沼液對(duì)不同植物病原菌的抑制效果研究進(jìn)展

劉繼紅，尹 芳，楊 斌，王昌梅，趙興玲，吳 凱，柳 靜，楊 紅，劉士清，張無(wú)敵

（云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，昆明 650500）

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化和規(guī)?；椒サ募涌?，農(nóng)作物病蟲(chóng)害的傳播變得愈發(fā)嚴(yán)重，已嚴(yán)重阻礙了糧食產(chǎn)量的增加，加劇了全球食物短缺的緊張形勢(shì)［1-3］。目前，防治農(nóng)作物病蟲(chóng)害、殺滅植物病原菌最有效的方法是施用化學(xué)農(nóng)藥，且多年來(lái)主要以高毒難降解的化學(xué)農(nóng)藥為主。由于人類(lèi)對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的長(zhǎng)期和過(guò)度施用，已經(jīng)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了一系列嚴(yán)重問(wèn)題［4，5］，同時(shí)也帶來(lái)了其他方面問(wèn)題［6-10］：①全世界每年因農(nóng)藥中毒者達(dá)100萬(wàn)人，死亡2萬(wàn)人；②動(dòng)物中毒及其產(chǎn)品被污染；③病蟲(chóng)害的抗藥性增強(qiáng)，農(nóng)藥施用量增加，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加、產(chǎn)品品質(zhì)降低；④蜜蜂中毒和植物授粉率降低，直接導(dǎo)致作物減產(chǎn)；⑤地表水和地下水被污染；⑥野生動(dòng)植物受到危害。在發(fā)展中國(guó)家，殺蟲(chóng)劑和殺菌劑的用量特別大，占農(nóng)藥的80%以上，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害極其顯著。

目前人類(lèi)面臨的嚴(yán)峻環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題，世界各國(guó)開(kāi)始倡導(dǎo)開(kāi)發(fā)“綠色農(nóng)藥”來(lái)替代化學(xué)農(nóng)藥，經(jīng)過(guò)眾多研究，沼液作為病蟲(chóng)害的防治劑或抑制劑能夠有效地調(diào)和這一矛盾，使用這種 “農(nóng)藥”，既不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)污染，也不會(huì)產(chǎn)生病蟲(chóng)害的抗性等問(wèn)題。沼液是人畜糞便、秸稈、垃圾等有機(jī)廢棄物經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣后的殘留液，其速效營(yíng)養(yǎng)能力強(qiáng)，養(yǎng)分可利用率高，能迅速被作物吸收利用，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。另外沼液中含有氨基酸、腐殖酸、抗生素、微量元素等具有抑菌效果的活性物質(zhì)，因此具有較好的防病、抑菌、抗逆作用，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)液體肥料，在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有著較長(zhǎng)的時(shí)間，使用沼液替代化肥和農(nóng)藥，可減少20%以上的化肥和農(nóng)藥施用量［11，12］。眾多研究表明，沼液作為農(nóng)作物病害的防治劑可以有效解決化肥和化學(xué)農(nóng)藥施用對(duì)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響這一問(wèn)題，具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力。

1 沼液防治植物病害的種類(lèi)

近年來(lái)，沼液對(duì)植物病原菌的抑制作用雖有不少報(bào)道，但是由于沼液的成分受發(fā)酵原料、沼氣工程的工藝等因素的影響，不同沼液的特性有很大差異，因此沼液對(duì)植物病害的防治效果的結(jié)論并不完全一致［13］。目前沼液對(duì)農(nóng)作物、蔬菜、水果及景觀植物等30種植物將近60種病害都具有一定的防治效果［14-43］，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表 1。

2 研究現(xiàn)狀

目前，針對(duì)沼液抑制病原菌方面已有不少研究。不同原料發(fā)酵、不同發(fā)酵條件、不同沼液濃度、對(duì)沼液的不同處理等針對(duì)不同的植物病原菌都會(huì)產(chǎn)生不同的抑菌效果。

