玉米病害生物防治中木霉菌的應(yīng)用研究

山東省膠州市近年來大力發(fā)展玉米種植產(chǎn)業(yè)，積極鞏固玉米優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，適度發(fā)展鮮食玉米、甜玉米和青貯玉米等特用玉米，倡導(dǎo)輪作，示范推廣綠色生產(chǎn)模式作為玉米生產(chǎn)主基調(diào)，大力推廣一增四改、精量播種、水肥一體化等農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、良種良法配套技術(shù)。其中生物防治作為高度契合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢的玉米病害防治模式，逐漸受到膠州市農(nóng)業(yè)部門的重視，并展開了探究，致力于發(fā)展系統(tǒng)化、合理化、高效化的玉米病害生物防治模式，為玉米產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

1生物防治與木霉菌概述

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的進(jìn)程中，生物防治已成為了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)作物病蟲害防治的主要手段。雖然當(dāng)前生物防治在理論和技術(shù)層面均有所不足，不過隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，生物防治水平必然會(huì)逐步提升，進(jìn)而成為支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高效發(fā)展的關(guān)鍵。而木霉菌作為全世界范圍內(nèi)廣泛分布的真菌，能夠與植物病原菌形成復(fù)雜多樣的互作機(jī)制，合理應(yīng)用這些機(jī)制能夠很好地防治農(nóng)作物病蟲害。例如哈茨木霉能夠有效防治由立枯絲核菌引起的花生立枯病，擬康氏木霉能夠有效防治大白菜葉柄軟腐病[1]。不過當(dāng)前農(nóng)作物病蟲害生物防治中木霉菌相關(guān)的研究和應(yīng)用尚處于探索階段，依舊存在諸多不足，因此木霉菌通常是與化學(xué)農(nóng)藥結(jié)合使用，能夠減少化學(xué)農(nóng)藥用量的同時(shí)保障病蟲害防治效果。

2木霉菌在玉米病害生物防治中的作用機(jī)制

2.1競爭作用

木霉菌自身適應(yīng)能力強(qiáng)、生長速度快，能夠和玉米根際附近病原菌形成競爭作用，競爭生存空間、營養(yǎng)等。在木霉菌快速生長的情況下，病原菌數(shù)量減少，對(duì)玉米植株的侵害將會(huì)大幅削弱。木霉菌和病原菌不僅會(huì)競爭碳氮源營養(yǎng)，也會(huì)競爭微量元素，對(duì)病原菌的抑制效果十分良好，有利于玉米病害的防治。在當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系中，木霉菌通常需要和化學(xué)藥劑結(jié)合使用，而木霉菌本身對(duì)多種化合物有良好抗性，通常不會(huì)與化學(xué)藥劑產(chǎn)生拮抗作用，促進(jìn)了玉米病害的有效防治。

2.2重寄生作用

木霉菌本身具有重寄生能力，即能夠?qū)纳镞M(jìn)行寄生。在木霉菌重寄生時(shí)，會(huì)在寄主真菌細(xì)胞凝集素的誘導(dǎo)下生成大量的細(xì)胞壁降解酶，對(duì)病原菌細(xì)胞壁加以降解，從而起到寄生及殺死病原菌的作用，重寄生作用是直接發(fā)揮防治效果的重要形式。木霉菌通過識(shí)別、接觸、纏繞、穿透及寄生等過程完成重寄生，并在病原菌的誘導(dǎo)下產(chǎn)生細(xì)胞壁降解酶，直接對(duì)病原菌的細(xì)胞壁產(chǎn)生作用，影響病原菌生長甚至直接殺死病原菌[2]。

2.3產(chǎn)生抑菌物質(zhì)

木霉菌會(huì)產(chǎn)生抗生性次級(jí)代謝產(chǎn)物，這些抗生物質(zhì)含有對(duì)玉米病原真菌有廣譜拮抗活性的物質(zhì)，例如膠霉毒素、吡喃酮類物質(zhì)等。這意味著木霉菌能夠形成抑制玉米病原真菌活性的物質(zhì)，會(huì)嚴(yán)重影響病原真菌生長。不過木霉菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)需要在適宜濃度內(nèi)才能充分發(fā)揮抑菌作用，如果濃度過高或過低，不但無法有效抑制病原菌活性，還可能會(huì)抑制玉米植株的正常生長。另外木霉菌產(chǎn)生的抑菌物質(zhì)通常還與其分泌的細(xì)胞壁降解酶存在協(xié)同作用關(guān)系，二者共同作用能夠進(jìn)一步抑制病原菌生長，從而起到良好的玉米病害防治效果。

