多黏類芽孢桿菌菌劑在玉米上的應(yīng)用效果

李銘東 吳成生 沈彤 李昭煜 李國利

摘要?為研究多黏類芽孢桿菌菌劑對(duì)玉米產(chǎn)量和病害的影響，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)方法，進(jìn)行多黏類芽孢桿菌菌劑對(duì)玉米影響的田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，15、30?kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑與化肥共同施用比單獨(dú)施用化肥的出苗率高4.1%、5.3%，玉米幼苗葉綠素含量分別高7.90、14.48?mg/g，過氧化氫酶活性分別高11.1、18.8?μmol/（g·min），過氧化物酶活性分別高7.47、15.73?U/（g·min），對(duì)玉米根腐病防效分別為74.27%、80.50%，對(duì)玉米的增產(chǎn)率分別為?9.68%、17.68%。因此，多黏類芽孢桿菌菌劑可和化學(xué)肥料在玉米種植時(shí)一起作為基肥使用，可以減輕根腐病的發(fā)生，提高玉米產(chǎn)量，能夠起到很好的減肥減藥作用。

關(guān)鍵詞?玉米;多黏類芽孢桿菌;防效;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)?S513?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2021）03-0141-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.038

Abstract?In?order?to?study?the?effect?of?Paenibacillus?polymyxa?inoculum?on?corn?yield?and?disease，?a?randomized?block?test?method?was?used?to?conduct?a?field?experiment?of?the?effect?of?Paenibacillus?polymyxa?inoculum?on?corn.?The?results?showed?that?15，30?kg/hm2?of?Paenibacillus?polymyxa?inoculum?and?chemical?fertilizers?had?a?4.1%?and?5.3%?higher?emergence?rate?than?chemical?fertilizer?alone，?and?the?chlorophyll?content?of?maize?seedlings?was?higher?by?7.9?and?14.48?mg/g，?respectively.?Catalase?activity?was?11.1，18.8?μmol/（g·min）?higher，?and?peroxidase?was?7.47，15.73?U/（g·min）?higher，?respectively.?The?control?effects?on?corn?root?rot?were?respectively?74.27%，?80.50%，?the?increase?rate?of?corn?yield?was?9.68%，?17.68%.?Therefore，?Paenibacillus?polymyxa?could?be?used?as?a?base?fertilizer?together?with?chemical?fertilizers?when?planting?corn，?which?could?reduce?the?occurrence?of?root?rot，?increase?corn?yield，?and?had?a?good?weight?loss?and?drug?reduction?effect.

Key?words?Corn;Paenibacillus?polymyxa;Control;Yield

玉米是世界上廣泛種植的三大糧食作物之一，同時(shí)也是畜牧業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的青貯飼料來源之一，其種植面積僅次于小麥和水稻[1]。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，隨著人口不斷增加，對(duì)玉米的需求量也在持續(xù)增加，玉米的重要性不斷凸顯[2-3]。但在玉米生產(chǎn)過程中，由于化學(xué)肥料的長期超量使用，造成土壤板結(jié)，土壤微生物菌群發(fā)生改變，土壤的保水保肥能力減退，土傳病害高發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致玉米產(chǎn)量和品質(zhì)降低[4]。多黏類芽孢桿菌（Paenibacillus?polymyxa）是一種對(duì)植物根際具有促生和防病作用的細(xì)菌，大量存在于土壤和植物的根系中，能夠起到促進(jìn)植物生長、增加作物抗逆性和防治土傳病害的作用[5]，且對(duì)植物和動(dòng)物無致病性[6]，還能產(chǎn)生如細(xì)胞分裂素、生長素、揮發(fā)性氣體等物質(zhì)，可促進(jìn)植物的生長，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，對(duì)根腐病有較好的防效[7]。目前，關(guān)于生防菌防治作物病害的研究越來越多，已在煙草、水稻、小麥[8]、玉米、大豆、水果、蔬菜等農(nóng)作物的病害防治中取得顯著的效果[9]，多黏類芽孢桿菌菌劑在玉米上的應(yīng)用未見報(bào)道。因此，筆者以自研多黏類芽孢桿菌菌劑作為研究對(duì)象，應(yīng)用到玉米田，研究其對(duì)玉米生長的影響及對(duì)玉米根腐病的防治效果，為多黏類芽孢桿菌菌劑的開發(fā)和在玉米上的使用奠定基礎(chǔ)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省武威市清源鎮(zhèn)周府莊村，井水灌溉，平均海拔1?530?m，年均降水量160?mm。土壤肥力均勻、地勢平坦、整齊，前茬作物玉米，屬溫帶大陸性氣候。

