滴灌条件下木霉菌厚垣孢子制剂防治棉花黄萎病试验

孙 艳， 张学坤， 王振辉， 赵 静， 冯丽凯， 石新建， 刘 政

(新疆农垦科学院植物保护研究所，新疆石河子 832000)

棉花黄萎病是一种世界范围内严重发生的土传真菌性病害[1]，主要由大丽轮枝菌(VerticilliumdahliaeKleb)引起，可侵染160多种寄主植物[2]。目前，在抗病品种的培育、化学农药的防治和农业栽培措施等方面虽然取得了一定的研究进展，但还不能很好地解决这种病害，生物防治方法近年来受到越来越多的关注，已成为一种很好的辅助防治手段[3]。

木霉菌是土壤中广泛存在的一种真菌，对很多病原真菌具有拮抗能力[4-5]，木霉菌对植物病原菌的拮抗作用主要包括营养竞争作用[6]、抗生作用[7]、重寄生作用[8]以及协同拮抗作用[9]，同时还具有促进植物生长[10]和诱导植物产生抗病的能力[11-12]。在木霉菌对棉花黄萎病的防治方面，国内学者从平板拮抗培养[13-14]、温室盆栽试验[14-16]、小区试验[15-16]和田间防治[17-18]等方面做了大量的研究工作。大多数研究工作主要集中在分生孢子方面，木霉菌除了产生分生孢子之外，还能产生厚垣孢子[19]，厚垣孢子具有耐干燥、耐低温、耐辐射、耐储存、对土壤抑菌作用不敏感及孢子萌发力强等优点，针对厚垣孢子萌发条件影响因素分析和发酵工艺培养优化方面前人做了大量研究[20-22]。

木霉菌厚垣孢子制剂通过随水滴灌的方法施入田间。在棉花黄萎病的田间防治应用方面，国内外尚无相关报道。本研究通过2012—2014年连续3年随水滴灌技术，将木霉菌厚垣孢子制剂随水滴灌施入棉花黄萎病田，考察木霉菌厚垣孢子制剂防治棉花黄萎病的田间实际效果，为大面积防治棉花黄萎病提供基础依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试药剂为木霉菌厚垣孢子制剂，由中国农业科学院植物保护研究所蒋细良研究员提供。供试作物为棉花，品种为新陆早33号，防治对象为棉花黄萎病。

1.2 试验地基本情况

试验在新疆农垦科学院试验田进行，试验地土质为壤土，有机质含量23.8 g/kg、全钾含量 36.17 g/kg、全磷含量0.099%、全氮含量1.236 g/kg、速效钾含量306.9 mg/kg、速效磷含量17 mg/kg、水解性氮含量 114.1 mg/kg，pH值为8.07。该试验地为黄萎病中等程度发生地块，发病均匀，拥有水肥一体化的滴灌条件。

1.3 试验设计

试验共设2个处理，分别为：(A)木霉菌厚垣孢子制剂，用量为30 kg/hm2，分2次施入，每次施入量为15 kg/hm2，药剂处理面积为3.33 hm2；(B)清水对照，对照面积为2 hm2。

1.4 试验方法

1.4.1 播种时间及方法 采用2 M-2BJ1气吸式滴灌铺膜精量播种机进行播种，播种时间分别为2012年4月13日、2013年4月11日、2014年4月18日。播种方式为1膜6行超宽膜，膜上点播，株距为9.5 cm，行距为(66+10)cm的栽培配置模式，理论密度为279 000株/hm2，干播湿出。

1.4.2 施药方法和施药时间

1.4.2.1 施药方法 利用新疆生产建设兵团大面积使用的大型滴灌施肥系统施药，整块地先滴灌清水(肥)4～5 h，待水量基本浸透到棉花播种穴后，把木霉菌厚垣孢子制剂加入到滴灌施肥罐中，约2 h可以滴完，后再滴施1～2 h的清水，以保证木霉制剂完全施入到田间。

1.4.2.2 施药时间 2012年第1次滴水施药时间为4月15日，第2次滴水施药时间为6月10日；2013年第1次滴水施药时间为4月12日，第2次滴水施药时间为6月11日；2014年第1次滴水施药时间为4月20日，第2次滴水施药时间为6月17日。

