枯草芽孢桿菌Y1336對月季白粉病防效及土壤元素含量的影響

王麗花, 楊秀梅, 譚程仁, 蘇 艷, 何春娟, 許 鳳, 瞿素萍*, 唐開學(xué)*

(1. 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所/云南省花卉育種重點實驗室/國家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650205；2. 農(nóng)業(yè)部花卉產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(昆明)，云南 昆明 650205；3. 昆明市盤龍區(qū)人民政府青云街道辦事處，云南 昆明 650051)

【研究意義】月季(RosahybridaL.)為薔薇科(Rosaceae)薔薇屬(RosaL.)植物，屬多年生宿根花卉，是重要的觀賞植物，也是世界第一大切花，在切花生產(chǎn)和園林景觀綠化中有著非常重要的地位[1]，切花月季生產(chǎn)占中國花卉生產(chǎn)的80 %以上。月季白粉病在全國各地均有發(fā)生，溫室栽培條件下危害十分嚴(yán)重，發(fā)病率在60 %～90 %，受害葉面、嫩梢上著生一層白色粉狀物，重者葉片變黃脫落，嚴(yán)重影響植株生長和開花，產(chǎn)品減產(chǎn)30 %以上。不合理施肥和長期連作會導(dǎo)致土壤營養(yǎng)物質(zhì)降低、自我調(diào)節(jié)功能出現(xiàn)障礙?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】據(jù)夏榮基報道，園藝生產(chǎn)中施用的肥料僅少部分被植株吸收利用，大部分在土壤中形成不宜溶解的沉淀物或隨水流擴(kuò)散到環(huán)境中，利用率不到50 %，如氮肥約為40 %～50 %，磷肥約為10 %～20 %[2]，造成土壤的次生鹽漬化及結(jié)構(gòu)破壞、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境污染問題[3]?！颈狙芯壳腥朦c】枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)是一種廣泛存在于土壤中的產(chǎn)酶細(xì)菌[4]，適宜生長發(fā)育的環(huán)境條件是pH值為中性至弱酸性、溫度20～46 ℃且富含碳、氮和無機(jī)鹽，其也是植物體內(nèi)常見的內(nèi)生菌，尤其是在植株根系和莖、葉組織部分，不僅能促進(jìn)有機(jī)物料的礦質(zhì)化和腐殖化，而且可繁殖大量功能細(xì)菌并產(chǎn)生多種抗菌素和酶[5]，一方面利于作物吸收養(yǎng)分和刺激生長發(fā)育，從而提高作物抗病、抗旱、抗寒的能力，另一方面功能細(xì)菌進(jìn)入土壤后，可固氮、解磷、解鉀，增加土壤養(yǎng)分、改良土壤結(jié)構(gòu)、提高化肥利用率，至今已在水稻、大豆、棉花、小麥、辣椒、番茄、玉米、黃瓜等農(nóng)作物上得到廣泛應(yīng)用，并凸顯出其良好的病害防治效果及土壤改良能力[6-9]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本試驗以近年來非常流行的月季切花品種‘蜜桃雪山’為試材，開展不同劑量枯草芽孢桿菌Y1336菌株的多點田間小區(qū)試驗，以化學(xué)農(nóng)藥為對照測定防病效果及對切花品質(zhì)的影響，為推進(jìn)月季綠色生產(chǎn)和生防細(xì)菌的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

10億孢子/g枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)Y1336(WP)由臺灣百泰生物科技有限公司提供，商品名天贊好；云南云秀花卉有限公司提供5年生蜜桃雪山(RosaPeach Avalanche+)切花月季活體材料植株和小區(qū)試驗地塊。

1.2 試驗地點和時間

試驗地點為云南省玉溪市通?？h河西鎮(zhèn)螺吉村云南云秀花卉有限公司月季種植溫室，試驗地是已種植‘蜜桃雪山’(RosaPeach Avalanche+)連作5年的地塊，土壤為砂性黃壤土，施肥前土壤基本養(yǎng)分情況見表1。試驗地塊已完成前茬切花生產(chǎn)和采收，起止于2017年7月26日至9月18日，具體于7月24日完成上茬切花采收，7月26日統(tǒng)一完成清樁修剪處理。整個試驗歷時54 d跨越夏、秋2季(萌芽期和營養(yǎng)生長期)，處于云南雨季，空氣濕度大氣溫高，易爆發(fā)霜霉病等各種病害。

