生物炭環(huán)境協(xié)同生防菌Bacillus amyloliquefaciens P4防控香芋軟腐病的研究

王瑩樂，李泳霖，梁 雪，黃淑芬，張煉輝，廖立勝，周筱帆

（華南農(nóng)業(yè)大學，群體微生物研究中心∕廣東省微生物信號與作物病害防控重點實驗室，廣州 510642）

香芋作為中國重要的經(jīng)濟作物之一，產(chǎn)地遍及廣東、廣西、江西、福建等地，其中以珠江流域及臺灣省種植較多。廣東省內(nèi)以樂昌市（張溪村）、廣州市花都區(qū)（文岡村）香芋較為聞名。香芋種植產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展對廣東省農(nóng)作物經(jīng)濟有重要影響，而軟腐病作為香芋種植過程中的常見病害，是影響香芋產(chǎn)量的最主要因素之一，株發(fā)病率一般3%～15%，嚴重時超過50%，甚至絕收，嚴重挫傷芋農(nóng)積極性［1］。軟腐菌（Dickeya fangzhongdai）為細菌，多發(fā)生在香芋的球莖和葉柄的底部，病部會有一層水漬狀的黑色斑點，迅速向內(nèi)腐爛、軟化，嚴重的時候，球莖的中央會完全腐爛，滲出黏液、散發(fā)惡臭，植株容易被連根拔起，當腐爛到一定程度時，拔起母芋會使得一部分腐爛殘株留在土里，最終全株枯萎倒伏死亡［2，3］。病菌隨病殘組織在土壤或球莖中越冬。病菌從傷口、氣孔侵入，傷口主要有自然裂口、蟲傷、病痕、機械傷口等，在田間靠昆蟲接觸及灌溉流水傳播蔓延，進行再侵染。發(fā)病最適溫度為25～30℃，大風大雨、高溫高濕等劇烈天氣變化時易暴發(fā)流行［4］。

化學農(nóng)藥的使用給植物病害防控帶來了諸多成效及便利，但同時也加劇了環(huán)境污染及病菌抗藥性，人們開始尋找更為安全有效的病害防控治理措施。利用有益微生物控制病害發(fā)生發(fā)展的方法稱為植物病害生物防治，而這些有益微生物則稱為植物病害生防菌［5］。與化學防治不同，利用有益微生物的寄生、溶菌、激活抗性等多種方式達到抑制病原物活性的病害防治方法［6］，其不僅對人畜安全，而且對環(huán)境友好。同時，植物病害生防菌具有改善環(huán)境、獲得長期效益的作用。以菌治病的方式目前已經(jīng)廣泛地運用于各種生產(chǎn)實踐中，如利用生防菌可有效控制魔芋［7］、棉花［8］、辣椒［9］、黃瓜［10］等作物的病害。

解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens），屬于芽孢桿菌屬（Bacillussp.），是一種具有廣譜抑菌活性的細菌，具有較強的次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生能力，能產(chǎn)生多種抑菌物質(zhì)，被廣泛用于病害防治。研究表明，解淀粉芽孢桿菌對歐文氏菌（Erwinia amylovora）引起的梨火疫病有防治效果［11］，能抑制油菜核盤菌（Sclerotinia sclerotiorum）菌絲的生長和菌核的形成［12］，對黃瓜枯萎病的致病菌尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporumSchlecht）具有拮抗作用和防治效果［13］，解淀粉芽孢桿菌在美國作為殺菌劑和植物生長調(diào)節(jié)劑進行登記［14］。目前，有關(guān)解淀粉芽孢桿菌作為生防菌防治香芋軟腐病的研究鮮見報道。