2.4誘導(dǎo)抗性作用

木霉菌作為典型的土壤習(xí)居菌具有誘導(dǎo)抗性作用，對(duì)于玉米植株地上部分病害同樣具有一定防治效果。即木霉菌在定殖玉米根際時(shí)，會(huì)誘導(dǎo)玉米對(duì)病原真菌、細(xì)菌、病毒等產(chǎn)生廣譜系統(tǒng)抗性，進(jìn)而防治病蟲害。相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，木霉菌在定植玉米時(shí)，會(huì)對(duì)玉米植株造成刺激，導(dǎo)致后者生成細(xì)胞壁沉積物，而這些沉積物能夠在一定程度上抵御病原生物對(duì)細(xì)胞造成的影響，進(jìn)而起到病害防治效果。除此之外，木霉菌還會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，這些物質(zhì)通過空氣與玉米植株產(chǎn)生反應(yīng)，同樣可以誘導(dǎo)玉米植株形成抗性，增強(qiáng)病害防治效果。

3木霉菌在玉米病害生物防治中的應(yīng)用

3.1防治根腐病

玉米苗期根腐病作為一種危害性極強(qiáng)的病害，一旦爆發(fā)將會(huì)快速擴(kuò)散，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量玉米植株死亡。應(yīng)用木霉菌能夠?qū)Ω∵M(jìn)行有效防治，促使玉米植株順利渡過苗期、茁壯生長，保障玉米產(chǎn)量與質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用木霉菌防治玉米苗期根腐病時(shí)，需要對(duì)木霉菌進(jìn)行有效篩選，方能保障實(shí)際應(yīng)用效果。將同一地塊土壤進(jìn)行采樣，做好編號(hào)及信息記錄工作。對(duì)采集的土樣進(jìn)行敲碎、風(fēng)干、過篩、裝瓶、加無菌水、振動(dòng)、稀釋懸浮液、搖勻等操作，然后制備土壤溶液。然后震蕩制備好的土壤溶液并涂在平板上，在28℃恒溫箱中進(jìn)行培養(yǎng)，待長出菌落后對(duì)菌落邊緣幼嫩菌絲進(jìn)行挑取純化處理。最后再將木霉菌和串珠鐮孢菌制成菌餅，分別接種并觀察二者菌落生長距離與拮抗情況計(jì)算抑制率，并在對(duì)峙培養(yǎng)72 h后觀察并記錄木霉菌和病原菌交集位置菌絲生長情況[3]。另外還可以進(jìn)行盆栽防治試驗(yàn)，即將木霉菌菌液、58%甲霜靈錳鋅WP藥液、清水等分別與制備好的土壤溶液進(jìn)行混合，分別澆灌盆栽玉米植株，并在30 d后觀察玉米苗期根腐病的發(fā)病情況。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，木霉菌能夠抑制鐮孢菌生長，同時(shí)將其應(yīng)用于玉米苗期根腐病防治中能夠起到較好的防治效果，防效在50%左右，遠(yuǎn)高于58%甲霜靈錳鋅WP藥液的防治效果。

3.2防治莖腐病

木霉菌防治玉米莖腐病的研究歷經(jīng)數(shù)十年，已經(jīng)取得了一定突破。其中哈茨木霉菌T22作為國外廣泛應(yīng)用的菌劑，已經(jīng)在國外玉米種植生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，并且取得了良好成效。由于中國登記的可濕性木霉菌粉劑并不適宜對(duì)土壤、玉米種子等進(jìn)行處理，與膠州市玉米種子包衣化學(xué)殺菌劑處理方式存在較大差異，故而并不適用，需要根據(jù)實(shí)際情況合理優(yōu)選和制備合適的木霉菌劑。其中新型棘孢木霉菌顆粒劑具有巨大的應(yīng)用前景。準(zhǔn)備好供試菌株和玉米、培養(yǎng)基、試劑及相關(guān)儀器，通過制備木霉菌發(fā)酵液和顆粒劑、測定不同顆粒劑對(duì)苗期莖腐病的防效、測定不同顆粒劑對(duì)成株期莖腐病的防效、數(shù)據(jù)分析等方式，為進(jìn)一步提高玉米莖腐病的木霉菌防治效果提供重要依據(jù)。

3.3應(yīng)用前景

目前木霉菌在玉米病害防治方面已經(jīng)發(fā)揮出了一定作用，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過現(xiàn)代基因工程技術(shù)、優(yōu)化發(fā)酵條件、分子生物學(xué)技術(shù)篩選功能基因，研究菌劑的保藏和菌株的復(fù)壯等措施能夠?yàn)橛衩撞『ι锓乐沃心久咕膽?yīng)用提供更多幫助和支持。

參考文獻(xiàn)

[1]阮盈盈，劉峰.木霉菌生物防治作用機(jī)制與應(yīng)用研究進(jìn)展[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，61（11）：100-104.

[2]尤佳琪，吳明德，李國慶.木霉在植物病害生物防治中的應(yīng)用及作用機(jī)制[J].中國生物防治學(xué)報(bào)，2019，35（6）：966-976.

[3]吳曉儒，陳碩聞，楊玉紅，等.木霉菌顆粒劑對(duì)玉米莖腐病防治的應(yīng)用[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào)，2015，42（6）：1 030-1 035.

（山東省膠州市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局劉偉杰，李民，劉艷紅，李曉敏）