菌糠基質(zhì)與生防菌處理對(duì)西瓜2種苗期病害的防控效果評(píng)估

徐秀蘭，蘆 鈺，邱艷紅，張海軍，孫鳳堂，孫曉紅

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院 蔬菜研究所，北京 100097；2.山東魯壽種業(yè)有限公司，山東 壽光 262700；3.北京市農(nóng)林科學(xué)院 生物技術(shù)研究所，北京 100097）

我國(guó)西瓜生產(chǎn)和消費(fèi)均居世界首位，種植面積和數(shù)量日益增多。隨著西瓜工廠化育苗和嫁接技術(shù)的廣泛普及，育苗時(shí)期播種密度高、溫室或大棚濕度大、嫁接操作不當(dāng)?shù)炔焕蛩鼐欣诿缙诓『Φ膫鞑ヅc擴(kuò)散。苗期病害多數(shù)為種傳病害和土傳病害，如常見(jiàn)的西瓜細(xì)菌性果斑病和西瓜枯萎病等，可在育苗階段迅速傳染，在2周內(nèi)就可引起幼苗大量發(fā)病，嚴(yán)重威脅種苗健康。苗期病害造成缺苗斷壟，延誤種植時(shí)期，帶來(lái)無(wú)法預(yù)估的經(jīng)濟(jì)損失。育苗廠為防控苗期病害往往噴施過(guò)量藥劑，不僅增加了育苗成本，而且長(zhǎng)期大量使用藥劑會(huì)導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性，從而增加了病原菌抗性變異的風(fēng)險(xiǎn)。

菌糠又名菌渣，是食用菌收獲后殘留的培養(yǎng)料廢棄物。食用菌培養(yǎng)料主要由粉碎的秸稈、棉籽殼、木屑、玉米芯構(gòu)成，經(jīng)種植食用菌后的培養(yǎng)料結(jié)構(gòu)變得疏松多孔，富含有機(jī)質(zhì)及微量元素，可直接被植物吸收利用。將菌糠處理后代替草炭作為育苗基質(zhì)可提高番茄種子出苗率，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，且已有報(bào)道表明菌糠基質(zhì)對(duì)土傳病害也有一定防效。

利用土壤中或植物根際的生防微生物，通過(guò)生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)、抑制作用等方式對(duì)病原菌進(jìn)行隔離、消除，達(dá)到保護(hù)植物健康生長(zhǎng)的目的，這種“以菌治菌”的方法是植物病害綠色防控的重要技術(shù)之一。大多數(shù)生防菌如枯草芽孢桿菌（）、熒光假單胞菌（sp.）等同時(shí)也是植物促生菌，具有壯苗和誘導(dǎo)植物抗性的作用。貝萊斯芽孢桿菌（，）是近年來(lái)開發(fā)的生防細(xì)菌，在自然界中分布廣泛，易于分離和培養(yǎng)，對(duì)人畜無(wú)害，不污染環(huán)境，其代謝產(chǎn)物豐富，具有廣譜抗菌活性和較強(qiáng)的適應(yīng)性，具有抑制真菌和細(xì)菌的作用，同時(shí)該菌具有生長(zhǎng)快、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，近年來(lái)得到了越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用。

該研究以香菇菌糠、草炭、蛭石為主要原料配制菌糠基質(zhì)，檢測(cè)了基質(zhì)的理化特性。采用溫室育苗評(píng)估的方法，測(cè)試評(píng)估比較了常規(guī)基質(zhì)、菌糠基質(zhì)及配合生防菌噴施對(duì)西瓜苗期種傳病害果斑病與土傳病害枯萎病的防控效果，以期為開發(fā)菌糠育苗基質(zhì)，減少育苗期農(nóng)藥使用量，發(fā)展我國(guó)節(jié)約環(huán)保新型種苗處理技術(shù)提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)西瓜種子、菌株及培養(yǎng)方法

供試西瓜品種為‘京欣2號(hào)’；細(xì)菌性果斑病病原菌（）Xu3-14及瓜類枯萎病病原菌（f.sp.）Xu20-03，由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所種子與產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)研究室分離保存；生防菌（）SX01604，分離自平菇菌糠，由北京市農(nóng)林科學(xué)院生物技術(shù)研究所農(nóng)業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

