密旋链霉菌对魔芋抗病性及生长效应的研究

柳林 王晓兵 薛泉宏

摘要∶为研究生防菌密旋链霉菌（Streptomyces pactum）对大田魔芋生长发育及其抗病性的影响，于2012-2014年在安康市汉滨区张滩镇进行大田种植试验，在采挖前调查出苗率、株高、冠幅、复叶柄长、叶柄径长及软腐病病株数量，测定复叶的叶绿素与可溶性糖含量。2014年采用灌根方式研究生防放线菌对魔芋软腐病害的防治效果。结果表明，低浓度（10%、20%菌剂与草木灰混合物）有利于出苗；纯菌剂施用下，魔芋生长效果较好，能促进魔芋有机物质的积累；展叶期灌根能有效控制软腐病的发生。

关键词：魔芋；生防放线菌；生长效应；抗病性

中图分类号∶S632 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）13-3146-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.13.019

Research of Streptomyces Pactum to the Growth and Disease-resistance of Konjak

LIU Lin1，WANG Xiao-bin2，XUE Quan-hong3

（1.College of Agriculture and Life Science， Ankang University， Ankang 725000， Shaanxi， China；

2.Langao City Agriculture Bureau， Langao 725400， Shaanxi， China；

3.College of Resources and Environment， Northwest Sci-Tech University of Agriculture and Forestry， Yangling 712100， Shaanxi， China）

Abstract： For study the effects of streptomyces pactum to the growth and disease-resistance of konjak， field experiment of planting were carried out in ZhangTan Town， Hanbin District， Ankang municipality during 2011-2013. This paper has researched the rate of emergence， plant height， crown breadth， compound leaf stalk length， leaf stalk diameter to length and number of soft rot strain. Chlorophyll and soluble sugar contents has been determined. It has researched the konjak disease-resistance by root-irrigation on the base of 2011-perennial root.The results showed that low concentrations of actinomyces （10% and 20%） promoted seed germination， pure bacterium agent promoted the growth and the accumulation of organic material of konjac. It could effective control the occurrence of soft rot that root-irrigation in the leaf-expansion period.

Key words： Konjak； Bio-control actinomyces； Growth effect； disease-resistance

1995年澳大利亚Kerr首次从土壤中分离到土壤放线杆菌Agrobacterium radiobacter K84，并利用其活菌制剂及其产生的抗生素Agrocin84有效防治了桃树根癌病[1]，生防放线菌成为最早应用于植物病害防治的微生物农药。至今国内外已筛选出10多种有价值的生防放线菌。这些生防放线菌在植物病害防治与植物生长效应中起到巨大的作用。

魔芋（Konjac）为天南星科魔芋属多年生草本植物，其主要产品葡甘聚糖用途广泛，在食品、化工、医药等方面有良好应用前景。但随着魔芋种植面积的不断增大，其病害尤其是软腐病害的发生率大幅增长，导致产量减少，甚至绝收。目前，魔芋软腐病防治主要采取土壤处理、间作套种、套袋播种、倒茬等耕作措施[2]和农用链霉素、化学农药等方法[3]，取得了一定的效果，但仍不能从根源上防治病害，且药物防治软腐病会产生农药残留，降低魔芋价值、引起土壤污染。朱海霞等[4]利用不同生防放线菌的组合防治植物病害，用放线菌制成的活细胞制剂，具有无毒、无残留、不伤害非靶标微生物、与环境兼容性好、防病持效时间长等优点。吴亚鹏等[5]利用生防菌13-1，抑制魔芋病害的发生。张丽辉等[6]利用生防菌06-4施入魔芋根部使其与病菌产生拮抗作用同时与病菌进行营养竞争，抑制魔芋病害的发生。Ryazanova等[7]研究Lysobacter sp.strain SB-K88等菌种表明其利用自生产生抗生素和酶来抑制病菌的生长。但目前对大田生产中如何正确施用生防放线菌，如何提高魔芋生长效应的研究较少。本研究通过大田试验探讨生防放线菌在魔芋种植中的施用方法，为魔芋病害防治和种植提供指导和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于陕西省安康市汉滨区张滩镇刘家湾村，海拔约为370 m，地貌为低山，属于北亚热带大陆性湿润季风气候，气候湿润温和，四季分明，雨量充沛，无霜期长，年平均降水量为750～1 100 mm，年平均气温为14.5 ℃，日照1 440～1 840 h，土壤为黄褐土。试验田为多年熟地，前作为玉米。

