生物農藥對萬壽菊種子萌發及幼苗生長的影響

趙玳琳，何海永，譚清群，李繼業，陳小均

(貴州省植物保護研究所，貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】萬壽菊(TageteserectaL.)又名臭芙蓉、金盞菊、蝎子菊、千壽菊等，屬菊科(Asteraceae)萬壽菊屬(Tagetes)1年生草本花卉，原產墨西哥及美洲地區，16世紀傳入中國，目前在全國各地均有種植[1-2]。萬壽菊栽培品種極多，根據用途可分為觀賞型萬壽菊、藥用萬壽菊和色素萬壽菊[2]。萬壽菊是我國傳統的中藥材，其花可入藥，具有化痰止咳、清熱解毒、祛風保健等功效[3]；其花瓣中富含葉黃素(lutein)，葉黃素屬含氧類胡蘿卜素，因其價格與黃金相當而具有“軟黃金”之稱，已廣泛運用于食品、醫藥、化妝品、工業染料及飼料添加劑等領域[4]，具有預防老年性白內障和老年黃斑變性[5-8]、提高視力和免疫力及抗癌[9-11]、延緩動脈硬化[12]、抗心血管病[13]和抗氧化[14]等作用。萬壽菊在實際生產中主要以播種繁殖為主，種子質量(萌發率、存活率)直接影響萬壽菊生產的安全性、有效性和穩定性[1]。因此，提高萬壽菊種子成活率對萬壽菊產業的發展具有重要意義。【前人研究進展】種子萌發受到自身因素(成熟度、休眠、壽命和遺傳)和外界條件因素(溫度、濕度、水分、光照、空氣和土壤等)共同影響[15]。前人對萬壽菊種子萌發及植株生長[3,16-24]的研究主要集中在溫度、肥料、光照、鎘脅迫、鹽脅迫、生長調節劑、植物浸提液、模擬酸雨、沼澤浸種、融雪劑及CO2濃度等方面。【研究切入點】近年來，由于化學藥劑的使用導致相關食品安全問題非常突出。生物農藥被越來越多地應用到農作物上，表現出廣譜防病效果和促生作用，其對環境安全友好，是減少或替代化學農藥的重要資源，新型高效生物農藥的應用將成為作物(特別是中藥材)病害綠色防控和促進作為生長的重要手段。目前有關生物藥劑對萬壽菊種子萌發及其生長影響的研究還較缺乏。【擬解決的關鍵問題】以萬壽菊種子為研究對象，研究不同生物農藥對其種子萌發及幼苗生長的影響，以期篩選出適宜的生物農藥，提高萬壽菊種子發芽率和利用率、促進幼苗生長、降低萬壽菊的育苗成本，為萬壽菊的高效、優質栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物 色素萬壽菊雜交種。

1.1.2 培養基 木霉選擇性培養基：水1 000 mL，去皮馬鈴薯200 g，氯霉素0.3 g，葡萄糖20 g，玫瑰紅0.02 g；馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(PDA)：水1 000 mL，去皮馬鈴薯200 g，瓊脂20 g，葡萄糖20 g。

1.1.3 木霉菌株 菌株GYSW-6 m1，由貴州省植物保護研究所分離保存。

1.1.4 生物農藥 土壤調理劑，有效活菌數2億/g，活性成分為芽孢桿菌，中農綠康(北京)生物技術有限公司產品。微生物菌劑，有效活菌數2億/g，含多種有益微生物，中農綠康(北京)生物技術有限公司產品。抗重茬微生物菌劑，有效活菌數2億/g，活性成分為促生芽孢桿菌、木霉菌等，中農綠康(北京)生物技術有限公司產品。沃豐康-克線散粉劑，有效活菌數2億/g，活性成分為淡紫擬青霉，北京啟高生物科技有限公司和中國農業科學院聯合研發產品。沃豐康-復合微生物菌劑，有效活菌數50億/mL，活性成分為光合細菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌等，北京啟高生物科技有限公司產品。補骨脂種子提取物微乳劑，植物活性成分為苯丙烯菌酮，含量0.20%，沈陽同祥生物農藥有限公司產品。土傳三號懸浮劑，有效活菌數20億/mL，安徽省國壬農業科技有限公司產品。哈茨木霉粉劑，有效活菌數2億/g，活性成分為哈茨木霉菌和萎縮芽孢桿菌，昆明保騰生化技術有限公司產品。枯草芽孢桿菌可濕性粉劑，100億/g，活性成分為枯草芽孢桿菌，德強生物股份有限公司生產。蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑，8億/g，活性成分為蠟質芽孢桿菌，山東泰諾藥業有限公司產品。

