复合菌剂生物肥对甘薯茎线虫病的防治和增产效果研究

宋根 张宝海 郭丁鑫 吴艳红 冯建龙 路莎 韩丽丽 宋春光

摘要 甘薯茎线虫病是甘薯生产中的一种常发性且较为严重的病害。为了解不同载体负载微生物菌剂的效果，以及添加复合菌剂对甘薯茎线虫及甘薯产量的影响，本试验选择不同载体和微生物菌剂，测定载体的微生物负载效果，并测定了施入不同微生物菌剂后的甘薯产量及其茎线虫病情指数等指标。结果表明，硅藻土对生防菌剂的吸附率、釋放率和存活率分别为64.76%、94.61%和86.90%，能够有效实现对菌体的吸附/释放以及保证菌体存活。胶冻样类芽孢杆菌菌剂以及生防菌剂复配施用对甘薯茎线虫病的防治效果达75.4%。微生物菌剂与有机肥构建的生物有机肥施用后，线虫发病率仅为12.7%，且甘薯平均产量高达19 272.23 kg/hm。生物有机肥对甘薯生长、品质、抗性、增产和增收均有一定促进作用，同时具有适用性广、绿色安全且不产生抗药性的特点，适合在甘薯茎线虫防治以及促进甘薯增产上推广应用。

关键词 生物菌剂；甘薯茎线虫；病情指数；防治效果

中图分类号 S436.32；S963.91 文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）03-0067-05

Effects of microbial organic fertilizer on the control and yield increase of sweet potato root knot nematode disease

SONG Gen    ZHANG Baohai    GUO Dingxin    WU Yanhong    FENG Jianlong    LU Sha    HAN Lili    SONG Chunguang

（Qinhuangdao Hemiao Biotechnology Co.， Ltd.， Qinhuangdao 066000， China）

Abstract Sweet potato stem nematode disease is a common and serious disease in sweet potato production. To understand the microbial loading effect of different carriers ， as well as the effects of adding composite agents on sweet potato stem nematodes and yield， different carriers and microbial agents were used to measure the microbial loading effect， and the sweet potato yield and their stem nematode disease index after applying different microbial agents were measured in this experiment. The results showed that the adsorption rate， release rate， and survival rate of diatomaceous earth for biocontrol agents were as high as 64.76%， 94.61% and 86.90%， respectively， which could effectively achieve bacterial adsorption/release and ensure bacterial survival. The combined application of Paenibacillus kribbensis and biocontrol agents was 75.4% effective against sweet potato root knot nematode disease. After the application of bio organic fertilizer composed of microbial agents and organic fertilizer， the incidence rate of nematode was only 12.7%， and the yields up to 19 272.23 kg/hm. Biological organic fertilizers have a promoting effect on the growth， quality， resistance， yield increase and income increase of sweet potatoes. It exhibits wide applicability， green safety， and does not produce drug resistance， making it suitable for promotion and application in the prevention and control of sweet potato stem nematodes and the promotion of sweet potato yield increase.

Keywords biological agents; sweet potato stem nematode; disease index; prevention and control effect

甘薯具有种植简便、适应性强的特点，是重要的粮食作物之一。甘薯茎线虫病是威胁甘薯生产的主要病害之一。受茎线虫危害后薯块会出现糠心，一般发病田块减产20％～50％，严重时会导致绝产。该病害主要感染甘薯幼苗、茎蔓基部、薯块及粗根，一般不会感染叶片和细根。秧苗受害初期一般不表现症状，受害严重的植株表现为植株矮小、叶片变黄。茎线虫主要侵害薯苗的基部，导致苗基部出现污绿色的斑驳状。薯蔓伸长后受到茎线虫感染，薯蔓茎基部不会开裂，纵向剖开后可以看到褐色干烂状髓部，折断后没有或有少量的白浆流出。甘薯生长中后期，近地表的茎蔓基部会出现褐色的龟裂斑，薯蔓髓部会有褐色或白色的干烂，进而形成糠心的情况。

针对甘薯茎线虫病害采取倒茬、清除病残体、生产无病种薯和培育无病壮苗等农业防治措施，可起到一定的防治效果，但该方法其杀虫效果有待进一步提升。除农业防治措施外，化学药剂防治也是该病害的重要防治手段。常用药剂包括氯化苦、威百亩、棉隆、阿维菌素和噻唑膦等，其中噻唑膦应用较为广泛。茎线虫病主要在作物根部发生，因此对土壤进行处理是该类病害的主要防治方法之一，但该方法可能会对生态环境和人体健康产生不利影响。频繁使用化学杀线虫剂可能会导致茎线虫对药物的抵抗力增强，造成防治效果下降；同时增加了农药残留的风险，对甘薯的质量安全产生负面影响，从而影响甘薯的市场竞争力。

