黄瓜防病促长型微生物制剂的筛选与利用

安亚虹 周 珩 李 婧 宁大志 张 钰 郭世荣

黄瓜防病促长型微生物制剂的筛选与利用

安亚虹 周 珩 李 婧 宁大志 张 钰 郭世荣*

（南京农业大学园艺学院，农业部南方蔬菜遗传改良重点开放实验室，江苏南京 210095）

以黄瓜品种津研4号为试材，采用基质栽培，研究了7 种微生物制剂对黄瓜幼苗生长、叶绿素含量及净光合速率的影响，筛选出具有明显促长效果的生物制剂，并测试了其对黄瓜枯萎病的防病效果。研究表明，每4 L基质中添加创博微生物菌剂10 mL（稀释600倍液）或“爸爱我”（Bio）生物有机肥30 g对黄瓜促长防病效果较好，定植后植株的抗病能力明显高于对照，相对防效分别为14.5%和27.4%。为促进有机基质栽培黄瓜植株生长、防止枯萎病的发生，可在4 L有机育苗基质中添加30 g “爸爱我”（Bio）生物有机肥。

黄瓜；枯萎病；促长；微生物制剂

黄瓜是大众喜食的蔬菜作物之一，设施栽培普遍，但连作重茬及复种指数较高，加上生育期多高温高湿气候，易发生连作障碍（侯红利 等，2008；王涛 等，2010）。黄瓜枯萎病在黄瓜连作生产中为害严重，甚至导致绝产，已成为黄瓜可持续生产中的一大障碍（段广荣 等，2010）。长期以来，人们试图通过多种方式解决连作障碍，如轮作、嫁接、选育抗病品种等，但由于受到土地使用制度、砧木选择、育种时间及栽培环境等因素的影响，这些技术的应用受到一定的限制（王涛 等，2010）。目前，生产上主要还是以化学防治为主，但化学防治又受农药品种数量、农药适宜环境的限制，并在使用过程中易造成环境污染。作为病害防治方法之一的生物防治，有时具有良好的防治效果。近年来，国内外广泛利用有益微生物及其代谢产物来抑制病原菌的生存和活动，使得这一防治策略发展迅速（程亮等，2003；侯红利 等，2008）。

生防菌制品含有大量的有益活菌物质及多种天然发酵活性物质，能够在根区繁殖形成有利于作物生长的微生物优势菌群来调节根际营养环境，协助作物吸收营养，改善和恢复土壤微生态平衡（解开治 等，2009；王涛 等，2010）。活菌物质形成的菌根增加了植物对矿质元素的吸收，改善了植物的营养状况，促进了作物的生长，代谢产生的激素类物质能有效抑制多种真菌、细菌、病毒等造成的病害，最大限度地减轻土传病害的发生（耿广东 等，2008；于恩晶 等，2010；李建华 等，2011）。枯草芽孢杆菌是自然界分布非常广泛的一种生防菌，是土壤和植物微生态优势种群之一，它可以产生多种对植物病害有防治作用的抗菌物质，包括脂肽类和肽类抗生素，利用枯草芽孢杆菌产生的抗菌物质对作物病害进行预防和治疗已有成功的例子（刘年浪等，2006）。本试验选取7种含有枯草芽孢杆菌的生防菌剂或菌肥，与育苗营养基质组合应用，探讨不同微生物制剂对黄瓜幼苗生长、叶绿素含量及净光合速率的影响，筛选出具有明显促长效果的生物制剂，测试了其对黄瓜枯萎病的防病效果，并对最佳微生物制剂、最佳使用浓度进行了研究，以达到防病促长的目的。

1 材料与方法

1.1 试材与处理

选用黄瓜（Cucumis sativus L.）品种津研4号为试验材料，试验在南京农业大学试验基地的现代化温室中进行，于2011年9月至2012年5月重复

进行2次。种子于28～30℃培养箱中催芽，采用50孔穴盘育苗，基质配方为等体积的草炭和醋糟，容重为0.29 g·cm-3，总孔隙度为73.2%，EC值3.2 mS·cm-1，pH值6.37。

试验所用的3种生防菌肥（生物有机肥）为：南京农业大学研制的“爸爱我”（Bio）生物有机肥（简称Ba），苏柯汉生物工程有限公司提供的苏柯汉菌肥（S），青岛百事达生物肥料有限公司提供的三帝生物有机肥（D）；4种生防菌剂为：中国农业科学院与北京启高生物科技有限公司联合开发的菌剂B006（B）和混合菌剂E（E），上海创博生态工程有限公司开发的创博微生物菌剂（Y），湖北启明生物工程有限公司提供的启明微生物菌剂（Q）。根据用法、用量各设5个浓度梯度混入育苗基质中（每穴盘装入4 L基质，加入不同用量微生物制剂）进行穴盘育苗，各种制剂用量及简称见表1，并设置空白对照CK（即不添加任何微生物制剂）。播种后第28天时取样，测定植株生长指标和光合作用参数。