1.3 試驗方法

1.3.1 小區(qū)試驗設(shè)計 按枯草芽孢桿菌(Y1336)WP 400、WP 600及WP 800倍稀釋液設(shè)3個小區(qū)試驗，每小區(qū)3個重復(fù)，以75 %百菌清可濕性粉劑500倍液化學(xué)殺菌劑及空白為對照組，共15個處理，每處理20株。將Y1336不同稀釋液分別澆施入3個小區(qū)試驗的9個處理植株根際周圍表面土壤，共澆施菌液3次，分別是7月29日第1次澆施，8月6日第2次澆施，8月14日第3次澆施，每株澆施Y1336菌液100 mL?？瞻讓φ?個處理共20株每次施以同等量的清水(CK)。75 %百菌清可濕性粉劑500倍液化學(xué)殺菌劑對照組按使用說明書噴施，噴施時間同Y1336處理。其余按月季切花標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)進(jìn)行正常水肥管理。

1.3.2 調(diào)查與分析 ①白粉病危害情況調(diào)查。于每次澆施Y1336菌液后第7天調(diào)查試驗小區(qū)白粉病發(fā)病情況，并目測生長勢。調(diào)查統(tǒng)計參照曹春霞等[6]的方法，即每小區(qū)采用對角線五點取樣法，每點調(diào)查3株，記錄每株總?cè)~數(shù)和各級病葉數(shù)，以每張葉片病斑面積占整個葉片面積的百分率分級，參照如下標(biāo)準(zhǔn)：0級，無斑；1級，病斑面積占整個葉面積的5 %以下；2級，病斑面積占整個葉面積的6 %～15 %；3級，病斑面積占整個葉面積的16 %～25 %；4級，病斑面積占整個葉面積的26 %～50 %；5級，病斑面積占整個葉面積的50 %以上。按公式(1)和公式(2)計算病情指數(shù)(ID)和防治效果。

ID=[∑(N×R)/(M×T)]×100

(1)

式中：ID——病情指數(shù)；Σ——調(diào)查病害相對病級數(shù)值及其株數(shù)或葉數(shù)乘積的總和；N——病害某一級別的植株數(shù)或葉數(shù)，單位為株或葉；R——病害的相對病級數(shù)值；M——病害的最高病級數(shù)值；T——調(diào)查總株數(shù)或總?cè)~數(shù)，單位為株或葉。

表1 供試地塊土壤基本理化性質(zhì)

防治效果(%)=

(2)

②土壤有效元素含量測定。試驗區(qū)組完成3次Y1336澆施后第7天，每小區(qū)(含對照)采用對角線5點取樣法，沿根際土表挖10～20 cm深的取樣坑，小心避免挖斷根系，沿著取樣坑切斷面從下往上取適量的土，各個取樣點土層深度、取土厚度和寬窄應(yīng)一致，后將所取土樣混和均勻，裝入干凈的塑料袋中，及時送檢農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(昆明)檢測水解性氮、有效磷、有效鉀及有效鋅、有效鐵、有效鎂、有效錳、有效鈣、有效銅、有效硫10項，同時監(jiān)測pH和電導(dǎo)率。③切花月季品質(zhì)及產(chǎn)量調(diào)查。在采花采收期統(tǒng)計各試驗小區(qū)20 株月季的切花總產(chǎn)量，并按云南省地方標(biāo)準(zhǔn)“主要鮮切花產(chǎn)品等級DB53/T 63-2014”分級，統(tǒng)計各區(qū)組A級、B級、C級花枝數(shù)、A級占比和增產(chǎn)量。④數(shù)據(jù)分析。試驗所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SAS6. 04。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量Y1336菌液對月季白粉病的防治效果

統(tǒng)計分析2017年夏秋季3點田間小區(qū)試驗施藥處理第7 d的植株發(fā)病情況可知(表2)，10億孢子/g枯草芽孢桿菌(Y1336)不同倍液3次施藥處理間、對照及75 %百菌清500倍液處理間其病情指數(shù)和防效均表現(xiàn)出差異極顯著、差異不明顯或差異顯著。所有處理的病株率明顯低于空白對照，Y1336菌株400、600、800倍菌液處理及75 %百菌清500倍液處理的防病效果分別為66.93 %～80.98 %、58.60 %～72.33 %、43.73 %～61.25 %和69.06 %～71.37 %；對比75 %百菌清500倍液處理，雖然Y1336第1次施藥后，400、600、800倍稀釋菌液處理防效明顯均低于75 %百菌清500倍液處理，但第2次施藥后，400、600倍稀釋菌液處理防效已與75 %百菌清500倍液處理相當(dāng)，800倍稀釋菌液處理防效保持低于75 %百菌清500倍液處理。然而經(jīng)第3次施藥后，400倍稀釋菌液處理防效已高于75 %百菌清500倍液處理，600倍稀釋菌液處理防效跟75 %百菌清500倍液處理防效出入不大，800倍稀釋菌液處理防效仍低于75 %百菌清500倍液處理。即400、600和800倍稀釋菌液處理的防治效果差異極顯著，對于月季白粉病表現(xiàn)出從高到低的防治效果；400、800倍稀釋菌液處理與75 %百菌清500倍液處理防效同樣表現(xiàn)出極顯著差異，但與600倍稀釋菌液處理差異不顯著，400和600倍稀釋菌液處理高于或相當(dāng)于75 %百菌清500倍液處理防效，總體來說，400和 600倍稀釋菌液的防效較好，顯著高于或相當(dāng)于化學(xué)藥劑的防效。這也說明對于月季白粉病，Y1336菌液因不同稀釋倍數(shù)、不同澆施次數(shù)會產(chǎn)生不同的防治效果，切花生產(chǎn)中應(yīng)保證施用濃度和澆施次數(shù)才能獲得較佳的防病效果。

