新型生防菌组合防治烟草青枯病田间药效评价
作者: 韩小斌 王先勃 张之矾 祝乾湘 芶剑渝
摘要 对基于烟草根际核心微生物组筛选获得3种生防菌组合进行了青枯病田间药效评价。结果表明,黄色假单孢菌 (Pseudomonas lurida) FGD5-2、韩国假单孢菌 (Pseudomonas koreensis) HCH2-3和霍氏假单孢菌 (Pseudomonas rhodesiae) MTD4-1对烟草青枯病均有一定的防治效果,能够延迟病害发生时间,减轻病害发生程度。3个菌株组合处理防病效果最佳,能够延迟发病时间8~10 d,对轻度发病烟田防病效果达50%以上,同时还表现出一定的促生效果。经2地田间试验效果,3种生防菌组合具有较好的青枯病防治应用潜力。
关键词 烟草;青枯病;生物防治;假单孢菌;田间试验
中图分类号 S 435.72 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2022)06-0123-02
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.06.028
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Efficacy Evaluation of a New Biocontrol Bacteria Combination against Tobacco Bacterial Wilt under Field Condition
HAN Xiao-bin1,2,WANG Xian-bo1,ZHANG Zhi-fan1 et al (1.Zunyi Branch of Guizhou Tobacco Company,Zunyi,Guizhou 563000;2.Engineering Research Center for Microbial Organic Fertilizer of China Tobacco,Zunyi,Guizhou 563000)
Abstract The bacterial wilt control efficacy of a new biocontrol bacterial combination screened from tobacco rhizosphere core microbiome was evaluated.The results showed that three bacterial strains,including Pseudomonas lurida FGD5-2, Pseudomonas koreensis HCH2-3 and Pseudomonas rhodesiae MTD4-1,had prevention effect on tobacco bacterial wilt.The application of biocontrol agents could delay the occurrence time of diseased plants in field,and reduce the severity of disease.The synthetic use of the three strains showed high control efficacy than using these strains alone,which could delay the initial time of bacterial wilt for 8-10 days,and had more than 50% of prevention effect under mild disease stress.The tobacco growth promotion of synthetic use of biocontrol agents was also observed.Overall,the synthetic use of the three bacteria strains had good potential for controlling tobacco bacterial wilt.
Key words Tobacco; Bacterial wilt; Biological control; Pseudomonas; Field trial
基金项目 中国烟草总公司重点科技项目(110201902003);贵州省烟草公司重点科技项目(201809)。
作者简介 韩小斌(1988—),男,山西高平人,农艺师,硕士,从事烟叶生产技术研发与应用。*通信作者,高级农艺师,从事烤烟生产技术研究。
收稿日期 2021-06-15
烟草青枯病是由茄雷尔氏菌( Ralstonia solanacearum) 引起的病害,属于典型的维管束病害,分布范围极广,危害严重。我国主要在长江以南各烟区发生普遍,尤以华南烟区发生严重,一些烟田发病率达30%~50%,严重影响烟叶生产可持续发展。烟草青枯病的防治是一个世界性难题,目前仍无十分有效的防治措施,生产上以化学农药防治为主,农药残留和环境污染问题日益突出。生物防治环境友好,近年来成为烟草青枯病研究的热点领域。
迄今,已有诸多学者筛选出对烟草青枯病具有防治效果的微生物菌株,包括假单孢菌属[1-2]、芽孢杆菌属[3-4]、伯克霍尔德菌属[5]和链霉菌属[6]等。但目前筛选的生防菌株主要基于个别微生物菌株与植物的互作关系,导致现有的生防菌剂多以单一菌株或少数菌株简单组合为主,存在作用机制单一、田间定殖能力差、防效不稳定等问题[7]。事实上,在自然环境中,与植物互作的微生物复杂多样,不同微生物间关系也非常复杂。如少数植物的根系可以与很多甚至超过100种菌根真菌共生[8]。由于与土壤中土著微生物间竞争关系,现有生防菌株普遍效果不佳。研究表明,真正发挥微生物群落功能的可能是少数关键微生物,被称为“核心微生物组”[9-10]。Zheng等[11]研究了遵义烟田烟草青枯病抑病土的微生物群落结构和功能,并分离获得了关键菌株,盆栽试验条件下对青枯病有较好的防治效果。笔者进一步通过田间试验考察上述菌株的防病效果,旨在为开发基于植物根际核心微生物组的新型生防菌剂提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验菌株 供试生防菌株浅黄色假单孢菌 (Pseudomonas lurida) FGD5-2、韩国假单孢菌 (Pseudomonas koreensis) HCH2-3和霍氏假单孢菌 (Pseudomonas rhodesiae) MTD4-1均分离自遵义烟田抑病土,由烟草行业微生物有机肥工程研究中心保藏。