近年来，微生物菌剂防治因具有安全、高效和无残留等诸多优点而备受关注。微生物菌剂可以增加土壤中有益微生物的数量，促进土壤养分的转化，提高土壤肥力，进而促进植物的生长和发育，提高农作物的产量和品质。目前，已有不同类型的生物菌剂初步被证明对设施蔬菜中的线虫防治起到了一定的积极作用，王毅等、秦晓燕等研究发现微生物菌剂对茎线虫具有一定的预防和抑制效果。随着微生物菌剂在设施蔬菜生产中的广泛应用，人们开始关注游离细菌的应用限制，如土壤中污染物对微生物的毒性，与天然微生物群的竞争，营养缺乏影响微生物的存活和增殖等。为了解决上述这些问题，可以考虑将微生物固定在不同的固体基质中，例如硅藻土、膨润土、藻酸盐和纳米颗粒等，但还需要进一步研究验证微生物菌剂与载体间的复配效果。

为防治生产上甘薯莖线虫病，本研究通过筛选较优的负载细菌的载体，制备了一种专门应用于防治甘薯茎线虫病的颗粒型生物有机肥，并通过小区试验、田间应用等试验综合评价了该生物有机肥的应用效果，为甘薯茎线虫病的防治及甘薯安全生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用生防菌剂为自制菌剂，有效活菌数按1 000亿/g计；胶冻样类芽孢杆菌菌剂为市场采购，有效活菌数按100亿/g计。载体分别选择高岭土、硅藻土、膨润土、滑石粉和轻质碳酸钙。本试验采用自制的颗粒型有机肥料（有机质50.0%，N、P、K含量9.2%）。其他材料有生长素、植物源线虫趋避剂、黏结剂以及防结块剂。生长素为γ-氨基丁酸（含量99.8%），植物源线虫趋避剂为苦味素，上述药剂均为市场购买。

试验地点设在河北秦皇岛昌黎县某甘薯种植基地。小区试验地土壤类型为潮褐土，土壤质地为壤土，有机质13.6 g/kg，全氮0.95 g/kg，有效磷80.2 mg/kg，速效钾143.5 mg/kg，pH值 7.0。试验田土壤类型为潮褐土，土质为砂壤土；养分状况为有机质12.2 g/kg，全氮0.84 g/kg，有效磷68.3 mg/kg，速效钾112.5 mg/kg，pH值7.2；前茬作物为甘薯。试验于5月中旬进行。甘薯栽植密度为75 000株/hm。供试药剂为噻唑膦、淡紫拟青霉菌剂以及颗粒型复合菌剂生物肥（有效活菌数0.97×10 CFU/g，自制）。

1.2 试验方法

1.2.1 不同载体的吸附力、有效活菌数释放率以及活菌存活率测定  将发酵液含菌量调整至2.0×10 CFU/g，在无菌条件下将菌液与各载体充分混匀，每次加入5 mL菌液。使载体湿润，并保持疏松，不结块。以100.0 g菌剂所含的菌液量为载体吸附率，吸附率反映载体的吸附能力，计算出接种菌数。

将菌剂放置在阴凉处保存，2 d后取10.0 g样品加入100 mL生理盐水，在200 rpm下振荡2 h，然后立即用稀释平板计数法测定释放的菌数。

放置在室温下的菌剂分别在第2、30、60、90、120和150天取10.0 g样品加100 mL生理盐水，200 rpm振荡2 h，取样方法同上。用稀释平板计数法测定不同时期载体释放的活菌数，并以该菌数与初始菌数的比值作为活菌存活率。

1.2.2 小区示范试验设计  设5个处理，3次重复，随机区组排列。处理1—5复合菌配制如表1所示。沟施，每垄施样品肥料250.0 g与土混匀，移栽甘薯苗50株；每个处理15垄，设两个隔离行，垄长10.0 m，株距0.2 m，行距0.6 m，2021年5月15日进行移栽，日常管理。记录发病株数和级别，计算病情指数和防效。

1.2.3 田间示范试验设计  示范田设3个处理，分别是复合菌剂生物肥（生物有机肥）、药剂（噻唑膦）对照和淡紫拟青霉菌剂对照。甘薯苗行距0.6 m，株距0.2 m，甘薯苗栽植密度约75 000棵/hm。其中，药剂（噻唑膦）对照0.18 hm、淡紫拟青霉菌剂对照0.19 hm、复合菌剂生物肥1.69 hm，共2.06 hm。田间管理为常规管理。

1.3 调查指标及方法

调查定于甘薯收获时进行。小区试验茎线虫病害发病情况调查采用5点取样法，每点调查6株。

甘薯茎线虫病病情分级标准：0级，薯块无病斑；1级，薯块病区占全薯块1/4以下；2级，薯块病区占全薯块1/4～1/2；3级，薯块病区占全薯块1/2～3/4；4级，薯块病区占全薯块3/4以上。

