廉 华,陈玉蓉,李 梅,梁 枭,马光恕
(1.黑龙江八一农垦大学园艺园林学院,黑龙江 大庆 163319;2.中国农业科学院植物保护研究所,北京 100081)
黄瓜(CucumissativusL.)是中国主要的设施种植蔬菜种类之一,联合国粮农组织2017年统计数据显示,我国黄瓜种植面积为123.7万hm2,产量为0.65亿t,占世界总产量的77%[1]。由于黄瓜重茬面积越来越大,土传病害特别是黄瓜枯萎病普遍发生,并且逐年加重[2]。黄瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌黄瓜专化型(Fusariumoxysporumf.sp.cucumerinum,FOC)引起的一种土传真菌病害[3],在我国各地黄瓜种植区均有发生,一般发病率在10%~20%,重者达80%~90%,重茬地甚至造成绝产[4],成为危害黄瓜生产的主要病害之一。黄瓜枯萎病的防治一直以化学农药为主,随着环境安全、食品安全问题的日益严峻,运用生物手段预防和控制植物病害的发生、发展受到广泛关注,利用木霉菌防治该病害成为防治黄瓜枯萎病的有效手段之一[5]。因此,如何选择适宜的木霉菌株及类型成为木霉菌剂进一步推广应用的最大问题,为木霉菌制剂开发具有重要意义。木霉菌(Trichodermaspp.)属半知菌亚门、丝孢纲、丛梗孢目、丛梗孢科,其生存能力强,适应性广,能够拮抗多种病原真菌[6]。利用木霉菌防治蔬菜土传病害,已有较多的研究报道。如鲁海菊等[7]研究发现,枇杷内生木霉P3.9 菌株对枇杷根腐、石榴干腐、辣椒黄萎病、辣椒黑斑病、万寿菊叶斑病、康乃馨根腐病和石榴枯萎病7种植物病原菌的抑菌率均高于60%,盆栽防治枇杷根腐病效果高达80%;刘明鑫等[8]研究发现,棘孢木霉菌T437处理可使黄瓜幼苗立枯病病情指数降至9.7,防治效果达到76.6%;宿晓琳等[9]利用拟康氏木霉 T886处理,黄瓜幼苗枯萎病的病情指数降至10.6,盆栽防治效果达到78.6%;李兆防[10]利用深绿木霉 T95 和球毛壳 ND35 两种拮抗菌株以及二者的混合菌株进行田间试验,结果表现为混合拮抗菌株 ND35+T95 组合对黄瓜立枯病和猝倒病的防治效果分别达到49.05%和 60.37%,均高于单一拮抗菌株深绿木霉 T95的防治效果(38.56%和 50.76%)。木霉菌不仅在生物防治方面有很重要的作用,大量的研究也表明,木霉菌株属于重要的植物根际促生真菌(plant growth-promoting fungi,PGPF)[11],能够显著促进植物的生长发育,提高产量[12]。如施用深绿木霉可提高番茄根、茎和叶的干重,明显提高番茄产量[13];Ainhoa等[14]研究发现,利用木霉可通过调控激素水平促进甜瓜幼苗期的生长;翟子鹤等[15]研究发现,绿色木霉菌剂、枯草芽孢杆菌菌剂和西瓜专用菌剂对西瓜的促生效果均较为显著,株高、茎粗、地上部鲜质量、根冠比、壮苗指数等指标高于不加菌剂的对照。木霉菌在其生命过程中可以产生菌丝体、分生孢子和厚垣孢子3种繁殖体,目前国内外已经有50多种木霉商品化制剂[16],如美国的哈茨木霉T22菌株和以色列的哈茨木霉T39菌株[17-18],新西兰的木霉制剂Trichodry和Trichoflow、俄罗斯的木霉制剂Myc01、韩国的木酶制剂YC458、西班牙的哈茨木霉和绿色木霉混合生防制剂TUSAL等,上述商品化制剂均为木霉菌分生孢子制剂或分生孢子与菌丝体混合制剂。与厚垣孢子制剂相比,菌丝体制剂和分生孢子制剂的货架期较短、防治效果容易受到环境条件的影响。厚垣孢子是木霉菌抵抗逆境条件而产生的细胞壁加厚的孢子,与分生孢子相比,具有耐干燥、对土壤抑菌作用不敏感、存活期长,对病原微生物的生防效果不易受环境影响等优点,因此木霉菌厚垣孢子制剂的商品化开发将成为木霉菌制剂的发展趋势[19]。前人研究多从木霉菌的防病效果、促生作用及木霉菌制剂研发等方面开展,对木霉菌孢子不同类型施用效果的研究较少。本研究采用前期筛选出的对黄瓜枯萎病菌有较好拮抗作用的3株木霉菌,哈茨木霉菌T.harzianum809、拟康氏木霉菌T.pseudokoningii886和棘孢木霉菌T.asperellum525,研究木霉菌孢子不同类型施用后对黄瓜幼苗质量、生理特性及对黄瓜枯萎病的防治效果,为黄瓜高产优质栽培提供技术支撑。
1.3.1 供试黄瓜品种 长春密刺,购买于山东新泰市裕园种业有限公司。
1.3.2 供试培养基 马铃薯葡萄糖琼脂固体培养基(PDA):马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂10 g,蒸馏水1 000 mL,pH 7.0~7.2。
马铃薯葡萄糖液体培养基(PD):马铃薯200 g,葡萄糖20 g,蒸馏水1 000 mL,pH 7.0~7.2。LB 培养基(肉膏蛋白胨培养基):称取蛋白胨10.0 g,酵母提取物5 g,氯化钠10 g,加入1 L蒸馏水,煮沸,分装在三角瓶中,每瓶250 mL,在每个三角瓶中加入5 g琼脂,121℃,高压蒸汽灭菌20 min。
