绿木霉对落叶松立枯病菌的抑菌效应

绿木霉对落叶松立枯病菌的抑菌效应

幼苗立枯病，也称为突然育苗，通常由立枯丝核菌rizo菌、腐霉粉和腐皮无芒紫菌引起。这是苗圃常见的疾病，主要发生在1.3岁的幼苗身上，尤其是1月份幼苗未木质化的幼苗。目前苗圃中常用的防治方法是播种前进行土壤和种子消毒。多年的化学药剂防治致使土壤板结、病原菌产生抗药性,同时带来一系列的环境问题。因此,项目组试图通过人工添加有益微生物来探索一条生防途径,即通过有益微生物的作用来改善土壤状况,同时增强植物的生长势,抑制病原菌的生长,降低立枯病发生率和农药的使用量。木霉菌Trichoderma作为生防用菌已日益为人们所重视,它有很强的环境适应能力,可以与病原菌竞争生长空间和营养物质,产生纤维素酶和抗生素等,从而抑制甚至杀伤病原菌。项目组于2010年从以色列引进6株木霉菌株,这些菌株对以色列农作物的土传病害具有高效的抑制作用。项目组对这6个菌株进行了室内抑菌试验,其中T.virensT43菌株对苗木立枯病菌的抑制效果最好,因此,选用T.virensT43进行了野外试验。1灌根法m试验地位于黑龙江省苇河林业局西林林场苗圃,供试苗木为红松Pinuskoraiensis和落叶松Larixsp.1年生苗木。T.virentT43菌株为从以色列引进、室内抑菌试验显示对苗木立枯病病原菌抑制效果显著的高效菌株。防治菌剂采用浓度为3.5×109个/mL的孢子悬浮液和发酵液原液,分别设置4个浓度梯度(表1),以空白、多菌灵[上海华望生物科技开发有限公司生产,80%N-(2-苯骈咪唑基)-氨基甲酸甲酯]以及牛博士(河北威县马庄农资服务技术中心生产,木霉孢子可湿性粉剂)作为对照,多菌灵和牛博士使用浓度参照商品使用说明中的浓度。采用灌根法进行防治。共计11个处理。每个处理1个苗床(1m×20m),2个重复。2011年5月5日和2011年5月20日防治2次。防治30d后调查苗木发病率,测定苗木和土壤的主要生理指标,包括苗木湿重和干重、总蛋白含量、叶绿素含量,土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶)活性以及土壤中微生物数量。总蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法,叶绿素含量测定采用丙酮法,土壤过氧化氢酶活性测定采用高锰酸钾容量法,脲酶活性测定采用苯酚-次氯酸钠比色法,磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法,采用稀释涂板计数法测定土壤中微生物数量。2结果与分析2.1各防治效果不同木霉T43菌剂各处理对苗木立枯病具有明显的防治效果,不同浓度菌剂防治效果差异显著(表1)。液体菌剂对落叶松立枯病的防治效果高于孢子悬浮液,而孢子悬浮液对红松立枯病的防治效果高于液体菌剂。各处理对落叶松立枯病的防治效果均接近或超过80%,其中液体菌剂10倍液防治效果超过87%,仅次于化学药剂多菌灵800倍液。孢子悬浮液原液、10倍液和30倍液对红松立枯病防治效果均达到80%以上,高于化学药剂多菌灵的防治效果。其中孢子悬浮液原液防治效果最高,达到83.87%。2.2来自中华民国的t43对幼苗生长和生理指标的影响2.2.1利用液体菌剂促生剂处理苗木生长木霉T43菌剂灌根30d后,对红松和落叶松苗木均有显著的促生作用,苗木高生长均有明显提高。