生物农药对万寿菊种子萌发及幼苗生长的影响

赵玳琳，何海永，谭清群，李继业，陈小均

(贵州省植物保护研究所，贵州 贵阳 550006)

0 引言

【研究意义】万寿菊(TageteserectaL.)又名臭芙蓉、金盏菊、蝎子菊、千寿菊等，属菊科(Asteraceae)万寿菊属(Tagetes)1年生草本花卉，原产墨西哥及美洲地区，16世纪传入中国，目前在全国各地均有种植[1-2]。万寿菊栽培品种极多，根据用途可分为观赏型万寿菊、药用万寿菊和色素万寿菊[2]。万寿菊是我国传统的中药材，其花可入药，具有化痰止咳、清热解毒、祛风保健等功效[3]；其花瓣中富含叶黄素(lutein)，叶黄素属含氧类胡萝卜素，因其价格与黄金相当而具有“软黄金”之称，已广泛运用于食品、医药、化妆品、工业染料及饲料添加剂等领域[4]，具有预防老年性白内障和老年黄斑变性[5-8]、提高视力和免疫力及抗癌[9-11]、延缓动脉硬化[12]、抗心血管病[13]和抗氧化[14]等作用。万寿菊在实际生产中主要以播种繁殖为主，种子质量(萌发率、存活率)直接影响万寿菊生产的安全性、有效性和稳定性[1]。因此，提高万寿菊种子成活率对万寿菊产业的发展具有重要意义。【前人研究进展】种子萌发受到自身因素(成熟度、休眠、寿命和遗传)和外界条件因素(温度、湿度、水分、光照、空气和土壤等)共同影响[15]。前人对万寿菊种子萌发及植株生长[3,16-24]的研究主要集中在温度、肥料、光照、镉胁迫、盐胁迫、生长调节剂、植物浸提液、模拟酸雨、沼泽浸种、融雪剂及CO2浓度等方面。【研究切入点】近年来，由于化学药剂的使用导致相关食品安全问题非常突出。生物农药被越来越多地应用到农作物上，表现出广谱防病效果和促生作用，其对环境安全友好，是减少或替代化学农药的重要资源，新型高效生物农药的应用将成为作物(特别是中药材)病害绿色防控和促进作为生长的重要手段。目前有关生物药剂对万寿菊种子萌发及其生长影响的研究还较缺乏。【拟解决的关键问题】以万寿菊种子为研究对象，研究不同生物农药对其种子萌发及幼苗生长的影响，以期筛选出适宜的生物农药，提高万寿菊种子发芽率和利用率、促进幼苗生长、降低万寿菊的育苗成本，为万寿菊的高效、优质栽培提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物 色素万寿菊杂交种。

1.1.2 培养基 木霉选择性培养基：水1 000 mL，去皮马铃薯200 g，氯霉素0.3 g，葡萄糖20 g，玫瑰红0.02 g；马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)：水1 000 mL，去皮马铃薯200 g，琼脂20 g，葡萄糖20 g。

1.1.3 木霉菌株 菌株GYSW-6 m1，由贵州省植物保护研究所分离保存。

1.1.4 生物农药 土壤调理剂，有效活菌数2亿/g，活性成分为芽孢杆菌，中农绿康(北京)生物技术有限公司产品。微生物菌剂，有效活菌数2亿/g，含多种有益微生物，中农绿康(北京)生物技术有限公司产品。抗重茬微生物菌剂，有效活菌数2亿/g，活性成分为促生芽孢杆菌、木霉菌等，中农绿康(北京)生物技术有限公司产品。沃丰康-克线散粉剂，有效活菌数2亿/g，活性成分为淡紫拟青霉，北京启高生物科技有限公司和中国农业科学院联合研发产品。沃丰康-复合微生物菌剂，有效活菌数50亿/mL，活性成分为光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌等，北京启高生物科技有限公司产品。补骨脂种子提取物微乳剂，植物活性成分为苯丙烯菌酮，含量0.20%，沈阳同祥生物农药有限公司产品。土传三号悬浮剂，有效活菌数20亿/mL，安徽省国壬农业科技有限公司产品。哈茨木霉粉剂，有效活菌数2亿/g，活性成分为哈茨木霉菌和萎缩芽孢杆菌，昆明保腾生化技术有限公司产品。枯草芽孢杆菌可湿性粉剂，100亿/g，活性成分为枯草芽孢杆菌，德强生物股份有限公司生产。蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂，8亿/g，活性成分为蜡质芽孢杆菌，山东泰诺药业有限公司产品。

