木霉对黄瓜幼苗生理特性及枯萎病防治效果的影响
2018-12-05张春秋马光恕廉华李梅蒋细良宿晓琳刘明鑫曲虹云
张春秋 马光恕 廉华 李梅 蒋细良 宿晓琳 刘明鑫 曲虹云
摘要
黄瓜枯萎病是一种土传真菌病害,在设施黄瓜栽培中最为常见且危害严重,应用生物防治技术防治该病害对黄瓜安全生产具有重要意义。本研究通过平板对峙试验筛选出3株对黄瓜枯萎病菌抑制率在74%以上的拮抗木霉,分别为棘孢木霉Trichoderma asperellum 525、哈茨木霉T.harzianum 610和拟康氏木霉T. pseudokoningii 886,研究了3種木霉对黄瓜生理特性和幼苗生长作用效应及对黄瓜枯萎病的防治效果。结果表明:3种霉与黄瓜枯萎病菌同时接种的田间防治效果均达到78%以上,其中棘孢木霉T.asperellum 525的田间防效达到81.5%。与只接种枯萎病原菌的对照相比,3种木霉与黄瓜枯萎病原菌同时接种或单一接种均可以显著提高黄瓜叶绿素含量、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、根系活力、根系总吸收面积以及黄瓜株高和茎粗,其中以拟康氏木霉T. pseudokoningii 886促进效果最强,叶绿素含量、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、根系活力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积和根系比表面积增加幅度分别达到38.7%~49.5%、32.1%~33.6%、29.5%~66.3%、10.8%~21.5%、19.6%~23.5%、17.9%~25.0%、4.9%~13.1%,株高、茎粗和全株鲜重增加幅度分别达到20.7%~28.8%、29.7%~35.1%、10.0%~10.70%。
关键词
木霉; 黄瓜枯萎病; 生理特性; 防治效果
中图分类号:
S 476
文献标识码: A
DOI: 10.16688/j.zwbh.2018064
Effect of Trichoderma on physiological characteristics of cucumber
seedlings and control effect against Fusarium wilt
ZHANG Chunqiu MA Guangshu LIAN Hua LI Mei
JIANG Xiliang SU Xiaolin LIU Mingxin QU Hongyun3
(1. College of Agriculture, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China;
2. Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
3. Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Horticulture Branch, Harbin 150069, China)
Abstract
Fusarium wilt of cucumber, a kind of soil-borne fungal disease and most common disease, has caused serious harm to cucumber under protected cultivation. The application of biological control technology on cucumber wilt is of great significance to the safe production of cucumber. In this study, three strains of antagonistic Trichoderma, with the inhibition rate of more than 74% on cucumber Fusarium wilt disease, namely T.asperellum 525, T.harzianum 610 and T.pseudokoningii 886, were selected by the method of plate confrontation. The effect of Trichoderma on the physiological characteristics, seedlings growth of cucumber and the control efficacy on cucumber Fusarium wilt were investigated. The results showed that the field control efficacy of simultaneous inoculation of single Trichoderma and pathogen of cucumber Fusarium wilt was above 78%, in which the efficacy of T.asperellum 525 was the highest, up to 81.5%. Compared with the control, in which the pathogen of cucumber Fusarium wilt was inoculated alone, all of treatments, including the inoculation with three Trichoderma plus pathogen of cucumber Fusarium wilt or the inoculation of single Trichoderma, significantly improved cucumber chlorophyll content, nitrate nitrogen content, nitrate reductase activity, root activity, root total absorbing area and actively absorbing area of root and increased plant height and stem diameter. T.pseudokoningii 886 had the strongest effect among them and increased levels of seven physiological indicators mentioned above, with the increase rate from 38.7% to 49.5%, from 32.1% to 33.6%, from 29.5% to 66.3%, from 10.8% to 21.5%, from 19.6% to 235%, from 179% to 25.0% and from 4.9% to 13.1%, respectively. Simultaneously, the rang of increase on plant height, stem diameter or fresh weight of whole plant was from 20.7% to 28.8%, from 29.7% to 35.1% and from 100% to 1070%, respectively.