尖孢镰刀菌选择培养基[20]:KH2PO41.0 g,KCl 0.5 g,MgSO47H2O 0.5 g,Fe-Na2-EDTA 0.01 g,L-天门冬酰胺2.0 g,D-半乳糖20.0 g,蒸馏水1 000 mL(121℃灭菌、20 min)。
木霉选择性培养基(PDAm)[21]:去皮马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂20 g,氯霉素0.3 g,玫瑰红(孟加拉红)0.02 g,水1 000 mL。
木霉厚垣孢子发酵培养基[22]:诱导剂[23]60.0 g,酵母粉0.5 g,玉米粉1.0 g,葡萄糖1.0 g,玉米浆液3 mL,加水补足至100 mL,121℃灭菌20 min。
1.3.3 供试菌株 哈茨木霉菌Trichodermaharzianum809、拟康氏木霉菌Trichodermapseudokoningii886、棘孢木霉菌Trichodermaasperellum525,均由中国农业科学院植物保护研究所木霉菌研究组提供。黄瓜枯萎病菌(Fusariumoxysporum.sp.cucumebrium Owen),由中国农业科学院植物保护研究所土传病害生物防治研究组提供。
1.3.4 供试土壤 供试土壤为草炭土,土壤过1 mm 筛后于烘箱中160℃高温灭菌2 h,自然冷却后继续160℃烘2 h后放凉备用。
1.2.1 病原菌孢子悬液的制备 将黄瓜枯萎病原菌接种于马铃薯葡萄糖琼脂固体培养基(PDA)上,28℃下培养3 d,从菌落边缘取直径5 mm的菌饼5块,接种在含有100 mL马铃薯葡萄糖液体培养基(PD)的250 mL三角瓶中,28℃、120 r·min-1摇床振荡培养7 d,发酵液5 000 r·min-1离心10 min,沉淀后的孢子重新悬浮于无菌水中,得到病原菌孢子悬液。无菌水梯度稀释后,涂布于尖孢镰刀菌选择培养基[20],放置1 h后将培养平板倒置于28℃培养箱培养3~4 d,计菌落数,计算孢子含量,按照试验要求计算应用剂量。
1.2.2 木霉分生孢子粉剂的制备 将木霉菌809、886和525分别在马铃薯葡萄糖琼脂固体培养基(PDA)上,28℃活化培养3 d,从菌落边缘取直径5 mm的菌饼,转接到PDA培养基上,28℃培养7 d,用无菌水洗孢子后制成木霉孢子悬液。用无菌水梯度稀释后,涂布于木霉选择培养基上[21],在25~28℃下倒置培养1~2d,计菌落数,计算木霉分生孢子含量。小麦粒用清水于室温浸泡12h,捞出沥水,装入保鲜袋,每袋1kg,灭菌,冷却后,接入木霉孢子悬液,25℃培养箱培养2~3周,待长满孢子后,加无菌水冲洗,滤除麦粒,滤液中按10%加入硅藻土,混合后粉碎、抽滤、干燥,制成木霉分生孢子粉剂,木霉菌809、886和525粉剂浓度分别为2×109、1.6×108cfu·g-1和2.8×107cfu·g-1,按照试验要求计算应用剂量。
1.2.3 木霉厚垣孢子粉剂的制备 将木霉菌809、886和525接入到灭菌的木霉菌厚垣孢子发酵培养基[20]中,于28℃、200 r·min-1摇床中发酵7 d。将发酵液用双层纱布过滤,将滤液离心得到厚垣孢子,用无菌水反复冲洗3次,即得干净的木霉菌厚垣孢子。用无菌水配制成孢子悬浮液,涂布于木霉选择培养基上,在25℃~28℃下倒置培养1~2 d,记录菌落数,计算木霉厚垣孢子含量。发酵液加入3%硅藻土,混匀、抽滤、干燥,制成木霉厚垣孢子粉剂,木霉菌809、886和525粉剂浓度分别为3.5×108、4.7×107cfu·g-1和1.47×108cfu·g-1,按照试验要求计算应用剂量。
1.3.1 试验设计 试验在黑龙江八一农垦大学农学院教学基地现代化温室内进行。取灭菌后试验土,装入塑料育苗盘(34.5 cm×24 cm×11 cm)中,每盒土重2.5 kg。试验采用拌土的方式,分为不同木霉菌的厚垣孢子和分生孢子处理2组,即分别利用1×104cfu·g-1浓度的尖孢镰刀菌菌丝悬液与1×104cfu·g-1浓度的木霉菌809、886、525厚垣孢子或1×106cfu·g-1浓度的分生孢子进行组合试验,以单独施用尖孢镰刀菌菌丝悬液为对照。厚垣孢子组和分生孢子组各设置4个处理:(1)以1×104cfu·g-1浓度的尖孢镰刀菌与1×104cfu·g-1浓度的哈茨木霉菌809厚垣孢子或1×106cfu·g-1浓度的分生孢子拌土;(2)以1×104cfu·g-1浓度的尖孢镰刀菌与1×104cfu·g-1浓度的拟康氏木霉菌886厚垣孢子或1×106cfu·g-1浓度的分生孢子拌土;(3)以1×104cfu·g-1浓度的尖孢镰刀菌与1×104cfu·g-1浓度的棘孢木霉菌525厚垣孢子或1×106cfu·g-1浓度的分生孢子拌土;(4)单独将1×104cfu·g-1浓度的尖孢镰刀菌拌入土中,设为对照(CK)。每个处理4盘,3次重复。
