赵艳丽,郭 立,惠祥海,王祥会,许 玲,关秀敏,赵中华
(1. 邹城市农业技术推广中心,济宁 273500;2. 山东省植物保护总站,济南 250110;3. 全国农业技术推广服务中心,北京 100125 )
花生是山东省重要的经济作物,种植面积666490 hm2,总产量达到285万吨左右。近年来,由于花生连年种植,根部土传病害逐年加重,尤其是根腐病、白绢病严重影响花生生产的产量和品质,已成为制约当地花生提质增效和产业发展的“瓶颈”。微生物菌剂在花生土传病害生物防治持效性上表现出较好的潜力,微生物菌株具有较强的定殖能力和抑菌能力,繁殖速度快,营养需求简单,可在根系周围形成有益菌群屏障,通过与根系互利共生促进根系发育,提升根系活力,同时代谢过程中产生的抑菌物质可有效抑制有害菌群繁殖[1-3],如解淀粉芽胞杆菌能有效抑制白绢病菌, 并能在植株根系内部长期生存诱导植株产生防御反应[4,5]。同时微生物菌剂具有安全性高、环境友好的特点,是花生绿色防控技术推广应用的有效途径[6,7]。
为提高花生病虫害绿色防控技术水平,扩大绿色防控推广应用,作者开展了微生物菌剂拌种防治花生土传病害试验,比较不同微生物菌剂拌种处理对花生土传病害的防治效果和对产量的影响,探讨不同微生物菌剂拌种效果和发展前景,为农药减量控害积累了技术支撑,进一步提升花生产量质量和市场竞争力,推进了花生产业绿色高质高效发展步伐。
试验设在山东省邹城市香城镇李桃园村花生绿色防控区,面积2.8 hm2,小区面积土质为沙壤土,地势平整,土壤肥力中等,灌溉条件较好。2020年4月15日整地时施用氮磷钾(15﹕15﹕15)的复合肥750 kg/hm2,于4月20日播种前进行药剂拌种处理,机械播种,一垄双行,株距25 cm,垄距80 cm,播种后地膜覆盖,播种量187.5 kg/hm2。4月20日天气晴,风力2 m/s,相对湿度42%,平均气温16.2 ℃,最低气温12.4 ℃,最高气温20.6 ℃。花生整个生育期间,浇水、施肥、害虫防治均一致。
供试药剂1000亿CFU/g解淀粉芽胞杆菌(WS)、200亿CFU/g多粘类芽胞杆菌(WS)和1亿CFU/g真菌生防菌 TB(WP)均由武汉科诺生物科技股份有限公司提供。25%咯菌腈(FSC)由先正达南通作物保护有限公司生产。
试验共设7个处理(表1)。各试验处理,统一加入60%吡虫啉悬浮种衣剂防治地下害虫(药剂用量400 mL/100 kg种子),按规定剂量兑少量水稀释后拌种处理。试验采用随机区组排列,4次重复,小区面积40 m2。花生品种为鲁花8号。
表1 不同微生物菌剂用量Table 1 The dosage of different microbial agents
1.4.1 不同处理对花生出苗的影响 调查分析每个处理花生出苗率及受害情况。于花生出苗后调查出苗率情况,每小区按5点取样,每点分别量取4 m调查出苗数和死苗数,统计出苗率;苗后观察花生株高、根长、茎粗,并对其评价。
1.4.2 不同处理对花生生长的影响 花生出苗30 d后调查花生苗期生长情况,按照5点取样法,每点取6株,调查植株 30株,测量各处理花生幼苗的株高、主根长、茎粗、植株地上部和地下部鲜重,分析各处理对生长势的影响。
1.4.3 不同处理对花生主要土传病害的防效 花生出苗30 d后,按照5点取样法,调查花生根腐病发生和生长情况,每点取6株,调查植株30株;出苗60 d后,调查花生根腐病发生情况,根腐病病情分级方法:0级:植株茎基部和主根均无病斑;1级:植株茎基部和主根上有少量病斑;3级:植株茎基部或主根上病斑较多,病斑面积占茎和根总面积的 1/4~1/2;5级:植株茎基部或主根上病斑多且较大,病斑面积占茎和根总面积的1/2~3/4;7级:植株茎基部或主根上病斑连片,形成绕颈现象,但根系并未死亡;9级:根系坏死,植株地上部萎蔫或死亡。花生出苗60 d调查花生白绢病发生情况,每点取4株,调查植株20株,白绢病病情分级方法:0级:植株无症状;1级:仅在茎基部产生病斑;2级:茎基部产生缢缩症状,整株1/3以下表现系统症状(枯萎、死亡、萎蔫等);3级:整株的2/3以下表现系统症状;4级:整株的2/3以上表现系统症状。计算病情指数和防治效果。病情指数=∑(各级病株数×相对级数值)/(调查总株数×最高级值)×100,防治效果(%)=(对照区病情指数-处理区病情指数)/(对照区病情指数)×100。
1.4.4 不同处理对产量影响 收获时,每小区按5点取样,每点取1平米测产、春花生按折干率55%计算干重,计算各处理相对空白对照的增产率及新增收益。新增收益=(处理区产量-对照区产量)×价格。
采用WPS表格进行数据处理,SPSS 17.0进行数据统计分析,获得平均值和标准误。采用Tukey多重比较法计算各处理间的差异,P<0.05视为显著性差异。