及菌株采用LB培養(yǎng)基活化培養(yǎng)，-80℃甘油保存；f.sp.采用PDA培養(yǎng)基活化培養(yǎng)，石蠟封層保存于4℃冰箱。

LB培養(yǎng)基配方：胰蛋白胨10 g·L、酵母提取物5 g·L、氯化鈉10 g·L。PDA培養(yǎng)基配方：馬鈴薯200 g·L、葡萄糖20 g·L、瓊脂20 g·L、蛋白胨5 g·L、磷酸二氫鉀3 g·L、硫酸鎂1.5 g·L。

1.2 基質(zhì)制備

本研究選用的香菇菌糠為種植香菇采收后剩余的廢棄培養(yǎng)料。香菇種植的培養(yǎng)料配方：木屑（硬雜木）78%、麥麩20%、石膏2%。培養(yǎng)料經(jīng)制棒、滅菌、接種、發(fā)菌管理、出菇管理以及采收后，得到廢棄香菇培養(yǎng)料，經(jīng)粉碎并調(diào)整含水量至50%～55%后堆制腐熟，當(dāng)堆體中心溫度達(dá)65～70℃時(shí)，翻堆，重復(fù)上述步驟直至堆體中心溫度為30～40℃時(shí)，再通過(guò)1 mm篩得到符合本研究要求的香菇菌糠。

菌糠基質(zhì)制備：將香菇菌糠、草炭和蛭石按體積比2∶2∶1均勻混合，形成理化性狀穩(wěn)定并能滿足幼苗生長(zhǎng)需要的菌糠基質(zhì)。

常規(guī)基質(zhì)制備：將草炭、蛭石按體積比3∶1均勻混合，形成理化性狀穩(wěn)定并能滿足幼苗生長(zhǎng)需要的常規(guī)基質(zhì)。

1.3 基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定方法

基質(zhì)容重與孔隙度的測(cè)定參照蒲勝海等的方法進(jìn)行測(cè)定，將風(fēng)干后的基質(zhì)與去離子水按照1∶5（質(zhì)量：體積）比例相混合，靜置2 h后取濾液進(jìn)行pH和電導(dǎo)率值（EC）的測(cè)定。

1.4 病原菌制備及接種

將菌株在PF培養(yǎng)基平板上活化48 h后，挑取單菌落至200 mL LB液體培養(yǎng)基搖培過(guò)夜，12 000 r·min離心收集沉淀，用無(wú)菌水配置成濃度OD=0.8～1.0的菌懸液，將西瓜種子放入菌懸液中浸種4 h后，自然晾干，得到帶菌種子。將帶菌種子和健康種子以3∶7的比例混合，得到帶菌比率為30%的帶菌種子。

將f.sp.在PDA培養(yǎng)基平板上活化，28℃培養(yǎng)至長(zhǎng)滿培養(yǎng)基（7～10 d），用內(nèi)徑5 mm的打孔器打孔，將打孔后的菌塊收集起來(lái)，備用。種植時(shí)，先在72孔穴盤底部放入1/2的育苗基質(zhì)，每個(gè)孔放入5～6個(gè)菌塊，再次放入1/4的育苗基質(zhì)，每孔播種1粒種子后，將土鋪滿。

1.5 生防菌制備及噴施

將菌株在LB培養(yǎng)基平板上活化48h后，挑取單菌落至LB液體培養(yǎng)基搖培24 h，12 000 r·min離心收集沉淀，用無(wú)菌水配置成濃度約為10CFU·mL的菌懸液（OD=1.0），進(jìn)行灌根和葉面噴施。

播種1周后取準(zhǔn)備好的生防菌菌懸液進(jìn)行灌根，每顆苗灌根500 μL菌懸液；出苗后再次進(jìn)行葉面噴施，每穴盤噴施100 mL菌懸液。在進(jìn)行生防菌處理時(shí)，其余處理使用等量的無(wú)菌水進(jìn)行相同處理。

