生防菌與有機肥聯(lián)用防治馬鈴薯枯萎病及對土壤微生態(tài)的影響

劉智慧，陳 慧，包美麗，蒙美蓮，胡 俊*，陳雯廷,，王 祺,，李云偉

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.內(nèi)蒙古通遼市科爾沁區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.內(nèi)蒙古中加農(nóng)業(yè)生物科技有限公司，內(nèi)蒙古 四子王旗 011800）

病蟲防治

生防菌與有機肥聯(lián)用防治馬鈴薯枯萎病及對土壤微生態(tài)的影響

劉智慧1，陳 慧1，包美麗2，蒙美蓮1，胡 俊1*，陳雯廷1,3，王 祺1,3，李云偉3

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019；2.內(nèi)蒙古通遼市科爾沁區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古 通遼 028000；3.內(nèi)蒙古中加農(nóng)業(yè)生物科技有限公司，內(nèi)蒙古 四子王旗 011800）

馬鈴薯枯萎病是馬鈴薯種植區(qū)為害嚴重的土傳病害之一。將生防菌與有機肥結(jié)合施用，經(jīng)田間試驗，明確了對馬鈴薯枯萎病的防治效果及對根際土壤微生物各類群數(shù)量與土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，生防菌與有機肥混合施用能夠較好地控制枯萎病的發(fā)生；土壤中真菌數(shù)量明顯下降，細菌與放線菌數(shù)量上升；土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性得到不同程度的提升。說明生防菌與有機肥混合施用可以改善土壤微生物區(qū)系和馬鈴薯生長的土壤環(huán)境，提高土壤酶活性，抑制病原菌，減輕枯萎病的發(fā)生。

馬鈴薯；枯萎病；生物防治；有機肥；土壤微生物；土壤酶活性

近年來，隨著馬鈴薯種植面積的不斷擴大，倒茬周期縮短以及頻繁調(diào)種，使馬鈴薯病害種類逐年增多且為害程度加重。其中，馬鈴薯土傳病害的問題在北方馬鈴薯種植區(qū)日益凸顯，主要是大量使用農(nóng)藥化肥與馬鈴薯連年種植致使土壤微生態(tài)多樣性遭到破壞，土壤中有毒有害物質(zhì)積累，微生物種類與數(shù)量發(fā)生改變，有益菌種類逐漸減少，數(shù)量急劇降低[1]，病原菌種類與數(shù)量逐漸增加[2]。由尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysopoyum）[3]引起的馬鈴薯枯萎病是一種危害嚴重的土傳病害，該病在內(nèi)蒙古馬鈴薯種植區(qū)普遍發(fā)生，但目前無法有效防治[4,5]，嚴重影響馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量。對于土傳病害的防治一直以來沒有較好的解決辦法，某些化學(xué)藥劑雖然能控制一些土傳病害的發(fā)生，但從操作的可行性、成本及效果考慮不適于馬鈴薯的規(guī)模化應(yīng)用，而且長期使用污染環(huán)境。

隨著人們對生態(tài)環(huán)保和糧食安全意識的提升，生物防治在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中日益受到重視，在土傳病害的防治中取得良好的效果。枯草芽孢桿菌在防治甜瓜[6]、香蕉[7]和西瓜[8]等枯萎病的研究中具有較好的效果。莊敬華等[9]利用木霉菌防治黃瓜枯萎病，效果顯著。但生物防治也存在作用時間長，較化學(xué)藥劑防效低，易受環(huán)境條件影響等缺陷[10]，這些缺點制約著生物防治在土傳病害防治上的應(yīng)用。本研究是將有機肥與生防菌結(jié)合施用，研究其對馬鈴薯枯萎病的防治效果，并分析土壤微生態(tài)的差異。

1 材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1 供試病原菌

尖孢鐮刀菌（F.oxysopoyum）由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理實驗室分離、鑒定、保存。