2.2 不同劑量Y1336菌液處理對土壤有效元素含量的影響

土壤中的水解性氮等是月季生長發(fā)育所必需的易被吸收利用的重要營養(yǎng)元素[10]，從表3可看出，在施用枯草芽孢桿菌后，各試驗區(qū)組的堿解氮等元素的含量與CK存在一定差異。澆施400、600及800倍的Y1336菌液3次后，相對于空白對照，土壤水解性氮、有效磷、有效鉀及有效鋅、有效鐵、有效鎂、有效錳、有效鈣、有效銅、有效硫10項元素含量400和600倍Y1336菌液處理均高于空白對照，800倍Y1336菌液處理除Cu和S外其余8項元素含量也高于空白對照。方差分析表明，3種Y1336濃度處理后，土壤有效鋅、有效鎂、有效硫含量差異不顯著，但400和600倍Y1336菌液處理的水解性氮、有效磷、有效鉀和對照差異極顯著，有效鐵、有效錳、有效鈣、有效銅和對照差異顯著；800倍Y1336菌液處理水解性氮、有效鉀和對照差異極顯著，其余差異不顯著。說明澆施Y1336需達(dá)到一定的濃度，400和600倍2個處理的Y1336作用于土壤后，可能對土壤N、P、K等營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化起到了一定的積極促進(jìn)作用，發(fā)揮了一定的固氮、解磷、解鉀等功能，進(jìn)而增加了土壤養(yǎng)分，提高了肥料利用率，這與王若男等[11-14]的報道一致。而3種Y1336處理濃度的有效鋅、有效鎂、有效硫含量差異不顯著，可能與土壤基底有關(guān)。

表2 枯草芽孢桿菌(Y1336)WP防治切花月季白粉病效果

注： 表中同列數(shù)字后不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Notes: Followed by different capitalize letters within the same line were significantly different according to Duncan test at 0.01 level; Followed by different lower-case letters within the same line were significantly different according to Duncan test at 0.05 level. The same as below.

表3 不同劑量Y1336菌株處理后土壤有效元素含量

另外，400、600和800倍液3個處理的黃化、葉脈失綠等缺素癥狀的花枝也低于空白對照(圖1)，3個處理的缺素花枝比例分別為3.00 %和4.11 %和8.87 %，而空白對照高達(dá)10.25 %，說明澆施Y1336不同濃度菌液對增加植株的肥料吸收利用效果較為明顯，這也證實Y1336菌液作用于土壤后，土壤中可供植株吸收利用的有效態(tài)營養(yǎng)元素相比于對照有所提高。

圖1 不同枯草芽孢桿菌(Y1336)處理的切花月季花枝缺素情況Fig.1 Nutritional deficiency symptom treated by different Bacillus subtilis(Y1336) on cut rose

2.3 不同劑量Y1336菌液處理對切花月季品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

達(dá)到采切標(biāo)準(zhǔn)后從花枝基部采切3個區(qū)試和清水對照的切花，其枝條長度≤42 cm的切花數(shù)量分別占比為2.0 %、3.0 %、5.8 %和11.5 %，這些切花不符合云南省地方標(biāo)準(zhǔn)“主要鮮切花產(chǎn)品等級DB53/T 63-2014”規(guī)定作廢花處理，其余切花為有效切花?？导t梅等[10]的報道指出氮素等對月季生長、產(chǎn)量等有重要影響，這在本研究中也間接證實了這一結(jié)果，從表4可見，400倍Y1336菌液處理區(qū)試平均產(chǎn)量最高，20株平均有效切花產(chǎn)量為75.7支，600倍Y1336菌液處理次之，有效切花平均產(chǎn)量為68支，800倍Y1336菌液處理有效切花平均產(chǎn)量為55.7支，3種處理相比較空白對照的平均產(chǎn)量51支均有所提高，產(chǎn)量分別增加48.37 %、33.33 %和9.15 %。