1.1.5 化學農藥 450 g/L咪鮮胺水乳劑，青島瀚生生物科技有限公司產品；125 g/L氟環唑懸浮劑，江西七洲綠色化工股份有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 對萬壽菊種子萌發率及芽長的影響試驗 試驗于2020年12月實施，采用9 cm的培養皿，在其底部鋪上2層滅菌紗布，用滅菌水(5 mL)潤濕，然后緊貼培養皿底部展開，將2 g萬壽菊種子均勻地擺放在紗布上，然后分別加入30 mL事先配制好的生物農藥、生防菌和化學農藥藥液〔生物農藥和化學農藥分別以0.5 g(固體)或0.5 mL(液體)加入30 mL滅菌水中混勻，生防菌處理直接加入30 mL濃度為106個/mL的分生孢子懸浮液〕。試驗共設14個處理：土壤調理劑、微生物菌劑、抗重茬微生物菌劑、沃豐康-克線散粉劑、沃豐康-復合微生物菌劑、補骨脂種子提取物微乳劑、土傳三號懸浮劑、哈茨木霉粉劑、枯草芽孢桿菌可濕性粉劑、蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑、GYSW-6m1、450 g/L咪鮮胺水乳、125 g/L氟環唑懸浮劑，以清水為對照。3次重復，處理好后的培養皿放入25℃的培養箱(12 h光照/12 h黑暗)中保濕(定期噴霧)培養，定期觀察記錄種子萌發情況及萌發后芽的生長情況(芽長)。

1.2.2 對盆栽萬壽菊幼苗生長的影響試驗 試驗于2020年12月至2021年1月實施，選取萌發7 d左右長勢一致的萬壽菊幼苗移栽于裝有3/4滅菌營養土的塑料缽中，每缽1株幼苗，待幼苗移栽存活后(移栽3 d左右)和移栽后15 d，分別加入30 mL事先配制好濃度的生物農藥、生防菌和化學農藥藥液〔生物農藥和化學農藥分別以0.5 g(固體)或0.5 mL(液體)加入30 mL滅菌水中混勻，生防菌處理直接加入30 mL濃度為106個/mL的分生孢子懸浮液〕。試驗共設14個處理：土壤調理劑、微生物菌劑、抗重茬微生物菌劑、沃豐康-克線散粉劑、沃豐康-復合微生物菌劑、補骨脂種子提取物微乳劑、土傳三號懸浮劑、哈茨木霉粉劑、枯草芽孢桿菌可濕性粉劑、蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑、GYSW-6m1、450 g/L咪鮮胺水乳、125 g/L氟環唑懸浮劑，以清水為對照。3次重復(3盆)，處理好后放入25℃的光照培養箱(12 h光照/12 h黑暗)中保濕(定期噴霧)培養，培養1個月，測定各處理幼苗株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重等指標生長情況。

1.3 數據統計與分析

采用DPS 7.05通過最小顯著差異法(LSD)比較不同處理間的差異顯著性(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 不同處理萬壽菊種子的萌發率及芽長

從表1看出，不同處理萬壽菊種子的萌發時間、萌發率及芽長存在差異。

表1 不同處理萬壽菊種子的萌發率及芽的生長情況 Table 1 Effects of different pesticides on seed germination rate and bud growth of T. erecta