1.1.2 供試品種

馬鈴薯品種‘克新1號’。

1.1.3 供試生防菌劑

枯草芽胞桿菌劑（保定市科綠豐生化科技有限公司，有效成分含量：活體芽孢≥10億/g，可濕性粉劑）。

木霉菌劑（無錫幾丁生物新材料科技發(fā)展有限公司，有效成分含量：活體孢子≥2億/g，粉劑）。

1.1.4 供試肥料

撒可富馬鈴薯專用復(fù)合肥（N∶P∶K=12∶19∶16）。有機肥：腐熟的羊糞。

1.2試驗設(shè)計與方法

試驗于2015年5月21日在烏蘭察布市四子王旗中加農(nóng)業(yè)生物科技有限公司試驗田進行。每小區(qū)（30.6 m2）施撒可富馬鈴薯專用復(fù)合肥2.3 kg作基肥。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，小區(qū)寬3.6 m，長8.5 m，單行種植，行距90 cm，株距25 cm，常規(guī)田間管理。

采用土壤接種法，即將尖孢鐮刀菌用麥麩培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)（25℃，培養(yǎng)20 d）后晾干，孢子量為5×107個/g，均勻撒施接種5 g/m2，后混勻。

試驗共設(shè)8個處理（以小區(qū)計量）。（1）對照處理（CK）：播種時施撒可富馬鈴薯專用復(fù)合肥0.92 kg作為種肥；（2）有機肥處理（Y）：播種時施入腐熟的羊糞100 kg；（3）木霉菌拌種處理（M）：施撒可富馬鈴薯專用復(fù)合肥0.92 kg作為種肥并用10 g木霉菌粉劑兌水200 mL均勻噴施于種薯上晾干后播種；（4）枯草芽孢桿菌拌種處理（K）：施撒可富馬鈴薯專用復(fù)合肥0.92 kg作為種肥并用10 g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑兌水200 mL均勻噴施于種薯上晾干后播種；（5）木霉菌拌種+有機肥處理（M-Y）：撒施100 kg腐熟羊糞并用10 g木霉菌粉劑兌水200 mL均勻噴施于種薯上晾干后播種；（6）枯草芽孢桿菌拌種+有機肥處理（K-Y）：撒施100 kg腐熟羊糞并用10 g枯草芽孢桿菌粉劑兌水200 mL均勻噴施于種薯上晾干后播種；（7）木霉菌混合有機肥處理（M-H）：均勻撒施50 g木霉菌粉劑與100 kg腐熟羊糞混合的生物有機肥；（8）枯草芽孢桿菌混合有機肥處理（K-H）：均勻撒施50 g枯草芽孢桿菌粉劑與100 kg腐熟羊糞混合的生物有機肥。

1.3取樣與調(diào)查

每小區(qū)播種后第10 d開始每隔20 d采用5點法取土樣，共取5次，前2次取母薯周圍的土樣，后3次取根際土樣，取土深度約12 cm，分別進行土壤微生物各類群數(shù)量及土壤酶活性的測定。9月7日按病情分級標準進行病情及病株率的調(diào)查。9月22日每小區(qū)隨機3點取樣（每點長2 m，共5.4 m2）調(diào)查病薯率和產(chǎn)量。

1.4測定項目與方法

馬鈴薯枯萎病病情分級標準[11]：

1級（代表值0）：植株生長正常，葉片沒有明顯的枯黃萎蔫；

2級（代表值1）：25%以下的葉片枯黃萎蔫；

3級（代表值2）：26%～50%的葉片枯黃萎蔫；

4級（代表值3）：51%～75%的葉片枯黃萎蔫；

5級（代表值4）：75%以上葉片萎蔫或整株枯死。

病株率（%）=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%

病情指數(shù)=〔∑（各級病株數(shù)×代表值）/調(diào)查總株數(shù)×最高級代表值〕×100

病薯率（%）=維管束變褐塊莖數(shù)/調(diào)查總塊莖數(shù)×100%

防效（%）=（對照的病情指數(shù)-處理的病情指數(shù)）/對照的病情指數(shù)×100%。

土壤微生物類群、數(shù)量測定：稀釋平板計數(shù)法[12]，細菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；真菌用PDA+鏈霉素培養(yǎng)基；放線菌用高氏1號培養(yǎng)基。

土壤酶活性測定：參照關(guān)松蔭[13]土壤酶測定方法。本試驗4種土壤酶活性測定的土樣均為過80目篩的母薯周圍與根際土樣。脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、過氧化氫酶分別采用靛酚藍比色法、土壤磷酸酶試劑盒、3,5-二硝基水楊酸（DNS）比色法、高錳酸鉀滴定法測定。

1.5統(tǒng)計分析

采用最小顯著差數(shù)法進行平均數(shù)的多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1不同處理對馬鈴薯枯萎病的防治效果