待黄瓜幼苗长至三叶一心时,进行形态指标、生理指标和抗病性指标的测定。
1.3.2 试验测定指标与方法
(1)形态指标测定方法 株高、茎基部到生长点之间的距离(cm),用软尺测定;茎粗、第一片叶下部节间中部直径(mm),用游标卡尺测定;根体积:采用排水法测定;叶面积,采用称重法测定,用叶片打孔器(1.5~2.0 cm)取下一定面积(A1,cm2)叶片,将它与其余的叶片分别烘干,求出打孔取样的干叶质量(W1,g),称出其余部分的干叶质量(W2,g),即可求出该叶片的面积(A,cm2)。计算公式为:
A=A1×(W1+W2)/W1
(2)植株生长量测定方法。测定植株全株鲜质量:植株利用清水反复冲洗,再用吸水纸吸干,用分析天平测定植株鲜质量。
(3)生理指标测定方法。叶绿素含量采用丙酮乙醇提取法测定;根系活力采用α—萘胺氧化法测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定;可溶性蛋白含量采用考马斯亮兰G-250染色法测定。
(4)抗病性指标测定方法。抗病性指标包括植株成活率、发病率、病情指数、防治效果。
植株成活率和发病率分别为播种后14 d各处理成活株数和发病株数占调查总株数的百分比。
黄瓜苗期枯萎病参照张素平的分级标准[24],病情指数参照宗兆锋和康振生[25]的计算方法。
0级:无症状;1级:真叶、子叶黄化或萎蔫面积不超过总面积的50%;2级:真叶、子叶黄化或萎蔫面积超过总面积的50%;3级:叶片萎蔫或枯死,仅生长点存活;4级:全株严重萎蔫,以致枯死。
病情指数= ∑(病级株数×代表级数)/(植株总数×最高代表级值)×100
防治效果 = (对照病情指数-处理病情指数)/ 对照病情指数×100
利用Microsoft Excel 2007软件进行图表制作,利用DPS 7.05进行差异显著性分析。
当黄瓜幼苗长至三叶一心时,分别测定不同木霉分生孢子和厚垣孢子对黄瓜幼苗形态和鲜质量指标,结果见表1,对厚垣孢子而言,与CK(即只接种1×104cfu·g-1浓度的尖孢镰刀菌)相比,施用1×104cfu·g-1浓度的哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525均提高了黄瓜幼苗株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其次是哈茨木霉菌809,但哈茨木霉菌809与棘孢木霉菌525之间差异不显著;3种木霉菌厚垣孢子处理下的黄瓜幼苗株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量均显著高于CK,说明其对枯萎病菌具有抑制作用,且促进了黄瓜幼苗的生长。其中拟康氏木霉菌886、哈茨木霉菌809、棘孢木霉菌525处理下的株高分别较CK增加85.33%、61.63%和53.95%;茎粗分别较CK增加108.43%、102.81%和98.31%;根体积分别较CK增加235.29%、158.82%和129.41%;叶面积分别较CK增加144.38%、112.32%和92.27%;全株鲜质量分别较CK增加272.32%、240.18%和227.68%。
表1 不同类型木霉菌孢子处理对黄瓜形态指标和鲜质量的影响
对分生孢子而言,与CK相比,施用1×106cfu·g-1浓度的哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525均提高了黄瓜幼苗株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其次是棘孢木霉菌525,但棘孢木霉菌525与哈茨木霉菌809之间差异不显著;3种木霉菌分生孢子处理下的黄瓜幼苗株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量均显著高于CK,说明其对枯萎病菌具有抑制作用,且促进了黄瓜幼苗的生长。其中拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525、哈茨木霉菌809处理下的株高分别较CK增加58.24%、48.42%和41.65%;茎粗分别较CK增加100.00%%、85.96%和79.78%;根体积分别较CK增加147.06%、105.88%和88.24%;叶面积分别较CK增加98.72%、72.22%和58.30%;全株鲜质量分别较CK增加191.07%、142.86%和136.61%。
对同一木霉菌厚垣孢子和分生孢子处理的效果而言,黄瓜幼苗形态和鲜质量指标均表现为厚垣孢子处理高于分生孢子处理,但在不同木霉菌之间有一定差异。
