复合生防菌剂对田间烟草根茎类病害的防治效果

刘 畅，姚晨虓，李小杰，李成军，刘东升，陆施羽，李淑君*

1.河南省农业科学院烟草研究所，河南省许昌市魏都区青梅路永昌路交叉口461000

2.河南科技大学林学院，河南省洛阳市洛龙区开元大道263号471003

20世纪90年代 至21世 纪10年代，烟草黑 胫病、根黑腐病、立枯病和青枯病均为烟草生产上的主要根茎类病害［1-2］，镰刀菌根腐病发生面积大，对烟草造成的产值损失较高，是一种具有潜在危害性的根部病害［3-6］。因此对烟田烟草黑胫病和镰刀菌根腐病等根茎类病害的防治非常重要。除常规化学防治以外，生物防治因其安全性高是目前烟草病害防治上的研究热点之一［7-9］。随着生物技术的深入研究和不断发展，生防微生物的研究已取得较大进展［10］。然而在生物防治中，利用单一生防菌防治植物病害的报道很多，但是单一生防菌株的防病机制简单，在环境中容易受到各种因素的影响，且其定殖能力差，适应环境能力弱，难以发挥较大的作用，防治效果不理想［11］。而通过多种生防菌结合复配，不同菌株间可形成优势互补，进而提高防治效果和稳定性［12］。

随着微生物纯培养技术的逐步完善，以及微生物共生与互生机理研究的不断深入，生防微生物制剂间的复配应用也日益被关注和重视［13］。蓝星杰等［14］复配的生防菌剂对西瓜枯萎病的盆栽防效达89.47%；许艳丽等［15］将多株生防木霉、毛壳霉与生防细菌进行复配，通过菌株的生理特性及培养皿拮抗能力进行适配，获得有两株木霉菌复配的C1组合，对大豆根腐病具有较好的防治效果，且对大豆有一定的促生作用；金雪菲［16］将5株生防菌进行固态发酵，制成固态菌粉后将其进行复配，盆栽试验中C4组合+多菌灵处理的综合防治效果最好，对西瓜枯萎病、棉花枯萎病和茄子黄萎病的防效分别达到59.91%、71.31%和58.21%；张良等［17］试验表明，长柄木霉和泾阳链霉菌2菌株复配后在防治烟草黑胫病方面发挥了协同增效作用，防治效果达到69.3%，在促生效果上也表现出协同增效作用；李苗苗等［4］对3个生防菌剂进行复配，复配后的菌剂盆栽防效显著高于菌剂单独处理。烟草根茎类病害生防菌的筛选、鉴定以及防效试验已有较多报道［18-22］。但前人研究多为单一生防菌剂的防效验证，且大田防效验证较少。为此，将实验室前期筛选出对烟草黑胫病和镰刀菌根腐病病原菌具有较好拮抗效果的菌株复配，并进行了复配菌剂的大田防效验证，旨在为复配生防菌剂防治烟田根茎类病害提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

复合生防菌剂A：由假单胞杆菌（Pseudomonas）和绿色木霉（Trichoderma viride）发酵液按体积比1∶1复配而成，其中假单胞杆菌发酵液活菌量为1.0×1010cfu/mL，绿色木霉发酵液孢子量为5.0×108个/mL。复合生防菌剂B：由芽胞杆菌（Bacillus）和哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）发酵液体积比1∶1复配而成，其中芽胞杆菌发酵液活菌量为1.0×108cfu/mL，哈茨木霉发酵液孢子量为4.0×106个/mL。所用菌株均为本实验室自主筛选并发酵制备的。

1.2 试验地基本情况

试验于2020年4月至9月在河南省许昌市襄城县库庄镇黄庄村烟田进行，土壤为壤土，肥力中等。供试品种中烟100，移栽期为4月29日，地膜覆盖，按当地优质烟叶生产技术规范进行栽培管理。试验地前茬作物为烟草，连作烟田多发烟草黑胫病和烟草镰刀菌根腐病。

