2.1 生防菌 HN11对香蕉枯萎病菌的抑制作用
平板对峙试验结果(图 1a)表明,生防菌解淀粉芽孢杆菌 HN?11对香蕉枯萎病菌 Foc4有明显的拮抗活性,能有效抑制香蕉枯萎病 Foc4的菌丝生长,抑菌率为 72?1%.牛津杯法试验结果(图 1b)显示,以 NA和 Landy为培养基时,HN?11菌株的发酵液对Foc4病原菌产生明显的抑菌圈,其中 NA培养基发酵液的抑菌圈最大;以察氏培养基 CDM发酵时,不能产生抑菌圈。这表明以硝酸钠为唯一碳源的 CDM培养基不利于生防菌 HN?11产生抑菌活性物质;NA培养基是生防菌 HN?11最佳的培养基,有利于生防菌发酵产生抑菌活性物质。
2.2 生防菌与印楝渣的相容性
生防菌HN11在以印楝渣为唯一碳源的培养基中生长时,培养 48h后,发酵液 D600nm达到 0?766,与葡萄糖相当(0?745),但比可溶性淀粉(0?823)低,比玉米粉(0?583)高。此外,印楝渣的甲醇、乙酸乙酯和水提取液均没有对生防菌解淀粉芽孢杆菌 HN?11产生抑菌圈。以上结果表明,解淀粉芽孢杆菌HN?11与印楝渣具有良好的相容性,可以在以印楝渣作为唯一碳源的培养基中生长。因此,本研究以印楝渣作为生防菌 HN?11的培养基和吸附载体制备印楝渣生物药肥。
2.3 印楝渣生物药肥对香蕉生长的促进作用
印楝渣生物药肥对香蕉生长的影响见图 2,印楝渣未经发酵腐熟直接施用会对香蕉产生药害(图2a),而发酵腐熟制备的印楝渣生物药肥对香蕉没有产生药害现象(图 2b)。当印楝渣生物药肥的施用量(w)为 5%和 10%时,2个月后处理组香蕉的长势均好于对照。
由表 1可知,2个处理组香蕉的鲜质量、干质量、株高和茎粗均有不同程度的提高,与对照的差异达到显着水平;但施用量(w)为 5%和 10%时,两处理组间的差异不显着。以上结果表明,印楝渣通过与生防菌 HN?11发酵腐熟施用可以避免对香蕉产生药害,并且制成的印楝渣生物药肥能够明显地促进香蕉生长。
2.4 印楝渣生物药肥对香蕉枯萎病的影响图 3为施用印楝渣生物药肥对香蕉枯萎病的影响。在不施用印楝渣生物药肥和不接种香蕉枯萎病Foc4病原菌情况下(图 3D),香蕉正常生长,没有枯萎现象,病情指数为 0.接种 Foc4病原菌而不施用印楝渣生物药肥时(图 3C),30d后该对照组香蕉大部分表现出枯萎症状,病情指数达到了 90%.当接种 Foc4病原菌并施用 w为5%和10%印楝渣生物药肥(图 3B、3A)时,30d后这 2个处理组香蕉大部分植株保持旺盛长势,仅少数植株的叶缘出现轻微枯黄现象,病情指数分别为 20和 25,与对照组差异显着。统计分析表明,施用 w为 5%和 10%印楝渣生物药肥对香蕉枯萎病的防病效果分别达到 72?2%和77?8%.以上结果表明,印楝渣生物药肥可以有效控制香蕉枯萎病的发生。
2.5 抑菌机理分析
与对照(图 4a)相比,添加印楝渣(图 4b)和生防菌株 HN?11(图 4c)均能降低土壤中香蕉枯萎病菌的孢子数,生防菌 HN?11的作用最明显,与对照的差异极显着(图 5)。这表明印楝渣生物药肥中的印楝渣和生防菌 HN?11成分均对香蕉枯萎病菌起到抑制作用,其中生防菌 HN?11是最主要的抑菌成分。进一步通过扫描电镜观察生防菌 HN?11处理前后香蕉枯萎病菌菌丝形态结构的变化,结果见图 6.从图 6可以看出,对照组香蕉枯萎病菌菌丝表面光滑完整(图 6a),而经生防菌 HN?11作用后,香蕉枯萎病菌菌丝表面粗糙,出现不规则皱褶,部分菌丝断裂、凹陷(图 6b)。
3 讨论与结论
土壤中香蕉枯萎病病原菌是引起香蕉枯萎病害的主要因素,而土壤中生防菌的含量是影响防病效果的关键因素[8,13].在香蕉枯萎病的生物防治上,生防菌如果没有一个合适的载体进入土壤后很难存活,因此单一或少数生防菌的施用难以达到有效的防治效果[14];将生防菌与充分腐熟的有机肥混合使用的防治效果较好[3?5,9].生防菌在有机肥协助下形成的“基质 -菌群”生态系统有利于调节土壤的微生态环境。改变香蕉根际土壤微生物的生态特征和物理化学特性,从而起到防病、抑病作用[8,14].