1.6 溫室試驗(yàn)與測(cè)定

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)不同處理，包括2種育苗基質(zhì)（常規(guī)基質(zhì)、菌糠基質(zhì)）和2種基質(zhì)分別配合生防菌噴施處理。使用人工接菌后的西瓜種子進(jìn)行育苗試驗(yàn)，采用72穴的育苗盤，設(shè)置4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1個(gè)穴盤。培養(yǎng)于普通玻璃溫室，隨機(jī)區(qū)組分布。本試驗(yàn)整體重復(fù)2次。

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行播種，常規(guī)水肥管理。記錄出苗率，觀察幼苗果斑病、枯萎病典型癥狀，統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。播種后5周，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取10株測(cè)定株高、鮮質(zhì)量、葉綠素含量。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

出苗率=播種14 d后出苗數(shù)/播種數(shù)×100%

發(fā)病率=播種21 d后發(fā)病數(shù)/出苗數(shù)×100%

病害抑制率=（對(duì)照發(fā)病率-處理發(fā)病率）/對(duì)照發(fā)病率×100%

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Minitab 18軟件，F(xiàn)isher LSD進(jìn)行差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 育苗基質(zhì)的理化性質(zhì)

各單一育苗基質(zhì)容重差異顯著，菌糠容重最高，為0.50 g·cm，蛭石的容重僅為0.12 g·cm（表1）。與草炭相比，菌糠的總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度及pH值差異均不顯著，電導(dǎo)率值顯著提高。而2種混合基質(zhì)的容重差異不顯著，菌糠基質(zhì)的總孔隙度和持水孔隙度顯著提高；同時(shí)混合基質(zhì)的pH值差異不顯著，均為中性，菌糠基質(zhì)的電導(dǎo)率顯著低于常規(guī)基質(zhì)。

表1 不同育苗基質(zhì)理化性質(zhì)分析

2.2 不同處理對(duì)西瓜苗期果斑病發(fā)病率的影響

人工接菌西瓜種子帶菌率為30%，采用常規(guī)或菌糠育苗基質(zhì)以及是否噴施處理對(duì)幼苗出苗率無(wú)顯著影響，出苗率均達(dá)到94.9%以上（圖1）。播種于常規(guī)基質(zhì)的帶菌種子，幼苗果斑病發(fā)病率為33.7%，常規(guī)基質(zhì)+、菌糠基質(zhì)、菌糠基質(zhì)+這3種處理均顯著降低了西瓜幼苗果斑病的發(fā)病率，發(fā)病率分別為4.9%、10.8%、3.7%，病害抑制率分別達(dá)到85.5%、68.0%、89.0%。

圖1 不同處理對(duì)西瓜帶菌種子出苗率及果斑病發(fā)病率的影響

2.3 不同處理對(duì)西瓜苗期枯萎病發(fā)病率的影響

如圖2所示，菌糠基質(zhì)相比常規(guī)基質(zhì)顯著提高了西瓜種子的出苗率，達(dá)98.1%；而常規(guī)基質(zhì)+，菌糠基質(zhì)+與常規(guī)基質(zhì)3個(gè)處理間的出苗率差異不顯著。菌糠基質(zhì)與菌糠基質(zhì)+處理顯著降低了幼苗枯萎病發(fā)病率，分別為1.4%、3.7%，相比常規(guī)基質(zhì)的發(fā)病率15.1%，病害抑制率分別達(dá)到90.7%、75.5%。常規(guī)基質(zhì)+處理幼苗枯萎病發(fā)病率為8.0%，病害抑制率為47.0%，但差異分析不顯著（＜0.05）。

圖2 不同處理對(duì)西瓜出苗率及枯萎病發(fā)病率的影響

2.4 不同處理對(duì)西瓜苗期生長(zhǎng)情況的影響

如表2所示，與常規(guī)基質(zhì)相比，菌糠基質(zhì)和菌糠基質(zhì)+處理顯著降低西瓜幼苗株高（＜0.05）；相比常規(guī)基質(zhì)，常規(guī)基質(zhì)+Bv、菌糠基質(zhì)和菌糠基質(zhì)+3個(gè)處理的幼苗鮮質(zhì)量差異均不顯著。通過(guò)鮮質(zhì)量/株高比值的數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，菌糠基質(zhì)與菌糠基質(zhì)+2個(gè)處理的比值顯著高于常規(guī)基質(zhì)、常規(guī)基質(zhì)+，即幼苗更健壯（＜0.05）。此外，4個(gè)處理的西瓜幼苗的葉綠素含量差異不顯著。

