來(lái)探索一條生防途徑,即通過(guò)有益微生物的作用來(lái)改善土壤狀況,同時(shí)增強(qiáng)植物的生長(zhǎng)勢(shì),抑制病原菌的生長(zhǎng),降低立枯病發(fā)生率和農(nóng)藥的使用量。木霉菌Trichoderma作為生防用菌已日益為人們所重視,它有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,可以與病原菌競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)空間和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),產(chǎn)生纖維素酶和抗生素等,從而抑制甚至殺傷病原菌。項(xiàng)目組于2010年從以色列引進(jìn)6株木霉菌株,這些菌株對(duì)以色列農(nóng)作物的土傳病害具有高效的抑制作用。項(xiàng)目組對(duì)這6個(gè)菌株進(jìn)行了室內(nèi)抑菌試驗(yàn),其中T.virensT43菌株對(duì)苗木立枯病菌的抑制效果最好,因此,選用T.virensT43進(jìn)行了野外試驗(yàn)。1灌根法m試驗(yàn)地位于黑龍江省葦河林業(yè)局西林林場(chǎng)苗圃,供試苗木為紅松Pinuskoraiensis和落葉松Larixsp.1年生苗木。T.virentT43菌株為從以色列引進(jìn)、室內(nèi)抑菌試驗(yàn)顯示對(duì)苗木立枯病病原菌抑制效果顯著的高效菌株。防治菌劑采用濃度為3.5×109個(gè)/mL的孢子懸浮液和發(fā)酵液原液,分別設(shè)置4個(gè)濃度梯度(表1),以空白、多菌靈[上海華望生物科技開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn),80%N-(2-苯駢咪唑基)-氨基甲酸甲酯]以及牛博士(河北威縣馬莊農(nóng)資服務(wù)技術(shù)中心生產(chǎn),木霉孢子可濕性粉劑)作為對(duì)照,多菌靈和牛博士使用濃度參照商品使用說(shuō)明中的濃度。采用灌根法進(jìn)行防治。共計(jì)11個(gè)處理。每個(gè)處理1個(gè)苗床(1m×20m),2個(gè)重復(fù)。2011年5月5日和2011年5月20日防治2次。防治30d后調(diào)查苗木發(fā)病率,測(cè)定苗木和土壤的主要生理指標(biāo),包括苗木濕重和干重、總蛋白含量、葉綠素含量,土壤酶(過(guò)氧化氫酶、脲酶、磷酸酶)活性以及土壤中微生物數(shù)量?？偟鞍缀繙y(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)法,葉綠素含量測(cè)定采用丙酮法,土壤過(guò)氧化氫酶活性測(cè)定采用高錳酸鉀容量法,脲酶活性測(cè)定采用苯酚-次氯酸鈉比色法,磷酸酶活性測(cè)定采用磷酸苯二鈉比色法,采用稀釋涂板計(jì)數(shù)法測(cè)定土壤中微生物數(shù)量。2結(jié)果與分析2.1各防治效果不同木霉T43菌劑各處理對(duì)苗木立枯病具有明顯的防治效果,不同濃度菌劑防治效果差異顯著(表1)。液體菌劑對(duì)落葉松立枯病的防治效果高于孢子懸浮液,而孢子懸浮液對(duì)紅松立枯病的防治效果高于液體菌劑。各處理對(duì)落葉松立枯病的防治效果均接近或超過(guò)80%,其中液體菌劑10倍液防治效果超過(guò)87%,僅次于化學(xué)藥劑多菌靈800倍液。孢子懸浮液原液、10倍液和30倍液對(duì)紅松立枯病防治效果均達(dá)到80%以上,高于化學(xué)藥劑多菌靈的防治效果。其中孢子懸浮液原液防治效果最高,達(dá)到83.87%。2.2來(lái)自中華民國(guó)的t43對(duì)幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響2.2.1利用液體菌劑促生劑處理苗木生長(zhǎng)木霉T43菌劑灌根30d后,對(duì)紅松和落葉松苗木均有顯著的促生作用,苗木高生長(zhǎng)均有明顯提高。落葉松苗木:除了處理6外,其他各處理的苗木高生長(zhǎng)均高于牛博士,其中,處理3(液體菌劑30倍液)促生效果最好,比空白對(duì)照提高20%,液體菌劑在促生作用方面比孢子懸浮液效果更顯著。多菌靈800倍液顯著降低落葉松苗木的高生長(zhǎng)(圖1)。紅松苗木:處理7(孢子懸浮液30倍液)和處理8(孢子懸浮液50倍液)的促生效果高于牛博士,比空白對(duì)照的苗木高生長(zhǎng)提高30%以上;孢子懸浮液對(duì)紅松苗木的促生作用高于液體菌劑(圖2)。