生兆平,許 杰,朱文婷,夏印文
(1.山東省棗莊市山亭區北莊鎮農業綜合服務中心,山東棗莊 277218;2.山東省棗莊市農業科學研究院,山東棗莊 277800;3.山東省棗莊登海德泰種業有限公司,山東棗莊 277100;4.山東省棗莊高新技術產業開發區興仁街道辦事處,山東棗莊 277800)
馬鈴薯(Solanum tuberosumL.)是世界上最重要的非禾本科糧食作物,對我國糧食安全有重要意義。馬鈴薯瘡痂病是由放線菌目鏈霉菌屬瘡痂病鏈霉菌(Streptomycesspp.)引起的土傳兼種傳病害,在世界各馬鈴薯種植區域廣泛分布,已成為馬鈴薯生產上四大主要病害之一,嚴重影響馬鈴薯的商品性及加工品質,給馬鈴薯產業帶來了巨大的經濟損失[1]。目前報道引起馬鈴薯瘡痂病的病原瘡痂鏈霉菌至少有 3 種(Streptomycesscabies、S.acidiscabies和S.turgidiscabies)[2]。近年來隨著種植規模的急劇擴大,全國多個馬鈴薯種植地區均有不同程度的瘡痂病發生,尤其在馬鈴薯常年連作和土壤偏堿性的地區病害程度更為嚴重[3]。病原菌能夠在土壤中存活和越冬,最適宜的發病溫度為25~30℃,最適宜發病的土壤條件為中性或偏堿性砂質土壤[4],常年連作使病原菌在土壤中逐年積累,易導致病害的連年加重[5]。馬鈴薯瘡痂病導致塊莖形成表面粗糙的褐色病斑[6],同時導致馬鈴薯塊莖淀粉含量降低,小薯比例增加,嚴重影響馬鈴薯的商品性。
棗莊市是馬鈴薯種植的傳統產區,也是全國最大、單產最高的二季作馬鈴薯產區。截至2021 年底,全市馬鈴薯栽培面積已發展到5 萬hm2,總產值超過160 億元[7]。由于長期種植春、秋兩薯,連作導致的土傳病害特別是瘡痂病、枯萎病等發病廣泛,對馬鈴薯產業危害較大。目前,生產上主要采用高溫藥劑熏蒸或大量殺菌劑灌根的方式進行防治,前者投資高、用藥量大,后者效果差、容易造成環境污染、給產品安全造成隱患。近年來,微生物菌劑因對產量提高、品質改善、作物抗逆抗病性能增強、肥料利用率提高、土壤養分改善等方面具有積極意義而備受關注。本文在馬鈴薯上應用微生物菌劑,旨在篩選出提高馬鈴薯產量及降低馬鈴薯瘡痂病效果明顯的微生物菌劑,為科學合理地推廣微生物菌劑提供依據[8]。
參試馬鈴薯品種‘費烏瑞它’,由山東省農業科學研究院蔬菜研究所提供;硫酸銅,1 號菌劑、2 號菌劑、3 號菌劑,均由山東農業大學生命科學學院提供。
整地時施用氮磷鉀復合肥(15-15-15)作為基肥,施用量為100 kg/667 m2,山東利農肥業有限公司生產。
試驗地點設在棗莊市農業科學研究院試驗場,位于山東南部,屬暖溫帶大陸性季風氣候,四季分明,多年平均氣溫在13.2~24.2 ℃,平均降水量為750~950 mm,是省內降雨量最充沛的地區之一。土壤為砂漿黑土,前茬為馬鈴薯,有機質18.29 g/kg,堿解氮68.20 mg/kg,速效磷65.84 mg/kg,速效鉀178.90 mg/kg。
行距0.63 m、株距0.25 m,4 行區,小區面積13.34 m2。播種時每667 m2施有機肥80 kg,復合肥(15-15-15)100 kg。于2 月22 日催芽,用3 mg/L 赤霉素浸種8 min,晾干種薯后切塊,在小拱棚內催芽,待芽長至3 cm 左右將馬鈴薯芽塊扒出鍛煉。同年3 月15 日播種,播種時每667 m2溝施辛硫磷顆粒劑2 kg,防治地下害蟲,覆土后覆蓋90 cm 寬的地膜保溫。
試驗設置5 個處理。M1:對照,不施藥;M2:硫酸銅,播種時溝施,開花期每小區10 g 溶于水灌根;M3:1 號菌劑,播種時溝施,開花期每小區800 g 溶于水灌根;M4:2號菌劑,播種時溝施,開花期每小區800 g 溶于水灌根;M5:3 號菌劑,每小區50 mL,播種時兌水溝施,現蕾期、開花期每小區50 mL 兌水各再灌根一次。隨機排列,重復3 次。
以50%的出苗、現蕾、開花、成熟的時間為出苗期、現蕾期、開花期和成熟期。出苗率計算公式見式(1);收獲期測量株高、莖粗,其中株高用卷尺測量土壤表面到主莖頂端的高度;莖粗用游標卡尺測量主莖最粗處寬度;小區產量以收獲的實際產量計算。
馬鈴薯瘡痂病發病情況調查,每小區取中間兩行,連續取5 株,將馬鈴薯薯塊按照瘡痂病病害級別進行分類,調查并記錄發病率和各級發病數,計算平均病情指數和平均防治效果[8],具體見式(2)(3)(4)。馬鈴薯瘡痂病病情分級共分為6 級[9],詳見表1。