落叶松苗木:除了处理6外,其他各处理的苗木高生长均高于牛博士,其中,处理3(液体菌剂30倍液)促生效果最好,比空白对照提高20%,液体菌剂在促生作用方面比孢子悬浮液效果更显著。多菌灵800倍液显著降低落叶松苗木的高生长(图1)。红松苗木:处理7(孢子悬浮液30倍液)和处理8(孢子悬浮液50倍液)的促生效果高于牛博士,比空白对照的苗木高生长提高30%以上;孢子悬浮液对红松苗木的促生作用高于液体菌剂(图2)。2.2.2不同处理的苗木干重比较引进菌株TrichodermavirensT43优势明显,在有效防治立枯病的同时,显著提高了苗木的高生长和生物量。液体菌剂适合落叶松苗木,孢子悬浮液适合红松苗木。落叶松苗木:各处理的苗木干重均高于牛博士,其中处理2(液体菌剂10倍液)和处理8(孢子悬浮液50倍液)对苗木生物量的提高效果显著,比空白对照提高45%以上。除处理4,6和7外,其他处理的苗木湿重均高于牛博士。其中处理2苗木湿重提高最显著,比空白对照提高90%以上。液体菌剂在提高苗木生物量作用方面效果更显著。红松苗木:除处理3和4外,其他处理的苗木干重比空白对照均有不同程度的提高。其中处理6和处理7的苗木干重显著高于牛博士,处理6的苗木干重提高55%以上。孢子悬浮液比液体菌剂更适合红松苗木。多菌灵800倍液显著降低苗木的干重。2.2.3红松和落叶松苗木总蛋白含量的变化木霉T43菌剂在促进植物生长、提高生物量基础上,还可以诱导植物产生抗逆性。多个菌剂灌根处理(2,3,6,7)均可明显提高红松和落叶松苗木的总蛋白含量,增加植株的抗逆性(图3)。其中处理2(液体菌剂10倍)对红松苗木的总蛋白含量提高最显著,比空白对照提高18.8%,处理2和3提高落叶松苗木总蛋白含量15%。少数处理(1,4,5,8)降低了苗木总蛋白含量。与空白对照相比,多菌灵800倍液降低苗木总蛋白含量15%以上。2.2.4红松苗木不同处理对叶绿素含量的影响叶绿素和胡萝卜素是与光合作用有关的重要色素,其含量可以反映植物光合作用的程度。各处理对不同苗木的叶绿素、胡萝卜素含量均有不同程度的影响(图4)。落叶松苗木:各处理对苗木叶绿素含量提高均不显著,对苗木胡萝卜素含量均有显著的提高,其中处理2和处理5苗木与对照相比提高64%。红松苗木:除处理4和8外,其他处理苗木针叶中的叶绿素含量均有一定的提高,其中处理7对苗木叶绿素含量提高显著,比空白对照高49%。除处理4,5,8外,其他处理苗木针叶中的胡萝卜素含量均有一定的提高,其中处理6对苗木胡萝卜素含量提高最显著,比空白对照提高32%。2.3影响土壤微生物群落和土壤酶活性2.3.1不同立地条件下红松生长性状的影响灌根处理30d后明显改变了苗圃地土壤中的微生物群落,微生物数量的增加保持了土壤微生态环境的稳定。落叶松圃地:土壤中真菌、细菌和放线菌种群数量均有一定的增加(图5)。其中木霉种群数量增加最显著,表明木霉菌具有很强的空间竞争优势。其次是其他真菌的种群数量,种群数量提高较少的是放线菌。红松圃地:土壤中真菌、细菌和放线菌种群数量均有不同程度的增加(图6)。总体上细菌种群数量增加显著,其次是放线菌,提高较少的是真菌。多菌灵处理的土壤中,各类微生物种群数量均有不同程度的下降。上述结果表明,不同苗木的根际微生物种群结构不同,添加木霉菌剂后对微生物种群的影响亦不同。多菌灵可降低土壤微生物种群数量。2.3.2土壤微生物活性过氧化氢酶是生物呼吸、生物代谢过程以及土壤动物、植物根系分泌及残体分解中的重要酶类,在土壤中的作用是破坏有毒的过氧化氢。