類球紅細(xì)菌對草莓生長及抗病性的影響

王 胤，胡毓媛，李云龍，胡 彬，孫 海，鄭建秋，曹金娟，張愛環(huán)

（1.北京市植物保護(hù)站，北京 100029；2.北京農(nóng)學(xué)院生物與資源環(huán)境學(xué)院，北京 102206)

類球紅細(xì)菌是一種被廣泛研究的光合微生物，屬于紫色非硫細(xì)菌，能在多種條件下生長。類球紅細(xì)菌不僅可以產(chǎn)生輔酶Q10、類胡蘿卜素、氫氣、5-氨基乙酰丙酸、超氧化物歧化酶和D-阿洛酮糖等，還能固定氮?dú)夂投趸家约把a(bǔ)救放射性污染，還可以降解有機(jī)廢水、農(nóng)業(yè)殘留和多環(huán)芳烴等物質(zhì)。此外，類球紅細(xì)菌具有從醋酸鹽中產(chǎn)生高水平氫的能力，且科學(xué)家已得到其全部基因組序列，已成為一種具有巨大的工業(yè)化開發(fā)潛力的微生物，可以在多個領(lǐng)域被研究利用。目前，大多數(shù)研究者對類球紅細(xì)菌的研究主要集中在改善氫氣生產(chǎn)、光合作用機(jī)制以及生物活性物質(zhì)的制備及功能方面。隨著研究人員對類球紅細(xì)菌更加深入的研究，其生物活性物質(zhì)的功能將會進(jìn)一步被挖掘，光發(fā)酵產(chǎn)氫機(jī)制將進(jìn)一步被解析，在食品安全方面的應(yīng)用也將不斷得到拓展，應(yīng)用前景廣闊。

我國草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤其迅速，溫室栽培已成為最主要的種植方式。在草莓栽培過程中，有多種病害發(fā)生，而草莓白粉病是草莓生長過程中危害較嚴(yán)重的病害之一，苗期發(fā)病造成幼苗品質(zhì)下降，移栽后難以成活；果實(shí)發(fā)病后無法正常膨大，失去光澤，造成品質(zhì)下降，影響經(jīng)濟(jì)效益。草莓白粉病在低溫、高濕的適宜條件下會以驚人的速度傳播發(fā)展，病害發(fā)生嚴(yán)重時，病葉率及病果率均達(dá)到50%，有時甚至全株死亡，對草莓的產(chǎn)量、品質(zhì)、食用價值和經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重影響。草莓白粉病的防治首先應(yīng)以預(yù)防為主，再綜合應(yīng)用農(nóng)業(yè)防治措施，如合理輪作、選擇抗病品種、及時摘除病葉和老葉、合理施肥、控制濕度等，然后安全使用藥劑防治，但一定要注意施藥方法，輪換交替用藥，一次施藥過多或多次施藥都容易抑制草莓生長。在大棚草莓的發(fā)病盛期，草莓白粉病的防治應(yīng)選用高效、安全、毒性小且殘留物少的殺菌劑，特別是在果實(shí)膨大期，更應(yīng)謹(jǐn)慎施用藥劑，保證農(nóng)產(chǎn)品安全。

在農(nóng)藥的應(yīng)用過程中，一些生產(chǎn)農(nóng)藥的廠家，一味地提高農(nóng)藥藥效，經(jīng)常無視農(nóng)藥殘留問題，再加上有些農(nóng)戶自身使用農(nóng)藥的方法缺乏合理性，造成化學(xué)農(nóng)藥的過量使用，不及時處理的農(nóng)藥包裝又會污染環(huán)境，影響人們的身體健康。與化學(xué)農(nóng)藥相比，微生物農(nóng)藥具有高效、選擇性強(qiáng)、生物降解快和對人畜安全等優(yōu)點(diǎn)；因此，研究類球紅細(xì)菌可以為未來劑型的研制奠定基礎(chǔ)。本研究主要通過田間試驗(yàn)明確類球紅細(xì)菌對促進(jìn)草莓生長、開花、增產(chǎn)、抗病、品質(zhì)改善的效果，彌補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域的研究空白，以及為類球紅細(xì)菌在農(nóng)業(yè)上的推廣使用奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試草莓品種為紅顏，施用藥劑為有機(jī)水溶肥料海德豐1000（北京雷力海洋生物新產(chǎn)業(yè)股份有限公司）和助友寶SOD微生物菌劑（無錫中科活力生物技術(shù)有限公司）。助友寶SOD微生物菌劑是一種暗紅色液體，主要成分為類球紅細(xì)菌，其代謝產(chǎn)物含有多種能激活作物細(xì)胞活性的生物活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)能直接被作物吸收，有助于改善作物的生長狀態(tài)，并增強(qiáng)作物的抗病、防病能力和抗逆性能。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)置

