生物有机肥对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防控研究

王 瑾，董文斌，韦家华，张 野，莫成恩，韦彩会，何永群，何铁光*

(1. 广西壮族壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所, 广西 南宁 530007; 2.南宁市武鸣区科学技术服务中心, 广西 南宁 530100; 3. 南宁市武鸣区发展水果生产办公室，广西 南宁 530100)



生物有机肥对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防控研究

王 瑾1，董文斌1，韦家华2，张 野1，莫成恩3，韦彩会1，何永群1，何铁光1*

(1. 广西壮族壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所, 广西 南宁 530007; 2.南宁市武鸣区科学技术服务中心, 广西 南宁 530100; 3. 南宁市武鸣区发展水果生产办公室，广西 南宁 530100)

【目的】研究生物有机肥对香蕉植株生长及香蕉枯萎病防控的影响，为香蕉产业健康发展提供参考。【方法】采用盆栽试验方法，设置生物有机肥、有机肥和三元复合肥3个处理，以桂蕉1号作为供试植物，测定不同处理对香蕉植株生长和枯萎病病情指数的影响。【结果】研究发现，与对照相比，施用生物有机肥后香蕉植株株高、假茎围、地上部鲜重、地下部鲜重及全株鲜重分别显著增加20.0 %、28.8 %、94.4 %、28.8 %和56.8 %，香蕉枯萎病病情指数显著降低27.29 %，植株生长与病情指数存在负相关关系。【结论】生物有机肥可促进香蕉植株生长，降低病情指数，对香蕉枯萎病有较好的防效。

生物有机肥；香蕉；植株生长；香蕉枯萎病

【研究意义】香蕉枯萎病又称巴拿马病、黄叶病，被誉为“香蕉的癌症”，此病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarimoxysporumf. sp.cubense，简称FOC)侵染引起的破坏维管束、导致植株死亡的典型真菌性土传病害，防控难度极大。目前，香蕉枯萎病防控主要采用的方法有化学药剂[1]、轮作[2]、选育抗病品种[3-4]、生物防治[5-8]以及采取适当农业措施等。在不同防治方法中，生物防治是目前公认比较安全、环保、高效和农业生产可持续发展的防治措施。生物有机肥兼具微生物肥料和有机肥效应，其在防控土传病害、促进植物生长方面具有较好的效果[9-10]，已逐渐成为理论和实践相关研究的重点。因此，研究生物有机肥对香蕉枯萎病防治和香蕉植株生长发育的影响，具有重要的理论和实践意义。【前人研究进展】世界上几乎所有的香蕉产区都有香蕉枯萎病发生[11]。香蕉枯萎病病原菌共有4个生理小种，其中4号生理小种的危害最为严重[4]。 1967年在我国台湾省首先发现Cavendish品种感染生理小种4号[12]。1996年在广东省番禺区发现香蕉枯萎病4号生理小种，该病蔓延速度很快。1999年已经严重危害珠三角地区，发病率一般在20 %～40 %，个别严重发病区达到90 %[2]。黄穗萍等[13]的调查表明，广西栽种的香蕉品种均为感病或高感品种，抵御能力差，需加强对香蕉枯萎病的防控力度。但传统的化学药剂防治具有成本高，农药残留期长的劣势[1]；而且农药的大量使用不仅带来环境污染、生态破坏和病虫害产生抗药性等负面影响，而且造成香蕉品质下降。蕉园土壤清洁措施均无效果。刘绍钦等[14]多年研究表明，香蕉枯萎病菌生命力顽强，尚未发现特效的商品性杀菌剂，农业措施防治、化学防治都难于见效。常规育种技术培育抗枯萎病香蕉品种成功几率低，选育速度慢，筛选出的抗病的品种难以同时满足市场上对产量和品质的需求。Ting等[15-16]发现5株香蕉内生细菌和真菌对香蕉有促生作用，并且能提高香蕉植株对香蕉枯萎病菌的耐受力。茹祥等[17]采用生物防治和化学防治方法进行田间对比试验，得出在香蕉枯萎病防治手段的选择上，生物防治方法要优于化学防治的结论。有研究表明，通过单一或少数拮抗菌的加入难以达到有效的生防效果，其原因在于拮抗菌没有一个合适的载体，加入土壤之后难以存活[18]。生物有机肥不仅含有丰富的有益微生物，而且具有一定的抑病效果，同时还是吸附生防菌剂的良好载体[19]。研究发现，采用营养钵育苗和移栽时都施用BIO生物有机肥的方法种植香蕉，能显著地促进香蕉植株生长，有效地降低香蕉枯萎病的发病指数[10]。在香蕉营养生长期施用生物有机肥有利于改善土壤微生物结构，提高土壤酶活性，延缓和降低香蕉枯萎病的发生，提高香蕉产量[20]。【本研究切入点】近年来，国内外科研工作者已经筛选出大量对香蕉枯萎病菌有抑制作用的细菌、真菌、放线菌等有益微生物[15-16]，且研究工作多集中于香蕉枯萎病拮抗菌的分离、筛选及平板生防试验上，有研究表明，通过单一或少数拮抗菌的加入难以达到有效的生防效果，其原因在于拮抗菌没有一个合适的载体加入土壤之后难以存活[18]。赵玲等[21]以蚕沙和酵母发酵废液复配的有机肥(SYM)处理辣椒连作土壤，研究表明可以提高辣椒的产量与品质，改善土壤的微生态结构，抵抗猝倒病。前人利用有机肥主要目的是改良土壤，促进作物增产，尽管在防治病害中取得了一定的效果，但有机肥的抑病作用不强，尚缺乏明确的作用机制，难以推广应用。【拟解决的关键问题】因此，将拮抗菌与有机肥进行特别加工处理研制成生物有机肥，为拮抗菌寻找合适的载体，是一种值得探索的生态调控抑制土传病害的途径。研发出高效防控香蕉枯萎病且能促进香蕉生长的生物有机肥，对香蕉产业健康发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试香蕉品种为桂蕉1号，7～8片叶，由广西农业科学院生物技术研究所赠送。