由表1數(shù)據(jù)可知，在8個處理中，枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的病情指數(shù)最低，為6.56，顯著低于對照處理，防效最高，達51.56%；木霉菌混合有機肥處理的病情指數(shù)次之，為7.84，顯著低于對照處理，防效達42.10%；枯草芽孢桿菌拌種并施有機肥處理的防效也較好，病情指數(shù)為8.64，防效為36.19%；有機肥處理的病情指數(shù)顯著低于對照處理，病情指數(shù)為10.42，防效23.04%；對照處理的病情指數(shù)最高，為13.54。

就病株率而言，與病情指數(shù)較一致，8個處理中，枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的病株率最低，為32.72%；木霉菌混合有機肥處理的病株率次之，為37.48%，顯著低于對照處理；對照處理的病株率最高，為59.58%，顯著高于其他處理；木霉菌拌種、枯草芽孢桿菌拌種、木霉菌拌種+有機肥、枯草芽孢桿菌拌種+有機肥4個處理與有機肥處理的病株率之間差異不顯著，但都顯著低于對照處理。

表1 各處理馬鈴薯植株病情Table 1 Disease conditions of potato plants under different treatments

調(diào)查結(jié)果表明（表2），枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的病薯率顯著低于其他處理，為13.40%，小區(qū)實際收獲面積平均產(chǎn)量最高，達28.14 kg/5.4m2，折合產(chǎn)量3 476 kg/667m2，較對照增產(chǎn)28.14%；木霉菌混合有機肥處理的病薯率也較低，為18.52%，小區(qū)實際收獲面積平均產(chǎn)量為27.67 kg/5.4m2，折合產(chǎn)量3 418 kg/667m2，增產(chǎn)26.00%；對照處理的病薯率最高，為38.53%，顯著高于其他處理，小區(qū)實際收獲面積平均產(chǎn)量較低，僅為21.96 kg/5.4m2，折合產(chǎn)量2 712 kg/667m2，除木霉菌和枯草芽孢桿菌拌種處理外，與其他處理差異顯著。木霉菌拌種+有機肥處理與枯草芽孢桿菌拌種+有機肥處理的增產(chǎn)效果也較好，分別增產(chǎn)25.18%和25.31%。

表2 收獲期馬鈴薯塊莖病情與產(chǎn)量Table 2 Disease conditions and yield of tubers at harvest

2.2不同處理對土壤微生物的影響

2.2.1 不同處理土壤中真菌數(shù)量的比較

由圖1可知，第1次取樣，不同處理土壤中真菌數(shù)量差異不顯著，隨時間的推移，對照處理土壤中真菌數(shù)量逐漸增多，與其他處理的差異越來越大。到第4次取樣時，枯草芽孢桿菌混合有機肥處理土壤中真菌數(shù)量較低，且顯著低于對照處理；木霉菌混合有機肥處理土壤中真菌數(shù)量也顯著低于對照處理，但高于枯草芽孢桿菌混合有機肥處理。總體而言，對照處理與有機肥處理真菌數(shù)量較高，2種木霉菌+有機肥處理真菌數(shù)量高于2種枯草芽孢桿菌+有機肥處理。

2.2.2 不同處理土壤中細菌數(shù)量的比較

由圖2可知，第1次取樣，各處理土壤中細菌數(shù)量差異不顯著。隨著馬鈴薯生長發(fā)育，細菌數(shù)量呈現(xiàn)升高的趨勢，到第4次取樣時，枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的土壤細菌數(shù)量顯著高于其他處理；且有機肥處理的土壤細菌數(shù)量高于對照處理，對照處理的土壤細菌數(shù)量最低。5種施有機肥的處理的土壤細菌數(shù)量高于3種施化肥的處理。

圖1 不同處理土壤中真菌數(shù)量的比較Figure 1 Comparison of number of fungi in soil of different treatments

圖2 不同處理土壤中細菌數(shù)量的比較Figure 2 Comparison of number of bacteria in soil of different treatments

2.2.3 不同處理土壤中放線菌數(shù)量的比較

由圖3可知，不同處理土壤中放線菌數(shù)量前期變化較平緩，后期差異增大。到第5次取樣，2種生防菌拌種+有機肥處理與2種生防菌混合有機肥處理的放線菌數(shù)量均高于生防菌拌種處理，有機肥處理高于對照處理，生防菌拌種處理土壤中放線菌數(shù)量與對照處理差異不顯著。