1.5 调查方法和记录

在每个处理区采用5点法取样，做好标记，定点定株，每点调查边行、中行棉花各100株，在出苗后的全生育过程中调查木霉菌对棉花的出苗率、防治黄萎病的效果、对棉花品质性状的影响和面积产量等指标。

1.5.1 调查出苗率 各处理小区分别取5个点，每点调查播种种子数(100粒以上)和出苗数，计算出苗率。

1.5.2 黄萎病病情调查及防治效果评价 包括不同生育阶段，主要在棉花花铃期等黄萎病发生高峰时期，按照沈其益的5级分级标准[23]，调查发病率和病情指数。

按照发病率和病情指数公式，计算木霉菌厚垣孢子制剂防治棉花黄萎病的防治效果

防治效果=(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数×100%

1.5.3 调查棉花品质性状 在棉花吐絮期，定点定株取样，分别按照上部铃、中部铃和下部铃进行取样，每点取300铃，晒干后进行考种，测定单铃质量、衣分、衣指和绒长等指标。

1.5.4 棉花产量测定 按照安刚的测定方法[24]，测定各处理区产量并进行计算。

2 结果与分析

2.1 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花出苗率的影响

从表1可以看出，在棉花播种时滴灌施入木霉菌后，连续3年调查发现，5个不同样点的出苗率平均值均高于对照(CK)，平均出苗率能增加0.96%～4.93%，说明播种期滴灌施入木霉菌对棉花的出苗率具有一定的促进作用，可以增强种子的萌发力，达到促苗早发的效果。

表1 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花出苗率的影响

2.2 木霉菌厚垣孢子制剂防治棉花黄萎病的情况

从表2可以看出，2012—2014年连续3年使用木霉菌的过程中，木霉菌厚垣孢子制剂对棉花黄萎病能起到一定的防治作用，同时具有2个明显的特点：(1)木霉菌厚垣孢子制剂对棉花黄萎病的防治效果随着棉花生育期的延长而降低，如2014年，在棉花盛花期，防治效果为62.17%，到棉花吐絮期，防治效果仅为39.20%。(2)随着木霉菌厚垣孢子制剂使用年限的延长，同时期比较而言，对棉花黄萎病的防治效果具有增加的趋势，以花铃期为例，2012年防治效果为 39.37%，而2013、2014年的防治效果分别达到49.12%、49.96%，分别增加9.75、10.59百分点，说明随着使用年限的增加，对棉花黄萎病的防治效果具有增加的趋势；同样，盛花期和吐絮期也有这种趋势。

表2 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花黄萎病防治效果的调查

2.3 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花品质性状的影响

从表3可以看出，在滴灌条件下，随水滴灌使用木霉菌厚垣孢子制剂后，对棉花的品质性状能够起到明显的改善作用，可以使衣分增加、单铃质量增加、衣指增加和绒长伸长等。如连续3年中，衣分分别增加3.17、2.31、3.10 百分点；单铃质量分别增加0.56、0.69、0.57 g；衣指分别增加3.08、2.35、2.96百分点；绒长分别伸长2.05、1.50、1.85 mm。说明木霉菌厚垣孢子制剂不仅能够使棉株增强抗病能力，而且能够改善棉花的品质，提高棉花的农艺性状。

表3 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花品质性状的调查

2.4 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花产量的影响

从表4可以看出，随水滴灌使用木霉菌厚垣孢子制剂后，可以使棉花单株个体成铃数量增加，单位面积铃数、株数增加，最终使棉花产量增加。从2012—2014年3年的产量结果统计来看，增产幅度分别为15.79%、19.81%、16.33%。说明木霉菌厚垣孢子制剂具有提高棉花长势、增强抗病能力、改善品质和提高产量的作用。