本研究将印楝渣作为生防菌株 HN?11的培养基进行发酵腐熟,制成印楝渣生物药肥使用,印楝渣不仅为生防菌株 HN?11提供养分,还作为其吸附载体,保证其发挥作用,这与生防菌 HN?11和印楝渣具有良好相容性有关,并且该生防菌可以在以印楝渣为唯一碳源的培养基中生长繁殖。印楝渣生物药肥的盆栽试验结果表明,印楝渣生物药肥不仅可以促进香蕉的生长,而且可以显着降低香蕉植株枯萎病的发病程度。施用 w为5%和10% 的印楝渣生物药肥处理组的病情指数比对照明显降低,这可能是由于印楝渣生物药肥中所含的生防菌解淀粉芽孢杆菌HN?11在香蕉根际定殖后,对病原菌孢子萌发起到良好的抑制作用,破坏菌丝形态结构,保护香蕉根系免受病原菌侵入,起到防病作用,这与 Yuan等[9]的研究结果相似。
有研究表明,印楝渣还含有少量的抑菌活性物质,对鹰嘴豆 GicerarietinumLinn.等植物的病害也有一定防治效果[15?17].本试验也表明印楝渣对香蕉枯萎病菌起到一定的抑制作用,但是效果不如生防菌解淀粉芽孢杆菌 HN?11明显,这说明生防菌 HN?11是印楝渣生物药肥的主要药效成分,而印楝渣主要为生防菌繁殖以及香蕉生长提供营养物质,起到载体和肥效作用。印楝渣对香蕉生长的试验结果表明,未经发酵腐熟直接施用高剂量印楝渣(w大于5%)会引起香蕉伤苗、叶片枯黄、抑制香蕉生长。这可能是由未腐熟的印楝渣施入土壤后,发酵耗糖争氮,产生有毒物质引起的。赵欢欢等[18]研究也表明,植物废弃物(如茶枯)未经腐熟直接大量使用,不仅会减少香蕉结果率和果梳个数,而且使香蕉更易感染香蕉枯萎病和死亡。本研究将生防菌株 HN?11添加到印楝渣中,既加快了印楝渣的腐熟进程,又克服了其直接使用会对植物造成伤苗的难题,还可起到防治香蕉枯萎病的作用。
印楝渣作为杀虫植物的农副产品,资源较为丰富,与生防菌发酵制备生物药肥,使之合理使用,一方面可以变废为宝,避免资源浪费;另一方面可为香蕉枯萎病的生物防治提供技术支持。
参考文献:
[1] WUYL,YIGJ,PENGXX,etal.SystemicacquiredresistanceinCavendishbananainducedbyinfectionwithanincompatiblestrainofFusarium oxysporum f.sp.
cubense[J].JPlantPhysiol,2013,170(11):1039?1046.
[2] 杨江舟,张静,胡伟,等。韭菜根系浸提液对香蕉枯萎病和土壤微生物生态的影响[J].华南农业大学学报,2012,33(4):480?487.
[3] 张志红,李华兴,韦翔华,等。生物肥料对香蕉枯萎病及土壤微生物的影响[J].生态环境,2008,17(6):2421?2425.
[4] 匡石滋,李春雨,田世尧,等。药肥两用生物有机肥对香蕉枯萎病的防治及其机理初探[J].中国生物防治学报,2013,29(3):417?423.
[5] 肖相政,刘可星,廖宗文。生物有机肥对番茄青枯病的防效研究及机理初探[J].农业环境科学学报,2009,28(11):2368?2373.
[6] ZHANGSS,RAZAW,YANGXM,etal.ControlofFusariumwiltdiseaseofcucumberplantswiththeapplica?tionofabioorganicfertilizer[J].BiolFertilSoils,2008,44:1073?1080.
[7] 何欣,郝文雅,杨兴明,等。生物有机肥对香蕉植株的生长和香蕉枯萎病防治的研究[J].植物营养与肥料学报,2010,16(4):978?985.
[8] 张志红,冯宏,肖相政,等。生物肥防治香蕉枯萎病及第 4期 赖 多,等:印楝渣生物药肥对香蕉生长和香蕉枯萎病的影响 35对土壤微生物多样性的影响[J].果树学报,2010,27(4):575?579.
[9]YUANJ,RUANYZ,WANGBB,etal.Plantgrowth?promotingrhizobacteriastrainBacillusamyloliquefaciensNJN?6?enrichedbio?organicfertilizersuppressedFusariumwiltandpromotedthegrowthofbananaplants[J].JAgricFoodChem,2013,61(16):3774?3780.
[10]FUL,RUANYZ,TAOCY,etal.Continousapplica?tionofbioorganicfertilizerinducedresilientculturablebac?teriacommunityassociatedwithbananaFusariumwiltsup?pression[J].SciRep,2016,6:27731.
[11]李国良,姚丽贤,杨苞梅,等。有机肥与生防菌结合防治香蕉枯萎病的初步研究[J].中国土壤与肥料,2012(2):67?72.
[12]许志刚。普通植物病理学[M].北京:中国农业出版社,2002:236?262.
[13] SARAVANANT,MUTHUSAMYM,MARIMUTHUT.EffectofPseudomonasfluorescensonFusariumwiltpatho?geninbananarhizosphere[J].JBiolSci,2004,4(2):192?198.
[14]蔡燕飞,廖宗文,章家恩,等。生态有机肥对番茄青枯病及土壤微生物多样性的影响[J].应用生态学报,2003,14(3):349?353.
[15]SINGHUP,SINGHHB,SINGHRB.Thefungicidaleffectofneam(Azadirachtaindica)extractonsomesoilbornepathogenofgram(Cicerarietinum)[J].Mycologia,1980,72(6):1077?1093.
[16] SARAVANANT,MUTHUSAMYM,MATIMUTHUT.Developmentofintegratedapproachtomanagethefusarialwiltofbanana[J].CropProt,2003,22(9):1117?1123.
[17]KUMARD,SINGHKP,JAISWALRK.Effectoffertil?izersandneemcakeamendmentinsoilonsporegermina?tionofArthrobotrysdactyloides[J].Mycobiology,2005,33(4):194?199.
[18]赵欢欢,叶仲辉,杨文杰,等。茶枯对香蕉生长和香蕉枯萎病的影响[J].西南大学学报(自然科学版),2015,37(9):25?30.