不同微生物菌剂对花生出苗的影响从表2可以看出,解淀粉芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌、真菌生防菌(TB)、解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)、多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理均能提高花生出苗率。其中解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理出苗最高,达到94.35%,比空白对照提高6.68%,显著高于空白对照;25%咯菌腈处理出苗率低于空白对照,为88.17%。从死苗率来看,除25%咯菌腈处理外,其他5个处理均低于对照,其中解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理死苗率最低,为5.65%,显著低于空白对照。
表2 不同微生物菌剂对花生出苗的影响Table 2 The effect of different microbial agents on peanut seedling emergence
调查各处理区花生长势发现,花生出苗30 d后,解淀粉芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌、真菌生防菌(TB)、解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)、多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理都可提高苗期花生株高、根长、茎粗、鲜重等农艺性状,增强花生苗期的生长势,但差异不显著。其中解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理株高最高,达到212.07 mm,比对照高11.86 mm,依次是多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)、解淀粉芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌及真菌生防菌(TB)处理,分别比空白对照高10.22、10.02、8.99和4.12 mm,25%咯菌腈处理株高相对较低,比空白对照低1.58 mm(表3)。
6个处理主根长都高于空白对照,说明微生物菌剂拌种可促进根系发育,提升根系自身活力。其中多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理主根最长,达到188.7 mm,比空白对照长8.4 mm,其次是多粘类芽胞杆菌处理,比空白对照长6.7 mm;多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理茎粗最大,为5.93 mm,其次是解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理,25%咯菌腈、真菌生防菌(TB)处理茎粗略高于空白对照。
6个处理总鲜重均高于空白对照,说明微生物菌剂拌种能够促进苗期植株生长,植株健壮。其中多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理总鲜重最高为166.54 g,其次是解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理为165.38 g,分别比空白对照提高24.61%、23.74%(表3)。
表3 不同微生物菌剂对苗期花生长势的影响Table 3 Effect of different microbial agents on peanut seedling growth
6种处理对花生根腐病均有一定的控制效果,其中解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)拌种的防效最高,花生出苗30 d后防治效果为76.95%,60 d后防效达到83.54%;其次是多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理,出苗30和60 d后防治效果分别为75.03%和81.27%,30 d后防治效果均显著高于25%咯菌腈处理,60 d后防治效果均显著高于其他处理;解淀粉类芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌、真菌生防菌(TB)处理防效较接近,出苗30 d后防效为68.30%~70.22%,出苗60 d后防效为71.61%~73.89%,三者间无显著差异;25%咯菌腈处理防效最低,出苗30 d后防效为63.50%,60 d后防效为64.76%;空白对照区花生根腐病发生较重,出苗30和60 d病情指数分别达到9.63和16.30,显著高于微生物菌剂拌种处理区(表4)。