2.1 不同原料發(fā)酵沼液對(duì)植物病原菌抑制效果的影響

采用不同發(fā)酵原料產(chǎn)生的沼液對(duì)不同植物病原菌抑制效果不同［14-22］，相關(guān)研究見(jiàn)表2。由表2可以看出，不同的發(fā)酵原料產(chǎn)生的沼液對(duì)不同植物病原菌的抑制效果不同，且不同發(fā)酵原料產(chǎn)生的沼液抑菌效果之間存在顯著差異性?？偟膩?lái)說(shuō)，以植物為發(fā)酵原料優(yōu)于以動(dòng)物糞便為發(fā)酵原料產(chǎn)生的沼液的抑菌水平，這可能與原料本身所攜帶的厭氧微生物和其代謝產(chǎn)生的活性物質(zhì)有著密切聯(lián)系，也可能某些植物類(lèi)發(fā)酵原料自身就含有抑菌的活性成分。

表1 沼液防治的植物病害種類(lèi)［14-43］

2.2 不同發(fā)酵條件的沼液對(duì)病原菌抑制效果的影響

不同的發(fā)酵條件產(chǎn)生的沼液對(duì)植物病原菌有不同的抑制效果，相關(guān)研究結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，不同發(fā)酵溫度、不同發(fā)酵運(yùn)行年限產(chǎn)生沼液的抑菌效果之間無(wú)顯著差異；發(fā)酵后期抑菌效果較發(fā)酵前、中期更好，可能發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，沼液中的厭氧微生物越多，其代謝產(chǎn)生的活性物質(zhì)越多；pH呈微酸性的沼液抑菌效果強(qiáng)于微堿性的沼液。所以不同發(fā)酵時(shí)段、不同pH沼液的抑菌效果差異顯著。

2.3 不同沼液濃度對(duì)不同的植物病原菌抑菌效果的影響

通過(guò)對(duì)正常發(fā)酵體系產(chǎn)生的原沼液進(jìn)行不同濃度梯度的稀釋?zhuān)芯坎煌瑵舛鹊恼右簩?duì)植物病原菌的抑制效果的影響，相關(guān)研究結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可以看出，隨著原沼液濃度的增大，抑菌效果逐漸增強(qiáng)；反之，隨著原沼液稀釋倍數(shù)的增大，抑菌效果逐漸減弱。

表2 不同原料發(fā)酵沼液對(duì)不同植物病原菌的抑制效果

表3 不同發(fā)酵條件的沼液對(duì)不同病原菌的抑制效果

2.4 沼液的不同處理對(duì)不同病原菌抑制效果的影響

通過(guò)對(duì)正常發(fā)酵后的沼液進(jìn)行不同的處理，如，通過(guò)化學(xué)試劑調(diào)節(jié)沼液的pH、對(duì)沼液進(jìn)行不同溫度的處理、把正常發(fā)酵后的沼液進(jìn)行不同時(shí)間的存放，研究不同處理后的沼液對(duì)植物病原菌抑制效果的影響。

張漢敏等［16］、陶秀萍等［21］、李文濤等［29］、趙恭文等［30］研究發(fā)現(xiàn)5種處理產(chǎn)生的沼液對(duì)植物病原菌均存在抑菌作用，抑菌效果強(qiáng)弱依次是不作處理沼液、菌體溶液、離心上清液、無(wú)菌膜濾液、沼液滅菌。張漢敏等［16］、李順鵬等［31］報(bào)道了不同 pH 處理的沼液對(duì)不同植物病原菌的抑制作用，pH偏酸性或者偏堿性的沼液對(duì)三七鐮刀菌有顯著的抑制效果。 有學(xué)者對(duì)沼液進(jìn)行不同溫度處理發(fā)現(xiàn)其對(duì)植物病原菌的抑制效果隨著處理溫度的增加抑菌效果逐漸減弱［24，32］。另外也有學(xué)者報(bào)道沼液存放時(shí)間越長(zhǎng)其抑菌效果越差［33-35］。 尹芳等［36］發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭汁液和紫莖澤蘭沼液的比例為1∶1時(shí)對(duì)植物病原菌的抑菌效果最好，達(dá)80%以上。劉艷如等［37］試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯萃取劑萃取出的萘并［1，2-d］咪唑，是一種很強(qiáng)的殺菌劑。曹云等［38］發(fā)現(xiàn)沼液中的銨和腐殖酸對(duì)辣椒疫霉菌具有較強(qiáng)的抑菌效果。