2.3不同處理對土壤酶活性的影響

2.3.1 不同處理土壤脲酶活性的比較

圖3 不同處理土壤中放線菌數(shù)量的比較Figure 3 Comparison of number of actinomycete in soil of different treatments

由圖4可知，不同處理的土壤脲酶活性呈現(xiàn)先上升后逐漸下降的趨勢。第1次取樣時，5種有機肥處理的土壤脲酶活性高于2種生防菌拌種與對照處理。到第5次取樣，對照處理脲酶活性最低，顯著低于其他處理；木霉混合有機肥處理與枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的脲酶活性下降較慢，在后期仍能保持較高的活性，且顯著高于其他處理；生防菌拌種處理與生防菌拌種+有機肥處理的土壤脲酶活性顯著高于對照處理而低于生防菌混合有機肥處理。

2.3.2 不同處理土壤磷酸酶活性的比較

圖4 不同處理對土壤脲酶活性的影響Figure 4 Effect of different treatments on activity of urease in soil

圖5 不同處理對土壤磷酸酶活性的影響Figure 5 Effect of different treatments on activity of phosphatase in soil

由圖5可知，第1次取樣時，不同處理的土壤磷酸酶活性差異不顯著。隨著馬鈴薯植株的生長發(fā)育，土壤磷酸酶活性先升高后降低；第3次取樣（播種后50 d），各處理土壤磷酸酶活性差異最大，枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的土壤磷酸酶活性最高，顯著高于其他處理；木霉菌混合有機肥處理的土壤磷酸酶活性次之，顯著高于對照處理；木霉菌拌種處理與枯草芽孢桿菌拌種處理的土壤磷酸酶活性較低，與對照差異不顯著。隨時間的推移，土壤磷酸酶活性逐漸降低，到第5次取樣，對照處理的土壤磷酸酶活性最低，其他各處理的土壤磷酸酶活性差異不顯著。

2.3.3 不同處理土壤蔗糖酶活性的比較

由圖6可知，第1次取樣時，不同處理土壤蔗糖酶活性前期差異不大，隨后整體呈現(xiàn)逐步上升的趨勢，到第4次取樣（播種后70 d），土壤蔗糖酶活性達最大值，8個處理中，木霉菌混合有機肥處理、枯草芽孢桿菌混合有機肥處理與木霉菌拌種處理的土壤蔗糖酶活性較高，顯著高于對照；其他處理的土壤蔗糖酶活性與對照無顯著差異或顯著降低；到第5次取樣，各處理土壤蔗糖酶活性迅速下降，5個施有機肥處理的土壤蔗糖酶活性顯著高于3個施化肥的處理；木霉菌拌種處理、枯草芽孢桿菌拌種處理與對照差異不顯著。

2.3.4 不同處理土壤過氧化氫酶活性的比較

圖6 不同處理對土壤蔗糖酶活性的影響Figure 6 Effect of different treatments on activity of sucrase in soil

圖7 不同處理對土壤過氧化氫酶活性的影響Figure 7 Effect of different treatments on activity of catalase in soil

由圖7可知，第1次取樣時，對照處理與木霉菌拌種處理的土壤過氧化氫酶較低，顯著低于其他處理；到第3次取樣（播種后50 d），木霉菌混合有機肥處理與枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的土壤過氧化氫酶活性達最大值，且顯著高于對照處理；其他處理土壤過氧化氫酶活性與對照差異不顯著；隨后各處理的土壤過氧化氫酶活性逐漸降低，到第4次取樣，對照處理的土壤過氧化氫酶活性顯著低于其他處理；木霉菌混合有機肥與枯草芽孢桿菌混合有機肥處理的酶活性下降速度較慢。

