枯草芽孢杆菌对棉花立枯病和黄萎病的防效评价

王爱玉，薛 超，杨媛雪，张 芸，鹿秀云，赵 鸣

(1. 山东省农业科学院经济作物研究所，济南 250100；2. 河北省农林科学院植物保护研究所，河北保定071000)

0 引 言

【研究意义】棉花生产田多年连续种植，易造成根际土壤养分失调，理化性质恶化，根系化感物质自毒，引起棉花早衰、减产、品质降低[1,2]；收获后秸秆粉碎还田，也导致土壤病原菌数量增加并长期存活，易造成立枯病、黄萎病等土传病害发生，且危害较重。使用微生物制剂，可避免化学引发的环境污染及农药残留，对消减棉花多年种植造成的连作障碍有重要意义。【前人研究进展】蔡燕飞等[3]在番茄连作地里施用生物有机肥后，土壤微生物群落结构得到改善，青枯病的发生显著减轻。连作棉田施用微生物菌剂后，枯萎病、黄萎病的发病率和病情指数均有不同程度的降低[4-6]。李国等[6]发现施用菌剂能提升土壤酶活和速效养分质量分数，显著降低棉花根系丙二醛含量，提高根系活力，减轻连作对棉花的自毒作用。刘红杰[7]研究发现，微生物菌剂处理能够明显提高连作土壤有机质含量和氮磷钾有效养分含量。【本研究切入点】枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，芽孢杆菌属，是微生物菌剂的一个菌种，既能产生生长素、细胞分裂素促进植物生长，又能抑制真菌、细菌、病毒和病原体[8-11]。亟需研究不同活芽孢数量的枯草芽孢杆菌制剂防治棉花立枯病和黄萎病的适宜剂量。【拟解决的关键问题】设置枯草芽孢杆菌10×108、15×108、30×108活芽孢/g 3个处理，进行棉花播种前种子处理，并分析不同处理对棉花立枯病、黄萎病的发生，以及对产量和纤维品质相关性状的影响，为该药剂的科学使用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

棉花品种为鲁棉研1141。试验药剂为10×108、15×108、30×108活芽孢/g枯草芽孢杆菌可湿性粉剂(萎菌净)，保定市科绿丰生化科技有限公司提供。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验于2020年在山东省农业科学院经济作物研究所试验站(临清)进行，试验田为多年连作棉田，肥力较高，排灌条件良好，历年种植棉花，发病均匀且较重，设3个药剂处理和1个对照处理，随机排列，重复3次，每处理小区面积333.5 m2(0.5亩)，共12个小区。

棉花播种前，使用少量水将棉种润湿，按照药种比1∶10拌种处理，使药剂均匀包裹种子，晾干后播种。播种后，精心管理，苗期防治苗蚜、地下害虫等。进入雨季前，保持田间的湿度，其他管理同大田。

1.2.2 调查1.2.2.1 病害

定苗前，每小区随机选取5个点，每点连续调查50株，田间统计死苗情况；每小区采用3点取样，每点拔苗50株，分级调查立枯病。黄萎病在7月底和8月中下旬的发病高峰期调查，每小区随机选取3个点，每点连续20株，分级调查。表1

表1 棉花病害调查分级标准Table 1 Classification standards of cotton diseases

1.2.2.2 产量和品质性状

9月10日，每小区选择有代表性的连续20株调查单株结铃数。每小区随机取3个点，每点5株棉花，全收并记录采收的铃数，晒干后籽棉称重，计算全株铃重；用小皮辊轧花机轧花，皮棉称重，计算衣分；轧花得到的种子数籽指；取出轧花皮棉30 g于中国农业科学院棉花研究所农业农村部棉花品质监督检验测试中心进行纤维品质测试。各小区中间2行分次收获，晒干计产，折合成籽棉单产。