2.2.1 不同类型木霉菌孢子处理对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响 当黄瓜幼苗长至三叶一心时,分别测定不同木霉分生孢子和厚垣孢子处理下黄瓜幼苗叶片的叶绿素含量,结果见图1,对厚垣孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗叶绿素含量均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525,但哈茨木霉菌809与棘孢木霉菌525之间差异不显著;3种木霉菌厚垣孢子处理下的黄瓜幼苗叶绿素含量均显著高于CK,说明其对枯萎病菌具有抑制作用,且改善了黄瓜幼苗叶片生理活性。其中拟康氏木霉菌886、哈茨木霉菌809、棘孢木霉菌525处理下的叶绿素含量分别较CK增加97.47%、71.20%和59.43%。
对分生孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗叶绿素含量均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理,但棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理之间差异不显著;3种木霉菌分生孢子处理下的黄瓜幼苗叶绿素含量均显著高于CK,其中拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525、哈茨木霉菌809处理下的叶绿素含量分别较CK增加77.46%、54.33%和49.03%。
2.2.2 不同类型木霉菌孢子处理对黄瓜幼苗根系活力的影响 当黄瓜幼苗长至三叶一心时,分别测定不同木霉分生孢子和厚垣孢子下黄瓜幼苗的根系活力,结果见图2,对厚垣孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗根系活力均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525处理,但哈茨木霉菌809与棘孢木霉菌525处理之间差异不显著;3种木霉菌厚垣孢子处理下的黄瓜幼苗根系活力均显著高于CK,说明其对枯萎病菌具有抑制作用,且改善了黄瓜幼苗根系生理活性。其中拟康氏木霉菌886、哈茨木霉菌809、棘孢木霉菌525处理下的根系活力分别较CK增加86.05%、60.27%和49.75%。
对分生孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗根系活力均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809,但棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理之间差异不显著;3种木霉菌分生孢子处理下的黄瓜幼苗根系活力均显著高于CK,其中拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525、哈茨木霉菌809处理下的叶绿素含量分别较CK增加65.84%、45.87%和38.26%。
2.2.3 不同类型木霉菌孢子处理对黄瓜幼苗叶片可溶性糖含量的影响 当黄瓜幼苗长至三叶一心时,分别测定不同木霉分生孢子和厚垣孢子下黄瓜幼苗叶片可溶性糖含量,结果见图3。对厚垣孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗叶片可溶性糖含量均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525,但哈茨木霉菌809与棘孢木霉菌525之间差异不显著;3种木霉菌厚垣孢子处理下的黄瓜幼苗叶片可溶性糖含量均显著高于CK,说明其对枯萎病菌具有抑制作用,且改善了黄瓜幼苗叶片生理活性。其中拟康氏木霉菌886、哈茨木霉菌809、棘孢木霉菌525处理下的叶片可溶性糖含量分别较CK增加172.49%、119.59%和112.43%。
对分生孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗叶片可溶性糖含量均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理,但棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理之间差异不显著;3种木霉菌分生孢子处理下的黄瓜幼苗叶片可溶性糖含量均显著高于CK,其中拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525、哈茨木霉菌809处理下的叶片可溶性糖含量分别较CK增加102.66%、57.11%和47.76%。