生物炭（生物質(zhì)熱解的固體副產(chǎn)品）是一種固碳土壤改良劑，據(jù)報道可以提高植物性能并降低葉面和土壤植物病害的嚴重程度［15］。在生產(chǎn)實踐中，農(nóng)民常常在種植塊莖植物時施用草木灰（生物炭），如馬鈴薯［16］和香芋等，有利于減少發(fā)病率和促進植株健康生長。張廣雨等［17］研究表明，生物炭能夠改變土壤理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，特別是對微生物種群結(jié)構(gòu)有明顯的影響，能夠增加土壤和植物根際土壤中微生物的多樣性和活性。在生物炭誘導的微生物中，PGPR和PGPF的群體如熒光假單胞菌屬、黃桿菌屬、芽孢桿菌屬、鏈霉菌屬和木霉屬都顯著增強［18］。有研究表明，施用生物炭能減少小麥赤霉?。?9］、西瓜枯萎?。?0］等病害的發(fā)生，但解析生物炭對香芋軟腐病及其生防菌的拮抗與協(xié)同效果的研究鮮見報道。

本研究結(jié)合室內(nèi)試驗和盆栽試驗，驗證生物炭能否加強生防菌（解淀粉芽孢桿菌）對香芋軟腐病的生防效果或是否能夠直接抑制病原菌致病。研究有助于結(jié)合生防菌和生物炭研發(fā)高效的微生物生防制劑，預防和減少大田香芋軟腐病的發(fā)生，減少農(nóng)藥的使用量，幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收，符合中國構(gòu)建綠色農(nóng)業(yè)、可持續(xù)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略構(gòu)想。同時，研究結(jié)果可為防控其他塊莖作物的細菌性軟腐病，如馬鈴薯、甘薯等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試植株廣西壯族自治區(qū)（以下簡稱廣西）市售的荔浦香芋及香芋苗。

1.1.2 供試病原菌香芋軟腐病病菌［Dickeya fangzhongdaiZXC1］（簡稱ZXC），由華南農(nóng)業(yè)大學群體微生物研究中心張煉輝老師課題組從廣東省韶關(guān)市發(fā)病的香芋中分離得到。

1.1.3 供試生物炭500～600℃高溫厭氧環(huán)境下裂解的水稻秸稈生物炭（rice husk），河南立澤環(huán)?？萍加邢薰?。

1.1.4 供試培養(yǎng)基LB液體∕固體培養(yǎng)基：胰蛋白胨10 g∕L、酵母提取物5 g∕L（美國西格瑪奧德里奇公司），氯化鈉10 g∕L（廣州化學試劑廠），瓊脂15 g∕L（上海生工生物工程股份有限公司），121℃滅菌20 min。

瓊脂糖凝膠：瓊脂糖10 g∕L（Biowest Agarose公司），充分溶解后，121℃滅菌20 min。

1.1.5 主要儀器T100TM型PCR儀、Gel Doc 2000型凝膠成像系統(tǒng)（Bio-Rad公司）；JY600型電泳儀、JYSPFT型水平電泳槽（北京君意東方電泳設備有限公司）；Innova?44型恒溫搖床（德國Eppendorf公司）；SW-CJ-2FD型超凈工作臺（安泰空氣技術(shù)有限公司）；PSX智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱（寧波萊?？萍加邢薰荆籋VE-50型全自動高壓滅菌鍋（日本Hirayama公司）；電熱鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 生物炭-土壤混合物配制設置3個生物炭-土壤濃度，體積比例分別為0%、1%、3%，將生物炭按照比例與土壤混勻后使用。

1.2.2 生物炭-生防菌共培養(yǎng)液配制設置3個生物炭溶液濃度，分別為0%、1%、3%，將生物炭按照比例與新鮮的P4菌液混勻，28℃、200 r∕min振蕩30 min后使用。

1.2.3 香芋軟腐病ZXC生防菌的篩選健康香芋表面消毒、切塊、加入適量LB液體培養(yǎng)基后，置于28℃搖床中，150 r∕min振蕩12 h。取菌液連續(xù)稀釋涂布于LB平板上，28℃培養(yǎng)24 h，用3步劃線法分離純化，并統(tǒng)一編號登記。采用平板對峙法，初步篩選能抑制香芋軟腐病病原菌生長的拮抗細菌。多次復篩后，根據(jù)抑菌圈直徑大小共篩選到數(shù)株具有生防效果的菌株，本研究選取其中一株抑菌環(huán)寬度較大，約為8.5 mm的菌株為研究對象，保存該菌株，命名為P4。

