芽孢桿菌對設(shè)施番茄生長及根結(jié)線蟲病防效的影響

朱金英 ，王建宇 ，高春華 ，王友平 ，王明海 ，周波

（1.山東德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，253015;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）

蔬菜根結(jié)線蟲 （Root-knot nematodes，RKN）是一種土壤定居性內(nèi)寄生線蟲，屬墊刃目（Tylenchida）、 墊刃亞目 （Tylenchina）、 墊刃總科（Tylenchoidea Orley，1980）、異皮科（Heteroderidae）、根結(jié)亞科 （Meloidogyninae）、 根結(jié)屬（Goeldi，1982）[1，2]， 包含 90 多個種， 寄主多達 5500多種植物[3]。而90%以上的植物根結(jié)線蟲病是由其中最常見的有4種引起的，即南方根結(jié)線蟲（M.incognita）、北方根結(jié)線蟲（M.hapila）、花生根結(jié)線蟲（M. arenaria）和爪哇根結(jié)線蟲（M. javanica）[4]。 其中南方根結(jié)線蟲（M. incognita）的寄主超過3000多種植物，可以侵染幾乎所有栽培植物的根部。

隨著我國設(shè)施蔬菜的種植面積迅速增加、復(fù)種指數(shù)不斷提高，根結(jié)線蟲病發(fā)生面積逐漸擴大，可導(dǎo)致蔬菜減產(chǎn)20%～30%，嚴重時達60%～70%[5]，已成為一些地區(qū)設(shè)施蔬菜發(fā)展的技術(shù)瓶頸。目前，對于根結(jié)線蟲病防治的研究，常用到的防治方法主要有化學(xué)防治、物理防治、生物防治、農(nóng)業(yè)防治（抗性品種選育、嫁接栽培技術(shù)應(yīng)用）等，其中化學(xué)防治因見效快、使用簡單而受追捧。但是，化學(xué)防治持久性較差、成本高、難降解、對環(huán)境污染嚴重，不利于現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)的推進和發(fā)展?？剐云贩N選育是防治根結(jié)線蟲病最為根本有效的方法，但受培育周期長、遺傳不穩(wěn)定等因素的限制，這條路變得任重而道遠。因此，探尋一種安全、經(jīng)濟、有效的防治根結(jié)線蟲病的技術(shù)顯得尤為重要，也成為近幾年根結(jié)線蟲病防治研究的熱點。

本課題通過研究微生物菌劑芽孢桿菌AMCC100153對番茄根結(jié)線蟲病害的防效及對番茄生長、品質(zhì)的影響，探索高效、環(huán)境友好的解決番茄根結(jié)線蟲病的有效途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試微生物菌劑為芽孢桿菌 （spp.)AMCC100153，由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境微生物實驗室提供，菌劑濃度為 1.0×108CFU/g（1 億/g）。本試驗于2015年和2016年連續(xù)2 a在山東德州市陵縣丁莊鄉(xiāng)小莊村日光溫室內(nèi)進行，采集棚內(nèi)土壤，經(jīng)鑒定土壤內(nèi)線蟲為南方根結(jié)線蟲。前茬茴香，供試番茄品種是金棚6088，供試日光溫室土壤含有機質(zhì) 10.5 g/kg、全氮 62.7 g/kg、速效磷 12.9 mg/kg、速效鉀 （K2O）89.9 mg/kg，pH 值 7.13， 含鹽量為0.344%。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共3個處理：①空白對照處理CK：不用任何殺線蟲藥劑;②化學(xué)農(nóng)藥處理：阿維菌素2000倍液在番茄移栽時作灌根處理，番茄定植后覆土;③生物菌劑處理：將芽孢桿菌AMCC100153生物菌劑均勻撒在番茄種植溝內(nèi)，用量20 kg/667 m2，種植番茄后覆土。每個處理3個重復(fù)，每個處理面積為27 m2（3.6 m×7.5 m），大行行距80 cm，小行行距50 cm，株距30 cm，種植密度為3400株/667 m2。試驗地結(jié)合翻地，全層均勻基施腐熟農(nóng)家土雜肥0.59 m3/667 m2、 雞糞8 m3/667 m2、 復(fù)合肥 （NP2O5-K2O=15-15-15）133 kg/667 m2。 試驗選取長勢均勻一致的健壯苗統(tǒng)一定植，試驗田基肥、追肥、灌溉及其他田間管理等條件均一致，不進行疏花疏果，保留到6穗果后打頂。

1.3 項目測定

在番茄生育期內(nèi)進行田間調(diào)查，記載生長指標。 分別于定植后 15、30、60、90、120 d定壟定株測量株高、莖粗，統(tǒng)計葉片數(shù)量。于定植后60 d從各處理隨機選取番茄植株5株，稱量其地上部鮮質(zhì)量，采用烘干稱重法測其地上部干質(zhì)量等生長指標。

根際土壤采集，分別于移栽后的15、30、60、90、120 d 從每個小區(qū)隨機選取 3 株番茄，將根系及其根際土取出，帶土量最少300 g，將根系及根際土裝入密封袋，做好標記，立即帶回實驗室，采用過篩分離法測定其蟲口密度。

經(jīng)濟性狀調(diào)查指標主要包括單株坐果數(shù)、平均單果質(zhì)量，定壟定株，每處理調(diào)查10株。每次每小區(qū)測量收獲果實質(zhì)量（精確到1 g），最后統(tǒng)一折算為667 m2產(chǎn)量。