1.2?試驗(yàn)材料?供試作物為玉米（先玉335）。

供試肥料為10?CFU億/g多黏類芽孢桿菌（蘭州交通大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供）。

1.3?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)3個(gè)處理。處理①為正常化學(xué)肥料施肥;處理②為正?；瘜W(xué)肥料和15?kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑共同施肥;處理③為正常化學(xué)肥料和30?kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑共同施肥，每個(gè)處理重復(fù)3次，其他田間管理均一致。

采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)方法。在出苗20?d時(shí)測定玉米出苗率、苗高、葉綠素、抗性相關(guān)酶活性。成熟期測定產(chǎn)量并調(diào)查對(duì)玉米根腐病的防效。

1.4?測定項(xiàng)目與方法?玉米苗高采用標(biāo)準(zhǔn)直尺測量[10]。葉綠素含量使用SPAD-502葉綠素計(jì)（美能達(dá)，日本）測定葉片葉綠素含量（SPAD值）[11]，重復(fù)3次，取平均值。

過氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚法測定[12]，過氧化氫酶（CAT）活性采用文獻(xiàn)[13]的方法。

出苗率調(diào)查：出苗20?d，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)量取5?m長，統(tǒng)計(jì)出苗率。

于玉米成熟期每小區(qū)采取5點(diǎn)取樣，每個(gè)樣點(diǎn)1.5?m2，記錄總株數(shù)、各級(jí)病株數(shù)，測定產(chǎn)量，計(jì)算病情指數(shù)、玉米根腐病防效、產(chǎn)量。

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)調(diào)查總株數(shù)×100%

病情指數(shù)=（各級(jí)病株數(shù)為×相應(yīng)級(jí)數(shù)值）調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)級(jí)數(shù)×100

分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，即植株莖基部和主、須根均無病斑;1級(jí)，莖基部和主根上有少量病斑;3級(jí)，莖基部和主根上病斑較多，病斑面積占莖部和根總面積的1/4～1/2;5級(jí)，莖基部和主根上病斑多且較大，病斑面積占莖基部和根總面積的1/2～3/4;7級(jí)，莖基部和主根上病斑連片，形成繞莖現(xiàn)象，但根系并未死亡;9級(jí)，根系壞死，植株地上部萎蔫或死亡。

1.5?數(shù)據(jù)處理

采用Excel?2016?進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，并采用SPSS?19.0軟件進(jìn)行方差分析，Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行處理間差異顯著性檢驗(yàn)。

2?結(jié)果與分析

2.1?玉米出苗率、苗高和根長?出苗20?d，對(duì)出苗率、苗高進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，處理②、處理③出苗率、苗高均高于處理①，處理②出苗率比處理①高4.1%，處理③比處理①高5.3%，差異均顯著;處理②、處理③的苗高比處理①分別高1.5、3.7?cm，說明施底肥時(shí)加入多黏類芽孢桿菌菌劑能夠提高玉米的出苗率，同時(shí)對(duì)玉米具有促生作用，且加入量越多效果越明顯（表1）。

2.2?玉米葉綠素含量

出苗20?d采集葉片測定葉綠素，結(jié)果表明，處理②、處理③玉米葉片葉綠素含量均高于處理①，處理②的葉綠素含量比處理①高7.9?mg/g，處理③的含量比處理①高14.48?mg/g，差異均顯著。說明施底肥時(shí)加入多黏類芽孢桿菌菌劑提高了玉米葉片的葉綠素含量（圖1）。

2.3?玉米過氧化氫酶（CAT）活性?出苗20?d采集葉片測定過氧化氫酶活性，結(jié)果表明，玉米幼苗CAT活性處理②、處理③均高于處理①，處理②的酶活性比處理①高11.1?μmol/（g·min）;處理③的酶活性比處理①高18.8?μmol/（g·min），均差異顯著，說明施用多黏類芽孢桿菌菌劑提高了玉米過氧化氫酶活性，提高了玉米的抗逆性（圖2）。