表2 不同處理對(duì)西瓜幼苗生長(zhǎng)的影響

3 結(jié)論與討論

基質(zhì)影響作物對(duì)水分養(yǎng)分的吸收、運(yùn)輸和利用。因此，基質(zhì)的理化性質(zhì)是評(píng)價(jià)基質(zhì)質(zhì)量的重要因素。其中，容重影響基質(zhì)的機(jī)械性能，孔隙度主要影響基質(zhì)的通透性?；|(zhì)的各項(xiàng)理化指標(biāo)應(yīng)保持在合適的范圍內(nèi)，過(guò)高或過(guò)低均不利于作物生長(zhǎng)。研究表明，受栽培原料成分、菌種以及出菇的次數(shù)等因素影響等，菌糠的理化性狀和營(yíng)養(yǎng)成分差異顯著。該實(shí)驗(yàn)中所用菌糠為種植過(guò)香菇的廢菌棒加工而成，其容重為0.50 g·cm，pH值7.04，電導(dǎo)率值為2.30 mS·cm。與草炭、蛭石混合后，得到的菌糠基質(zhì)容重、孔隙度、pH值及電導(dǎo)率值等理化指標(biāo)均在適宜作物生長(zhǎng)范圍內(nèi)。

菌糠中含有豐富的有機(jī)質(zhì)、生物活性成分以及多種可溶性有機(jī)營(yíng)養(yǎng)，是理想的栽培基質(zhì)。研究表明，在基質(zhì)中適量添加菌糠，有利于番茄、西瓜、辣椒等蔬菜作物育苗，在提高蔬菜的株高、根長(zhǎng)、葉面積的同時(shí)，還可以有效降低病害的發(fā)生。此外，孫曉紅等用香菇菌糠、草炭和蛭石混合而成的育苗基質(zhì)可有效降低作物病情指數(shù)40%。本研究中，與常規(guī)基質(zhì)相比添加菌糠的基質(zhì)可顯著促進(jìn)壯苗生成，同時(shí)降低瓜類細(xì)菌性果斑病和西瓜枯萎病的發(fā)病率。種子萌發(fā)過(guò)程中感染枯萎病會(huì)導(dǎo)致出苗率下降，本試驗(yàn)中，添加菌糠基質(zhì)可抑制土傳枯萎病害發(fā)生，從而顯著提高了出苗率，菌糠基質(zhì)對(duì)其他土傳病害是否有防效，后續(xù)可開展進(jìn)一步的研究。

生防菌貝萊斯芽孢桿菌對(duì)多種植物病原菌具有抗菌活性。的抑菌活性主要由其自身特性及代謝活性產(chǎn)物決定，徐淑琴等分析比較不同菌株的抗病性發(fā)現(xiàn)，不同菌株產(chǎn)生的抗性物質(zhì)和抑菌效果不同。菌株G341對(duì)多種植物病原菌具有拮抗作用。Yu等于2018年自我國(guó)南方農(nóng)場(chǎng)中分離得到的兩個(gè)菌株Y6和Y7對(duì)青枯病菌有強(qiáng)烈的拮抗作用，同時(shí)可以顯著抑制番茄枯萎病的田間發(fā)病率，抑制率約為50%。本研究中使用的Bv菌株SX01604對(duì)西瓜細(xì)菌性果斑病菌和枯萎病菌均有顯著防控效果。菌糠基質(zhì)+菌液后，對(duì)2種病害的抑制率分別達(dá)到89.0%和75.5%。

綜上所述，菌糠育苗基質(zhì)及生防菌菌株SX01604處理均可有效抑制西瓜苗期果斑病和枯萎病，結(jié)合2種處理方式對(duì)果斑病的防控效果更優(yōu)。同時(shí)，菌糠基質(zhì)可以促進(jìn)西瓜幼苗生長(zhǎng)，有利于提升苗期的抗逆能力。本研究為西瓜苗期病害防控提供了新的技術(shù)支持。