有效切花按“主要鮮切花產(chǎn)品等級DB53/T 63-2014”分級，以切花枝長統(tǒng)計，400、600及800倍3個Y1336菌液處理及對照48～60 cm枝長的切花占比為41.7 %、36.5 %、53.1 %和48.5 %；枝長大于60 cm的切花占比為58.3 %、63.5 %、46.9 %和51.5 %；A級切花分別占比54.19 %、47.55 %、22.15 %和20.92 %。方差分析表明，400、600及800倍Y1336菌液處理間增產(chǎn)效果差異極顯著，其切花產(chǎn)量、A級比例和對照相比也表現(xiàn)為極顯著差異。結(jié)合表3分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可得出隨著Y1336菌液澆施濃度增加，水解性氮(即有效氮)等元素含量也相應(yīng)增加，對應(yīng)區(qū)組的切花產(chǎn)量和質(zhì)量均有所提高。綜合產(chǎn)量、枝條長度及A級占比切花等因素及其成本考慮，600倍Y1336菌液處理在節(jié)約成本的同時能有效提高月季切花的產(chǎn)量和品質(zhì)。

表4 不同劑量Y1336菌液處理后有效切花產(chǎn)量及A級比例

3 討 論

微生物菌類有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用較廣泛，施用生物菌肥能對多種植物病害具有明顯的防治作用[15]，能在一定程度上提高土壤養(yǎng)分含量[16-17]，本試驗中的枯草芽孢桿菌也是微生物菌的一種，關(guān)于其促生及生防效果研究較多[18-22]，目前在美國、中國和俄羅斯等已成功應(yīng)用[15]，而在月季栽培生產(chǎn)上的應(yīng)用研究尚未見報道。曹春霞等的研究表明，枯草芽孢桿菌防治植物病害應(yīng)以預(yù)防為主，在發(fā)病前就開始用藥，不僅可以提高防治效果，降低用量和成本，還可降低使用農(nóng)藥防治的成本，提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量，利于保障環(huán)境安全[6]。本試驗采用間隔7 d施藥3次的方法，在其他外在環(huán)境條件基本一致的前提下，研究不同濃度枯草芽孢桿菌(Y1336)在切花月季根際土壤施用后對于白粉病的防效及其切花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。利用SAS6. 04分析試驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌Y1336對切花月季白粉病的防控、土壤有效態(tài)營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化以及提高月季切花產(chǎn)量及品質(zhì)方面都具有良好的效果。雖然第1次施藥后百菌清防效高于Y1336菌液，然而第2、3次用藥后400和600倍Y1336菌液處理防效較高，第3次用藥后400倍Y1336菌液處理差異極顯著于百菌清。另外，3個濃度Y1336菌株均使土壤有效態(tài)元素含量有了不同的改變，改善土壤結(jié)構(gòu)效果明顯，特別是400和600倍Y1336菌液處理相比于對照和施用前土壤基本理化指標(biāo)，使用后有效態(tài)氮、磷、鉀等元素有不同程度的提高，促進(jìn)了月季植株對營養(yǎng)元素的吸收利用，進(jìn)而提高了切花產(chǎn)量和品質(zhì)，其作用機(jī)理和不同季節(jié)發(fā)生效率需待進(jìn)一步研究。

綜上所述，在切花月季幼苗定植成活或清樁2～5 d新芽萌發(fā)前即需施用該生物菌劑，3種濃度中以600倍液處理最為適宜，可獲得較佳藥效節(jié)約成本對植株安全無肥害現(xiàn)象，經(jīng)濟(jì)效益較好。另外，結(jié)合切花月季的生長期和因季節(jié)而異的發(fā)病規(guī)律，以及足夠施菌量才能保證根基土壤中優(yōu)勢菌群形成等因素，單茬月季生長期施藥頻次和施藥間隔期應(yīng)適宜才可能實現(xiàn)切花月季的綠色高效生產(chǎn)，單茬花以施藥3次每次間隔7 d可獲得較理想的效果。林福呈等研究表明，生防枯草芽孢桿菌的作用機(jī)制包括營養(yǎng)和位點競爭、分泌抗菌物質(zhì)、溶菌作用、誘導(dǎo)抗性及促生長等[23-25]，枯草芽孢桿菌Y1336菌株對月季植株的作用機(jī)理可能是通過月季根莖部定殖→系統(tǒng)形成優(yōu)勢菌群→產(chǎn)生抗菌物質(zhì)→植物防御酶誘導(dǎo)→促生長的多重作用，從而在有效防控月季白粉病及促進(jìn)植株可吸收轉(zhuǎn)化營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化等方面起到積極作用。

4 結(jié) 論

600倍10億孢子/g枯草芽孢桿菌Y1336對月季白粉病有較好的防治效果，可有效改善土壤營養(yǎng)含量，且明顯提高月季切花產(chǎn)量和質(zhì)量。