3 討論

3.1生防菌與有機肥聯(lián)用能夠提升根際土壤有益微生物數(shù)量

枯草芽孢桿菌混合有機肥與木霉菌混合有機肥能夠有效控制枯萎病的發(fā)生，降低植株的發(fā)病率、病薯率，并且具有很好的增產(chǎn)作用。相比生防菌拌種與生防菌拌種+有機肥處理，生防菌混合有機肥處理能夠更好發(fā)揮生防菌的防病作用。生防菌混合有機肥后，能夠顯著降低根際土壤真菌數(shù)量，細菌數(shù)量與放線菌數(shù)量得到顯著提升，其原因可能是，有機肥給生防菌提供生長與繁殖的場所與養(yǎng)分，使生防菌種群數(shù)量在馬鈴薯根際土壤快速增長，從而使生防菌成為土壤中的優(yōu)勢菌群，生防菌通過拮抗、競爭等作用，抑制土壤中鐮刀菌數(shù)量的增長，其次，有機肥中含有大量有益微生物，對于降低病原菌數(shù)量也起到不可忽視的作用[14]。通過生防菌與有機肥聯(lián)用形成“基質(zhì)-菌群”生態(tài)系統(tǒng)，改善馬鈴薯根際土壤微生態(tài)環(huán)境和理化特性，從而起到防病、增產(chǎn)作用[15]。

3.2生防菌與有機肥聯(lián)用能夠提高根際土壤主要酶活性

土壤酶活性可以反映土壤中生化反應(yīng)的類型和強弱，土壤酶活性與土壤微生物數(shù)量、土壤微生物活性、有機質(zhì)含量等密切相關(guān)[16]。試驗結(jié)果表明，生防菌混合有機肥能夠在不同程度上提高土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶及過氧化氫酶活性。其原因可能表現(xiàn)為2個方面：一是生防菌與有機肥聯(lián)用后，土壤中有益菌數(shù)量快速增長；二是施入有機肥后，增加了土壤有機質(zhì)含量，改善了土壤的理化性質(zhì)，為酶活性的升高提供良好的原料與環(huán)境條件，土壤微生物的活性得到了增強[17,18]；從而加速土壤養(yǎng)分分解、轉(zhuǎn)化與釋放[19]。

綜上所述，生防菌與有機肥聯(lián)用對馬鈴薯枯萎病具有較好的防治效果，能顯著降低馬鈴薯枯萎病的病株率、病薯率，提高防病效果，并有一定的增產(chǎn)作用。其原因是生防菌與有機肥聯(lián)用顯著提升了根際土壤有益菌數(shù)量，降低病原菌的數(shù)量，有益微生物抑制病原菌在土壤中存活、繁殖，阻止病原菌侵入與擴展。同時生防菌與有機肥聯(lián)用在不同程度上提高了土壤酶的活性，從而加速養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，使土壤養(yǎng)分更容易被馬鈴薯植株吸收利用，進而提升馬鈴薯植株的長勢，增強植株的抗病性[20]，增加產(chǎn)量。

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Controlof Fusarium Wiltin Potato Using BiocontrolAgents Combined with Organic Fertilizer and Their Effects on SoilMicro Ecology

LIU Zhihui1,CHEN Hui1,BAO Meili2,MENG Meilian1,HU Jun1＊,CHEN Wenting1,3,WANG Qi1,3,LIYunwei3
(1.College ofAgronomy,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot,Inner Mongolia 010019,China;2.Horqin Agriculture Technical Extension Center,Tongliao,Inner Mongolia 028000,China;3.Inner Mongolia Zhongjia AgriculturalBiologicalTechnology Co.,Ltd, Siziwangqi,Inner Mongolia 011800,China)

ract:Fusarium wilt in potato is one of the serious soil-borne diseases in potato growing areas.The control effects,influence on rhizosphere soilmicrobialpopulations and soilenzyme activity were studied by applying biocontrol agents combined with organic fertilizer in different ways in the field.The results showed that the disease severity was significantly reduced after applying the mixture of biocontrolagents and organic fertilizer.At the same time,the change of soilmicrobialcommunity was found.The number of fungidecreased,while the number of bacteria and actinomycetes increased.The activities of soil urease,phosphatase,sucrose and catalase were increased to some extent.These results indicated that soil microbial flora and soil environment of potato growth were improved,soil enzyme activities were increased,pathogens were suppressed,and severity of Fusarium wilt in potato was reduced when biocontrol agents mixed with organic fertilizer were used in potato production.

ords:potato;Fusarium wilt;biologicalcontrol;organic fertilizer;soilmicroorganism;soilenzyme activity

S532

A

1672－3635（2017）01-0030-08

2016-04-02

國家現(xiàn)代馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)崗位專家專項（nycytx-15-gwzj-20）。

劉智慧（1990-），男，碩士研究生，主要從事馬鈴薯病害研究。

胡俊，教授，主要從事植物病害綜合治理研究，E-mail:hujun6202@126.com。