1.2.4 P4菌株的形態(tài)測定及16S rDNA序列分析取純化后的菌株置于LB平板上，28℃培養(yǎng)24 h，待長出純菌落，根據(jù)菌落的形態(tài)、顏色、LB平板顏色等進行形態(tài)特征鑒定。

利用菌落PCR 16S rRNA基因［21］并進行測序。培養(yǎng)新鮮菌液，選取16S rRNA基因通用引物27F（AGAGTTTGATCCTGGCTCAG）和1492R（TACGGCTACCTTGTTACGACTT），PCR反應總體系為50 μL，將反應體系按比例混合置于冰上，用槍頭吸取1 μL菌液作為模板，混合均勻后，進行PCR擴增。通過1.0%的瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR結(jié)果，PCR產(chǎn)物委托北京擎科生物科技有限公司測序。將所得序列通過NCBI數(shù)據(jù)庫進行Blast同源性分析，并采用MEGA 7.0軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹結(jié)合菌落菌體形態(tài)及其生理生化特征，對P4菌株進行分類鑒定。

1.2.5 P4菌株生防效果的驗證培養(yǎng)新鮮的ZXC和P4菌液，調(diào)節(jié)OD600nm=1.0，各取菌液1 mL，接種于含50 mL新鮮LB液體培養(yǎng)基的錐形瓶中，置于28℃搖床，150 r∕min振蕩30 h，分別于0、6、12、18、24、30 h取適量菌液稀釋涂布于LB固體培養(yǎng)基中，28℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后統(tǒng)計菌落數(shù)目。

1.2.6 模擬生產(chǎn)環(huán)境下生物炭對生防菌P4和ZXC作用效果的影響將新鮮的香芋苗洗凈并切去底部球莖2～3 cm，單個花盆土約500 g。設置7個處理：處理1至處理3為0%、1%、3%生物炭-土壤濃度，分別接種軟腐病病菌ZXC；處理4至處理6為0%、1%、3%生物炭-土壤濃度，分別接種軟腐病病菌ZXC和生防菌P4；處理7為0%生物炭-土壤濃度，不接菌，每個處理重復6次。將OD600nm=1.0的ZXC和P4新鮮菌液，按照病原菌∶生防菌=1∶5的比例接種。先接種生防菌P4，將香芋苗切面蘸取P4菌液后種植，再以灌根的方式接種等量稀釋過的P4菌液；接種生防菌7 d后按相同方式接種ZXC菌液。期間保持土壤濕潤，10 d后統(tǒng)計香芋苗發(fā)病情況。

1.2.7 生物炭對生防菌抑菌效果的影響培養(yǎng)新鮮的P4和ZXC菌液，調(diào)節(jié)OD600nm=1.0，進行平板對峙試驗。設置3個處理：處理1至處理3在含有ZXC的瓊脂糖固體培養(yǎng)皿直徑為5 mm的孔內(nèi)分別接種P4菌液、混有1%生物炭溶液濃度的P4菌液、混有3%生物炭溶液濃度的P4菌液各20 μL，28℃、48 h后測量抑菌圈的大小，每個處理重復3次。加入按照“1.2.2”方法制備的生物炭-生防菌共培養(yǎng)液，取上清液，將培養(yǎng)好的混合菌液經(jīng)離心、吸附柱過濾后進行點樣。

1.2.8 無雜菌干擾的土壤環(huán)境中生物炭對致病菌與拮抗菌數(shù)量的影響試驗設置9個處理：處理1至處理3為0%、1%、3%生物炭-土壤濃度，分別接種ZXC菌液；處理4至處理6為0%、1%、3%生物炭-土壤濃度，分別接種P4菌液；處理7至處理9為0%、1%、3%生物炭-土壤濃度，不接菌，每個處理重復2次。將各濃度生物炭-土壤混合物滅菌烘干后，分別稱取30 g于50 mL離心管中，調(diào)整新鮮菌液OD600nm=1.0，分別將1 mL ZXC、1 mL P4菌液加水稀釋至10 mL，搖勻后倒入離心管中密封好，28℃培養(yǎng)7 d后進行稀釋涂布平板計數(shù)，確定ZXC與P4數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 香芋軟腐病病菌拮抗菌株的篩選及分類鑒定