2.1.1 萌發時間與萌發率

1)萌發時間。各處理的萌發時間為1～4 d，抗重茬微生物菌劑、土壤調理劑、微生物菌劑、沃豐康-克線散粉劑和哈茨木霉粉劑在處理1 d后開始萌發，沃豐康-復合微生物菌劑、土傳三號懸浮劑和GYSM-6m1在處理2 d后開始萌發，枯草芽孢桿菌可濕性粉劑和125 g/L氟環唑懸浮劑在處理3 d后開始萌發，其余處理在4 d后開始萌發。

2)萌發率。各處理7 d后種子的萌發率在4.00%～54.67%，依次為哈茨木霉粉劑>微生物菌劑>土壤調理劑>沃豐康-克線散粉劑>抗重茬微生物菌劑>GYSM-6m1>沃豐康-復合微生物菌劑=125 g/L氟環唑懸浮劑>土傳三號懸浮劑>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑>450 g/L咪鮮胺水乳劑>補骨脂種子提取物微乳劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑=CK。其中，哈茨木霉粉劑處理(54.67%)的萌發率最高，微生物菌劑處理(52.00%)其次，二者差異不顯著，但均顯著高于除土壤調理劑(44.00%)外的其余處理，其種子萌發率分別較CK(4.00%)提高50.67百分點和48.00百分點。土壤調理劑處理種子萌發率顯著高于除沃豐康-克線散粉劑(37.33%)、抗重茬微生物菌劑(36.00%)和GYSM-6m1(34.67%)處理外的其余處理；沃豐康-克線散粉劑、抗重茬微生物菌劑與GYSM-6m1處理間差異不顯著，但均顯著高于沃豐康-復合微生物菌劑、125 g/L氟環唑懸浮劑和土傳三號懸浮劑等其余7個處理。

2.1.2 芽長 各處理的芽長為0.93～2.69 cm，依次為土壤調理劑>抗重茬微生物菌劑>微生物菌劑>哈茨木霉粉劑>土傳三號懸浮劑>GYSM-6m1>沃豐康-克線散粉劑>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑>補骨脂種子提取物微乳劑>沃豐康-復合微生物菌劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑>125 g/L氟環唑懸浮劑>CK>450 g/L咪鮮胺水乳劑。其中，處理土壤調理劑、抗重茬微生物菌劑、微生物菌劑、哈茨木霉粉劑和土傳三號懸浮劑處理種子萌發后芽能夠正常生長，芽長顯著高于其他處理，芽長均≥2.40 cm，處理間差異不顯著；其次是生防菌株GYSM-6m1和沃豐康-克線散粉劑，芽長分別為1.98 cm和1.86 cm，二者差異不顯著；其他處理種子雖然能夠萌發，但種子萌芽后長勢較差，一些處理種子萌芽后芽矮小瘦弱，甚至枯死。

結合種子萌發率及種子萌發后芽的長勢可知，哈茨木霉粉劑、微生物菌劑、土壤調理劑和沃豐康-克線散粉劑處理能有效提高種子萌發率和促進萌發后芽的生長。

2.2 不同處理萬壽菊幼苗的生長情況

從表2和封三看出，不同處理萬壽菊幼苗的生長存在差異。

表2 不同處理萬壽菊幼苗的生長情況Table 2 Effect of different pesticides and GYSW-6M1 strain on seedling growth of T. erecta

2.2.1 株高 各處理幼苗株高為15.93～22.43 cm，依次為沃豐康-復合微生物菌劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑>沃豐康-克線散粉劑>土壤調理劑>補骨脂種子提取物微乳劑>哈茨木霉粉劑>微生物菌劑>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑>GYSM-6m1>土傳三號懸浮劑>抗重茬微生物菌劑>CK。其中，沃豐康-復合微生物菌劑處理(22.43 cm)最高，蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑處理(22.00 cm)其次，二者差異不顯著，但顯著高于土傳三號懸浮劑處理、抗重茬微生物菌劑處理和CK，與其余處理差異不顯著。

2.2.2 莖粗 各處理幼苗莖粗為1.1～1.67 cm，依次為沃豐康-復合微生物菌劑>土傳三號懸浮劑>補骨脂種子提取物微乳劑>沃豐康-克線散粉劑>微生物菌劑>土壤調理劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑>GYSM-6m1>CK>哈茨木霉粉劑>抗重茬微生物菌劑。其中，沃豐康-復合微生物菌劑處理(1.67 cm)最高，顯著高于微生物菌劑處理(1.10 cm)和CK(1.10 cm)，其余處理間差異不顯著。