2.4?玉米過氧化物酶（POD）活性?出苗20?d采集葉片測定過氧化氫酶活性，結(jié)果表明，玉米幼苗POD活性處理②、處理③均高于處理①，處理②的酶活性比處理①高7.47?U/（g·min）;處理③的酶活性比處理①高15.73?U/（g·min），均差異顯著，說明施用多黏類芽孢桿菌菌劑提高了玉米過氧化物酶活性，提高了玉米的抗逆性（圖3）。

2.5?不同處理對(duì)玉米根腐病防效及產(chǎn)量的影響

采收時(shí)，對(duì)玉米根腐病發(fā)生情況及產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果表明，處理②根腐病發(fā)病率比對(duì)照處理①低2.48百分點(diǎn)，對(duì)玉米根腐病防效74.27%，處理③比對(duì)照處理①低3.2百分點(diǎn)，對(duì)玉米根腐病防效80.50%;玉米產(chǎn)量處理②比對(duì)照處理①增產(chǎn)9.68%，處理③比對(duì)照處理①增產(chǎn)17.68%。說明多黏類芽孢桿菌菌劑不僅對(duì)玉米根腐病有良好的防效，而且具有良好的增產(chǎn)作用（表2）。

3?結(jié)論與討論

通過大田試驗(yàn)，多黏類芽孢桿菌菌劑15?kg/gm2，玉米出苗率提高4.1%，20?d時(shí)，玉米苗平均較對(duì)照增高1.5?cm，玉米葉片葉綠素含量增高7.9?mg/g，過氧化氫酶和過氧化物酶活性分別增強(qiáng)11.1?μmol/（g·min）、7.47?U/（g·min），對(duì)玉米根腐病的防效達(dá)74.27%，玉米增產(chǎn)9.68%;多黏類芽孢桿菌菌劑30?kg/hm2，玉米出苗率提高5.3%，20?d時(shí)，玉米苗平均增高3.7?cm，玉米葉片葉綠素含量增高14.48?mg/g，過氧化氫酶和過氧化物酶活性分別增加18.8?μmol/（g·min）、15.73?U/（g·min），對(duì)玉米根腐病的防效達(dá)80.50%，玉米增產(chǎn)17.68%。該試驗(yàn)結(jié)果表明，多黏類芽孢桿菌菌劑對(duì)玉米具有良好的促生作用，與陳敏潔等[13]研究的多黏類芽孢桿菌對(duì)生菜表現(xiàn)的促生作用相一致;多黏類芽孢桿菌的使用使玉米苗期葉綠素含量升高，玉米光合作用增強(qiáng)，物質(zhì)積累增加，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的，與孫建偉[14]、宋桂云等[15]的研究結(jié)果一致;過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）是植物抗氧化酶系統(tǒng)的重要成員，在植物體內(nèi)活性氧代謝中起到非常重要的作用，它們活性的升高能夠增強(qiáng)植物的抗逆性，從而減輕病害的發(fā)生;多黏類芽孢桿菌是一種對(duì)植物根際具有促生作用的細(xì)菌，具有生物防治的作用，能有效防治玉米根腐病的發(fā)生，與田宇曦等[16]、盧美歡等[17]的研究結(jié)果相一致;多黏類芽孢桿菌能夠抑制玉米根腐病病菌的繁殖，促進(jìn)根系生長發(fā)育，有利于加快積累后期的干物質(zhì)，從而增加產(chǎn)量，與魏峰等[18]、陳愛梅等[19]、孫祎振等[20]研究結(jié)果相一致。

綜上所述，多黏類芽孢桿菌菌劑的使用對(duì)玉米的生長具有良好的促進(jìn)作用，對(duì)玉米根腐病具有良好的防效，且具有明顯的增產(chǎn)作用，同時(shí)具有對(duì)人蓄和非靶標(biāo)生物安全、環(huán)境兼容性好、不易產(chǎn)生抗藥性、易于保護(hù)天敵等優(yōu)點(diǎn)。因此，多黏類芽孢桿菌菌劑可作為玉米根腐病的有效生物藥劑在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，為了保證該產(chǎn)品發(fā)揮出最好的效果，建議在玉米播種前，隨其他基肥一塊施入，可有效發(fā)揮其改良土壤、防病促生的作用。

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