1.1.5 化学农药 450 g/L咪鲜胺水乳剂，青岛瀚生生物科技有限公司产品；125 g/L氟环唑悬浮剂，江西七洲绿色化工股份有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 对万寿菊种子萌发率及芽长的影响试验 试验于2020年12月实施，采用9 cm的培养皿，在其底部铺上2层灭菌纱布，用灭菌水(5 mL)润湿，然后紧贴培养皿底部展开，将2 g万寿菊种子均匀地摆放在纱布上，然后分别加入30 mL事先配制好的生物农药、生防菌和化学农药药液〔生物农药和化学农药分别以0.5 g(固体)或0.5 mL(液体)加入30 mL灭菌水中混匀，生防菌处理直接加入30 mL浓度为106个/mL的分生孢子悬浮液〕。试验共设14个处理：土壤调理剂、微生物菌剂、抗重茬微生物菌剂、沃丰康-克线散粉剂、沃丰康-复合微生物菌剂、补骨脂种子提取物微乳剂、土传三号悬浮剂、哈茨木霉粉剂、枯草芽孢杆菌可湿性粉剂、蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂、GYSW-6m1、450 g/L咪鲜胺水乳、125 g/L氟环唑悬浮剂，以清水为对照。3次重复，处理好后的培养皿放入25℃的培养箱(12 h光照/12 h黑暗)中保湿(定期喷雾)培养，定期观察记录种子萌发情况及萌发后芽的生长情况(芽长)。

1.2.2 对盆栽万寿菊幼苗生长的影响试验 试验于2020年12月至2021年1月实施，选取萌发7 d左右长势一致的万寿菊幼苗移栽于装有3/4灭菌营养土的塑料钵中，每钵1株幼苗，待幼苗移栽存活后(移栽3 d左右)和移栽后15 d，分别加入30 mL事先配制好浓度的生物农药、生防菌和化学农药药液〔生物农药和化学农药分别以0.5 g(固体)或0.5 mL(液体)加入30 mL灭菌水中混匀，生防菌处理直接加入30 mL浓度为106个/mL的分生孢子悬浮液〕。试验共设14个处理：土壤调理剂、微生物菌剂、抗重茬微生物菌剂、沃丰康-克线散粉剂、沃丰康-复合微生物菌剂、补骨脂种子提取物微乳剂、土传三号悬浮剂、哈茨木霉粉剂、枯草芽孢杆菌可湿性粉剂、蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂、GYSW-6m1、450 g/L咪鲜胺水乳、125 g/L氟环唑悬浮剂，以清水为对照。3次重复(3盆)，处理好后放入25℃的光照培养箱(12 h光照/12 h黑暗)中保湿(定期喷雾)培养，培养1个月，测定各处理幼苗株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重等指标生长情况。

1.3 数据统计与分析

采用DPS 7.05通过最小显著差异法(LSD)比较不同处理间的差异显著性(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同处理万寿菊种子的萌发率及芽长

从表1看出，不同处理万寿菊种子的萌发时间、萌发率及芽长存在差异。

表1 不同处理万寿菊种子的萌发率及芽的生长情况 Table 1 Effects of different pesticides on seed germination rate and bud growth of T. erecta

2.1.1 萌发时间与萌发率

1)萌发时间。各处理的萌发时间为1～4 d，抗重茬微生物菌剂、土壤调理剂、微生物菌剂、沃丰康-克线散粉剂和哈茨木霉粉剂在处理1 d后开始萌发，沃丰康-复合微生物菌剂、土传三号悬浮剂和GYSM-6m1在处理2 d后开始萌发，枯草芽孢杆菌可湿性粉剂和125 g/L氟环唑悬浮剂在处理3 d后开始萌发，其余处理在4 d后开始萌发。