2.2.4 不同类型木霉菌孢子对黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响 当黄瓜幼苗长至三叶一心时,分别测定不同木霉分生孢子和厚垣孢子下黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白含量,结果见图4,对厚垣孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白含量均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525处理,但哈茨木霉菌809与棘孢木霉菌525处理之间差异不显著;3种木霉菌厚垣孢子处理下的黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白含量均显著高于CK,说明其对枯萎病菌具有抑制作用,且改善了黄瓜幼苗叶片生理活性。其中拟康氏木霉菌886、哈茨木霉菌809、棘孢木霉菌525处理下的叶片可溶性蛋白含量分别较CK增加201.91%、162.01%和150.42%。
对分生孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下的黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白含量均显著升高,其中以拟康氏木霉菌886处理效果最佳,其显著高于棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理,但棘孢木霉菌525和哈茨木霉菌809处理之间差异不显著;3种木霉菌分生孢子处理下的黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白含量均显著高于CK,其中拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525、哈茨木霉菌809处理下的叶片可溶性蛋白含量分别较CK增加146.79%、113.69%和103.58%。
对同一木霉菌厚垣孢子和分生孢子处理的效果而言,黄瓜幼苗叶绿素含量、根系活力、叶片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均表现为厚垣孢子处理高于分生孢子处理,其中哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525厚垣孢子处理叶绿素含量分别高出分生孢子处理14.88%、11.28%和3.30%;根系活力则分别高出15.92%、12.19%和2.66%;可溶性糖含量分别高出48.61%、34.46%和35.21%;可溶性蛋白含量分别高出28.70%、22.34%和17.19%。
当黄瓜幼苗长至三叶一心时,调查不同木霉分生孢子和厚垣孢子下黄瓜幼苗的发病率和发病情况,计算病情指数及盆栽防治效果,结果如表2,对厚垣孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下黄瓜幼苗的发病率、病情指数均显著低于CK,其中拟康氏木霉菌886处理最低,其显著低于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525处理,且后二者之间差异不显著;而对于防治效果,拟康氏木霉菌886处理最高,达到81.46%,显著高于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525处理,且后二者之间差异不显著。对分生孢子而言,与CK相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886以及棘孢木霉菌525施用下黄瓜幼苗的发病率、病情指数均显著低于CK,拟康氏木霉菌886发病率最低,但拟康氏木霉菌886与棘孢木霉菌525之间差异不显著,且二者均显著低于哈茨木霉菌809;拟康氏木霉菌886病情指数最低,其显著低于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525处理,而哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525病情指数之间差异不显著;以防治效果而言,拟康氏木霉菌886处理最高,达到78.32%,其显著高于哈茨木霉菌809和棘孢木霉菌525处理,且后二者之间差异不显著。对同一木霉菌厚垣孢子和分生孢子处理的盆栽防治效果而言,3种木霉均表现为厚垣孢子处理高于分生孢子处理。
表2 不同类型木霉菌孢子处理对黄瓜枯萎病防效的影响