Key words
Trichoderma; cucumber Fusarium wilt; physiological characteristics; control efficacy
黄瓜Cucumis sativus L.,别名胡瓜,属于一年生攀缘性草本植物。近年来,设施黄瓜生产呈现较强劲的发展态势,已成为我国设施栽培中面积较大、种植范围较广的蔬菜作物之一,在2006年就已达到设施栽培总面积的60%[1]。由于黄瓜重茬面积越来越大,土传病害特别是枯萎病逐年加重,导致黄瓜的产量下降、果实品质变劣,制约了设施黄瓜生产的可持续发展[2]。
黄瓜枯萎病是一种由半知菌亚门镰孢属尖孢镰刀菌黄瓜专化型Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinum Owen侵染引起的土传真菌病害[3],生产上主要以化学防治为主。应用化学农药可起到一定的防治效果,但存在药剂持效期短、浪费多、易残留、对人畜伤害大、大面积土壤处理困难等问题。相比之下,生物防治技术有着安全、无毒、环保等特点,在防治蔬菜病害方面优势凸显[4]。
在众多的生防菌中,木霉Trichoderma spp.以其高效性和广谱性应用最为广泛,对病原真菌如镰刀菌Fusarium spp.、腐霉Pythium spp.、疫霉Phytophthora spp.、立枯丝核菌Rhizoctonia solani均有抑制作用[5]。国内外的许多关于木霉的报道指出,木霉能够拮抗多种病原真菌,尤其对土传病原真菌的拮抗作用更加显著,如程莹等[6]报道绿色木霉Trichoderma virideT23、哈茨木霉Ta22对黄瓜枯萎病的相对防效达到66.04%;庄敬华等[7]报道黄瓜幼苗经绿色木霉T23分生孢子和厚垣孢子处理后,病情指数由33.69分别降至13.12和10.28,防御酶活性明显增加。
生理生化活动是生命体的基本过程,通过测定生理指标可以研究植物的生命活动规律,揭示植物生长发育的规律与机理,探索调节与控制植物体内外环境条件对其生命活动的影响[8]。有关木霉改善植物生理代谢、促进生长的研究较多,如王涛等[9]报道黄瓜幼苗根系接种菌根后,叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量均有所增加,净光合速率也维持在一个较高的水平;陈伯清等[10]报道稀释50倍的木霉HT-03孢子悬浮液滴涂于番茄幼苗叶片能明显提高幼苗叶片的叶绿素含量,从而促进番茄幼苗的生长发育;张敏等[11]研究发现,木霉 L24 菌株浸种与喷施两种方式处理对小麦叶面积和苗高均有促进作用,可有效提高小麦葉绿素含量和根系活力。
以上研究多从单方面研究了木霉对黄瓜枯萎病的防治效果或是对黄瓜植株某一生理特性的影响,关于木霉施用后黄瓜植株内部生理变化以及对黄瓜枯萎病的防治效果缺乏系统研究。本研究拟采用平板对峙试验筛选出几株对黄瓜枯萎病有显著防治效果的木霉,制备木霉发酵剂和病原菌孢子悬浮液,并设计不同试验处理,研究不同木霉对黄瓜生理特性和幼苗生长的作用效应及对黄瓜枯萎病的防治效果,为后期木霉菌剂系统开发应用提供理论依据,为黄瓜设施安全、高产、优质栽培提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试黄瓜品种:‘长春密刺,购买于山东新泰市裕园种业有限公司。
供试培养基:马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA):马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂10 g,蒸馏水1 000 mL,pH自然,供菌落生长。 马铃薯葡萄糖液体培养基(PD):马铃薯200 g,葡萄糖20 g,蒸馏水1 000 mL, pH自然,供菌丝培养。
供试菌株:供试木霉由中国农业科学院植物保护研究所木霉研究组提供。菌株编号、名称和拉丁名见表1。
黄瓜枯萎病菌:枯萎病病原菌Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinum Owen,由中国农业科学院植物保护研究所土传病害生物防治研究组提供。