試驗(yàn)地點(diǎn)為北京市昌平區(qū)美林間草莓種植園區(qū)的日光溫室，棚室面積約500 m，每個棚室種植草莓4 000株，2019年8月28日定植。試驗(yàn)共設(shè)3個處理組，分別為：處理1，常規(guī)管理的基礎(chǔ)上，葉面噴施助友寶SOD微生物菌劑100倍液；處理2（CK），常規(guī)管理的基礎(chǔ)上，葉面噴施有機(jī)水溶肥料海德豐1000（生物肥）1 000倍液；處理3（CK），常規(guī)管理；每組3次重復(fù)，共計9個試驗(yàn)小區(qū)，完全隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為50 m，用水量為5 L/區(qū)。2個處理組（處理1、CK）分別于9月6日、10月27日、11月18日即在草莓苗期、初花期、果實(shí)膨大期施用助友寶SOD微生物菌劑100倍液和有機(jī)水溶肥料海德豐1000，使用噴霧器從葉背面噴施。通過處理1和CK共2個處理研究類球紅細(xì)菌對草莓生長勢及產(chǎn)量的影響，通過處理1、CK及CK共3個處理研究類球紅細(xì)菌對草莓白粉病的防治效果。

1.2.2 調(diào)查內(nèi)容及方法

生長指標(biāo)調(diào)查：分別在草莓苗期、初花期、幼果期、果實(shí)膨大期調(diào)查處理1和CK草莓的株高、莖粗、展開葉片數(shù)量、開花數(shù)量等指標(biāo)。采用五點(diǎn)取樣法，在各小區(qū)內(nèi)分別取5點(diǎn)，每點(diǎn)3株，共計調(diào)查15株。在草莓收獲期，5個小區(qū)內(nèi)隨機(jī)采收大小相近的草莓共15個，并稱量單果質(zhì)量。

草莓白粉病病害調(diào)查：分別在9月18日、11月10日、12月14和12月27日對3個處理的草莓白粉病進(jìn)行4次病害調(diào)查。每個小區(qū)內(nèi)隨機(jī)調(diào)查10株，每株隨機(jī)取6片葉，按病斑面積占整片葉面積的百分比分級：0級為無病斑，1級為病斑面積占整片葉面積的0%～5%，3級為病斑面積占整片葉面積的6%～10%，5級為病斑面積占整片葉面積的11%～20%，7級為病斑面積占整片葉面積的21%～40%，9級為病斑面積占整片葉面積的40%以上，記錄各級病葉數(shù)。計算公式為：發(fā)病率＝發(fā)病數(shù)／調(diào)查總數(shù)×100%；病情指數(shù)＝［∑（各級病葉數(shù)×相對病級數(shù)）］／（調(diào)查總?cè)~數(shù)×9）×100；防治效果＝（對照區(qū)病情指數(shù)－處理區(qū)病情指數(shù)）／對照區(qū)病情指數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 類球紅細(xì)菌對草莓生長勢及產(chǎn)量的影響

由表1可知：處理1草莓株高、莖粗、開花數(shù)分別為20.9 cm、1.52 cm、8.3朵，分別較CK增加了1.6%、10.9%、16.9%，且均與CK不存在顯著性差異；處理1草莓展開葉片數(shù)為21.9片，較CK（17.9片）提高了22.3%，兩者存在顯著性差異。綜上，助友寶SOD微生物菌劑100倍液處理組草莓株高、莖粗、展開葉片數(shù)量和開花數(shù)量均高于對照組，說明類球紅細(xì)菌對草莓有一定的促生及誘導(dǎo)開花作用。

在草莓單果質(zhì)量測量中，處理1為12.6 g，比CK（10.6 g）增加了18.9%，且兩者不存在顯著性差異；處理1的667 m產(chǎn)量為3 437.9 kg，比CK增加了10.7%，且兩者不存在顯著性差異。綜上，助友寶SOD微生物菌劑100倍液處理組草莓單果質(zhì)量及667 m產(chǎn)量均高于對照組，說明類球紅細(xì)菌可提高草莓產(chǎn)量（表1）。

