优良生防菌剂对茶树炭疽病的影响及其抗病机理

摘 要：探讨了优良生防菌剂对茶树抗炭疽病能力的影响，并对其抗病机理进行初步研究。结果表明：JSNL001为茶树炭疽病的优良生防菌剂。JSNL001提高了茶树叶片的叶绿素含量及根系活力水平，可显著增强茶树细胞膜SOD和POD活性，有效保护茶树叶片细胞膜的完整性，进而增强茶树的抗病能力。

关键词：生防菌剂；茶树；炭疽病；抗病能力

中图分类号：S476 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）10–00-03

近年来，茶产业发展迅速，茶园种植面积快速增加。然而，随着化学肥料、化学农药的大量使用，茶园土壤酸化、茶园内生态系统失衡、病虫害发生等问题日益严重，从而影响了茶树的生长发育，严重威胁着茶产业的可持续发展[1]。植物细胞膜中存在一系列保护酶，当受到病虫害胁迫时，其对细胞的生命活动具有一定保护作用，可减少对植物的伤害，从而增强植物的抗病能力[2]。高效优良的生防菌剂既能丰富茶园生物种类，改善茶园生态环境，也能在一定程度上发挥细胞膜的调节作用，增强茶树的抗病能力。分析生防菌剂对茶树抗病能力的影响，筛选防效优良的生防菌剂，从而在茶树细胞膜保护酶水平分析生防菌剂增强茶树抗病能力的机理，为后续深入研究茶树优良生防菌剂的作用机理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试茶树

江苏省句容市江苏茶博园内5年生茶园。

1.1.2 供试菌株

试验共选择3种生防真菌作为供试菌株，分别是绿色木霉JSCBY001、矮小伞霉JSCBY002和链格孢菌JSCBY003，均由江苏农林职业技术学院、江苏省茶业研究所在茶园土壤中自行分离并保存。将各供试菌株接种于PD培养基中，于摇床内进行黑暗振荡培养（25 ℃，

40 r/min）。暗培养获得生防真菌的孢子悬浮液，将其稀释到2×106个/mL备用。

1.2 生防菌剂的田间喷施

2021年7月10日（炭疽病的盛发期），在供试茶园内进行生防菌剂的田间喷施。每种菌剂均喷施约

0.33 hm2茶园，以喷施等量清水的茶园为对照（CK）。试验共设3组重复。

1.3 研究及测定分析方法

1.3.1 感病率、感病指数计算

喷施菌剂后，定期监测茶树炭疽病的发病程度，统计感病率、感病指数。病情分级主要根据接种叶片正、反两面出现的病斑数量及直径。病株分级标准如下：0 为正常；Ⅰ为正、反两面有少量病斑，发病面积占叶片总面积1/4以下；Ⅱ为正、反两面有病斑，发病面积占叶片总面积的1/4～1/2；Ⅲ为正、反两面有病斑，发病面积占叶片总面积1/2～3/4；Ⅳ为正、反两面有病斑，发病面积占叶片总面积3/4以上。

感病率=（感病株数/接种株数）×100%

感病指数=∑（各级病株数×该级代表数值）×100

/（总株数×最高一级代表数值）

在计算分析感病率、感病指数时，每个试验区域内的所有处理中，均随机选取300片叶进行统计。其中，在茶树上、中、下各部位分别选取100片叶。

1.3.2 生理指标测定及数据分析

在接种当天（第0天）和接种后第5、10、15、20、25、30天时，随机选取茶树顶部未枯萎叶片，进行各项指标的测定。

（1）叶绿素含量测定：采用乙醇提取法；（2）根系活力测定：采用TTC法；（3）MDA含量测定：采用硫代巴比妥酸法[5]；（4）细胞膜保护酶活性的测定和SOD活性测定：采用NBT法；（5）POD活性测定：采用愈创木酚法[6]。

试验数据采用SPSS 13.0软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 喷施生防菌剂与茶树抗炭疽病能力的关系

