菌糠基质与生防菌处理对西瓜2种苗期病害的防控效果评估

徐秀兰，芦 钰，邱艳红，张海军，孙凤堂，孙晓红

（1.北京市农林科学院 蔬菜研究所，北京 100097；2.山东鲁寿种业有限公司，山东 寿光 262700；3.北京市农林科学院 生物技术研究所，北京 100097）

我国西瓜生产和消费均居世界首位，种植面积和数量日益增多。随着西瓜工厂化育苗和嫁接技术的广泛普及，育苗时期播种密度高、温室或大棚湿度大、嫁接操作不当等不利因素均有利于苗期病害的传播与扩散。苗期病害多数为种传病害和土传病害，如常见的西瓜细菌性果斑病和西瓜枯萎病等，可在育苗阶段迅速传染，在2周内就可引起幼苗大量发病，严重威胁种苗健康。苗期病害造成缺苗断垄，延误种植时期，带来无法预估的经济损失。育苗厂为防控苗期病害往往喷施过量药剂，不仅增加了育苗成本，而且长期大量使用药剂会导致病菌产生抗药性，从而增加了病原菌抗性变异的风险。

菌糠又名菌渣，是食用菌收获后残留的培养料废弃物。食用菌培养料主要由粉碎的秸秆、棉籽壳、木屑、玉米芯构成，经种植食用菌后的培养料结构变得疏松多孔，富含有机质及微量元素，可直接被植物吸收利用。将菌糠处理后代替草炭作为育苗基质可提高番茄种子出苗率，促进幼苗生长，且已有报道表明菌糠基质对土传病害也有一定防效。

利用土壤中或植物根际的生防微生物，通过生态位竞争、抑制作用等方式对病原菌进行隔离、消除，达到保护植物健康生长的目的，这种“以菌治菌”的方法是植物病害绿色防控的重要技术之一。大多数生防菌如枯草芽孢杆菌（）、荧光假单胞菌（sp.）等同时也是植物促生菌，具有壮苗和诱导植物抗性的作用。贝莱斯芽孢杆菌（，）是近年来开发的生防细菌，在自然界中分布广泛，易于分离和培养，对人畜无害，不污染环境，其代谢产物丰富，具有广谱抗菌活性和较强的适应性，具有抑制真菌和细菌的作用，同时该菌具有生长快、稳定性好的特点，近年来得到了越来越广泛的研究和应用。

该研究以香菇菌糠、草炭、蛭石为主要原料配制菌糠基质，检测了基质的理化特性。采用温室育苗评估的方法，测试评估比较了常规基质、菌糠基质及配合生防菌喷施对西瓜苗期种传病害果斑病与土传病害枯萎病的防控效果，以期为开发菌糠育苗基质，减少育苗期农药使用量，发展我国节约环保新型种苗处理技术提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验西瓜种子、菌株及培养方法

供试西瓜品种为‘京欣2号’；细菌性果斑病病原菌（）Xu3-14及瓜类枯萎病病原菌（f.sp.）Xu20-03，由北京市农林科学院蔬菜研究所种子与产品质量检测研究室分离保存；生防菌（）SX01604，分离自平菇菌糠，由北京市农林科学院生物技术研究所农业微生物实验室提供。

及菌株采用LB培养基活化培养，-80℃甘油保存；f.sp.采用PDA培养基活化培养，石蜡封层保存于4℃冰箱。

LB培养基配方：胰蛋白胨10 g·L、酵母提取物5 g·L、氯化钠10 g·L。PDA培养基配方：马铃薯200 g·L、葡萄糖20 g·L、琼脂20 g·L、蛋白胨5 g·L、磷酸二氢钾3 g·L、硫酸镁1.5 g·L。

1.2 基质制备

本研究选用的香菇菌糠为种植香菇采收后剩余的废弃培养料。香菇种植的培养料配方：木屑（硬杂木）78%、麦麸20%、石膏2%。培养料经制棒、灭菌、接种、发菌管理、出菇管理以及采收后，得到废弃香菇培养料，经粉碎并调整含水量至50%～55%后堆制腐熟，当堆体中心温度达65～70℃时，翻堆，重复上述步骤直至堆体中心温度为30～40℃时，再通过1 mm筛得到符合本研究要求的香菇菌糠。