供试土壤:草炭土,土壤过1 mm 筛后于烘箱中160℃高温灭菌2 h,自然冷却后继续160℃烘2 h后放凉备用。
表1 供试木霉
Table 1 Trichoderma spp. used in the test
1.2 防治枯萎病木霉菌株筛选
将木霉菌株接种于 PDA 平板,28℃培养3 d;将黄瓜枯萎病菌接种于PDA平板,28℃培养5 d。分别用 5 mm 打孔器打取培养好的木霉和黄瓜枯萎病菌菌落边缘菌块接种于PDA 平板,距平板边缘1 cm处相对放置,28℃培养。设仅接种黄瓜枯萎病菌为对照,3次重复。培养7 d后测量病原菌生长半径以及木霉对枯萎病菌的覆盖情况,参照陈书华等[12]的方法,计算抑制率,确定覆盖指数,以覆盖率级别表示。
抑制率=(对照枯萎病菌菌落半径-对峙培养枯萎病菌菌落半径)/对照枯萎病菌菌落半径×100%;
覆盖率分级标准(3级):Ⅰ级,木霉菌落与病原菌菌落不接触,菌丝不能覆盖病原菌菌落;Ⅱ级,木霉菌丝覆盖病原菌菌落1/2以下,病原菌菌落健康,颜色无变化;Ⅲ级,木霉菌丝全部覆盖病原菌菌落,并在病原菌菌落上大量产孢,病原菌菌落萎缩,颜色变暗。
1.3 木霉发酵液和病原菌孢子悬浮液的制备
木霉发酵液的制备:将平板对峙培养筛选出的木霉分别在PDA培养基上28℃黑暗条件培养3 d,从菌落边缘取直径5 mm的菌饼5块,接种在含有100 mL马铃薯葡萄糖液体培养基(PD)的250 mL三角瓶中,在摇床(250 r/min)28℃黑暗条件下振荡培养7 d,制成木霉发酵液。用血球计数板测定孢子数,并将木霉发酵液的孢子数调整到1.5×108个/mL备用。
病原菌孢子悬浮液的制备:将黄瓜枯萎病菌在PDA培养基上28℃黑暗培养3 d,从菌落边缘取直径5 mm的菌饼5块,接种在含有100 mL马铃薯葡萄糖液体培养基(PD)的250 mL三角瓶中,在28℃黑暗条件下摇床(250 r/min)振荡培养7 d,得到病原菌孢子悬浮液。用血细胞计数板测定孢子悬浮液的孢子数,并将孢子数稀释至1×105个/mL。
1.4 盆栽试验
1.4.1 试验设计
试验在黑龙江八一农垦大学农学院教学基地现代化温室内进行,取灭菌试验土装入塑料育苗盘(34.5 cm×24 cm×11 cm)中,每盘播种催芽后的黄瓜种子120粒,出苗后均匀保留50株。播种后每2 d浇施1 000 mL无菌水,保持黄瓜正常生长状态。
黄瓜播种后5 d,即真叶初展时,挑选长势较一致的黄瓜,利用木霉发酵液和病原菌孢子悬浮液进行灌根接种。每棵黄瓜苗的根茎部加入3 mL相应的接种液即每盘加入150 mL的接种量。试验设置9个处理,每个处理3盘,随机区组设计,设置5次重复。
处理如下:① 棘孢木霉T.asperellum 525和枯萎病菌同时接种(T1B);② 哈茨木霉T.harzianum 610和枯萎病菌同时接种(T2B);③ 拟康氏木霉T. pseudokoningii 886和枯萎病菌同时接种(T3B);④ 只接种枯萎病菌(B);⑤ 50%多菌灵可湿性粉剂800倍液与枯萎病菌同时接入(化学对照,CB);⑥ 只接种棘孢木霉T.asperellum 525(T1);⑦ 只接种哈茨木霉T.harzianum 610(T2);⑧ 只接种拟康氏木霉T. pseudokoningii 886(T3);⑨ 只接种PD液体培养基(空白对照,P)。
1.4.2 试验测定指标与方法
播种后12 d 取样,对黄瓜幼苗生理指标、生长指標和抗病性指标进行测定。
叶绿素含量测定采用丙酮乙醇法;叶片硝态氮含量采用酚二磺酸法;根系活力采用α-萘胺氧化法测定;叶片硝酸还原酶活性采用活体分光光度法;根系总吸收面积、活跃吸收面积、比表面积的测定采用甲烯蓝法。
茎粗:子叶节下1 cm处粗度,用游标卡尺测定;株高:茎基部到生长点之间的距离,用直尺测定。植株鲜重:植株利用清水反复冲洗,再用吸水纸吸干,用1/1000电子天平测定。
抗病性指标测定:包括植株成活率、发病率、病情指数、防治效果。