每處理隨機采取第4穗成熟度一致、大小均一的3個商品果，采用2，6-二氯靛酚法測定維生素C含量、蒽酮比色法測定可溶性糖含量、手持折光儀測定果實可溶性固形物含量。

圖1 對番茄株高和莖粗的影響

圖2 對番茄葉片數(shù)量的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 對番茄株高和莖粗的影響

由圖1可知，不同處理的株高均隨生育期延長而增加，定植15 d內(nèi)，株高增幅較小;定植15～90 d，生長加速，株高增幅大;定植90 d后，增長減緩。定植30 d后，不同處理對株高的影響差異開始顯現(xiàn)，生物菌劑對番茄株高有一定的影響，植株株高為生物菌劑＞阿維菌素＞空白對照，生物菌劑處理株高高于空白對照10.63%，差異極顯著，比阿維菌素處理高1.45%，差異不顯著。

不同處理對番茄植株莖粗均存在一定的影響，施用后各處理番茄植株莖粗均大于空白對照;各處理與空白對照均差異極顯著。定植15 d，各處理莖粗與株高變化趨勢一致，差異不顯著。定植15～30 d內(nèi)，莖粗增加明顯;定植90 d，生物菌劑處理莖粗增長極顯著優(yōu)于其他處理，分別較空白對照和阿維菌素處理高12.50%、6.31%。

圖3 對番茄地上部干、鮮質(zhì)量的影響

2.2 對番茄葉片數(shù)量的影響

由圖2可知，生物菌劑對番茄葉片數(shù)均存在一定的影響。定植15 d，生物菌劑處理的葉片數(shù)最多，與阿維菌素處理和空白對照差異極顯著。隨著定植日期的增加，不同處理間番茄葉片數(shù)量的差異加大，定植60 d，單株葉片數(shù)量達最大值，為18片，分別較對照、阿維菌素處理高7.59%、6.98%，且差異極顯著。

2.3 對番茄地上部干鮮質(zhì)量的影響

由圖3可知，生物菌劑處理的地上部干、鮮質(zhì)量顯著高于空白對照，其中，生物菌劑處理的單株干質(zhì)量最大，為 14.70 g/株，比空白對照高25.32%，差異極顯著。

圖4 對番茄產(chǎn)量的影響

2.4 對番茄產(chǎn)量的影響

圖4結(jié)果表明，不同處理之間，前期產(chǎn)量雖然有差異，但差距不大;前期產(chǎn)量、后期產(chǎn)量及總產(chǎn)量皆以生物菌劑處理的最高，分別 為 3297.12、3161.66、6458.78 kg/667 m2，比空白對照增產(chǎn)12.19%、33.45%、21.68%，差異極顯著。

2.5 對番茄蟲口密度的影響

由圖5可知，芽孢桿菌AMCC100153在番茄生長期內(nèi)可有效地降低根際土壤中的蟲口密度，在第 15、30、60、90、120 天與空白對照相比，蟲口密度分別降低了68.28%、61.47%、54.72%、61.96%和 86.34%， 第 15、30、60、90、120天與阿維菌素相比，蟲口密度分別降低了13.10%、2.76%、2.18%、14.35%、46.17%， 且生物菌劑處理的番茄根部并無根結(jié)形成，說明生物菌劑可以阻止線蟲對番茄根系的侵染。

圖5 對番茄根際土壤蟲口密度的影響

2.6 對番茄品質(zhì)的影響

由表1可看出，生物菌劑處理的番茄維生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量分別為310.6 mg/kg、4.42%、5.32%，比空白對照高17.79%、13.27%和11.97%，均存在極顯著差異，品質(zhì)最優(yōu)。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，芽孢桿菌AMCC100153具有較強的殺線活性，能有效地抑制根結(jié)線蟲的發(fā)生和發(fā)展，且持效期長，第120天生物菌劑芽孢桿菌AMCC100153處理的蟲口密度分別比空白對照和阿維菌素低86.34%和46.17%，表現(xiàn)出較強的殺線能力和較高的持效性。Huang等[7]分離到的不產(chǎn)伴孢晶體的側(cè)抱短芽孢桿菌G4，也具有很高的抗線蟲活性，與本研究結(jié)論相同;其病理學(xué)觀察結(jié)果表明，G4菌株純化的胞外蛋白酶直接導(dǎo)致了線蟲表皮的破壞。芽孢桿菌AMCC100153產(chǎn)生活性物質(zhì)對南方根結(jié)線蟲胚胎發(fā)育有強烈的抑制破壞作用，可直接殺傷2齡幼蟲線蟲，致死率90%以上，且其活性物質(zhì)具有較好的熱穩(wěn)定性和pH值穩(wěn)定性[6]。

本研究發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌AMCC100153能夠促進番茄植株茁壯生長，從而提高產(chǎn)量，尤其是后期產(chǎn)量，有效抑制植株早衰，并顯著改善了番茄果實的營養(yǎng)品質(zhì)。

綜上所述，芽孢桿菌AMCC100153具有較好的殺線功能，在一定程度上減輕了根結(jié)線蟲對番茄植株的影響，表現(xiàn)出較好的應(yīng)用推廣潛力，今后應(yīng)進一步研究其最佳使用量及使用方式，以便為下一步的推廣應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)。

表1 對番茄品質(zhì)的影響