2.2.2不同處理的苗木干重比較引進(jìn)菌株TrichodermavirensT43優(yōu)勢(shì)明顯,在有效防治立枯病的同時(shí),顯著提高了苗木的高生長(zhǎng)和生物量。液體菌劑適合落葉松苗木,孢子懸浮液適合紅松苗木。落葉松苗木:各處理的苗木干重均高于牛博士,其中處理2(液體菌劑10倍液)和處理8(孢子懸浮液50倍液)對(duì)苗木生物量的提高效果顯著,比空白對(duì)照提高45%以上。除處理4,6和7外,其他處理的苗木濕重均高于牛博士。其中處理2苗木濕重提高最顯著,比空白對(duì)照提高90%以上。液體菌劑在提高苗木生物量作用方面效果更顯著。紅松苗木:除處理3和4外,其他處理的苗木干重比空白對(duì)照均有不同程度的提高。其中處理6和處理7的苗木干重顯著高于牛博士,處理6的苗木干重提高55%以上。孢子懸浮液比液體菌劑更適合紅松苗木。多菌靈800倍液顯著降低苗木的干重。2.2.3紅松和落葉松苗木總蛋白含量的變化木霉T43菌劑在促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高生物量基礎(chǔ)上,還可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗逆性。多個(gè)菌劑灌根處理(2,3,6,7)均可明顯提高紅松和落葉松苗木的總蛋白含量,增加植株的抗逆性(圖3)。其中處理2(液體菌劑10倍)對(duì)紅松苗木的總蛋白含量提高最顯著,比空白對(duì)照提高18.8%,處理2和3提高落葉松苗木總蛋白含量15%。少數(shù)處理(1,4,5,8)降低了苗木總蛋白含量。與空白對(duì)照相比,多菌靈800倍液降低苗木總蛋白含量15%以上。2.2.4紅松苗木不同處理對(duì)葉綠素含量的影響葉綠素和胡蘿卜素是與光合作用有關(guān)的重要色素,其含量可以反映植物光合作用的程度。各處理對(duì)不同苗木的葉綠素、胡蘿卜素含量均有不同程度的影響(圖4)。落葉松苗木:各處理對(duì)苗木葉綠素含量提高均不顯著,對(duì)苗木胡蘿卜素含量均有顯著的提高,其中處理2和處理5苗木與對(duì)照相比提高64%。紅松苗木:除處理4和8外,其他處理苗木針葉中的葉綠素含量均有一定的提高,其中處理7對(duì)苗木葉綠素含量提高顯著,比空白對(duì)照高49%。除處理4,5,8外,其他處理苗木針葉中的胡蘿卜素含量均有一定的提高,其中處理6對(duì)苗木胡蘿卜素含量提高最顯著,比空白對(duì)照提高32%。2.3影響土壤微生物群落和土壤酶活性2.3.1不同立地條件下紅松生長(zhǎng)性狀的影響灌根處理30d后明顯改變了苗圃地土壤中的微生物群落,微生物數(shù)量的增加保持了土壤微生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。落葉松圃地:土壤中真菌、細(xì)菌和放線菌種群數(shù)量均有一定的增加(圖5)。其中木霉種群數(shù)量增加最顯著,表明木霉菌具有很強(qiáng)的空間競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。其次是其他真菌的種群數(shù)量,種群數(shù)量提高較少的是放線菌。紅松圃地:土壤中真菌、細(xì)菌和放線菌種群數(shù)量均有不同程度的增加(圖6)?？傮w上細(xì)菌種群數(shù)量增加顯著,其次是放線菌,提高較少的是真菌。多菌靈處理的土壤中,各類微生物種群數(shù)量均有不同程度的下降。上述結(jié)果表明,不同苗木的根際微生物種群結(jié)構(gòu)不同,添加木霉菌劑后對(duì)微生物種群的影響亦不同。多菌靈可降低土壤微生物種群數(shù)量。2.3.2土壤微生物活性過(guò)氧化氫酶是生物呼吸、生物代謝過(guò)程以及土壤動(dòng)物、植物根系分泌及殘?bào)w分解中的重要酶類,在土壤中的作用是破壞有毒的過(guò)氧化氫。磷酸酶是土壤中最活躍的酶類之一,其酶促作用能加速土壤有機(jī)磷的脫磷速度,可以表征土壤磷素有效化強(qiáng)度。脲酶主要來(lái)源于土壤微生物的活動(dòng)及植物根系的分泌物和動(dòng)植物殘?bào)w腐解過(guò)程中釋放,因?qū)ν寥烙袡C(jī)物中碳-氮鍵(CO-NH)的水解作用而在土壤氮素循環(huán)中具有重要作用,其活性的提高能促進(jìn)土壤中的有機(jī)氮向有效氮的轉(zhuǎn)化。各處理對(duì)以上3個(gè)代表性的土壤酶活性均有不同程度的影響。落葉松圃地:所有處理均不同程度提高了土壤過(guò)氧化氫酶活性(圖7)。處理3比空白對(duì)照提高28%;各處理對(duì)磷酸酶活性影響較大,除處理1外,其他處理均顯著提高磷酸酶活性,處理7提高磷酸酶活性51%;各處理對(duì)脲酶影響不十分明顯。紅松圃地:試驗(yàn)結(jié)果與落葉松圃地相似(圖8)。