在不同处理组中，喷施生防菌剂后，随着时间的推移，茶树炭疽病均有发生，但不同处理间的感病率和感病指数存在较大的差异。CK的发病速度最快，第20天时，感病率已达60%；接种生防菌的处理中，感病率均低于50%，其中，喷施JSCBY001的处理感病率最低，仅为35%。第30天时，CK的感病率超过80%；喷施JSCBY002和JSCBY003处理组的感病率均较低，分别为56.2%、60.67%；喷施JSCBY001的处理组感病率仍明显低于其他处理，仅为41.67%。

在不同统计时间段，各处理组茶树的感病指数均逐步增加，CK的感病指数高于喷施生防菌剂的处理。第30天时，CK的感病指数高达45.2；喷施JSCB Y002和JSCBY003处理组的感病指数均低于对照组，分别为29.9、33.9；喷施JSCBY001处理组的感病指数最低，仅为27.08，明显低于其他处理（图1）。经比较，喷施不同生防菌剂处理的茶树抗炭疽病能力依次为JSCBY001＞JSCBY002＞JSCBY003＞CK。

图1" 不同处理茶树的抗病能力比较

2.2 生防菌剂对茶树叶绿素含量的影响

喷施生防菌剂后，随着茶树炭疽病的发生，不同处理组的叶绿素含量均存在一定程度的变化。随着时间推移和病害加重，喷施生防菌剂处理的茶树叶绿素含量均显著高于CK。其中，喷施JSCBY001的处理组叶绿素含量增幅最高，喷施JSCBY002和JSCBY003的处理组叶绿素含量增幅稍低。结合不同处理组茶树的抗病能力变化，得出喷施生防菌剂后能够明显促进茶树叶绿素的合成，并且抗病能力较强的植株叶绿素含量整体水平也较高。

2.3 生防菌剂对茶树根系活力的影响

喷施生防菌剂后，随着时间推移和病害发展，不同处理组的根系活力存在较大的差异。在喷施生防菌剂

10 d后，各处理的茶树叶根系活力增幅明显，均高于CK。其中，喷施JSCBY001的处理组根系活力最强，喷施JSCBY002和JSCBY003的处理组根系活力次之。

结合不同处理组茶树的抗病能力变化，得出随着病害的不断发展，喷施生防菌剂处理能够明显增强茶树的根系活力，根系活力水平与茶树的抗病能力呈正相关。

2.4 生防菌剂对茶树叶片MDA含量的影响

在喷施生防菌剂第10天内，各处理茶树叶片的MDA含量无明显的差异，处于较稳定水平。随着时间推移和病害发展，不同处理组的MDA含量呈现出较大的差异。CK的MDA含量最高，明显高于喷施生防菌剂的各处理组；喷施JSCBY002和JSCBY003的处理组次之；喷施JSCBY001的处理组MDA含量最低。结合不同处理组茶树抗病能力的变化，得出随着病害的不断发展，茶树叶片内MDA含量与茶树的抗病能力呈负相关。

2.5 生防菌剂对茶树细胞膜保护酶的调节作用

2.5.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化

喷施生防菌剂处理组的SOD活性总体均呈先上升后下降的变化趋势。第10天时，喷施JSCBY001和JSCBY002处理组的SOD活性出现第1次峰值，其中

喷施JSCBY001处理组的SOD活性峰值最高，达320.39

U/（g·min），喷施JSCBY002处理组的SOD活性峰值稍

低，为281.12 U/（g·min）；此后SOD活性波动明显。第25天

时，喷施JSCBY001和JSCBY002处理组的SOD活性出现第二次峰值，但明显低于第一次峰值；喷施JSCBY001处理组的SOD活性峰值仍是最高的，达272.23 U/（g·min），略高于喷施JSCBY002的处理组。喷施JSCBY003和CK

处理组的SOD活性均只在第15天时出现1次峰值，其中喷施JSCBY003处理组的峰值为270.14 U/（g·min）；CK的峰值最低，为180.54 U/（g·min），远低于喷施生防菌剂的处理（图2）。总体来看，喷施生防菌剂后，抗病能力较强的茶树SOD活性变化程度大于抗病能力较差的植株。