1.2 试验材料

1.2.1 供试魔芋种子 挑选大小均匀的种子，质量约25 g，品种为岚皋本地花魔芋。

1.2.2 生防放线菌制剂 生防放线菌制剂为康照生防菌（下文简称菌剂），陕西杨凌示范区创业大厦生产，主要成分为密旋链霉菌（Streptomyces pactum），菌粉含量100亿孢子/g。

1.2.3 油渣 张滩镇香油作坊芝麻油油渣，油渣粉碎后加入菌粉，使油渣含菌量达到1×107 CFU/g，这样能增加土壤中有益菌含量。

1.2.4 草木灰 取刘家湾村民家中烧柴后的草木灰，草木灰水洗后堆置，pH 7.0。

1.2.5 菌粉 生防放线菌剂与草木灰按设计比例混合，下文简称菌粉。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验设4个处理（表1），每个处理设3次重复，共12个小区，小区面积为15 m2 ，株行距为45 cm×50 cm，每2行魔芋套种1行玉米。

魔芋于2011年5月5日播种，所有处理均在魔芋播种时每穴施0.2 kg油渣作为有机肥，油渣施入穴中后与土壤混匀。对照（CK）直接把魔芋种子放入混匀的土壤上后覆土；10%菌剂是指将1 g菌剂与草木灰按1∶9比例混匀后撒施于芋穴后覆土；20%菌剂是指将1 g菌粉与草木灰按1∶4比例混匀后撒施于芋穴后覆土；纯菌剂处理按1 g/穴的菌剂用量将菌剂撒施于芋穴后覆土。播种后分别于2012年6月28日及7月26日进行魔芋农艺性状的调查，于2012年8月20日采集魔芋叶片并对其进行生理生化指标的分析。

2014年7月18日在试验地挑选长势（株高、冠幅、茎粗）一致的魔芋植株40株编号，测每株的株高与冠幅。将这40株魔芋随机分成两组，每组20株，一组不做任何处理（CK），一组用菌剂灌根。灌根方法：将纯菌剂用水稀释10倍后均匀灌入魔芋根系周围，灌根后覆土。每株魔芋菌剂用量为1 g/株。灌根后于2014年11月5日采挖魔芋调查魔芋产量及发病情况。

1.4 测定方法

1.4.1 叶片采集 上午9点光合作用开始时采集叶片，魔芋仅一片复叶，每片复叶有6片小叶，采集时各处理随机抽取5株，每株采集东西方向对称的2片小叶，5株的小叶混合后带回实验室剪成3～5 mm2大小的碎片进行生理生化指标分析。

1.4.2 农艺性状 农艺性状调查了出苗率、株高、冠幅、复叶柄长、叶柄径长等5个指标，调查方法如下∶①出苗率计算方法：出苗率=调查时出苗株数/播种数×100%；②株高测量从地面到叶心位置的长度；③冠幅测量以叶心为中心的冠幅直径；④复叶柄长分别测量每株魔芋的3片复叶长，取其平均值；⑤叶柄径长分别测量魔芋紧贴地面位置、中间位置、叶心位置的直径，3个位置的测量值平均得每株魔芋的叶柄径长。

1.4.3 生理生化指标 叶片采集后测定了叶绿素及可溶性糖含量。叶绿素含量的测定参照文献[8]的分光光度法，在此基础上稍作改动。具体操作步骤如下：称取剪碎的魔芋叶片0.1 g于具塞试管或者容量瓶中，加入用丙酮、无水乙醇、去离子水按4.5∶4.5∶1.0体积比混合的提取液25 mL，在黑暗条件下浸提至肉眼观察时组织变白为止（约24 h），测定OD645 nm和OD633 nm，按Amon公式计算叶绿素含量。可溶性糖含量的测定采用蒽酮法[9]。

2 结果与分析

2.1 出苗率

出苗率能够反映魔芋种子在特定生长条件下的活力程度，在农业生产中有着非常重要的意义。调查结果（表1）表明，生防放线菌对魔芋出苗有促进作用，但并不是浓度越高出苗越好，本试验中浓度为10%菌剂最有利于魔芋的出苗。

2.2 农艺性状

株高能够影响植物可利用光源效率进而影响光合作用。魔芋的复叶、冠幅决定了魔芋的光合作用，是调节和控制产量品质的重要因素[10]。结果（表2）可知，生防放线菌能促进魔芋的生长，且随浓度的增加作用增强，其中以纯菌剂施用的魔芋长势较好，其株高、冠幅、复叶柄长及茎径均高于其他处理；生防放线菌与草木灰混合后，对魔芋生长的促进作用有一定的影响，其效果不如纯菌剂施用。

叶绿色素能促进有机物质的积累，而可溶性糖是植物生长过程中积累的有机物，故施用生防放线菌的魔芋叶片叶绿素和可溶性糖含量呈现相同的变化规律（表2），均为施用生防放线菌的魔芋叶片不不施菌剂的高，且随菌剂浓度的增加，叶绿素和可溶性糖含量均增加。