各處理對(duì)磷酸酶活性影響較大,處理7可提高磷酸酶活性51%;處理2提高過(guò)氧化氫酶活性16%;各處理對(duì)脲酶影響不明顯。多菌靈降低了土壤中這3種酶的活性,對(duì)磷酸酶活性影響最大。3木霉對(duì)苗木生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響通過(guò)上述研究結(jié)果得出以下結(jié)論:1)引進(jìn)綠木霉菌株T43在顯著控制落葉松和紅松立枯病發(fā)生的同時(shí),可顯著提高苗木的生長(zhǎng),顯著提高土壤微生物種群數(shù)量及土壤酶活性。多菌靈降低土壤微生物種群數(shù)量和酶活性。2)菌株T43液體菌劑適合落葉松苗木,孢子懸浮液適合紅松苗木。相關(guān)報(bào)道顯示,某些木霉菌株具有提高出苗率和刺激植物生長(zhǎng)的作用。目前關(guān)于木霉的促生機(jī)制可以歸納為根際微生物的相互作用和較強(qiáng)的根際定植能力。木霉定植在植物根際時(shí)并不是在抑制其他病原菌過(guò)程中發(fā)生作用,而是對(duì)植物種子或幼苗直接作用的結(jié)果。部分木霉種類還具有溶解可溶性或微溶性礦物質(zhì)的能力,通過(guò)鰲合或降解作用來(lái)溶解金屬氧化物,促進(jìn)植物對(duì)礦物質(zhì)的吸收,或增強(qiáng)植株對(duì)大量元素的吸收力,從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。本研究結(jié)果顯示,在施用木霉菌劑后,苗木的高生長(zhǎng)和生物量均有明顯的提高,而且苗木的蛋白含量也有不同程度的增加,表明菌株T43可以促進(jìn)苗木生長(zhǎng),提高苗木的生長(zhǎng)勢(shì),誘導(dǎo)其產(chǎn)生抗逆性,提高對(duì)病害的抵御能力。陸寧海等試驗(yàn)證明哈茨木霉可以提高番茄幼苗對(duì)氮、鉀的吸收,同時(shí)促進(jìn)了番茄幼苗的光合速率和葉綠素的形成,進(jìn)而提高其光合效率。本研究結(jié)果也表明菌株T43可提高落葉松和紅松苗木的葉綠素和胡蘿卜素含量,加快光合作用的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),提高光能轉(zhuǎn)化和利用率,使光合作用的效率和質(zhì)量大幅提高。陳建愛(ài)等研究表明,木霉制劑處理土壤可以使其中的細(xì)菌和放線菌數(shù)量大幅度提高,改善了土壤微環(huán)境。本研究結(jié)果顯示菌株T43具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,可以明顯的改善土壤的微生物群落和理化性質(zhì),為植株生長(zhǎng)提供更好的土壤環(huán)境。本研究中落葉松苗木和紅松苗木生長(zhǎng)在同一苗圃,栽培條件是一致的,包括土壤理化性質(zhì)及播種前的土壤微生物結(jié)構(gòu)。施用菌株T43后,土壤中微生物群落卻發(fā)生不同程度的變化,出現(xiàn)該結(jié)果的原因可能一是由于不同種類苗木其根際微生物種群結(jié)構(gòu)不同,二是菌株T43在不同的微生物種群結(jié)構(gòu)環(huán)境下競(jìng)爭(zhēng)能力不同。菌株T43在落葉松圃地生長(zhǎng)迅速并很快成為優(yōu)勢(shì)種,并能很好的促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。在紅松圃地,菌株T43的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)多數(shù)情況下不及細(xì)菌和放線菌,是否這也是對(duì)紅松苗木促生效果不及落葉松苗木的原因之一有待進(jìn)一步研究。土壤微生物的群落組成和多樣性、土壤微生物生物量以及土壤酶活性是土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要微生物學(xué)指標(biāo)。土壤微生物是維持土壤質(zhì)量的重要組成部分,它們對(duì)土壤中植物殘?bào)w和土壤有機(jī)質(zhì)及其它有害化合物的分解、生物化學(xué)循環(huán)和土壤結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程起調(diào)節(jié)作用。土壤酶絕大多數(shù)來(lái)自土壤微生物,它們參與并催化土壤中發(fā)生的一系列復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)。如水