1.3 试验设计

试验共设置3个处理，每个处理3次重复，共0.335 hm2。烟株行距1.1 m，株距0.55 m。常规施肥m（N）∶m（P）∶m（K）=1.0∶1.2∶3.0，有机肥和磷肥全部作为基肥施用，钾肥基肥施用70%，追肥施用30%。处理A分别在移栽期和团棵期灌根施用复合生防菌剂A，用量0.027 L/hm2，灌根前复合生防菌剂兑水量100 L/hm2搅匀；处理B分别在移栽期和团棵期灌根施用复合生防菌剂B，用量1.34 L/hm2，灌根前复合生防菌剂兑水量100 L/hm2搅匀；处理C为清水对照（CK）。试验中的3个处理均不施用化学药剂。

1.4 测定方法

1.4.1 烟株农艺性状

于烟株打顶后10 d，各处理随机选择长势均匀的10株测定烟株的农艺性状指标［23］。包括株高、茎围、有效叶片数、最大叶长和最大叶宽，并计算叶面积。

1.4.2 烟株根系性状

于烟株旺长期、现蕾期和打顶后10 d分别取样，测定烟株根系生长发育指标。包括根系鲜质量、地上部鲜质量、最大根长、侧根数和根体积。选择晴天进行测定，每个处理随机选择长势均匀的烟株3株，1 d内完成取样。取样时间的确定以试验田中50%以上烟株长势达到旺长、现蕾和打顶等生育期要求为准；各小区每次取样时选取可代表该小区平均长势的烟株3株，带土挖出整个根系；将根系用水浸泡至土壤疏松时冲洗干净，先用排水法测量根系体积，然后称量根系鲜质量。于105℃条件下杀青30 min，60℃烘干至恒质量，称取根系的干质量，计数侧根数量和须根数量。

1.4.3 烟株发病情况调查

结合当地烟田的病害发生特点，主要对烟草黑胫病和镰刀菌根腐病进行系统调查，每个小区调查发病株数及发病级数［24］，并计算发病率，从烟田病害发病初期开始调查，每隔7～10 d调查1次，连续调查6次。

1.4.4 化学成分

中部烟叶采收编杆时，每个处理挂吊牌标记10杆烟叶，烟叶烘烤结束，从标记的10杆烟叶中选取C3F烟叶样品，每个处理取样1 kg。由河南省农业科学院烟草所质量检测中心用流动分析仪测定烟叶常规化学成分含量（质量分数）。

1.5 数据处理

利用Excel 2010、STST方差分析软件进行数据处理，用Duncan’s新复极差法进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 复合生防菌剂对烟株农艺性状的影响

从表1可知，处理A和B的株高，茎围，最大叶叶长、叶宽和叶面积与CK相比差异均达到显著水平。A和B处理间差异不显著，说明复合生防菌剂A和复合生防菌剂B均可增加烟株株高、茎围和最大叶面积，促进烟株地上部生长发育。

表1 不同处理打顶后10 d烟株农艺性状指标比较①Tab.1 Agronomic traits of tobacco plants on the 10th day after topping

2.2 复合生防菌剂对烟株根系性状的影响

由表2、表3和表4可以看出，团棵期A、B处理的烟株根系鲜质量、根体积、侧根数和须根数均高于CK，且处理A和CK间差异显著。但现蕾期和打顶后10 d时A和B处理的地上部鲜质量、侧根数和须根数与CK间的差异均不显著。说明施用复合生防菌剂A在团棵期可促进烟株根系生长发育，根系鲜质量、根体积、侧根数和须根数均增加。

表2 不同处理团棵期烟株根系性状指标的比较Tab.2 Root trait indexes of tobacco plants at rosette stage under different treatments

2.3 复合生防菌剂对根茎类病害发生的影响

病害调查结果（表5）表明，复合生防菌剂A和B处理的烟株发病率和病情指数均显著低于CK。复合生防菌剂A和B处理间差异也达到极显著水平。在根茎类病害发生初期，复合生防菌剂A处理能够有效防控黑胫病的发生，防效达65%以上，复合生防菌剂B防效也达到49%，根茎类病害发病中后期，复合生防菌剂A和B处理的防效均有所下降，后期基本趋于稳定，复合生防菌剂A和B处理的防效分别达到48.46%和34.71%。说明复合生防菌剂处理对烟草黑胫病的发生具有一定的防控效果，且复合生防菌剂A的防效优于B。