2)萌发率。各处理7 d后种子的萌发率在4.00%～54.67%，依次为哈茨木霉粉剂>微生物菌剂>土壤调理剂>沃丰康-克线散粉剂>抗重茬微生物菌剂>GYSM-6m1>沃丰康-复合微生物菌剂=125 g/L氟环唑悬浮剂>土传三号悬浮剂>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂>450 g/L咪鲜胺水乳剂>补骨脂种子提取物微乳剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂=CK。其中，哈茨木霉粉剂处理(54.67%)的萌发率最高，微生物菌剂处理(52.00%)其次，二者差异不显著，但均显著高于除土壤调理剂(44.00%)外的其余处理，其种子萌发率分别较CK(4.00%)提高50.67百分点和48.00百分点。土壤调理剂处理种子萌发率显著高于除沃丰康-克线散粉剂(37.33%)、抗重茬微生物菌剂(36.00%)和GYSM-6m1(34.67%)处理外的其余处理；沃丰康-克线散粉剂、抗重茬微生物菌剂与GYSM-6m1处理间差异不显著，但均显著高于沃丰康-复合微生物菌剂、125 g/L氟环唑悬浮剂和土传三号悬浮剂等其余7个处理。

2.1.2 芽长 各处理的芽长为0.93～2.69 cm，依次为土壤调理剂>抗重茬微生物菌剂>微生物菌剂>哈茨木霉粉剂>土传三号悬浮剂>GYSM-6m1>沃丰康-克线散粉剂>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂>补骨脂种子提取物微乳剂>沃丰康-复合微生物菌剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂>125 g/L氟环唑悬浮剂>CK>450 g/L咪鲜胺水乳剂。其中，处理土壤调理剂、抗重茬微生物菌剂、微生物菌剂、哈茨木霉粉剂和土传三号悬浮剂处理种子萌发后芽能够正常生长，芽长显著高于其他处理，芽长均≥2.40 cm，处理间差异不显著；其次是生防菌株GYSM-6m1和沃丰康-克线散粉剂，芽长分别为1.98 cm和1.86 cm，二者差异不显著；其他处理种子虽然能够萌发，但种子萌芽后长势较差，一些处理种子萌芽后芽矮小瘦弱，甚至枯死。

结合种子萌发率及种子萌发后芽的长势可知，哈茨木霉粉剂、微生物菌剂、土壤调理剂和沃丰康-克线散粉剂处理能有效提高种子萌发率和促进萌发后芽的生长。

2.2 不同处理万寿菊幼苗的生长情况

从表2和封三看出，不同处理万寿菊幼苗的生长存在差异。

表2 不同处理万寿菊幼苗的生长情况Table 2 Effect of different pesticides and GYSW-6M1 strain on seedling growth of T. erecta

2.2.1 株高 各处理幼苗株高为15.93～22.43 cm，依次为沃丰康-复合微生物菌剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂>沃丰康-克线散粉剂>土壤调理剂>补骨脂种子提取物微乳剂>哈茨木霉粉剂>微生物菌剂>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂>GYSM-6m1>土传三号悬浮剂>抗重茬微生物菌剂>CK。其中，沃丰康-复合微生物菌剂处理(22.43 cm)最高，蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂处理(22.00 cm)其次，二者差异不显著，但显著高于土传三号悬浮剂处理、抗重茬微生物菌剂处理和CK，与其余处理差异不显著。

2.2.2 茎粗 各处理幼苗茎粗为1.1～1.67 cm，依次为沃丰康-复合微生物菌剂>土传三号悬浮剂>补骨脂种子提取物微乳剂>沃丰康-克线散粉剂>微生物菌剂>土壤调理剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂>GYSM-6m1>CK>哈茨木霉粉剂>抗重茬微生物菌剂。其中，沃丰康-复合微生物菌剂处理(1.67 cm)最高，显著高于微生物菌剂处理(1.10 cm)和CK(1.10 cm)，其余处理间差异不显著。