黄瓜苗期枯萎病参照张素平的分级标准[13],病情指数计算参照宗兆锋和康振生[14]的方法。0级:无症状;1级:真叶、子叶黄化或萎蔫面积不超过总面积的50%;2级:真叶、子叶黄化或萎蔫面积超过总面积的50%;3级:叶片萎蔫或枯死,仅生长点存活;4级:全株严重萎蔫,以致枯死。
植株成活率和发病率分别为播种后12 d各处理成活株数和发病株数占调查总株数的百分比。
病情指数=[∑(病级株数×代表级数)/(植株总数×最高代表级值)]×100;
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 数据统计与分析
利用Microsoft Excel 2007软件进行图表制作,试验数据取3次重复的平均值和标准差,利用DPS 7.05(data processing system)进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 黄瓜枯萎病生防木霉菌株筛选
平板对峙试验筛选获得3株对黄瓜枯萎病菌抑制率在74%以上的木霉菌株,其中棘孢木霉T.asperellum 525的抑制率最高,为80.24%,覆盖指数为Ⅲ级;其次是哈茨木霉T.harzianum 610的抑制率为76.86%,覆盖指数为Ⅲ级;再次是拟康氏木霉T.pseudokoningii 886的抑制率为74.17%,覆盖指数为Ⅲ级(表2)。
表2 平板对峙试验筛选获得的对黄瓜枯萎病菌拮抗效果较好的木霉菌株
Table 2 Antagonistic Trichoderma spp. on Fusarium oxysporum f.sp. cucumerinum selected by confrontation in vitro
2.2 木霉对黄瓜幼苗生理特性的影响
2.2.1 木霉对黄瓜幼苗硝酸还原酶活性和叶绿素含量的影响
由图1可见,木霉和病原菌混合接种处理(T1B、T2B、T3B)的叶片硝酸还原酶活性均显著高于只接种枯萎病菌(B)的处理,表明木霉和病原菌混合处理具有减轻枯萎病菌对植株叶片硝酸还原酶活性的抑制作用。拟康氏木霉886和枯萎病菌同时接种(T3B)的黄瓜幼苗叶片硝酸还原酶活性显著高于棘孢木霉525和哈茨木霉610分别与枯萎病菌同时接种(T1B、T2B)以及50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB);棘孢木霉525和枯萎病菌同时接种(T1B)处理显著高于哈茨木霉610和枯萎病菌同时接种(T2B);T2B和CB处理差异不显著。
只接种木霉(T1、T2、T3)的黄瓜幼苗叶片硝酸还原酶活性均显著高于木霉和病原菌混合接种处理(T1B、T2B、T3B),说明三种木霉菌单独处理对激活叶片硝酸还原酶活性作用更显著;拟康氏木霉886处理(T3)显著高于棘孢木霉525处理(T1)和哈茨木霉610处理(T2)。T1、T2、T3处理的硝酸还原酶活性均显著高于CB、B和P处理。
拟康氏木霉886单独处理(T3)的黄瓜幼苗叶片叶绿素含量最高,显著高于其他两种木霉单独处理及木霉与枯萎病菌混合处理。拟康氏木霉886和枯萎病菌同时接种(T3B)的黄瓜幼苗叶片叶绿素含量略低于拟康氏木霉886单独处理,但显著高于棘孢木霉525和哈茨木霉610分别与枯萎病菌同时接种(T1B、T2B)、50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)、只接种枯萎病菌(B)的处理和PD液体培养基(P)处理;T1B与CB之间差异不显著但二者均显著高于T2B和B;T2B处理显著高于B;P处理显著高于T1、T2处理,后二者之间差异不显著。以上结果说明不同木霉对叶绿素含量或减轻枯萎病菌对植株叶绿素含量的影响存在差异。
图1 木霉对黄瓜幼苗硝酸还原酶活性和叶绿素含量的影响
Fig.1 Effect of Trichoderma on nitrate reductase activity and chlorophyll content of cucumber seedlings
2.2.2 木霉对黄瓜幼苗叶片硝态氮含量和根系活力的影响