在各处理示范田随机布点取样，调查甘薯茎线虫病发病率和防治效果，统计并计算商品薯产量。试验示范参照《微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南》（NY/T 1536—2007）要求进行。

病情指数（%）＝[∑（各级病株数×相应级数）/调查总株数×最高级别值]×100；相对防治效果（%）＝（CK区病情指数-处理区病情指数）/CK区病情指数×100；发病率（％）＝∑（发病块数）/（调查总块数）×100；商品薯产量（kg/hm）=商品薯重量/采样面积。

1.4 数据分析

采用DPS 7.05软件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 不同载体的微生物负载效果

不同载体的菌体吸附率、菌体释放率以及活菌存活率分别见表1和表2。由表1可知，硅藻土在菌体吸附和菌体释放方面具有较好的效果，吸附率为64.76%，释放率为94.61%。值得注意的是，硅藻土负载的菌剂培养150 d后仍保持较高的存活率，达到86.9%（表2—3）。综合上述载体的菌体吸附率、菌体释放率及活菌存活率3项指标的试验结果，不同载体的吸附率、释放率以及活菌存活率存在差异。其中，硅藻土为菌剂的最佳载体。

2.2 复合菌剂对甘薯茎线虫病的防治效果

由表4可知，复合菌剂防治甘薯茎线虫病的效果均优于CK（淡紫拟青霉）和CK（噻唑膦）；處理1、处理2和处理3的病情指数在12.0%～12.7%，防治效果在73.7%～75.4%，处理间无显著性差异（P>0.05）。说明噻唑膦的添加对复合菌剂的防效无明显影响。因此，复合菌剂可代替部分化学药剂实现防治甘薯茎线虫病的效果。

2.3 复合菌剂生物肥对甘薯茎线虫病的防治效果

不同处理甘薯茎线虫病的防治效果见表5。复合菌剂生物肥施用后，线虫发病率仅为12.7%，明显低于淡紫拟青霉菌剂（54.9%）和及噻唑膦药剂（52.8%）处理的线虫发病率。复合菌剂生物肥处理的病情指数（12.32%）低于噻唑膦药剂（35.38%）以及淡紫拟青霉菌剂（42.65%）处理的病情指数。复合菌剂生物肥的防治效果比处理2和处理3分别高出37.82%和41.50%，说明复合菌剂生物肥具有出较好的防治效果。

2.4 不同处理对甘薯产量的影响

不同药剂及其复配施用对甘薯产量的影响见表6。除处理1外，处理2（6 260.75 kg/hm）和处理3（7 835.67 kg/hm）甘薯平均产量差异不明显（P>0.05）。而复合菌剂生物肥施用后甘薯产量较处理2和处理3分别显著提高207.82%和145.95%，平均产量达到19 272.23 kg/hm。

示范田调查统计结果表明，复合菌剂生物肥在甘薯茎线虫病严重地块仍具有良好的防治效果，且在该处理中，观察到其他病虫害的发病率明显低于药剂对照和菌剂对照，如蛴螬、金针虫等，说明生物菌剂对其他病虫害也有一定防治效果。

3 结论

本研究发现，硅藻土在菌体吸附、菌体释放以及活菌存活率方面具有较好的效果，吸附率达64.76%，释放率达94.61%，150 d存活率达86.90%，可作为菌剂的优秀载体。复合菌剂可代替部分化学药剂实现防治甘薯茎线虫病在本试验中得到了初步验证，防治效果均优于CK（淡紫拟青霉）和CK（噻唑膦）处理，并且添加噻唑膦与不添加噻唑膦的甘薯茎线虫病病情指数在12.0%～12.7%，防治效果在73.7%～75.4%，无显著性差异。微生物菌剂与有机肥结合对甘薯茎线虫有较好的杀灭作用，以及对甘薯生长有明显的促进作用。在线虫严重发生地块，以噻唑膦药剂为对照，复合菌剂生物肥的防治效果提高37.82%，以淡紫拟青霉菌剂为对照，复合菌生物肥的防治效果提高41.50%。甘薯产量增加207.82%以上，充分显示了生防菌、有益菌和植物源趋避剂间的协同效果。

综上，将具有茎线虫病防治功能的生防菌株与具有促生功能和协同关系良好的胶冻样类芽孢杆菌菌株进行构建，再与其他有益组分复配成的生物有机肥，不仅可以有效防治作物的重茬病害，替代部分化学肥料和药剂，实现化肥农药减量增效目标，还可以进一步提高农产品的产量和品质。

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（责编：何 艳）

基金项目 河北省重点研发计划项目（20322911D，21322903D），河北省创新能力提升计划项目（20562903D）；河北省技术创新引导计划项目（20822904D）；秦皇岛市科学技术研究与发展计划项目（202201B028）。

作者简介 宋根（1985—），男，河北秦皇岛人，助理农艺师，从事农业生物技术研究。

收稿日期 2023-11-29