2.2.3 根长 各处理幼苗根长为7.23～16.50 cm，依次为沃丰康-复合微生物菌剂>土壤调理剂=土传三号悬浮剂=补骨脂种子提取物微乳剂>哈茨木霉粉剂>沃丰康-克线散粉剂=枯草芽孢杆菌可湿性粉剂=蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂=GYSM-6m1>抗重茬微生物菌剂>微生物菌剂=CK。其中，沃丰康-复合微生物菌剂处理(16.50 cm)最高，显著高于除土传三号悬浮剂处理(16.23 cm)、补骨脂种子提取物微乳剂(15.60 cm)、沃丰康-克线散粉剂(13.10 cm)和微生物菌剂(12.23 cm)处理外的其余处理，土传三号悬浮剂处理、补骨脂种子提取物微乳剂、沃丰康-克线散粉剂和微生物菌剂处理间差异不显著，其余处理间差异不显著。

2.2.4 鲜重

1)总鲜重。各处理幼苗总鲜重为3.86～8.16 g，依次为沃丰康-复合微生物菌剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂>土传三号悬浮剂>土壤调理剂>沃丰康-克线散粉剂>补骨脂种子提取物微乳剂>微生物菌剂>哈茨木霉粉剂>抗重茬微生物菌剂>GYSM-6m1>CK>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂。其中，沃丰康-复合微生物菌剂处理(8.16 g)最高，显著高于除蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂(7.95 g)、土传三号悬浮剂(7.59 g)、土壤调理剂(7.23 g)和沃丰康-克线散粉剂(7.14 g)处理外的其余处理；蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂、土传三号悬浮剂、土壤调理剂与沃丰康-克线散粉剂处理差异不显著，但均显著高于微生物菌剂(4.78 g)、哈茨木霉粉剂(4.72 g)、抗重茬微生物菌剂(4.64 g)、GYSM-6m1(4.58 g)、枯草芽孢杆菌可湿性粉剂处理(3.86 g)和CK(4.20 g)。

2)地上部分鲜重。各处理幼苗地上部分鲜重为3.36～6.90 g，依次为沃丰康-复合微生物菌剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂>土传三号悬浮剂>土壤调理剂>沃丰康-克线散粉剂>补骨脂种子提取物微乳剂>微生物菌剂>GYSM-6m1>抗重茬微生物菌剂>哈茨木霉粉剂>CK>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂。其中，沃丰康-复合微生物菌剂处理(6.90 g)最高，蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂处理(6.71 g)其次，枯草芽孢杆菌可湿性粉剂处理(3.36 g)最低。

3)地下部分鲜重。各处理幼苗地下部分鲜重为0.40～1.53 g，依次为沃丰康-克线散粉剂>补骨脂种子提取物微乳剂>沃丰康-复合微生物菌剂>蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂>土传三号悬浮剂>哈茨木霉粉剂>土壤调理剂>抗重茬微生物菌剂>GYSM-6m1>微生物菌剂>枯草芽孢杆菌可湿性粉剂>CK。其中，沃丰康-克线散粉剂处理(1.53 g)最高，补骨脂种子提取物微乳剂处理(1.33 g)其次，CK(0.40 g)最低。

总体看，沃丰康-复合微生物菌剂对万寿菊幼苗促生作用最显著，其株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别为22.43 cm、1.67 cm、16.50 cm、8.16 g、6.90 g和1.26 g，除地下部分鲜重低于沃丰康-克线散粉剂处理(1.53 g)外，其余各生长指标均高于其他处理；其次是蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂，其株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别为22.00 cm、1.27 cm、10.97 cm、7.95 g、6.71 g和1.24 g，对株高生长及地上部分的促进效果最为显著；土传三号悬浮剂株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别为16.43 cm、1.53 cm、16.23 cm、7.59 g、6.49 g和1.10 g，对茎粗和根长的促进效果最为显著；土壤调理剂株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别为20.40 cm、1.53 cm、11.50 cm、7.23 g、6.40 g和0.83 g，对茎粗的促进效果最为显著；沃丰康-克线散粉剂株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别为20.57 cm、1.27 cm、13.10 cm、7.14 g、5.60 g和1.53 g，对根长的促进效果最为显著。蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂与土传三号悬浮剂、土壤调理剂和沃丰康-克线散粉剂间除株高外其余各生长指标的差异不显著。