由图2可见,棘孢木霉525、哈茨木霉610和拟康氏木霉886分别与枯萎病菌同时接种(T1B、T2B、T3B),与50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)的黄瓜幼苗叶片硝态氮含量相当,均显著高于只接种枯萎病菌(B)的处理;拟康氏木霉886与枯萎病菌同时接种(T3B)显著高于哈茨木霉610和病原菌同时处理(T2B);表明木霉或50%多菌灵WP 800倍液和病原菌混合处理具有减轻枯萎病原菌对植株叶片硝态氮含量的抑制作用。
只接种拟康氏木霉886(T3)、哈茨木霉610(T2)和棘孢木霉525(T1)的处理与50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)的黄瓜幼苗叶片硝态氮含量相当,但均显著高于只接种枯萎病菌处理(B)和PD液体培养基处理(P);拟康氏木霉和病原菌同时处理(T3B)与其单独处理(T3)的叶片硝态氮含量差异不显著。以上结果说明木霉菌对叶片硝态氮含量的影响在不同木霉之间存在差异,这与其对叶绿素含量影响规律相类似。
不同处理对黄瓜幼苗根系活力的影响测定结果表明,单独接种木霉菌的处理(T1、T2、T3),其幼苗根系的活力均显著高于与枯萎病菌混合接种的处理(T1B、T2B、T3B),其中拟康氏木霉886显著改善黄瓜幼苗根系的活力,经其处理(T3)的黄瓜幼苗处理的根系活力显著高于其他处理。三种木霉与枯萎病菌混合处理的黄瓜幼苗根系的活力均显著高于只接种枯萎病菌(B)的处理,说明木霉和病原菌混合处理均具有减轻枯萎病原菌对根系活力的抑制作用,这与叶片硝酸还原酶活性变化规律相类似。
图2 木霉对黄瓜幼苗硝态氮含量和根系活力的影响
Fig.2 Effect of Trichoderma on nitrate nitrogen content and root activity of cucumber seedlings
2.2.3 木霉对黄瓜幼苗根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积的影响
由图3可见,黄瓜幼苗根系总吸收面积最大的为拟康氏木霉886单独处理(T3),其次为与枯萎病菌同时接种的处理(T3B),二者差异不显著,其中T3处理显著高于T1、T2、T1B和T2B。不论是三种木霉和枯萎病菌同时接种的处理,还是单独接种木霉的处理,黄瓜幼苗根系总吸收面积均显著高于只接种枯萎病菌的处理(B)和只接种PD液体培养基(P)处理。除哈茨木霉610与枯萎病菌同时接种的处理(T2B)根系总吸收面积与50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时接种的处理(CB)相当外,其余接种了木霉的处理(T1、T2、T3、T1B和T3B)黄瓜幼苗根系总吸收面积均显著高于CB。表明木霉或50%多菌灵WP 800倍液和病原菌混合处理具有减轻枯萎病菌对植株根系总吸收面积的抑制作用,不同木霉对黄瓜幼苗根系总吸收面积的影响存在差异。
黄瓜幼苗根系活跃吸收面积变化特点与根系总吸收面积类似。单独接种木霉的处理(T1、T2、T3)和木霉与枯萎病菌同时接种的处理(T1B、T2B和T3B)黄瓜幼苗根系活跃吸收面积均显著高于只接种
枯萎病菌处理(B)和接种PD液体培养基处理(P)。除单独接种拟康氏木霉886的处理(T3)外,其余接种木霉的处理(单独接种及與病原菌混合接种处理)的黄瓜幼苗根系活跃吸收面积与50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)差异均不显著。表明木霉或50%多菌灵WP 800倍液和病原菌混合处理具有减轻枯萎病原菌对植株根系活跃吸收面积的抑制作用。不同木霉对黄瓜幼苗根系活跃吸收面积的影响存在差异。