发病盛期调查花生白绢病发生情况结果表明,6种处理对花生白绢病具有较好的防治效果,解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)和多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)拌种处理防治效果居于前两位,显著高于25%咯菌腈处理,防效分别为 83.88%、80.65%;25%咯菌腈处理防效最低,为 62.91%。空白对照区花生白绢病发生严重,病情指数达到19.38,明显高于微生物菌剂拌种处理区(表4)。
表4 不同微生物菌剂对花生根腐病和白绢病发生的影响Table 4 E’ffect of different microbial agents on the occurrence of peanut root rot and Sclerotium blight
花生收获测产结果表明,微生物菌剂拌种对花生产量均有不同程度的增产效果,解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理产量最高,达到4937.87 kg/hm2,增产率最大,为23.15%,新增收益最高,达到7425.37元/hm2,增产率显著高于25%咯菌腈处理,其次为多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理,产量为4789.36kg/hm2,增产率为19.45%,新增收益为6237.31元/hm2;解淀粉类芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌、真菌生防菌(TB)处理增产率在10.80%~13.58%,三者间无显著差异;2.5%咯菌腈处理增产率最低,为2.16%(表5)。
表5 不同微生物菌剂对花生产量的影响Table 5 Effect of different microbial agents on peanut yield
发生在植物根部或茎部以土壤为媒介进行传播病害的为土传病害[8],针对该类型病害,传统化学药剂仍为重要的防治手段,但该手段在实际应用中存在药剂残留、品种抗药性[9]等问题,为实现农业可持续发展目标和要求,更绿色环保且无药剂残留的生物防治手段已成为国内外研究热点。解淀粉芽胞杆菌LX-J1及其菌肥能促进花生出苗及其生长[10],多粘类芽胞杆菌可分解花生粕的菌株,促进花生对营养的吸收[11]。试验结果表明,解淀粉芽胞杆菌、多粘类芽胞杆菌、真菌生防菌(TB)、解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)、多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)对花生拌种处理,可以提高花生的出苗率,促进花生根系生长,增强其抗病性,提高花生产量,同时表现出较好的安全性。其中解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)处理出苗率最高,长势好,产量最高,增产率达到23.15%,新增收益达到7425.37元/hm2。
研究发现,两种及以上的混合菌剂与单一菌剂相比,其促进植物生长和防治病害效果更佳[12,13]。本研究中两种混合菌剂防治花生根腐病和白绢病的效果与其研究一致,解淀粉芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)拌种防效最好,出苗30 d后根腐病防效为76.95%,出苗60 d后根腐病和白绢病防效接近83%,对根腐病和白绢病都有显著的防治效果,其次是多粘类芽胞杆菌+真菌生防菌(TB)拌种处理。试验证明两种菌剂协同效果较好,优于单个菌剂的防效。
花生根腐病多由半知菌亚门的镰刀菌侵染引起,多雨且土壤透水、透气性差是花生根腐病发病的主要气候诱因[14,15];花生白绢病由齐整小核菌Sclerotium rolfsiiSacc.侵染引起[16],高温多雨以及土壤含水量比较高的情况有利于白绢病病菌的发生以及传播[17]。2020年6—8月山东省邹城市降雨比较频繁,土壤含水量高,花生根腐病和白绢病发生较重。微生物菌剂拌种可以抑制花生化感作用,减轻微生物区系失衡,增强土壤酶活性[18],从而减轻花生连作障碍[19],增强土壤免疫[20],其对花生根腐病和白绢病等病害表现出较好的防治效果,对土传病害有较强的防御能力,持效性较好,后期花生增产效果明显,试验区花生长势和产量明显好于农户自防区,在农药减量控害和节本增效绿色防控技术中具有良好的应用前景。