菌糠基质制备：将香菇菌糠、草炭和蛭石按体积比2∶2∶1均匀混合，形成理化性状稳定并能满足幼苗生长需要的菌糠基质。

常规基质制备：将草炭、蛭石按体积比3∶1均匀混合，形成理化性状稳定并能满足幼苗生长需要的常规基质。

1.3 基质理化性质测定方法

基质容重与孔隙度的测定参照蒲胜海等的方法进行测定，将风干后的基质与去离子水按照1∶5（质量：体积）比例相混合，静置2 h后取滤液进行pH和电导率值（EC）的测定。

1.4 病原菌制备及接种

将菌株在PF培养基平板上活化48 h后，挑取单菌落至200 mL LB液体培养基摇培过夜，12 000 r·min离心收集沉淀，用无菌水配置成浓度OD=0.8～1.0的菌悬液，将西瓜种子放入菌悬液中浸种4 h后，自然晾干，得到带菌种子。将带菌种子和健康种子以3∶7的比例混合，得到带菌比率为30%的带菌种子。

将f.sp.在PDA培养基平板上活化，28℃培养至长满培养基（7～10 d），用内径5 mm的打孔器打孔，将打孔后的菌块收集起来，备用。种植时，先在72孔穴盘底部放入1/2的育苗基质，每个孔放入5～6个菌块，再次放入1/4的育苗基质，每孔播种1粒种子后，将土铺满。

1.5 生防菌制备及喷施

将菌株在LB培养基平板上活化48h后，挑取单菌落至LB液体培养基摇培24 h，12 000 r·min离心收集沉淀，用无菌水配置成浓度约为10CFU·mL的菌悬液（OD=1.0），进行灌根和叶面喷施。

播种1周后取准备好的生防菌菌悬液进行灌根，每颗苗灌根500 μL菌悬液；出苗后再次进行叶面喷施，每穴盘喷施100 mL菌悬液。在进行生防菌处理时，其余处理使用等量的无菌水进行相同处理。

1.6 温室试验与测定

试验设置4个不同处理，包括2种育苗基质（常规基质、菌糠基质）和2种基质分别配合生防菌喷施处理。使用人工接菌后的西瓜种子进行育苗试验，采用72穴的育苗盘，设置4个重复，每个重复1个穴盘。培养于普通玻璃温室，随机区组分布。本试验整体重复2次。

按照试验设计进行播种，常规水肥管理。记录出苗率，观察幼苗果斑病、枯萎病典型症状，统计发病率。播种后5周，每个重复随机抽取10株测定株高、鲜质量、叶绿素含量。

1.7 数据统计与分析

出苗率=播种14 d后出苗数/播种数×100%

发病率=播种21 d后发病数/出苗数×100%

病害抑制率=（对照发病率-处理发病率）/对照发病率×100%

本试验数据采用Minitab 18软件，Fisher LSD进行差异分析。

2 结果与分析

2.1 育苗基质的理化性质

各单一育苗基质容重差异显著，菌糠容重最高，为0.50 g·cm，蛭石的容重仅为0.12 g·cm（表1）。与草炭相比，菌糠的总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度及pH值差异均不显著，电导率值显著提高。而2种混合基质的容重差异不显著，菌糠基质的总孔隙度和持水孔隙度显著提高；同时混合基质的pH值差异不显著，均为中性，菌糠基质的电导率显著低于常规基质。

表1 不同育苗基质理化性质分析

2.2 不同处理对西瓜苗期果斑病发病率的影响

人工接菌西瓜种子带菌率为30%，采用常规或菌糠育苗基质以及是否喷施处理对幼苗出苗率无显著影响，出苗率均达到94.9%以上（图1）。播种于常规基质的带菌种子，幼苗果斑病发病率为33.7%，常规基质+、菌糠基质、菌糠基质+这3种处理均显著降低了西瓜幼苗果斑病的发病率，发病率分别为4.9%、10.8%、3.7%，病害抑制率分别达到85.5%、68.0%、89.0%。