表5 不同时期根茎类病害的发病情况Tab.5 Incidences of rhizomatic diseases at different stages

2.4 复合生防菌剂对烟叶化学成分的影响

由表6可见，复合生防菌剂A和B处理烟叶总糖、还原糖含量均高于CK，复合生防菌剂A和B处理烟叶烟碱较CK均有所降低。复合生防菌剂A和B处理烟叶钾、氯含量均高于CK。复合生防菌剂A和B处理糖碱比、氮碱比、钾氯比均高于CK。说明施用复合生防菌剂A和B的烟叶化学成分含量适宜，比例更趋协调。

表6 不同处理烟叶化学成分含量的比较Tab.6 Contents of chemical components in tobacco leaves under different treatments

3 讨论

假单胞杆菌在植物根部定殖，产生的植物保护素等物质可提高植物体的抗性［25-27］，也可利用难溶性磷酸盐，提高植物对肥料的利用率，促进植物根系生长发育［28-29］。芽胞杆菌可以通过生物固氮、促进植物对营养元素的吸收、合成分泌植物生长调节物质、释放挥发性物质等方式促进植物生长［30-31］。而经过绿色木霉处理的植物可以提高体内超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性［32］，也可以提高植物叶片叶绿素、类胡萝卜素和总色素含量［33］。这些物质含量的多少和植物生长发育的好坏呈正相关性。本研究中假单胞杆菌和绿色木霉复配、芽胞杆菌与哈茨木霉复配均能改善烟田农艺性状，促进烟株根系生长。说明假单胞杆菌和绿色木霉复配、芽胞杆菌和哈茨木霉复配保留了单个菌株的促生效果，在防病的同时可以促进烟株生长。

本研究中烟田两个复配菌剂灌根时间为移栽期和团棵期，且共灌根两次，防效均呈现出前期高后期低，中间出现防效下降的现象，这可能是因为烟草团棵期一般是烟田根茎类病害初发阶段，本研究中复配菌剂灌根刚结束，烟根及土壤中生防菌活菌数高，病原菌活菌量低，对病原的拮抗作用高，所以防效相对较强；后期烟株现蕾，根茎类病害发生量处于上升期，此时距离复配菌剂灌根时间已过半月之久，且夏季高温条件对未定殖成功的生防菌产生影响，导致防效相对降低，成熟期及打顶后防效低亦是同样的道理。另外本研究中两个复配菌剂中单一菌株的防病效果较好，但复配后在大田发病稳定后防效却不高，已有研究发现［12，34-35］，复配生防菌剂的防病机制复杂，不是简单的叠加累积效应。两株防病作用的较强的菌株复配后其防病效果不一定更强。因此如何提高两株防病作用强的生防菌株复配后的防病效果尚需深入研究。另外在不同生防菌剂间的配制、同一配制方法不同的配比以及复合菌剂灌根量、灌根时机对烟田根茎类病害的影响方面还有待进一步试验。

施用两种复合生防菌剂后烟株农艺性状得到改善，烟株抗病性增强。烟叶烟碱含量降低，还原糖、总糖和K2O含量增加，并且提高了烟叶糖碱比，钾氯比。这与陈玉国等［36］的研究结果一致。施用菌肥或生防菌剂改善了烟叶内在化学成分，可能是因为菌肥和生防菌剂的施入提高了烟株的抗病性，烟株长势良好，烟叶成熟度高且成熟时期均匀一致，使烟叶内在化学成分协调性得到改善。

4 结论

假单胞杆菌和绿色木霉复配能够降低烟田根茎类病害发病率和病情指数，可以减缓病害的发生，减轻烟草根茎类病害的危害。假单胞杆菌和绿色木霉复配、芽胞杆菌与哈茨木霉复配均可改善烟株农艺性状，增加烟株根系鲜质量、根体积、侧根数和须根数；施用假单胞杆菌和绿色木霉复配、芽胞杆菌与哈茨木霉复配菌剂的烟株，烟叶化学成分含量适宜，比例更趋协调。