从供试的7种微生物制剂中筛选出2个促长效果较好的微生物制剂处理，将其穴盘苗定植到栽培桶中（容积14 L，装10 L基质），定植时补充1次菌肥或菌剂，按育苗试验中的最大剂量进行添加，同时定植空白对照，各50株。定植后第7天用灌根法接种黄瓜枯萎病病菌，孢子浓度为1×107cfu·mL-1，用量100 mL，14 d后重复接菌1次。常规管理，观察记录植株发病情况，记录发病日期，最后进行数据统计。

表1 微生物制剂及其用量

1.2 测定方法

1.2.1 基质的理化性状 参照郭世荣（2003）的方法测定基质的容重、孔隙度；称风干基质10 g浸泡在50 mL去离子水中，经3 h后提取滤液，测定pH值、电导率（EC）。

1.2.2 幼苗生长量 随机选10株28日龄黄瓜幼苗，用直尺测量幼苗的株高（根基到生长点），游标卡尺测量茎粗（子叶下1 cm处）；测定地上部和地下部鲜质量，105 ℃杀青15 min，75 ℃烘干至恒重, 测定地上部和地下部干质量；用台式扫描仪（EPSON EXPERSSIN 1680）将新鲜的黄瓜幼苗生长点下第2片功能叶和根系图像扫描入电脑，再用图像分析软件Win RHIZO（加拿大Regent Instruments公司）分析叶面积、总根体积等。

1.2.3 叶绿素含量和净光合速率 采用乙醇∶丙酮∶水为4.5 V∶4.5 V∶1 V浸提法测定叶绿素含量；用便携式光合测定系统（Li-6400型，美国）于晴天9：00～11：00 进行光合参数的测定，测定叶位为生长点下第2片叶片，测定时叶室温度控制在（25±1）℃，光照强度控制在800 μmol·m-2·s-1，参比室CO2浓度为（380±10） μmol·L-1，相对湿度为60%～70%。

1.2.4 病情指数 生防菌肥与生防菌剂抗病性对比试验中，接种黄瓜枯萎病菌后调查发病情况，根据丁建成等（2008）制定的黄瓜枯萎病发病严重度分级标准，计算病情指数及防效。

黄瓜枯萎病发病严重度分级标准：0级，根、茎、叶生长正常；Ⅰ级，1/4以下根、茎变黄，植株稍有矮化；Ⅱ级，1/4～1/2根、茎变黄，下部叶脉褪色；Ⅲ级，1/2～3/4根、茎变黄，茎基纵裂；Ⅳ级，3/4以上根、茎变黄或直接枯萎死亡。

病情指数=∑（各级发病株数×各级病情严重度代表值） / （最高级代表值×调查总株数）×100

防效=（对照病情指数-处理病情指数） / 对照病情指数×100%

1.3 数据分析

采用SAS 9.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 微生物制剂对黄瓜幼苗生长的影响

如表2所示，育苗基质中添加不同浓度的生防菌剂Y、Q、E，均能不同程度地增加黄瓜幼苗的株高、茎粗、地上部鲜质量、根鲜质量，其中Y500、Y600、E14处理效果与对照差异显著；而生防菌剂B各浓度对黄瓜幼苗株高、单株地上部干质量和地下部的促进作用不明显。综合看，在加入4种生防菌剂后，与对照相比黄瓜植株地上部与地下部生长均有不同程度的提高，而促长效果最好的处理为Y600。

表2 生防菌剂对黄瓜幼苗生长的影响

如表3所示，育苗基质中添加生防菌肥Ba能不同程度地增加黄瓜幼苗的单株地上部干鲜质量、叶面积，而添加不同浓度的生防菌肥S对黄瓜幼苗地上部生长不利；生防菌肥D、S、Ba（D20、D50除外）能不同程度地提高黄瓜幼苗地下部生长指标，其中生防菌肥Ba各浓度处理效果都较明显。综合各项指标，Ba30对黄瓜幼苗促生长效果显著。

2.2 微生物制剂对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量和净光合速率的影响

如表4所示，与对照相比，育苗基质中添加不同浓度的生防菌剂Y、Q、E、B（Q6、B6、B18除外）均能不同程度地增加黄瓜幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素 b和总叶绿素含量，其中生防菌剂Y的增加效果明显， Y600处理效果显著。不同生防菌剂处理对黄瓜幼苗叶片净光合速率的影响存在较大差异。与对照相比，生防菌剂（Q10、B2除外）处理后净光合速率均明显提高，其中Y600、E18处理效果最明显，且两者间差异不显著。

如表5所示，育苗基质中添加不同浓度的生防菌肥D、Ba能不同程度地增加黄瓜叶片的叶绿素 a、叶绿素 b、总叶绿素含量，其中Ba30处理效果最明显。不同浓度的生防菌肥S处理对黄瓜叶片叶绿素 a、叶绿素 b、总叶绿素含量增加不明显。与对照相比，不同生防菌肥处理可不同程度地提高幼苗叶片的净光合速率，其中Ba30处理效果最明显。