图1 不同处理对西瓜带菌种子出苗率及果斑病发病率的影响

2.3 不同处理对西瓜苗期枯萎病发病率的影响

如图2所示，菌糠基质相比常规基质显著提高了西瓜种子的出苗率，达98.1%；而常规基质+，菌糠基质+与常规基质3个处理间的出苗率差异不显著。菌糠基质与菌糠基质+处理显著降低了幼苗枯萎病发病率，分别为1.4%、3.7%，相比常规基质的发病率15.1%，病害抑制率分别达到90.7%、75.5%。常规基质+处理幼苗枯萎病发病率为8.0%，病害抑制率为47.0%，但差异分析不显著（＜0.05）。

图2 不同处理对西瓜出苗率及枯萎病发病率的影响

2.4 不同处理对西瓜苗期生长情况的影响

如表2所示，与常规基质相比，菌糠基质和菌糠基质+处理显著降低西瓜幼苗株高（＜0.05）；相比常规基质，常规基质+Bv、菌糠基质和菌糠基质+3个处理的幼苗鲜质量差异均不显著。通过鲜质量/株高比值的数据分析可以发现，菌糠基质与菌糠基质+2个处理的比值显著高于常规基质、常规基质+，即幼苗更健壮（＜0.05）。此外，4个处理的西瓜幼苗的叶绿素含量差异不显著。

表2 不同处理对西瓜幼苗生长的影响

3 结论与讨论

基质影响作物对水分养分的吸收、运输和利用。因此，基质的理化性质是评价基质质量的重要因素。其中，容重影响基质的机械性能，孔隙度主要影响基质的通透性。基质的各项理化指标应保持在合适的范围内，过高或过低均不利于作物生长。研究表明，受栽培原料成分、菌种以及出菇的次数等因素影响等，菌糠的理化性状和营养成分差异显著。该实验中所用菌糠为种植过香菇的废菌棒加工而成，其容重为0.50 g·cm，pH值7.04，电导率值为2.30 mS·cm。与草炭、蛭石混合后，得到的菌糠基质容重、孔隙度、pH值及电导率值等理化指标均在适宜作物生长范围内。

菌糠中含有丰富的有机质、生物活性成分以及多种可溶性有机营养，是理想的栽培基质。研究表明，在基质中适量添加菌糠，有利于番茄、西瓜、辣椒等蔬菜作物育苗，在提高蔬菜的株高、根长、叶面积的同时，还可以有效降低病害的发生。此外，孙晓红等用香菇菌糠、草炭和蛭石混合而成的育苗基质可有效降低作物病情指数40%。本研究中，与常规基质相比添加菌糠的基质可显著促进壮苗生成，同时降低瓜类细菌性果斑病和西瓜枯萎病的发病率。种子萌发过程中感染枯萎病会导致出苗率下降，本试验中，添加菌糠基质可抑制土传枯萎病害发生，从而显著提高了出苗率，菌糠基质对其他土传病害是否有防效，后续可开展进一步的研究。

生防菌贝莱斯芽孢杆菌对多种植物病原菌具有抗菌活性。的抑菌活性主要由其自身特性及代谢活性产物决定，徐淑琴等分析比较不同菌株的抗病性发现，不同菌株产生的抗性物质和抑菌效果不同。菌株G341对多种植物病原菌具有拮抗作用。Yu等于2018年自我国南方农场中分离得到的两个菌株Y6和Y7对青枯病菌有强烈的拮抗作用，同时可以显著抑制番茄枯萎病的田间发病率，抑制率约为50%。本研究中使用的Bv菌株SX01604对西瓜细菌性果斑病菌和枯萎病菌均有显著防控效果。菌糠基质+菌液后，对2种病害的抑制率分别达到89.0%和75.5%。

综上所述，菌糠育苗基质及生防菌菌株SX01604处理均可有效抑制西瓜苗期果斑病和枯萎病，结合2种处理方式对果斑病的防控效果更优。同时，菌糠基质可以促进西瓜幼苗生长，有利于提升苗期的抗逆能力。本研究为西瓜苗期病害防控提供了新的技术支持。