图2" 不同处理茶树SOD活性的变化

2.5.2 过氧化物酶（POD）的活性变化

结果表明，喷施生防菌剂处理组的POD活性均在第15天时出现1次明显的峰值，总体呈现先上升后

下降的趋势，抗病能力越强峰值越高。其中，喷施JSCBY001处理组达420.125 U/（g·min），喷施JSCBY002处理组为398.3 U/（g·min），喷施JSCBY003处理组为278.3 U/（g·min）。CK的POD活性上升缓慢，第20天时仅为210.6 U/（g·min）。总体来看，POD 活性的变化速度和峰值高低与茶树的抗病能力呈正相关。

3 讨论

我国茶产地环境多样，茶园病虫害发生情况复杂多变。当前，我国大部分产茶区病虫害防治仍以化学防治为主，忽视了生态环境对茶树生长的直接影响，导致茶园生态平衡遭到破坏，茶叶产量和品质明显降低[7]。如何实现茶园病虫害的无公害管理已成为当前亟待解决的问题。近年来，植物病虫害的生物防治以无污染、低毒、低残留、不易产生抗药性等优点逐渐受到青睐，生防菌剂的研究与应用已成为茶园管理中的研究热点[8]。研究表明，生防菌剂枯草芽孢杆菌等对疮痂病有较好防治效果，同时能促进植株生长，提高产量[9]。此研究发现，优良生防菌剂JSNL001的喷施可以降低茶树的感病率和感病指数，能够明显增强茶树的抗炭疽病能力。

3.1 叶绿素含量和根系活力对茶树抗炭疽病能力的影响

叶绿素是影响植物光合作用的重要色素，叶绿素含量的提高可以增强植物的同化作用，直接影响植物体有机物的合成与积累。根系活力可以增强根系的吸收能力，为植物生长提供足够的养分。在此研究中，喷施优良生防菌剂后，提高了茶树叶片的叶绿素含量及根系活力水平，增强了茶树的长势，为增强茶树的抗病能力奠定了良好的物质基础[10-14]。

3.2 SOD和POD对茶树抗炭疽病能力的影响

SOD和POD是植物细胞膜系统的重要保护酶，SOD的产物H2O2是POD形成的底物，因此SOD和POD

活性之间存在一定的动态平衡，两者协同作用使细胞膜内活性氧维持在较低水平，以保证植物正常的生命活动。SOD和POD活性的强弱是表征植物清除活性氧能力强弱的重要指标，也可以反映植物对逆境胁迫的敏感程度。MDA作为细胞受胁迫严重程度的指标之一，其累积量增加会对膜和细胞造成一定的伤害，与茶树的抗病能力呈负相关。在此研究中，与CK相比，喷施生防菌剂能够显著增强茶树细胞内SOD和POD的活性，酶活达到峰值的速度快慢和峰值高低与茶树的抗病能力强弱呈正相关，表明茶树的抗病能力与SOD和POD均存在重要关系。结合MDA含量的变化，认为喷施优良生防菌剂处理后，可显著调节茶树细胞膜SOD和POD活性，在SOD和POD的协同作用下，不断清除茶树体内产生的超氧自由基，有效减轻炭疽病对茶树细胞膜系统的损伤，而且增强了茶树的抗病能力。

4 结束语

分析不同生防菌剂对茶树抗病能力的影响，在生理生化和细胞膜保护酶水平分析了生防菌剂增强茶树抗病能力的机理。得出优良生防菌剂JSCBY001通过提高茶树叶片的叶绿素含量和根系活力，增强了树势；调节茶树细胞膜SOD和POD活性，在SOD和POD

的协同作用下，高效清除茶树体内产生的超氧自由基，减轻了炭疽病对茶树细胞膜系统的损伤。在今后研究中，可考虑在自然生长条件下，进一步分析多种生防菌剂复配或混合使用的效果，为生防菌剂的开发和推广应用提供依据。

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收稿日期：2024-08-28

基金项目：江苏农林职业技术学院院级课题（2019kj030）；江苏农林职业技术学院院级课题（2023kj03）。

作者简介：徐超（1979—），男，山东德州人，研究员，研究方向为森林保护。#通信作者：张红岩，E-mail：645803447@qq.com。