2.3 微生物制剂对黄瓜枯萎病的影响

从供试的7种微生物制剂中筛选出2个促长效果较好的微生物制剂处理Y600和Ba30，对其防治黄瓜枯萎病的效果进行了研究。如表6所示，与对照相比，Y600及Ba30的施用使黄瓜枯萎病病情指数明显降低，相对防效分别为14.5%和27.4%。Ba30的相对防效高于Y600，说明经Ba30处理的黄瓜植株比Y600处理的植株对枯萎病的抵抗能力强。

表3 生防菌肥对黄瓜幼苗生长的影响

表4 生防菌剂对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量和净光合速率的影响

表5 生防菌肥对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量和净光合速率的影响

表6 微生物制剂对黄瓜枯萎病的影响

3 结论与讨论

连作促使根际土壤微生物区域致病真菌数量增加，产生毒害物质致使有益真菌减少，细菌密度下

降，放线菌数量也随之降低，从而使黄瓜根系病害加重，影响了根系发育，不利于植株生长（杨建霞等，2005）。李文英等（2012）研究表明含枯草芽孢杆菌的微生物制剂能提高土壤中可吸收元素的含量，将无效养分转变为有效形态供植物吸收，如N、P素的增加有利于植株光合作用与形态器官建成，K、Ca的增加有利于提高植株的抗逆能力，Mg的增加有利于叶绿素的合成，增强植株光合作用。本试验中，与对照相比，微生物制剂对黄瓜幼苗具有明显的促生长效应，主要表现为株高、茎粗、叶面积、单株总根体积、根系生物量及地上部生物量的增加。

叶绿素是植物进行光合作用的重要色素，主要包括叶绿素 a和叶绿素 b，参与光能的吸收、传递和转化，其含量是反映植物光合能力的一个重要指标（Mao et al.，2007）。本试验结果显示，适宜浓度的微生物制剂处理的植株叶片叶绿素 a、叶绿素b、总叶绿素含量及净光合速率明显提高，说明微生物制剂对叶绿素起到一定的保护作用，有利于植株光合能力的保持。

枯草芽孢杆菌为细菌性抑菌剂生防菌，能在植物表面迅速形成一层高密度保护膜，通过竞争性生长、繁殖占据生存空间，抑制植物病原菌的生长，从而保护农作物免受病原菌为害（回云静 等，2011）。瓜类蔬菜枯萎病菌从苗期开始侵入，在寄主维管束中繁殖，坐果期地上部开始显示病害症状。在苗期通过生防菌建立屏障阻止病原菌对根系的侵入，对控制后期病害的发生意义重大（庄敬华等，2005）。本试验在育苗基质及苗期栽培基质中添加微生物制剂，这些拮抗功能菌随着作物根系向外生长始终聚集和繁殖在新生根系表面及其附近，筑成了有益微生物的“微生物墙”，抵抗枯萎病菌的侵袭，明显降低了枯萎病的病情指数。

综上所述，在有机育苗基质中添加“爸爱我”（Bio）生物有机肥，既能显著促进黄瓜幼苗植株的生长，又能提高定植后植株对枯萎病的抗性，以每4 L育苗基质（配方为等体积草炭和醋糟）中添加30 g“爸爱我”（Bio）生物有机肥为最佳。

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Screening and Utilization of Microbiological Preparation to Promote Cucumber Growth and Resistance

AN Ya-hong，ZHOU Heng，LI Jing，NING Da-zhi，ZHANG Yu，GUO Shi-rong*

（CollegeofHorticulture，KeyLaboratoryofSouthernVegetableCropGeneticImprovement，MinistryofAgriculture，NanjingAgriculturalUniversity，Nanjing210095，Jiangsu，China）

A matrix cultivation was conducted to study the effects of 7 different species and concentrations of microbiological preparation on biomass，chlorophyll content and net photosynthetic rate of‘Jinyan No.4’cucumber （Cucumis sativus L．）．Biomass with remarkable growth promoting effect was screened out and their resistance to cucumber Fusarium wilt was tested．The result indicated that treatments with Ba （bio-organic fertilizer） and Y（Chuang Bo microbial agents） performed better，and the best processing concentration for Chuang Bo is adding 10 mL diluted 600 times，and for Ba is adding 30 g per nursery substrate of one plug（4 L）．The plant resistance with Chuang Bo and Ba is higher than that of the control．The relative anti-effect is 14.5% and 27.4%，respectively．Under the condition of protected cultivation，for promoting cucumber growth and resistance to Fusarium wilt，we would suggest to use bio-organic fertilizer and add 30 g Bio per nursery substrate of one plug（4 L）．

Cucumber；Fusarium wilt；Promote the growth；Microbiological preparation

安亚虹，女，硕士研究生，主要从事蔬菜学研究，E-mail：2013104049 @njau.edu.cn

*通讯作者（Corresponding author）：郭世荣，教授，博士生导师，主要从事设施园艺与无土栽培研究，E-mail：srguo@njau.edu.cn

2013-11-14；接受日期：2013-12-23

南京农业大学大学生创业项目（1114CY02），江苏省农业三项工程项目〔SXGC（2013）331〕，现代农业产业技术体系建设专项资金资助项目（CARS-25-C-03）