3 结论与讨论

木霉菌作为一种分布广泛、繁殖速度快、对环境友好的真菌，已被广泛应用于植物病害尤其是土传病害的生物防治中。木霉菌厚垣孢子比分生孢子抗逆能力强，受土壤抑菌影响小，更能克服土壤环境的不利影响从而发挥作用。2012—2014年连续3年使用木霉菌的过程中，随着棉花生育期的延长防治效果有所降低，原因可能有2点：(1)新疆棉花黄萎病的发病高峰期只有1个，6月上旬开始发生，8月中下旬进入田间发病高峰期[25]，在此期间，黄萎病不断在棉花维管束内部进行扩展蔓延，棉花黄萎病症状的外部表现越来越明显，病情逐步加重，所以表现为防病效果有所降低；(2)木霉菌厚垣孢子制剂施入到田间后，起先在棉花根部形成具有竞争优势的微生态平衡体系，表现为强烈的拮抗作用，与病原菌进行营养竞争，表现出较好的防治效果，而随着生育期的延长，竞争优势的微生态平衡体系被打破，木霉菌的防病效果呈现降低的趋势。但随着使用年限的增加，木霉菌对棉花黄萎病的防效也有增加的趋势，正如Longa等认为深绿木霉(Trichodermaatroviride) SC1施入土壤中能够成为土壤微生物的组成部分而发挥作用的那样[26-27]，本研究也可能是在连续3年使用的情况下，木霉菌厚垣孢子在土壤中经过协同竞争，部分木霉菌得以在土壤中定殖、存活下来，对病原物进行拮抗作用，从而使防治效果与同期相比有所增加。

表4 木霉菌厚垣孢子制剂对棉花产量的影响

本研究还发现，木霉菌厚垣孢子制剂能够明显地促进种子的萌发，提高出苗率；对棉花单铃质量、衣分、衣指和绒长等品质性状的测定来看，也具有明显的增加趋势，表现为一定的促生效果，从对产量的考察结果来看，连续3年都能增产15%以上。说明木霉菌除了对病原菌表现为直接的竞争拮抗作用外，还能够通过分解土壤中的可溶性元素，提高营养元素的吸收和氮肥的利用率，从而对植物具有促生作用[28-31]。另外，木霉菌在田间的使用，除了考虑它对病原菌的拮抗效果，还须要考虑其在田间的定殖、存活、扩展情况以及施入木霉菌后对土壤中其他微生物的影响，这些将有待于继续探讨。

参考文献：

[1]Uppal A，El Hadrami A，Adam L M，et al. Biological control of potato verticillium wilt under controlled and field conditions using selected bacterial antagonists and plant extracts[J]. Biological Control，2008，44(1)：90-100.

[2]Gazendam I，Oelofse D，Berger D K. High-level expression of apple PGIP1 is not sufficient to protect transgenic potato againstVerticilliumdahliae[J]. Physiological & Molecular Plant Pathology，2004，65(3)：145-155.

[3]Tjamos E C. Strategies in developing biological control methods againstVerticilliumdahliae[M]. Beijing：China Agricultural University Press，1996，34-37.

[4]徐 同，钟静萍，李德葆. 木霉对土传病原真菌的拮抗作用[J]. 植物病理学报，1993，23(1)：63-67.

[5]朱廷恒，邢小平，孙顺娣. 木霉T97菌株对几种植物病原真菌的拮抗作用机制和温室防治试验[J]. 植物保护学报，2004，31(2)：139-144.

[6]Sivan A. The possible role of competition betweenTrichodermaharzianumandFusariumoxysporumon rhizosohere colonization[J]. Phytopathology，1989，79(2)：198-203.

[7]朱天辉，邱德勋. 哈茨木霉对立枯丝核菌的抗生现象[J]. 四川农业大学学报，1994，12(1)：11-15.

[8]Barak R，Elad Y，Mirelman D，et al. Lectins：a possible basis for specific recognition in the interaction ofTrichodermaandSclerotiumrolfsii[J]. Phytopathology，1985，75(4)：458-462.

[9]Di P A，Lorito M，Hayes C K，et al. Endochitinase fromGliocladiumvirens：isolation，characterization，and synergistic antifungal activity in combination with gliotoxin[J]. Phytopathology，1993，83(3)：308-313.

[10]Windham M T，Elad Y，Baker R. A mechanism for increased plant growth induced byTrichodermaspp.[J]. Phytopathology，1986，76(5)：518-521.