供试病原菌株为尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种，由广西农业科学院植物保护研究所提供。

PDA液体培养基：马铃薯200 g，葡萄糖20 g，自然pH，蒸馏水定容至1000 mL。病原菌孢子悬液的制备：将香蕉枯萎病病原菌块接种于PDA液体培养基上，25 ℃、150 r/min震荡培养5～6 d后，使培养液中形成大量孢子，调整培养液中病原菌孢子浓度为106cfu/mL，存在4 ℃冰箱中备用。

供试土壤采自南宁市武鸣县太平镇香蕉种植基地，土壤基本理化性质为：pH 6.53，有机质26.2 g/kg，碱解氮48 mg/kg，速效磷1.9 mg/kg，速效钾58 mg/kg，全氮0.121 %，全磷0.224 %，全钾0.404 %。土壤风干过1 mm筛备用。

供试有机肥和生物有机肥均由木薯加工废弃物转化而成，由广西田阳志强生物科技有限公司生产，其中，供试有机肥产品的有机质含量48.5 %，总养分含量9.53 %(N 2.74 %、P2O51.99 %、K2O 4.80 %)，pH 8.19；供试生物有机肥产品的有效活菌数(以抗香蕉枯萎病的枯草芽孢杆菌为主)0.5×108个/g，有机质含量≥41.5 %，总养分含量21.0 %(N 6.09 %、P2O51.75 %、K2O 13.2 %)，pH 5.57；供试化肥为国产三元复合肥(氮∶磷∶钾=15∶15∶15)。

1.2 试验方法

试验设置3个处理，处理1：生物有机肥；处理2：有机肥；处理3：空白对照(常规施用化肥)。各处理种植15株，小计15桶，随机区组排列。

盆栽试验于广西农业科学院农业资源与环境研究所试验基地露天条件下进行。采用塑料大桶种植，桶高30 cm，桶上口直径33 cm，桶底直径28 cm，每桶装1 mm风干土壤15 kg。2016年6月5日植株移栽，3个处理植株定植后相隔20 d淋浓度为5 %三元复合肥150 mL，共淋3次。8月25日处理1施用生物有机肥120 g/桶，处理2施用有机肥120 g/桶，处理3施用三元复合肥，以处理1的氮磷钾养分为基准，将处理2、处理3的氮磷钾养分用尿素、磷酸二氢钾、硫酸钾补齐。11月1日进行伤根处理，每桶浇灌香蕉枯萎病原菌孢子液150 mL(孢子浓度为106cfu/mL)，即每克土壤中约含104个香蕉枯萎病致病菌孢子。2017年2月21日将植株地上部、地下部分别收获，并进行相应指标监测。

表1 不同处理对植株生长的影响

注：同列数据后不同字母表示差异显著，达5 %显著水平，下同

Notes: Different letters mean significant difference at the level of 0.05 in the same column，the same as below.