木霉是目前应用最为广泛的生防真菌之一,对腐霉菌、立枯丝核菌、镰刀菌、灰霉病菌、白绢病菌等引起的植物病害具有良好的防治作用[26]。利用木霉菌防治土传病害已有较多的研究,如庄敬华等[27]报道了黄瓜幼苗经绿色木霉(T.viride)T23分生孢子和厚垣孢子处理后,黄瓜枯萎病的病情指数由33.69分别降至13.12和10.28;覃柳燕等[28]报道了香蕉经棘孢木霉菌株PZ6盆栽试验处理后,病情指数为37.50,防治效果为48.28%;张晶晶等[29]采用盆栽试验法比较了木霉Trichodermaspp.厚垣孢子和分生孢子制剂对黄瓜灰霉病防效的差异,在喷施后7 d和12 d厚垣孢子的防效分别为98.80%、90.12%,分生孢子的防效则分别为89.02%和72.09%,厚垣孢子的防效均显著高于分生孢子制剂。而本研究中的3株木霉菌即哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525,对黄瓜枯萎病的防效均高于66%,病情指数降低到17以下;3种木霉菌厚垣孢子的防效均高于分生孢子,拟康氏木霉菌886厚垣孢子的防效最高,达到81.46%,与以上研究结果相类似,只是病情指数和防效略有差异。
木霉菌不仅能防治各类植物的土传病害,还具有促进植物生长、提高植物生理活性等功能,从而达到对植物的防病促生作用。如张春秋等[30]利用棘孢木霉T.asperellum525、哈茨木霉T.harzianum610和拟康氏木霉T.pseudokoningii886处理黄瓜,3种木霉均可以提高黄瓜幼苗生理指标、促进幼苗生长,其中以拟康氏木霉T.pseudokoningii886促进效果最强,黄瓜叶绿素含量、硝态氮含量、硝酸还原酶活性、根系活力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、根系比表面积增加幅度分别达到38.7%~49.5%、32.1%~33.6%、29.5%~66.3%、10.8%~21.5%、19.6%~23.5%、17.9%~25.0%和4.9%~13.1%,株高、茎粗和全株鲜质量增加幅度分别达到20.7%~28.8%、29.7%~35.1%和10.0%~10.70%;杨兴堂等[31]研究发现棘孢木霉ACCC30536能改善黄花蒿的光合能力,促进干物质积累,从而提高其叶的产量;姜传英等[32]研究发现经棘孢木霉诱导后,山新杨树苗株高、地径及生物量等均有不同程度增加,并能有效提高山新杨的光合能力,促进其生长。而本研究中,与对照相比,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525分生孢子或厚垣孢子处理黄瓜幼苗后,其株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量均显著增高,同一木霉厚垣孢子处理下的效果均高于分生孢子处理,其中以拟康氏木霉菌886厚垣孢子增加幅度最高,其对黄瓜幼苗株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量的增加幅度分别达到85.33%、108.43%、235.29%、144.38%和272.32%;同时,可以看到,哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525分生孢子或厚垣孢子处理亦能提高黄瓜幼苗根系活力和叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量,同一木霉厚垣孢子处理效果均高于分生孢子处理,且以拟康氏木霉菌886促进效果最显著,拟康氏木霉菌886厚垣孢子对黄瓜幼苗根系活力、叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量增加幅度分别达到86.05%、97.47%、172.49%和201.91%,与前人研究结果相类似。木霉之所以具有促生作用,国内外学者也进行了相关研究,如Mazhabi等[33]证实了木霉菌可以通过产生吲哚乙酸(IAA)来促进植株生长;Osiewaz[34]在木霉的代谢产物中发现赤霉素(GA3),并证实其能够显著促进植株生长;Valérie等[35]的研究指出,哈茨木霉的代谢产物中含有IAA,能有效促进温室番茄幼苗根系的生长,番茄产量也得到相应的提高;Cai等[36]从哈茨木霉SQR-T037的代谢产物中分离得到植物生长调节因子harzianolide,在盆栽试验中验证得到在harzianolide浓度为0.1 ppm时能显著促进番前幼苗生长,其干质量是对照组的2.5倍。本研究探讨木霉菌分生孢子和厚垣孢子对黄瓜幼苗生长、生理特性和枯萎病的盆栽试验防治效果,与大田试验存在一定的差异,因此,木霉菌对黄瓜生产的田间影响效果需要进一步研究。
哈茨木霉菌809、拟康氏木霉菌886、棘孢木霉菌525分生孢子和厚垣孢子通过改善黄瓜幼苗生理代谢活性,提高了幼苗质量,增强了对黄瓜枯萎病的抗性;以拟康氏木霉菌886厚垣孢子应用效果最好,对黄瓜枯萎病的防效达到 81.46%,黄瓜幼苗株高、茎粗、根体积、叶面积、全株鲜质量分别较CK增加了85.33%、108.43%、235.29%、144.38%和272.32%,黄瓜幼苗叶绿素含量、根系活力、叶片可溶性糖含量、叶片可溶性蛋白含量分别较CK增加了97.47%、86.05%、172.49%和201.91%。