1.3 数据处理

根据病害调查的结果计算病株率(Ri)、病情指数(DI)和防治效果(E)[12]。

式中:Ri-病株率；ni-发病株数；nt-总株数。DI-病情指数；dc-相应病级；nc-各病级病株数；nt-总株数；E-防治效果。

采用Excel 2013和IBM SPSS Statistics 26软件对数据进行处理，用Duncan’s新复极差法对产量和品质相关指标进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 枯草芽孢杆菌对立枯病的防治效果

研究表明，3个处理对立枯病均有效果，病情指数显著下降，其中15×108活芽孢/g处理的病株率和病情指数最低，防治效果最好，防效达44.31%。3个处理的死苗率下降，其中15×108和30×108活芽孢/g处理的死苗率显著低于对照。表2

表2 立枯病发病Table 2 The incidence of Damping-off

2.2 枯草芽孢杆菌对黄萎病的防治效果

研究表明，3个拌种处理对黄萎病的发生均有不同程度减轻。10×108活芽孢/g处理效果不显著，15×108和30×108活芽孢/g处理对黄萎病的防治效果显著，病株率和病情指数显著低于对照，其中15×108活芽孢/g处理防治效果最好，达70.71%。表3

表3 黄萎病发病Table 3 The incidence of Verticillium wilt

2.3 枯草芽孢杆菌对产量及产量构成的影响

研究表明，3个拌种处理的籽棉产量均有提高，15×108和30×108活芽孢/g处理的籽棉产量显著高于对照，增产率达分别为20.1%和24.3%。单铃重随处理活芽孢数量的增加有所增大，15×108和30×108活芽孢/g处理的铃重显著大于对照，各处理间的衣分、籽指和单株铃数均没有明显差异。表4

表4 产量及产量构成Table 4 Analysis ofoutput and yield composition

2.4 枯草芽孢杆菌对纤维品质的影响

研究表明，枯草芽孢杆菌拌种处理对上半部平均长度、整齐度指数、马克隆值、断裂比强度和伸长率均没有明显影响。表5

表5 纤维品质Table 5 Anlysis of fiber quality

3 讨 论

枯草芽孢杆菌是一种高效环保的活体制品[13]，其有效功能活菌在土壤中形成优势菌群，活化土壤养分，增加根系活力，产生植物生长调节剂从而促进植物生长；通过分泌抗生素拮抗病原菌、与病原菌争夺营养和生态位从而有效防治植物病害[14]，土地连作障碍也得到有效缓解。

师勇强等[12]研究发现，枯草芽孢杆菌滴灌处理后黄萎病病指显著降低，防治效果达40%，而产量和纤维品质没有明显影响。李金文等[15]进行了10×108活芽孢/g枯草芽孢杆菌防治棉花黄萎病的试验，发现拌种处理、苗床处理和蕾期根部喷雾均可有效防治黄萎病，拌种处理效果最好，防效达80.5%。娄善伟等[16,17]研究中发现，枯草芽孢杆菌随水滴施和种子包衣既能防治黄萎病，又能显著增加产量。李海涛等[5]研究表明，枯草芽孢杆菌Jaas ed1菌剂苗期和现蕾期灌根处理防治棉花黄萎病效果可达53.2%，籽棉产量和皮棉产量也得到提高。研究采用3个不同活芽孢数量的枯草芽孢杆菌可湿性粉剂拌种的方式，对棉花种子进行处理。试验中3个拌种处理均降低了棉花立枯病和黄萎病的病株率和病情指数，死苗率也显著下降，其中15×108活芽孢/g处理防治立枯病和黄萎病效果显著，且显著增加了铃重和籽棉产量，而对纤维品质没有明显影响。枯草芽孢杆菌无论是采取拌种、包衣、喷雾还是滴灌，无论是在西北棉区、长江流域还是黄河流域都能较好地防治棉花黄萎病，并能不同程度的使产量有所提高。

4 结 论

枯草芽孢杆菌拌种处理能减少棉花死苗率，降低棉田立枯病和黄萎病的病株率和病情指数，提高铃重和籽棉产量，而对其它产量构成因子和纤维品质均无明显影响。其中以15×108活芽孢/g处理防治病害效果最显著，并且能够明显提高产量，可用于防治棉花立枯病和黄萎病。