黄瓜幼苗根系比表面积变化特点总体上与根系总吸收面积类似。除哈茨木霉和枯萎病菌同时接种的处理(T2B)、棘孢木霉与枯萎病菌同时接种处理(T1B)和哈茨木霉单独接种处理(T2)与只接种枯萎病菌的处理(B)没有显著差异外,其余接种木霉的处理(单独接种及与病原菌混合接种处理)黄瓜幼苗根系比表面积均显著高于B处理;除单独接种拟康氏木霉886的处理(T3)外,其他接种木霉的处理(T1、T2、T1B、T2B、T3B)与50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)之间差异不显著。表明木霉或50%多菌灵WP 800倍液和病原菌混合处理具有减轻枯萎病原菌对植株根系比表面积的抑制作用。不同木霉对根系比表面积的影响存在差异。
图3 木霉对黄瓜幼苗根系总吸收面积、活跃吸收面积和比表面积的影响
Fig.3 Effect of Trichoderma on the root total absorbing area, active absorbing area and specific surface of cucumber seedlings
2.3 木霉对黄瓜幼苗生长的影响
由图4可见,相较于只接种PD液体培养基处理(P),接种木霉能显著促进黄瓜幼苗的株高和茎粗,其中单独接种棘孢木霉525(T1)和拟康氏木霉886(T3)的黄瓜幼苗的株高显著高于其他接种木霉的处理(T2、T1B、T2B、T3B);只接种拟康氏木霉886(T3)的黄瓜幼苗的茎粗显著高于其他接种木霉的处理(T1、T2、T1B、T2B、T3B)。枯萎病菌对黄瓜幼苗的株高有明显的抑制作用,单独接种枯萎病菌的处理(B)的株高显著低于只接种PD液体培养基处理(P);多菌灵在一定程度上能够缓解枯萎病菌对黄瓜幼苗株高的抑制作用,但对茎粗的影响不明显,50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)的黄瓜幼苗的株高显著高于只接种PD液体培养基(P)处理。
不同木霉及木霉与枯萎病菌组合处理对黄瓜幼苗鲜重的影响不同,棘孢木霉525和拟康氏木霉886单独接种(T1、T3)及其与枯萎病菌同时接种(T1B、T3B)的黄瓜幼苗鲜重显著高于只接种PD液体培养基(P)处理,显示出对鲜重的促进作用;其中,拟康氏木霉886和枯萎病菌同时接种(T3B)对全株鲜重的影响与拟康氏木霉886单独接种的影响一致,二者没有显著差异。哈茨木霉610单独接种(T2)与只接种PD液体培养基处理(P)没有差异,表明其对鲜重没有影响,而哈茨木霉610与枯萎病菌同时接种(T2B)、只接种枯萎病菌(B)和50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB)的黄瓜幼苗的鲜重显著低于只接种PD液体培养基(P)处理,显示出对鲜重的抑制作用。
图4 木霉对黄瓜幼苗生长的影响
Fig.4 Effect of Trichoderma on the growth of cucumber seedlings
2.4 木霉对黄瓜枯萎病的防治效果
与单独接种枯萎病菌(B)相比,棘孢木霉525、哈茨木霉610、拟康氏木霉886、50%多菌灵WP 800倍液分别与病原菌同时处理均能显著提高黄瓜幼苗的成活率,降低黄瓜枯萎病菌的发病率(表3)。三种木霉分别与枯萎病菌同时接种(T1B、T2B、T3B)对黄瓜幼苗成活率的提高、黄瓜枯萎病的发病率和病情指数的降低没有显著差异,但均显著优于50%多菌灵WP 800倍液和病原菌同时处理(CB),可能是因为在黄瓜长期生产中,化学药剂的反复使用使病菌产生抗药性,这有待于进一步研究。
表3 木霉对黄瓜枯萎病的防治效果1)
Table 3 Control efficacy of Trichoderma against cucumber Fusarium wilt
1) 表中的数值分别代表平均值±标准差,同一列中的小写字母和大写字母分别表示差异达0.05和0.01水平。
Data in the table are mean values±SD,different lowercase and capital letters within the same column mean significant difference at 0.05 and 0.01 probability level, respectively.