2.2.3 根長 各處理幼苗根長為7.23～16.50 cm，依次為沃豐康-復合微生物菌劑>土壤調理劑=土傳三號懸浮劑=補骨脂種子提取物微乳劑>哈茨木霉粉劑>沃豐康-克線散粉劑=枯草芽孢桿菌可濕性粉劑=蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑=GYSM-6m1>抗重茬微生物菌劑>微生物菌劑=CK。其中，沃豐康-復合微生物菌劑處理(16.50 cm)最高，顯著高于除土傳三號懸浮劑處理(16.23 cm)、補骨脂種子提取物微乳劑(15.60 cm)、沃豐康-克線散粉劑(13.10 cm)和微生物菌劑(12.23 cm)處理外的其余處理，土傳三號懸浮劑處理、補骨脂種子提取物微乳劑、沃豐康-克線散粉劑和微生物菌劑處理間差異不顯著，其余處理間差異不顯著。

2.2.4 鮮重

1)總鮮重。各處理幼苗總鮮重為3.86～8.16 g，依次為沃豐康-復合微生物菌劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑>土傳三號懸浮劑>土壤調理劑>沃豐康-克線散粉劑>補骨脂種子提取物微乳劑>微生物菌劑>哈茨木霉粉劑>抗重茬微生物菌劑>GYSM-6m1>CK>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑。其中，沃豐康-復合微生物菌劑處理(8.16 g)最高，顯著高于除蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑(7.95 g)、土傳三號懸浮劑(7.59 g)、土壤調理劑(7.23 g)和沃豐康-克線散粉劑(7.14 g)處理外的其余處理；蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑、土傳三號懸浮劑、土壤調理劑與沃豐康-克線散粉劑處理差異不顯著，但均顯著高于微生物菌劑(4.78 g)、哈茨木霉粉劑(4.72 g)、抗重茬微生物菌劑(4.64 g)、GYSM-6m1(4.58 g)、枯草芽孢桿菌可濕性粉劑處理(3.86 g)和CK(4.20 g)。

2)地上部分鮮重。各處理幼苗地上部分鮮重為3.36～6.90 g，依次為沃豐康-復合微生物菌劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑>土傳三號懸浮劑>土壤調理劑>沃豐康-克線散粉劑>補骨脂種子提取物微乳劑>微生物菌劑>GYSM-6m1>抗重茬微生物菌劑>哈茨木霉粉劑>CK>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑。其中，沃豐康-復合微生物菌劑處理(6.90 g)最高，蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑處理(6.71 g)其次，枯草芽孢桿菌可濕性粉劑處理(3.36 g)最低。

3)地下部分鮮重。各處理幼苗地下部分鮮重為0.40～1.53 g，依次為沃豐康-克線散粉劑>補骨脂種子提取物微乳劑>沃豐康-復合微生物菌劑>蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑>土傳三號懸浮劑>哈茨木霉粉劑>土壤調理劑>抗重茬微生物菌劑>GYSM-6m1>微生物菌劑>枯草芽孢桿菌可濕性粉劑>CK。其中，沃豐康-克線散粉劑處理(1.53 g)最高，補骨脂種子提取物微乳劑處理(1.33 g)其次，CK(0.40 g)最低。

總體看，沃豐康-復合微生物菌劑對萬壽菊幼苗促生作用最顯著，其株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重分別為22.43 cm、1.67 cm、16.50 cm、8.16 g、6.90 g和1.26 g，除地下部分鮮重低于沃豐康-克線散粉劑處理(1.53 g)外，其余各生長指標均高于其他處理；其次是蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑，其株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重分別為22.00 cm、1.27 cm、10.97 cm、7.95 g、6.71 g和1.24 g，對株高生長及地上部分的促進效果最為顯著；土傳三號懸浮劑株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重分別為16.43 cm、1.53 cm、16.23 cm、7.59 g、6.49 g和1.10 g，對莖粗和根長的促進效果最為顯著；土壤調理劑株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重分別為20.40 cm、1.53 cm、11.50 cm、7.23 g、6.40 g和0.83 g，對莖粗的促進效果最為顯著；沃豐康-克線散粉劑株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重分別為20.57 cm、1.27 cm、13.10 cm、7.14 g、5.60 g和1.53 g，對根長的促進效果最為顯著。蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑與土傳三號懸浮劑、土壤調理劑和沃豐康-克線散粉劑間除株高外其余各生長指標的差異不顯著。