3 讨论

种子发芽率直接影响作物幼苗的出苗率和建植率等，并对作物的营养生长具有重要作用。研究结果表明，哈茨木霉粉剂和微生物菌剂可显著推进万寿菊种子的萌发进程和提高种子萌发率。与前人研究结果哈茨木霉能够促进种子萌发相符。魏林等[25-26]研究发现，哈茨木霉(Trichodermahazianum)菌株T2-16发酵产物对豇豆、水稻等种子的萌发和苗期生长发育具有明显的促进作用；李艳娟等[27]研究表明，木霉可以促进杉木种子萌发与幼苗生长，且可以提高其抗逆性。该研究还发现，沃丰康-复合微生物菌剂和蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂对万寿菊植株促生作用显著，也与前人报道相符。赵玳琳等[28-29]研究表明，沃丰康-复合微生物菌剂对草莓植株具有明显的促生增产作用，其对甘蓝黑腐病的防效为67.77%。王勇等[30]发现，蜡质芽孢杆菌AR156菌剂可增加辣椒叶片叶绿素的含量、促进辣椒生长。

试验结果表明，未经生物农药、生防菌和化学药剂处理的万寿菊种子(清水对照)萌发率均低于生物农药、生防菌和化学药剂的处理，处理4 d萌发率仅为4%，萌发后的幼苗质量也较差。休眠是种子作物在长期进化过程中产生的适应性性状，作物通过抑制种子萌发渡过不良环境，未通过休眠的种子往往发芽率极低[31]。由于该试验于冬季进行，万寿菊种子仍处于休眠状态，因此，未经处理的万寿菊种子萌发率也极低。同时研究也得到，经哈茨木霉粉剂和微生物菌剂处理7 d万寿菊种子萌发率分别为54.67%和52.00%，相比未经处理万寿菊种子的萌发率分别提高50.67百分点和48.00百分点，说明哈茨木霉粉剂和微生物菌剂能够打破万寿菊种子休眠状态，提高种子萌发率。种子从休眠向萌发阶段的转换涉及信号转导、养分转化、酶的活化、基因表达等多个方面[32]。化学药剂处理参与并促进种子休眠向萌芽阶段的转化，前人研究中主要是通过化学药剂H2O2、GA3、MT及SA等处理解除种子休眠[32-36]。该研究发现，生防菌也能够解除种子休眠，但其调控种子休眠解除的机理尚需进一步研究。

4 结论

哈茨木霉粉剂和微生物菌剂可促进万寿菊种子的萌发，在播种万寿菊种子时进程并提高种子萌发率，处理1 d后种子均开始萌发；哈茨木霉粉剂和微生物菌剂处理7 d时萌发率分别为54.67%和52.00%，较清水对照(4.00%)分别提高50.67百分点和48.00百分点。沃丰康-复合微生物菌剂和蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂可显著促进万寿菊幼苗生长，沃丰康-复合微生物菌剂处理株高、茎粗、根长、总鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重分别为22.43 cm、1.67 cm、16.50 cm、8.16 g、6.95 g和1.21 g，均高于其他处理；其次是蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂，但其与土传三号悬浮剂、土壤调理剂和沃丰康-克线散粉剂处理和生长指标差异不显著。哈茨木霉粉剂和微生物菌剂可促进万寿菊种子萌发并提高种子萌发率，沃丰康-复合微生物菌剂和蜡质芽孢杆菌可湿性粉剂可促进万寿菊幼苗生长。