[11]Yedidia I，Benhamou N，Chet I. Induction of defense responses in cucumber plants(CucumissativusL.) by the biocontrol agentTrichodermaharzianum[J]. Applied and Environmental Microbiology，1999，65(3)：1061-1070.

[12]Yoshioka Y，Ichikawa H，Naznin H A，et al. Systemic resistance induced inArabidopsisthalianabyTrichodermaasperellumSKT-1，a microbial pesticide of seedborne diseases of rice[J]. Pest Manag Sci，2012，68(1)：60-68.

[13]孟 娜，汤 斌，欧阳明，等. 木霉菌对棉花黄萎病菌拮抗的作用[J]. 中国农学通报，2007，23(1)：88-91.

[14]张海军，李泽方. 绿色木霉GY20对棉花黄萎病菌的抑制机理及温室防效[J]. 江西农业学报，2011，23(7)：127-128.

[15]吕跃东，王 勇，张文革. 绿色木霉·烯酰吗啉水分散片剂防治棉花黄萎病的研究[J]. 安徽农业科学，2007，35(3)：772-773.

[16]李雪玲，厉 云，张天宇. 利用拮抗真菌防治棉花黄萎病[J]. 棉花学报，2003，15(1)：26-28.

[17]李雪玲，厉 云，张天宇. 利用木霉菌防治棉花黄萎病[J]. 植物保护学报，2003，30(3)：285-288.

[18]Yang H T，Tang W H，Ryder M，et al. Efficacy of isolates and formulation ofTrichodermaspp. against cotton fungal diseases[J]. Shandong Science，2005，18(3)：85-90.

[19]武为平，陈 捷，李雅乾，等. 响应面法优化棘孢木霉产厚垣孢子发酵工艺[J]. 中国生物工程杂志，2013，33(12)：97-104.

[20]邹 勇，文成敬，唐贵群，等. 几个因素对木霉菌株T-33产生厚垣孢子的影响[J]. 微生物学通报，2006，33(4)：43-47.

[21]顾金刚，律雪燕，胡丹丹，等. 长柄木霉ACCC30150与哈茨木霉ACCC30371 产厚垣孢子的液体培养条件[J]. 中国生物防治，2008，24(3)：253-256.

[22]庄敬华，高增贵，刘 限，等. 不同发酵条件对木霉产孢类型的影响[J]. 中国生物防治，2005，21(1)：37-40.

[23]沈其益. 棉花病害基础研究与防治[M]. 北京：科学出版社，1992.

[24]安 刚. 棉花机械采收产量完成鉴定产量的制约因素初探[J]. 新疆农垦科技，2017，40(8)：16-18.

[25]马江锋，张丽萍，易海燕，等. 地膜棉田黄萎病发生与气象因子关系的初步研究[J]. 石河子大学学报(自然科学版)，2007，25(5)：541-544.

[26]Longa C M，Savazzini F，Tosi S，et al. Evaluating the survival and environmental fate of the biocontrol agentTrichodermaatrovirideSC1 in vineyards in northern Italy[J]. Journal of Applied Microbiology，2009，106(5)：1549.

[27]Longa C M，Pertot I. An intact soil-core microcosm method to evaluate the survival and vertical dispersal ofTrichodermaatrovirideSC1[J]. Letters in Applied Microbiology，2009，49(5)：609-614.

[28]Harman G E，Howell C R，Viterbo A，et al.Trichodermaspecies—opportunistic，avirulent plant symbionts[J]. Nature Reviews Microbiology，2004，2(1)：43-56.

[29]Boureghda H，Bouznad Z. Biological control ofFusariumwilt of chickpea using isolates ofTrichodermaatroviride，T.harzianumandT.longibrachiatum[J]. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica，2009，44(1)：25-38.

[30]Dubey S C，Bhavani R，Singh B. Development of Pusa 5SD for seed dressing and Pusa Biopellet 10G for soil application formulations ofTrichodermaharzianumand their evaluation for integrated management of dry root rot of mungbean (Vignaradiata)[J]. Biological Control，2009，50(3)：231-242.

[31]Galletti S，Burzi P L，Cerato C，et al.Trichodermaas a potential biocontrol agent forCercosporaleaf spot of sugar beet[J]. BioControl，2008，53(6)：917-930.