3 討論

種子發芽率直接影響作物幼苗的出苗率和建植率等，并對作物的營養生長具有重要作用。研究結果表明，哈茨木霉粉劑和微生物菌劑可顯著推進萬壽菊種子的萌發進程和提高種子萌發率。與前人研究結果哈茨木霉能夠促進種子萌發相符。魏林等[25-26]研究發現，哈茨木霉(Trichodermahazianum)菌株T2-16發酵產物對豇豆、水稻等種子的萌發和苗期生長發育具有明顯的促進作用；李艷娟等[27]研究表明，木霉可以促進杉木種子萌發與幼苗生長，且可以提高其抗逆性。該研究還發現，沃豐康-復合微生物菌劑和蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑對萬壽菊植株促生作用顯著，也與前人報道相符。趙玳琳等[28-29]研究表明，沃豐康-復合微生物菌劑對草莓植株具有明顯的促生增產作用，其對甘藍黑腐病的防效為67.77%。王勇等[30]發現，蠟質芽孢桿菌AR156菌劑可增加辣椒葉片葉綠素的含量、促進辣椒生長。

試驗結果表明，未經生物農藥、生防菌和化學藥劑處理的萬壽菊種子(清水對照)萌發率均低于生物農藥、生防菌和化學藥劑的處理，處理4 d萌發率僅為4%，萌發后的幼苗質量也較差。休眠是種子作物在長期進化過程中產生的適應性性狀，作物通過抑制種子萌發渡過不良環境，未通過休眠的種子往往發芽率極低[31]。由于該試驗于冬季進行，萬壽菊種子仍處于休眠狀態，因此，未經處理的萬壽菊種子萌發率也極低。同時研究也得到，經哈茨木霉粉劑和微生物菌劑處理7 d萬壽菊種子萌發率分別為54.67%和52.00%，相比未經處理萬壽菊種子的萌發率分別提高50.67百分點和48.00百分點，說明哈茨木霉粉劑和微生物菌劑能夠打破萬壽菊種子休眠狀態，提高種子萌發率。種子從休眠向萌發階段的轉換涉及信號轉導、養分轉化、酶的活化、基因表達等多個方面[32]。化學藥劑處理參與并促進種子休眠向萌芽階段的轉化，前人研究中主要是通過化學藥劑H2O2、GA3、MT及SA等處理解除種子休眠[32-36]。該研究發現，生防菌也能夠解除種子休眠，但其調控種子休眠解除的機理尚需進一步研究。

4 結論

哈茨木霉粉劑和微生物菌劑可促進萬壽菊種子的萌發，在播種萬壽菊種子時進程并提高種子萌發率，處理1 d后種子均開始萌發；哈茨木霉粉劑和微生物菌劑處理7 d時萌發率分別為54.67%和52.00%，較清水對照(4.00%)分別提高50.67百分點和48.00百分點。沃豐康-復合微生物菌劑和蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑可顯著促進萬壽菊幼苗生長，沃豐康-復合微生物菌劑處理株高、莖粗、根長、總鮮重、地上部分鮮重和地下部分鮮重分別為22.43 cm、1.67 cm、16.50 cm、8.16 g、6.95 g和1.21 g，均高于其他處理；其次是蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑，但其與土傳三號懸浮劑、土壤調理劑和沃豐康-克線散粉劑處理和生長指標差異不顯著。哈茨木霉粉劑和微生物菌劑可促進萬壽菊種子萌發并提高種子萌發率，沃豐康-復合微生物菌劑和蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑可促進萬壽菊幼苗生長。