3 结论与讨论
Abo-Elyousr等[15]有关木霉与黄瓜枯萎病的平板对峙和温室盆栽研究表明,木霉菌株对该病菌的拮抗作用并不与盆栽防效呈正相关。同时,朱萍萍等[16]的研究也发现了类似结果,平板拮抗试验中对黄瓜枯萎病菌抑菌效果达75% 以上的菌株,其田间盆栽防效却平均在40% 以下,远低于离体拮抗效果。这可能是因为木霉不同菌株在平板试验和盆栽试验中的生长速度具有差异:木霉生长速度快,在平板上生长时具有明显的竞争优势,而在盆栽试验中,木霉的生长优势不一定能体现出来。而本研究从中国农业科学院植物保护研究所木霉研究组提供的9种菌株中,利用平板对峙法获得3株对黄瓜枯萎病菌抑制率在74%以上、覆盖指数为Ⅲ级的菌株,分别为棘孢木霉525、哈茨木霉610和拟康氏木霉886,其中棘孢木霉525对黄瓜枯萎病菌的抑制率达到80.24%。在苗期盆栽试验中,以只接种病原菌为对照(B),3种木霉分别与黄瓜枯萎病菌同时接种田间防治效果均达到78%以上,其中棘孢木霉525与病菌同时接种田间防治效果最高,达到81.53%,与平板对峙试验中其对黄瓜枯萎病菌的生长抑制率有较好的一致性。谢红辉等[17]从桑树根际土壤中分离出8个对桑树根腐病有抑制作用的菌株,其中以YZ14-3在平板对峙试验中的抑菌效果最好,其大田防治试验的生防效果也高达67.94%,与本研究结果较接近。因此,平板对峙试验可以作为黄瓜枯萎病拮抗木霉筛选的依据之一。
生产上利用木霉防治黄瓜枯萎病已有较多的研究,如陈芳等[18]报道枯草芽胞杆菌B579对黄瓜枯萎病的抑制作用达73.6%;李书强等[19]利用棘孢木霉Trichoderma asperellum防治黄瓜枯萎病的效果达70.24%;谷祖敏等[20]研究发现,不同木霉菌株对黄瓜枯萎病菌的防效具有明显差异,其中哈茨木霉TH菌株对黄瓜枯萎病的作用最强,防效为64.34%;而绿色木霉Trichoderma viride TV菌株对黄瓜枯萎病防效为47.49%;长枝木霉Trichoderma longibrachiatum TL菌株对黄瓜枯萎病防效最低,仅为6.34%。在本研究中的3株木霉对黄瓜枯萎病的田间防效均高于78%,病情指数均由对照的49.93降低到9.12~10.55,显示这3株木霉对黄瓜枯萎病的防效高于文献报道,有良好的田间应用前景。
木霉不仅能通过诱导植物产生系统抗性及局部抗性等发挥生防作用[21],还能显著促进各类植物的生长[22-23]。景芳等[24]研究发现,施入长枝木霉 T6 水分散粒剂对黄瓜生长具有明显的促进作用,能够显著提高黄瓜幼苗株高、茎粗、根系长度等生长指标,提高了和抗性相关的叶绿素、可溶性糖以及蛋白质含量,增强了过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性。袁扬等[25]从鸭茅Dactylis glomerata L.根际分离筛选获得5 株优良木霉促生菌株,研究发现:这些木霉菌株处理的鸭茅植株叶片及根部丙二醛(MDA)含量均低于对照,叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量得到大幅提升,能够提高鸭茅植株的抗性,从而促进鸭茅生长。根系活力、根系总吸收面积、活跃吸收面积、根系表面积是反映根系对养分吸收能力的重要指标[26]。张良等[27]利用长柄木霉Trichoderma longibrachiatum和泾阳链霉菌Streptomyces jingyangensis复配,显著提高了烟苗的根系体积和根系总表面积,提高了烟苗防御性酶活性,对烟草黑胫病的相对防治效果达到了69.3%。在本试验条件下,接种棘孢木霉525、哈茨木霉610、拟康氏木霉886均能明显提高黄瓜幼苗叶绿素含量、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、根系活力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积和根系比表面积,与其研究结论相类似。而谷祖敏等[20]的研究则发现,不同木霉菌株对黄瓜幼苗生长的促进作用和对枯萎病防治效果并不一致:防病效果较差的绿色木霉TV菌株(对枯萎病防效为47.49%)对黄瓜生长促进作用最强,地上部和地下部鲜重分别增加42.81%和86.92%;而防病效果最好的哈茨木霉TH菌株(对枯萎病防效为64.34%)对黄瓜生長促进作用最差,地上部和地下部鲜重分别增加16.46%和24.62%,这是生防菌不同作用效果的体现,研究不同木霉菌的生防机制仍是以后的工作重点之一。