表4 不同沼液濃度對(duì)不同植物病原菌的抑制效果

2.5 利用沼液與農(nóng)藥復(fù)配，不同的復(fù)配比對(duì)不同的植物病原菌抑制效果的影響

通過(guò)將化學(xué)農(nóng)藥和原沼液對(duì)植物病原菌的抑制效果進(jìn)行對(duì)比，采取化學(xué)農(nóng)藥與沼液復(fù)配的方式，觀察復(fù)配前后對(duì)植物病原菌抑菌效果的影響，研究結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可看出，不少學(xué)者［39-43］都有過(guò)相關(guān)研究。結(jié)果表明，復(fù)配液中沼液含量越高，活性成分含量越大，對(duì)植物病原菌的抑制效果越好。

從現(xiàn)有研究可以看出，雖然沼液可以抑制植物病害，但由于沼液含水率高，不方便存儲(chǔ)和運(yùn)輸，且其中的活性物質(zhì)含量也較低，因此在防治植物病害上并沒(méi)有得到普遍使用。

表5 沼液與化學(xué)農(nóng)藥不同復(fù)配比對(duì)不同植物病原菌的抑制效果

3 結(jié)論與展望

1）通過(guò)發(fā)酵原料沼液對(duì)植物病原菌的抑制效果的研究分析，可以看出不同的沼液對(duì)植物病原菌有不同的抑制效果。但是總體來(lái)看，以植物為發(fā)酵原料的沼液對(duì)植物病原菌的抑制效果優(yōu)于以動(dòng)物糞便為發(fā)酵原料的沼液，可能是由于植物自身攜帶有抑菌活性物質(zhì)。

2）不同發(fā)酵條件的沼液對(duì)病原菌的抑制效果不同。pH呈微酸性的沼液抑菌效果強(qiáng)于微堿性的沼液；發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，抑菌效果越好。

3）較多研究者通過(guò)對(duì)原沼液進(jìn)行稀釋的方法來(lái)尋找對(duì)植物病原菌有較好抑制效果的沼液最適濃度，研究結(jié)果表明，原沼液濃度越高，沼液中的厭氧微生物數(shù)量及活性物質(zhì)含量越大，沼液的抑菌效果越好。

4）通過(guò)分析較多研究，發(fā)現(xiàn)不同的沼液處理會(huì)對(duì)病原菌產(chǎn)生不同的抑制效果。①對(duì)沼液處理的溫度越高，沼液中厭氧微生物及活性物質(zhì)會(huì)逐漸失活，導(dǎo)致抑菌效果越差；②沼液存放時(shí)間越長(zhǎng)，沼液中厭氧微生物活性越低，活性物質(zhì)逐漸流失，則抑菌效果越差；③由于抑菌過(guò)程中沼液中微生物與病原菌間的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制也是抑菌的主要部分，所以抑菌效果強(qiáng)弱排序是不作處理沼液、菌體溶液、離心上清液、無(wú)菌膜濾液、沼液滅菌。

由于沼液本身含水率在95%以上，不便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，且其中的活性物質(zhì)含量較少，因此還未能得到普遍利用。因此沼液的高值化濃縮就顯得尤為重要，在原沼液的基礎(chǔ)上對(duì)沼液進(jìn)行萃取、分離、濃縮，濃縮后的沼液不但便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，還將為沼氣工程帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，為沼液的綜合使用注入新的活力；同時(shí)濃縮后的沼液活性物質(zhì)含量增大，可以增強(qiáng)沼液防治植物病害的效果，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)防治植物病害的生物農(nóng)藥提供廣闊的前景。