表1 馬鈴薯瘡痂病病情分級標準Table 1 Grading standard for potato scab disease
采用Excel 2010 軟件進行數據分析和處理。
由表2 可知,不同處理對馬鈴薯的出苗期、現蕾期、開花期、成熟期影響不大,與對照相比在同一天或者晚1 d,不同處理對馬鈴薯生育期天數基本無影響,各處理與對照比相同或只差1 d,對照生育期62 d,處理2、4 生育期61 d,處理3、5 生育期62 d。

表2 馬鈴薯物候期調查表Table 2 Potato phenological survey form
表3 結果顯示,不同處理對馬鈴薯株高、莖粗均有影響。以3 號菌劑處理株高最高,為76.50 cm,較對照增加3.57 cm,株高增加明顯;2 號菌劑莖粗最大,為15.42 mm,較對照莖粗增加2.00 mm,以硫酸銅處理莖粗最小,為12.39 mm。

表3 馬鈴薯生長性狀及產量調查表Table 3 Growth traits and yield of potao
各藥劑處理對馬鈴薯產量均產生積極影響,以M4處理(2 號菌劑)產量最高,平均為2653.33 kg/667 m2,較對照增產17.62%,其次是M3 處理(1 號菌劑),平均為2541.67 kg/667 m2,較對照增產12.67%。表3 結果顯示,各處理對馬鈴薯產量影響差異不顯著。
本試驗中應用的微生物菌劑對馬鈴薯增產效果明顯,這與相關報道中提到的微生物菌劑施入土壤后可顯著增加土壤中微生物含量,通過其所含微生物的生命活動,增加植物養分的供應量或促進植物生長,提高產量的結果一致[10-11]。
表4 結果顯示,各處理對馬鈴薯瘡痂病平均發病率存在顯著影響。以對照最高,平均發病率為51.91%,3 號菌劑平均發病率最低,為36.87%,其次是2 號菌劑,平均發病率為38.27%,平均發病率分別較對照降低15.04%和13.64%。

表4 不同處理馬鈴薯瘡痂病的平均發病率調查表Table 4 Questionnaire on the average susceptibility rate of potato scab under different treatments
表4 結果顯示,各處理對馬鈴薯瘡痂病平均病情指數均有明顯影響。不同處理的馬鈴薯瘡痂病平均病情指數由低到高的次序依次為3 號菌劑(7.19%)、2 號菌劑(9.73%)、1 號菌劑(11.79%)、硫酸銅(14.93%),以對照平均病情指數最高,為20.61%。本試驗中微生物菌劑各處理的平均病情指數均低于對照。
由表4 可知,各處理對馬鈴薯瘡痂病的平均防治效果均存在顯著影響。3 號菌劑平均防治效果最好,平均防效達63.16%;其次為2 號菌劑,平均防效達50.10%,以硫酸銅平均防效25.18%為最低。這也說明生物菌劑的平均防治效果優于殺菌劑,其原因主要是生物菌劑通過調節馬鈴薯根部和體內的微生物組成,提高有益微生物的含量,抑制有害病菌,提高土壤養分的吸收和利用,增強作物的抗病性和抗逆性[12],從而起到抗病治病的作用。方差分析顯示,不同處理對馬鈴薯瘡痂病的平均防治效果差異均達到極顯著水平。
不同處理對馬鈴薯的產量有影響,以M4 處理(2 號菌劑)產量最高,平均為2653.33 kg/667 m2,較對照增產17.62%,對照M1 產量最低,平均為2255.83 kg/667 m2,但是,各處理對馬鈴薯產量影響差異不顯著。
不同處理均能降低馬鈴薯瘡痂病的平均發病率和平均病情指數,3 號菌劑平均發病率(36.87%)和平均病情指數(7.19%)最低,其平均發病率和平均病情指數分別較對照降低15.04%和13.42%;各處理對馬鈴薯瘡痂病平均防治效果不同,其中3 號菌劑平均防治效果最佳,平均防效達63.16%,其次是2 號菌劑,平均防治效果達50.10%,所有參試的生物菌劑對馬鈴薯瘡痂病平均防治效果均優于殺菌劑硫酸銅。
綜合發病率、病情指數、防治效果以及對產量的影響等因素,3 號和2 號菌劑可作為防治馬鈴薯瘡痂病最有效的微生物菌劑應用于生產中。但在實際操作中還應與有機肥料的施用、合理輪作、加強田間管理等物理防治措施相結合,以達到更有效的效果。