磷酸酶是土壤中最活跃的酶类之一,其酶促作用能加速土壤有机磷的脱磷速度,可以表征土壤磷素有效化强度。脲酶主要来源于土壤微生物的活动及植物根系的分泌物和动植物残体腐解过程中释放,因对土壤有机物中碳-氮键(CO-NH)的水解作用而在土壤氮素循环中具有重要作用,其活性的提高能促进土壤中的有机氮向有效氮的转化。各处理对以上3个代表性的土壤酶活性均有不同程度的影响。落叶松圃地:所有处理均不同程度提高了土壤过氧化氢酶活性(图7)。处理3比空白对照提高28%;各处理对磷酸酶活性影响较大,除处理1外,其他处理均显著提高磷酸酶活性,处理7提高磷酸酶活性51%;各处理对脲酶影响不十分明显。红松圃地:试验结果与落叶松圃地相似(图8)。各处理对磷酸酶活性影响较大,处理7可提高磷酸酶活性51%;处理2提高过氧化氢酶活性16%;各处理对脲酶影响不明显。多菌灵降低了土壤中这3种酶的活性,对磷酸酶活性影响最大。3木霉对苗木生长和生理指标的影响通过上述研究结果得出以下结论:1)引进绿木霉菌株T43在显著控制落叶松和红松立枯病发生的同时,可显著提高苗木的生长,显著提高土壤微生物种群数量及土壤酶活性。多菌灵降低土壤微生物种群数量和酶活性。2)菌株T43液体菌剂适合落叶松苗木,孢子悬浮液适合红松苗木。相关报道显示,某些木霉菌株具有提高出苗率和刺激植物生长的作用。目前关于木霉的促生机制可以归纳为根际微生物的相互作用和较强的根际定植能力。木霉定植在植物根际时并不是在抑制其他病原菌过程中发生作用,而是对植物种子或幼苗直接作用的结果。部分木霉种类还具有溶解可溶性或微溶性矿物质的能力,通过鳌合或降解作用来溶解金属氧化物,促进植物对矿物质的吸收,或增强植株对大量元素的吸收力,从而促进植物的生长。本研究结果显示,在施用木霉菌剂后,苗木的高生长和生物量均有明显的提高,而且苗木的蛋白含量也有不同程度的增加,表明菌株T43可以促进苗木生长,提高苗木的生长势,诱导其产生抗逆性,提高对病害的抵御能力。陆宁海等试验证明哈茨木霉可以提高番茄幼苗对氮、钾的吸收,同时促进了番茄幼苗的光合速率和叶绿素的形成,进而提高其光合效率。本研究结果也表明菌株T43可提高落叶松和红松苗木的叶绿素和胡萝卜素含量,加快光合作用的链式反应,提高光能转化和利用率,使光合作用的效率和质量大幅提高。陈建爱等研究表明,木霉制剂处理土壤可以使其中的细菌和放线菌数量大幅度提高,改善了土壤微环境。本研究结果显示菌株T43具有较强的环境适应能力,可以明显的改善土壤的微生物群落和理化性质,为植株生长提供更好的土壤环境。本研究中落叶松苗木和红松苗木生长在同一苗圃,栽培条件是一致的,包括土壤理化性质及播种前的土壤微生物结构。施用菌株T43后,土壤中微生物群落却发生不同程度的变化,出现该结果的原因可能一是由于不同种类苗木其根际微生物种群结构不同,二是菌株T43在不同的微生物种群结构环境下竞争能力不同。菌株T43在落叶松圃地生长迅速并很快成为优势种,并能很好的促进植物的生长。在红松圃地,菌株T43的生长优势多数情况下不及细菌和放线菌,是否这也是对红松苗木促生效果不及落叶松苗木的原因之一有待进一步研究。土壤微生物的群落组成和多样性、土壤微生物生物量以及土壤酶活性是土壤质量评价的重要微生物学指标。土壤微生物是维持土壤质量的重要组成部分,它们对土壤中植物残体和土壤有机质及其它有害化合物的分解、生物化学循环和土壤结构的形成过程起调节作用。土壤酶绝大多数来自土壤微生物,它们参与并催化土壤中发生的一系列复杂的生物化学反应。如水