叶绿素是植物吸收太阳能进行光合作用的重要物质，叶绿素的含量直接影响植物有机物质的积累，是植物生长发育的重要生化指标[11]。魔芋叶片叶绿素含量表明生防放线菌能促进魔芋的生长和积累有机物质，菌剂浓度越高，叶绿素含量越高，越有利于魔芋有机物质的积累。

可溶性糖是植物生长过程中重要的有机物之一，是植物的代谢产物，在细胞中的作用是多方面的。可溶性糖作为代谢的中间产物或终产物调节植物的生长、发育、抗性形成等诸多生理过程；同时参与细胞内信号调节或转导过程，可溶性糖也是许多基因表达的重要调节因子[12]。由试验结果可知，施用生防放线菌能促进魔芋可溶性糖的积累，且随菌剂浓度的增加，可溶性糖含量增加。

2.3 综合评价

运用模糊数学中的隶属函数方法对各处理的生长性进行了综合测评，测评的加权值愈大，则表明魔芋生长得越好[11]。结果（表3）可知，生防放线菌制剂能促进魔芋的生长，其中纯菌剂施用的效果最好。因此生防放线菌制剂在农业实际生产中推广利用时，宜采用纯菌剂撒施于有机肥表面，再种植魔芋，采用覆土的播种方式。

分别对所测的生长指标用下式求出各处理各项指标的具体隶属值。式中，X为各处理的某一指标测定值，Xmax为所有处理某一指标测定值内的最大值，Xmin为该指标中的最小值。如果某一指标与生长性为负相关，可用反隶属函数计算其抗旱隶属函数值。把各处理的各项指标具体隶属值进行累加，得加权值。

2.4 菌剂灌根对魔芋抗病性和产量的影响

由表4可知，在魔芋生长展叶期采用菌剂灌根，能促进魔芋生长，提高魔芋产量及其抗病性。本试验条件下，菌剂灌根比不灌根增产57.15%，灌根处理的发病率只有20%，明显低于不灌根处理。

3 小结与讨论

在农业生产上施用生防放线菌不会对环境造成污染，符合绿色、无公害农产品发展的要求。种植土壤中施用生防放线菌制剂时，由于放线菌能够在土壤中长期生存且大量繁殖成为优势微生物，并且能产生抑制作用的抗生素[13]，从而抑制魔芋土传病害病原菌的生长，使魔芋根区微生物区系保持健康状态，防止魔芋土传病害的发生。同时生防放线菌也会对作物生长造成一定影响。如果使用不当，不仅不能达到高产优质的目的，还会影响经济效益[14]。本试验在使用草木灰与生防放线菌制剂混合的菌粉包衣魔芋种子时，不同浓度的放线菌制剂对魔芋种子的出苗率和生长的影响不同，尽管低浓度的菌剂有利于魔芋出苗，但综合来看，纯菌剂的施用更有利于魔芋的生长。生防放线菌制剂对魔芋出苗有促进作用，随生防放线菌浓度的提高其出苗率降低，这是因为生防放线菌产生的抗生素抑制了土壤中魔芋种子周围有害物质的生长，为魔芋种子的出芽提供了适宜的环境，但放线菌浓度过高是否产生了能够延缓魔芋发芽的物质，这需要进一步研究探讨。与不施菌剂相比，低浓度（10%菌剂，20%菌剂）生防放线菌制剂处理的魔芋冠幅、复叶柄长、叶柄茎径作用不明显，甚至略低于不施菌剂，而纯菌剂撒施的各个指标均明显比不施菌剂较高，表明在施用生防放线菌制剂的时候，只有采用适宜的方法，才能达到促进魔芋生长的目的。

魔芋块茎是魔芋能食用的部分，也是食品加工、工业用品、医用的原材料，魔芋块茎的生长状况决定魔芋的产量，能够反映其种植产量的主要指标就是魔芋块茎的大小、重量及其数量，只有魔芋块茎的大小、重量、数量都表现为最优时，其产量才高。在魔芋生长展叶期进行菌剂灌根，能够促进魔芋块茎的生长，提高魔芋的抗病性。在魔芋生产中施用生防放线菌制剂，不会对环境造成污染，符合魔芋清洁生产的理念。但在施用时，应采取适宜的措施，才能促进魔芋的生长，本试验研究结果表明，纯菌剂与有机肥（芝麻油油渣）一起于播种时施用，有利于魔芋的生长。在魔芋生长展叶期用菌剂灌根能促进魔芋生长，提高魔芋产量及抗病性。

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