1.3 测定指标及方法

香蕉植株分别收取地上部和地下部，地下部根系用自来水洗净后晾干水分后，对鲜重进行称量。

将称过鲜重的植株地上部、地下部剪开，切碎，于105 ℃下杀青30 min后80 ℃烘至恒重。样品经植物粉碎机粉碎过筛后，植物氮、磷、钾用浓H2SO4-H2O2消化定容后，其中，植物全氮用凯氏定氮仪测定，植物全磷用钼锑抗比色法，植物全钾用火焰光度计法[22]。

参照Saravanan T等[23]的病情调查分级标准进行病情统计。0级，维管束完全干净，没有变色；1级，维管束出现点状变色；2级，1/3～2/3的维管束组织变色；3级，超过2/3的维管束组织变色；4级，整个维管束组织变色。病情指数=(各级病株数×该病级值)/(调查总株数×最高级值)×100，相对防治效果(%)=(对照病情指数—处理病情指数)/对照病情指数×100。

1.4 数据统计与分析

使用Excel20007和SPSS 17.0统计分析软件进行数据统计和显著性水平检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对香蕉生长的影响

如表1所示，施用生物有机肥和有机肥能够促进香蕉植株的生长发育。植株收获后，与对照处理相比，施用生物有机肥和有机肥处理的植株株高、假茎围、地上部鲜重、地下部鲜重及全株鲜重分别显著增加20.0 %和13.9 %、28.8 %和15.8 %、94.4 %和98.2 %、28.8 %和22.2 %、56.8 %和54.6 %(P<0.05)。对于指标株高、茎围、地下部鲜重及全株鲜重，均以施用生物有机肥处理的值最大，其中，对于指标假茎围来说，施用生物有机肥比施用有机肥显著增加11.3 %(P<0.05)。

2.2 不同处理对香蕉植株养分含量的影响

由表2可知，各处理香蕉植株中全氮、全磷、全钾的含量均表现为香蕉假茎中的含量高于香蕉根部含量，且对于相同部位而言，全钾含量>全氮>全磷，不同元素间差异达显著水平(P<0.05)。不同处理对香蕉植株养分含量影响不同，其中，香蕉茎内全氮、全磷含量均表现为对照处理>有机肥处理>生物有机肥处理，处理间差异不显著(P>0.05)；香蕉根中全氮、全钾含量则规律相反，即为对照处理<有机肥处理<生物有机肥处理。与对照处理相比，施用生物有机肥显著增加了香蕉茎、根中全钾含量63.6 %、116.6 %(P<0.05)，而施用有机肥后，香蕉茎、根中全钾含量增加不显著。

2.3 不同处理对香蕉枯萎病病情指数的影响

如表3所示，不同处理对香蕉枯萎病的病情指数及相对防控效果的影响不同。3个处理的病情指数表现为生物有机肥<有机肥<对照。施用生物有机肥，有7株植株未发生香蕉枯萎病，8株发病等级为1级，没有出现2级病害，病情指数为0.533；与对照相比，施用生物有机肥处理香蕉枯萎病病情指数降低了27.29 %，香蕉枯萎病的防治效果达27.27 %。而有机肥处理均有香蕉枯萎病发生，病害级别主要以1级为主，其病情指数为0.600，与对照相比，病情指数降低了18.14 %，防治效果为18.18 %。综上所述，施用生物有机肥和有机肥均能降低香蕉枯萎病病情指数，起到防控香蕉枯萎病的作用，其中，施用生物有机肥在降低香蕉枯萎病发病等级上效果显著，且防控香蕉枯萎病的效果显著好于有机肥。

表2 不同处理对香蕉植株养分含量的影响

表3 不同处理对香蕉枯萎病防控的影响

表4 香蕉植株生长与病情指数相关性分析

注:*和**分别表示在(P<0.05)或(P<0.01)下相关性达显著和极显著。

Note:*and**mean significant correlation at 0. 05 or 0. 01 levels, respectively.

2.4 相关性分析

如表4可以看出，香蕉植株生长与香蕉枯萎病的病情指数间存在一定的相关性。香蕉植株全株鲜重与株高、茎围存在极显著正相关关系，与病情指数存在显著负相关关系；株高与茎围存在极显著正相关关系；茎围与病情指数存在极显著负相关关系。由此可知，株高越高、假茎越粗，植株鲜重值越大，抵抗香蕉枯萎病能力越强，病情指数值越低。

3 讨 论

截至目前，香蕉枯萎病这一土传病害，虽然可以用化学药剂、生态调控等方法来进行防治，但其实施困难且防治效果差。而生物防治措施对环境友好、效果稳定，理应获得更多重视。马田田等[9]的研究表明，施用生物有机肥可以明显减少山药根茎腐病的发生，促进山药生长，而且随着生物有机肥用量的增加)，药根茎腐病病斑的长度、病斑所占的比例逐渐减小，山药块茎的鲜重、块茎长度、块茎茎粗、山药产量逐渐增加。

