芽孢杆菌对设施番茄生长及根结线虫病防效的影响

朱金英 ，王建宇 ，高春华 ，王友平 ，王明海 ，周波

（1.山东德州市农业科学研究院，253015;2.山东农业大学生命科学学院）

蔬菜根结线虫 （Root-knot nematodes，RKN）是一种土壤定居性内寄生线虫，属垫刃目（Tylenchida）、 垫刃亚目 （Tylenchina）、 垫刃总科（Tylenchoidea Orley，1980）、异皮科（Heteroderidae）、根结亚科 （Meloidogyninae）、 根结属（Goeldi，1982）[1，2]， 包含 90 多个种， 寄主多达 5500多种植物[3]。而90%以上的植物根结线虫病是由其中最常见的有4种引起的，即南方根结线虫（M.incognita）、北方根结线虫（M.hapila）、花生根结线虫（M. arenaria）和爪哇根结线虫（M. javanica）[4]。 其中南方根结线虫（M. incognita）的寄主超过3000多种植物，可以侵染几乎所有栽培植物的根部。

随着我国设施蔬菜的种植面积迅速增加、复种指数不断提高，根结线虫病发生面积逐渐扩大，可导致蔬菜减产20%～30%，严重时达60%～70%[5]，已成为一些地区设施蔬菜发展的技术瓶颈。目前，对于根结线虫病防治的研究，常用到的防治方法主要有化学防治、物理防治、生物防治、农业防治（抗性品种选育、嫁接栽培技术应用）等，其中化学防治因见效快、使用简单而受追捧。但是，化学防治持久性较差、成本高、难降解、对环境污染严重，不利于现代绿色农业的推进和发展。抗性品种选育是防治根结线虫病最为根本有效的方法，但受培育周期长、遗传不稳定等因素的限制，这条路变得任重而道远。因此，探寻一种安全、经济、有效的防治根结线虫病的技术显得尤为重要，也成为近几年根结线虫病防治研究的热点。

本课题通过研究微生物菌剂芽孢杆菌AMCC100153对番茄根结线虫病害的防效及对番茄生长、品质的影响，探索高效、环境友好的解决番茄根结线虫病的有效途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试微生物菌剂为芽孢杆菌 （spp.)AMCC100153，由山东农业大学资源与环境微生物实验室提供，菌剂浓度为 1.0×108CFU/g（1 亿/g）。本试验于2015年和2016年连续2 a在山东德州市陵县丁庄乡小庄村日光温室内进行，采集棚内土壤，经鉴定土壤内线虫为南方根结线虫。前茬茴香，供试番茄品种是金棚6088，供试日光温室土壤含有机质 10.5 g/kg、全氮 62.7 g/kg、速效磷 12.9 mg/kg、速效钾 （K2O）89.9 mg/kg，pH 值 7.13， 含盐量为0.344%。

1.2 试验设计

试验共3个处理：①空白对照处理CK：不用任何杀线虫药剂;②化学农药处理：阿维菌素2000倍液在番茄移栽时作灌根处理，番茄定植后覆土;③生物菌剂处理：将芽孢杆菌AMCC100153生物菌剂均匀撒在番茄种植沟内，用量20 kg/667 m2，种植番茄后覆土。每个处理3个重复，每个处理面积为27 m2（3.6 m×7.5 m），大行行距80 cm，小行行距50 cm，株距30 cm，种植密度为3400株/667 m2。试验地结合翻地，全层均匀基施腐熟农家土杂肥0.59 m3/667 m2、 鸡粪8 m3/667 m2、 复合肥 （NP2O5-K2O=15-15-15）133 kg/667 m2。 试验选取长势均匀一致的健壮苗统一定植，试验田基肥、追肥、灌溉及其他田间管理等条件均一致，不进行疏花疏果，保留到6穗果后打顶。

1.3 项目测定

在番茄生育期内进行田间调查，记载生长指标。 分别于定植后 15、30、60、90、120 d定垄定株测量株高、茎粗，统计叶片数量。于定植后60 d从各处理随机选取番茄植株5株，称量其地上部鲜质量，采用烘干称重法测其地上部干质量等生长指标。

根际土壤采集，分别于移栽后的15、30、60、90、120 d 从每个小区随机选取 3 株番茄，将根系及其根际土取出，带土量最少300 g，将根系及根际土装入密封袋，做好标记，立即带回实验室，采用过筛分离法测定其虫口密度。