1.2 生防菌株发酵液的制备
供试菌株用NB液体培养基培养24 h,室温4 000 r/min 离心 5 min,弃上清,沉淀重新悬浮4 ℃保存,使用时用清水稀释成适宜浓度即可。
1.3 试验设计 田间试验于2020年分别在遵义市道真县隆兴烟叶站和余庆县敖溪烟叶站进行,种植烟草品种为K326。余庆和道真试验点分别于4月15日和5月4日移栽。试验共设5个处理:①108 CFU/mL FGD5-2菌悬液;②108 CFU/mL HCH2-3菌悬液;③108 CFU/mL MTD4-1菌悬液;④108 CFU/mL FGD5-2、HCH2-3 和MTD4-1混合菌悬液(体积比1∶1∶1);⑤中生菌素1 000倍液;⑥空白对照。采用随机区组试验设计,每小区45株烟(3行区,每行15株烟),面积约30 m2,设4个重复。3种生防菌在烟苗移栽时,随定根水每株施用50 mL菌悬液,移栽后20 d每株100 mL菌悬液强化接种1次。田间出现青枯病病株时,分别施用3种菌悬液和中生菌素1 000倍液2次,每次间隔7 d。
1.4 调查项目与方法
1.4.1 旺长期农艺性状。于烟株旺长期测定叶片数、最大叶长、最大叶宽、株高和叶面积。
1.4.2 病情。
调查并记录每个处理(小区)初始发病时间。参照GB 23222—2008 国家标准,于第二次防治施药后10和20 d调查病害发生程度,计算病情指数和防病效果。
1.5 数据分析 采用DPS 7.05数据处理软件进行数据显著性检验。
2 结果与分析
2.1 生防菌处理对烟草旺长期农艺性状的影响 由表1可知,生防菌处理对烟株旺长期农艺性状有一定影响。与空白对照相比,3种生防菌单独处理或组合处理均能增加烟株的株高和最大叶面积,其中3种生防菌组合处理效果最佳,株高和最大叶面积分别较对照增加18.44%~21.46%和22.93~24.89%。生防菌处理对旺长期烟株茎围和叶片数无显著影响。
2.2 生防菌处理对烟草青枯病发病初始时间的影响
由表2可知,余庆和道真试验点烟草青枯病分别于6月中旬和下旬田间开始出现病株,生防菌单独处理或组合处理均能延迟发病时间。与对照相比,3个菌株单独处理能延迟青枯病发病时间4~6 d,3个菌株组合处理优于单独处理,则能延迟青枯病发病时间8~10 d。中生菌素初始发病时间与对照基本一致。
2.3 生防菌处理对烟草青枯病病情指数的影响 由表2可知,第2次施药后10 d,青枯病发病程度普遍较轻,余庆和道真试验点空白对照的病情指数分别为19.25和15.02。各生防菌处理均能显著降低烟草青枯病的发病程度,3种生防菌单独处理在余庆和道真的防治效果为38.64%~52.13%。3种菌组合处理则分别达56.62%和56.59%,显著优于单独菌株处理,与中生菌素处理防治效果无显著差异。
第2次施药后30 d,田间青枯病病情继续发展,空白对照余庆试验点发病程度中等(病情指数29.82),道真试验点发病程度偏重(病情指数42.66)。2个试验点生防菌单独或组合处理病情指数均显著低于空白对照和中生菌素处理,防治效果为24.00%~40.98%,以3种菌组合处理防效最佳(36.03%和40.98%)。
3 结论与讨论
与农作物相依相生的微生物组是影响作物生长、产量和品质的重要因素。研究表明植物微生物组的功能不是其单个成员的总和,因为微生物类群之间相互作用并形成一个复杂的网络[12-13]。网络分析可以了解微生物与微生物之间的联系,利于寻找微生物间的共生模式[14-15],进而设计和合成针对性更强、效率更高、效果更佳的微生物组合,将为土传病害防治带来新思路,有望开发出新一代生防菌剂。
基于网络分析确定的关键微生物类群须辅以试验证据,以揭示其真正的重要性[16]。前期研究中,Zheng等[11]利用共发生网络鉴定了遵义烟田青枯病抑病土中关键微生物类群,并通过微生物分离培养的手段获得了关键菌株黄色假单孢菌FGD5-2、韩国假单孢菌HCH2-3和霍氏假单孢菌MTD4-1。2个地点的烟草青枯病防治试验结果表明,上述3个菌株对烟草青枯病均有一定的防治效果,表现为延迟病害发生时
间、减轻病害发生程度。3个菌株组合处理防病效果最佳,能够延迟发病时间8~10 d,在田间发病程度较轻的情况下,防病效果达50%以上。与该研究结果一致,多种有益微生物组合或合成菌群在控制植物青枯病方面比单一菌株更有效[17-18],表明微生物之间的相互作用和协同效应是至关重要的。需要指出的是,生防菌及其组合在发病程度较重的烟田防治效果显著下降,暗示生防菌对轻至中度发生的病害更为有效。此外,随着病情的发展,中生菌素防效下降较生防菌组合更为显著,说明生防菌处理有助于提高土壤持久抗病能力。
该试验结果进一步表明,基于烟草根际核心微生物组筛选获得的黄色假单孢菌FGD5-2、韩国假单孢菌HCH2-3和霍氏假单孢菌MTD4-1组合对轻至中度发生的烟草青枯病具有较好的防治效果,同时对烟株还表现出很好的促生作用。但随着生育期延长和病害发生加重,防病效果逐渐减低,如何提高生防菌的持续发病能力有待进一步研究。
参考文献
[1]RAAIJMAKERS J M,WELLER D M.Natural plant protection by 2,4-diacetylphloroglucinol-producing Pseudomonas spp.in take-all decline soils[J].Mol Plant Microbe Interact,1998,11(2):144-152.