在促进香蕉植株生长方面，何欣等[10]的盆栽试验结果表明，香蕉植株移栽45 d后，施用BIO的处理香蕉植株地上部鲜重、株高和假茎围分别比对照增加了31.9 %～93.8 %、43.9 %～62.9 %和12.3 %～18.5 %，采用营养钵育苗和移栽时都施用BIO生物有机肥的方法种植香蕉，能显著地促进香蕉植株生长。吴川德等[24]的研究发现，生物有机肥增加了株高和假茎茎粗，促进香蕉生育期的提前；同时能提高香蕉叶片叶绿素含量、增加叶片叶面积和叶片厚度；增加香蕉地上部分的干物质积累量和增加香蕉的产量。本试验应用的生物有机肥在促进香蕉植株地上部鲜重、地下部鲜重、株高和假茎围方面分别比对照显著增加了94.4 %、28.8 %、20.0 %和28.8 %，这与前人研究结果一致。

在防控香蕉枯萎病研究方面，何欣等[10]研究发现，香蕉枯萎病致病菌孢子浓度达到105cfu/g土的发病浓度，营养钵中香蕉幼苗长至3～4片真叶时进行移栽，生物有机肥用量为土重的0.5 %，营养钵育苗施用BIO生物有机肥的处理，到香蕉植株移栽45 d时，香蕉植株枯萎病的病情指数未超过2.4，比对照降低47.8 %～56.5 %，采用营养钵育苗和移栽时都施用BIO生物有机肥，能有效地降低香蕉枯萎病的发病指数。本试验香蕉枯萎病致病菌孢子浓度达到104cfu/g土的发病浓度，营养钵中香蕉幼苗长至7～8片真叶时进行移栽，生物有机肥用量为土重的0.8 %，植株定殖约5个月后进行伤根处理，生物有机肥中的拮抗菌较致病菌提前在土壤中定殖65 d。接种病原菌110 d后，香蕉枯萎病病情指数为0.533，与对照相比，病情指数降低了27.29 %由此可见，生物有机肥在防控香蕉枯萎病方面的作用与土壤中香蕉枯萎病菌浓度、存在时间长短、香蕉品种、生物有机肥施用时期和施用量等条件密切相关。因此，在后续的研究中还需进行深入的探讨。

4 结 论

施用生物有机肥和有机肥能够促进香蕉植株的生长发育，在促进假茎围、香蕉根对钾的吸收，降低香蕉枯萎病病情指数和防控香蕉枯萎病作用方面，生物有机肥的效果显著好于有机肥。

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(责任编辑 陈 格)

Effects of Bio-organic Fertilizer on Plant Growthand Banana Fusarium Wilt Control

WANG Jin1, DONG Wen-bin1, WEI Jia-hua2, ZHANG Ye1, MO Cheng-en3, WEI Cai-hui1, HE Yong-qun1, HE Tie-guang1*

(1. Agricultural Resource and Environment Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Guangxi Nanjing 530007, China; 2. Science and Technology Service Center in Wuming District, Guangxi Nanjing 530100, China; 3. Office of Fruit Production and Development in Wuming District, Guangxi Nanjing 530100, China)

【Objective】To provide a reference for the healthy development of banana industry, the effect of bio-organic fertilizer on plant growth and banana fusarium wilt control were studied.【Method】A pot experiment was carried out, three treatments including bio-organic fertilizer, organic fertilizer and the ternary compound fertilizer were arranged respectively, Gui Banana No.1 was used as the tested plants, and the effect of different treatments on growth and disease index of banana fusarium wilt was measured.【Result】The findings suggested that the plant height, stem girth, aboveground fresh weight, underground fresh weight and whole plant fresh weight of banana significantly increased 20.0 %, 28.8 %, 94.4 %, 28.8 % and 56.8 % than those of control after bio-organic fertilization while the banana fusarium wilt disease index reduced by 27.29 %. The plant growth showed a negative correlation with disease index.【Conclusion】Bio-organic fertilizer promoted the growth and development of banana plants, reduced the disease index, and had a good control of banana fusarium wilt.

Bio-organic fertilizer; Banana; Plant growth; Banana fusarium wilt

1001-4829(2017)7-1565-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.017

2017-03-15

农业部植物营养与肥料学科群开放基金“香蕉枯萎病拮抗菌的筛选、鉴定及功能型生物有机肥研制”(2014JZDKFKT001)；广西南宁市武鸣县科学研究与技术开发计划项目“木薯加工废弃物转化抗香蕉枯萎病功能有机肥关键技术研究”(20150210)；南宁市青秀区科学研究与技术开发计划项目“畜禽粪污与农作物茎杆转化生物有机肥关键技术研究与应用”(2016036)

王 瑾(1981-)，女，苗族，贵州凯里人，博士，助理研究员，主要研究方向为农业有机废弃物资源化利用、生态修复与重建，*为通讯作者：E-mail：tghe118@163.com。

S144.2;S688.1

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