经济性状调查指标主要包括单株坐果数、平均单果质量，定垄定株，每处理调查10株。每次每小区测量收获果实质量（精确到1 g），最后统一折算为667 m2产量。

每处理随机采取第4穗成熟度一致、大小均一的3个商品果，采用2，6-二氯靛酚法测定维生素C含量、蒽酮比色法测定可溶性糖含量、手持折光仪测定果实可溶性固形物含量。

图1 对番茄株高和茎粗的影响

图2 对番茄叶片数量的影响

2 结果与分析

2.1 对番茄株高和茎粗的影响

由图1可知，不同处理的株高均随生育期延长而增加，定植15 d内，株高增幅较小;定植15～90 d，生长加速，株高增幅大;定植90 d后，增长减缓。定植30 d后，不同处理对株高的影响差异开始显现，生物菌剂对番茄株高有一定的影响，植株株高为生物菌剂＞阿维菌素＞空白对照，生物菌剂处理株高高于空白对照10.63%，差异极显著，比阿维菌素处理高1.45%，差异不显著。

不同处理对番茄植株茎粗均存在一定的影响，施用后各处理番茄植株茎粗均大于空白对照;各处理与空白对照均差异极显著。定植15 d，各处理茎粗与株高变化趋势一致，差异不显著。定植15～30 d内，茎粗增加明显;定植90 d，生物菌剂处理茎粗增长极显著优于其他处理，分别较空白对照和阿维菌素处理高12.50%、6.31%。

图3 对番茄地上部干、鲜质量的影响

2.2 对番茄叶片数量的影响

由图2可知，生物菌剂对番茄叶片数均存在一定的影响。定植15 d，生物菌剂处理的叶片数最多，与阿维菌素处理和空白对照差异极显著。随着定植日期的增加，不同处理间番茄叶片数量的差异加大，定植60 d，单株叶片数量达最大值，为18片，分别较对照、阿维菌素处理高7.59%、6.98%，且差异极显著。

2.3 对番茄地上部干鲜质量的影响

由图3可知，生物菌剂处理的地上部干、鲜质量显著高于空白对照，其中，生物菌剂处理的单株干质量最大，为 14.70 g/株，比空白对照高25.32%，差异极显著。

图4 对番茄产量的影响

2.4 对番茄产量的影响

图4结果表明，不同处理之间，前期产量虽然有差异，但差距不大;前期产量、后期产量及总产量皆以生物菌剂处理的最高，分别 为 3297.12、3161.66、6458.78 kg/667 m2，比空白对照增产12.19%、33.45%、21.68%，差异极显著。

2.5 对番茄虫口密度的影响

由图5可知，芽孢杆菌AMCC100153在番茄生长期内可有效地降低根际土壤中的虫口密度，在第 15、30、60、90、120 天与空白对照相比，虫口密度分别降低了68.28%、61.47%、54.72%、61.96%和 86.34%， 第 15、30、60、90、120天与阿维菌素相比，虫口密度分别降低了13.10%、2.76%、2.18%、14.35%、46.17%， 且生物菌剂处理的番茄根部并无根结形成，说明生物菌剂可以阻止线虫对番茄根系的侵染。

图5 对番茄根际土壤虫口密度的影响

2.6 对番茄品质的影响

由表1可看出，生物菌剂处理的番茄维生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量分别为310.6 mg/kg、4.42%、5.32%，比空白对照高17.79%、13.27%和11.97%，均存在极显著差异，品质最优。

3 结论与讨论

本研究表明，芽孢杆菌AMCC100153具有较强的杀线活性，能有效地抑制根结线虫的发生和发展，且持效期长，第120天生物菌剂芽孢杆菌AMCC100153处理的虫口密度分别比空白对照和阿维菌素低86.34%和46.17%，表现出较强的杀线能力和较高的持效性。Huang等[7]分离到的不产伴孢晶体的侧抱短芽孢杆菌G4，也具有很高的抗线虫活性，与本研究结论相同;其病理学观察结果表明，G4菌株纯化的胞外蛋白酶直接导致了线虫表皮的破坏。芽孢杆菌AMCC100153产生活性物质对南方根结线虫胚胎发育有强烈的抑制破坏作用，可直接杀伤2龄幼虫线虫，致死率90%以上，且其活性物质具有较好的热稳定性和pH值稳定性[6]。

本研究发现，芽孢杆菌AMCC100153能够促进番茄植株茁壮生长，从而提高产量，尤其是后期产量，有效抑制植株早衰，并显著改善了番茄果实的营养品质。

综上所述，芽孢杆菌AMCC100153具有较好的杀线功能，在一定程度上减轻了根结线虫对番茄植株的影响，表现出较好的应用推广潜力，今后应进一步研究其最佳使用量及使用方式，以便为下一步的推广应用奠定坚实的基础。

表1 对番茄品质的影响