表1 草莓生長指標(biāo)及產(chǎn)量的比較

2.2 類球紅細(xì)菌對草莓白粉病的防治效果

由表2可知：調(diào)查中發(fā)現(xiàn)苗期無病害發(fā)生，在草莓開花初期、果實(shí)膨大期和采收期均有草莓白粉病發(fā)生，初花期，處理1病情指數(shù)為0.36，比CK降低了0.30，防效為45%，而CK的防效為29%；果實(shí)膨大期，處理1病情指數(shù)為0.31，比CK（0.51）降低了0.20，防效為39%，而CK的防效為27%；采收期，處理1病情指數(shù)為0.30，比CK（0.47）降低了0.17，防效為36%，而CK的防效為25%；綜上，助友寶SOD微生物菌劑100倍液、有機(jī)水溶肥料海德豐1000（生物肥）1 000倍液均能降低草莓病情指數(shù)，但助友寶SOD微生物菌劑100倍液防治效果顯著高于有機(jī)水溶肥料海德豐1000（生物肥）1 000倍液，說明類球紅細(xì)菌對草莓白粉病有較好的防治效果。

表2 類球紅細(xì)菌對草莓白粉病的防治效果

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果說明，在草莓苗期、初花期、幼果期、果實(shí)膨大期4次施用助友寶SOD微生物菌劑100倍液（類球紅細(xì)菌），使草莓株高、莖粗、展開葉片數(shù)均高于對照組，說明類球紅細(xì)菌對草莓的生長有促進(jìn)作用，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，處理組草莓開花數(shù)也高于對照組，這與管文芳等的試驗(yàn)結(jié)果相似，兩個試驗(yàn)結(jié)果中草莓的開花數(shù)都有所增加，但本試驗(yàn)中處理組的草莓開花數(shù)只比對照組增加了1.2朵，增加了16.9%，而管文芳等的試驗(yàn)中處理組的草莓開花數(shù)比對照組增加了3.3朵；在對草莓產(chǎn)量調(diào)查的分析中，施用類球紅細(xì)菌可提高草莓單果質(zhì)量，增加產(chǎn)量，兩個試驗(yàn)中草莓產(chǎn)量都有所提升，管文芳等的試驗(yàn)增產(chǎn)明顯高于本試驗(yàn)，本試驗(yàn)中處理組的平均單果質(zhì)量只比對照組增加2.0 g，而管文芳等的試驗(yàn)中處理組的單果質(zhì)量較對照組提高了8.8 g。綜上，這可能是因?yàn)槭┧幏椒ǖ牟煌芪姆嫉鹊脑囼?yàn)是對草莓進(jìn)行灌根處理且在移栽過程中施藥，而本試驗(yàn)用噴霧器噴施葉面且人工施藥，可能會造成施藥不均，之后可以開展其他施藥方法研究。管文芳等的試驗(yàn)還測量了可溶性蛋白質(zhì)、維生素C、還原糖等營養(yǎng)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果顯示含量顯著優(yōu)于對照組，而本研究并未對草莓品質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步檢測，下一步可就相關(guān)內(nèi)容展開研究，以完善類球紅細(xì)菌對草莓多方面的作用效果。

另外，試驗(yàn)結(jié)果顯示，類球紅細(xì)菌對草莓白粉病有較好的防治效果，病情指數(shù)低于對照區(qū)，且施藥后未見明顯殘留藥斑，草莓也沒有藥害現(xiàn)象發(fā)生，與秦燕等的試驗(yàn)結(jié)果類似。本試驗(yàn)施用的是100倍液藥劑，秦燕等的試驗(yàn)設(shè)置了2個濃度，高濃度藥劑對草莓白粉病的防治效果與本試驗(yàn)類似，但其低濃度藥劑對草莓白粉病的防效低于本試驗(yàn)類球紅細(xì)菌對草莓白粉病的防效，說明適當(dāng)增加藥劑濃度有助于草莓白粉病的防治；因此，還可以進(jìn)行草莓白粉病不同發(fā)生情況下、不同濃度藥劑作用效果的研究，以找到防治草莓白粉病效果最好的藥劑濃度來提高防效。此外，草莓白粉病的發(fā)生還與品種、土壤、環(huán)境及田間管理等一些因素有密切聯(lián)系，如濕度過大時，加大放風(fēng)量可以降低溫室草莓白粉病的發(fā)生。

通過比較類球紅細(xì)菌和生物肥對草莓白粉病的防治效果，發(fā)現(xiàn)類球紅細(xì)菌對草莓白粉病的防治更有效一些，其原因可能是生物肥更多的是在增加產(chǎn)量和提高品質(zhì)上發(fā)揮作用，而類球紅細(xì)菌側(cè)重在病害防治上起作用；因此，與生物肥相比，類球紅細(xì)菌對草莓白粉病的防治效果更勝一籌。