以香芋軟腐病病菌為指示菌，從健康芋頭中分離、篩選得到的細菌為待測菌，將分離純化的待測菌按平板對峙法進行初篩、復篩，選取其中一株抑菌環(huán)寬度較大，約為8.5 mm的菌株P(guān)4為研究對象（圖1）。將P4菌株在LB固體平板劃線，28℃條件下培養(yǎng)2 d后，菌落呈白色不透明、形狀不規(guī)則近圓形，邊緣不整齊、呈鋸齒狀，表面粗糙干燥、有褶皺（圖2）。

圖1 分離菌株P(guān)4對D.fangzhongdai ZXC的抑菌效果

圖2 菌株P(guān)4菌落形態(tài)

將測序得到的P4菌株16S rDNA序列在NCBI的“rRNA_typestrains∕16S_ribosomal_RNA”數(shù)據(jù)庫中進行BLAST搜索，發(fā)現(xiàn)P4菌株與已經(jīng)公布的Bacillus amyloliquefaciesPI3菌 株（GenBank登 錄 號：MH719373.1）間16S rDNA序列的相似性達到99.93%。進一步構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（圖3），從圖3可以看出，雖然進化樹整體支持度較低，但菌株P(guān)4與3個Bacillus amyloliquefacies菌株親緣關(guān)系最為接近。因此，綜合BLAST和系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果，判斷P4最有可能是解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefacies），并將該菌株命名為Bacillus amyloliquefaciesstrain P4，其16S rDNA序列提交至NCBI，GenBank登錄號為MZ618706。

圖3 菌株P(guān)4和其他親緣種的16S rDNA序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹

2.2 生防菌拮抗效果驗證

經(jīng)分離、篩選、鑒定得到菌株P(guān)4后，為了對其生防效果進一步進行驗證，將菌株P(guān)4與ZXC新鮮菌液等量接種于LB液體培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)，每隔6 h取適量菌液進行稀釋涂布平板計數(shù)、統(tǒng)計（圖4、圖5）。從2種菌株混合培養(yǎng)時開始記錄，P4菌株呈上升趨勢直至24 h后進入穩(wěn)定期，ZXC菌株在前6 h呈上升趨勢，后逐漸下降，并在第12小時數(shù)目下降為0，這表明菌株P(guān)4對菌株ZXC有較強的拮抗作用，可作為生防菌用于后續(xù)的試驗。

圖4 在LB培養(yǎng)基中共培養(yǎng)條件下菌株ZXC與P4的菌落數(shù)目變化

圖5 在LB培養(yǎng)基中共培養(yǎng)條件下菌株ZXC與P4的菌落數(shù)目占比

2.3 盆栽試驗中生物炭對生防菌P4和病原菌ZXC作用效果的影響

為了探究加入生物炭是否可以加強生防菌P4對病原菌ZXC的生防效果或是否能夠直接抑制病原菌致病，進行了盆栽試驗。按照“1.2.1”生物炭-土壤混合物配制方法，將生物炭按比例與土壤混合后種植香芋苗，分別接種2種菌株，一段時間后統(tǒng)計香芋苗發(fā)病率及發(fā)病程度。

從圖6可以看出，不加P4菌株的處理中，當生物炭濃度為0%時，香芋苗發(fā)病率約為83%，且有80%為中度以上發(fā)??；加入的生物炭濃度為1%時，香芋苗發(fā)病率約為67%，其中有50%為中度以上發(fā)??；當加入生物炭濃度為3%時，香芋苗發(fā)病率約為50%，其中約有33%為輕度及中度發(fā)病。此結(jié)果表明僅施用生物炭也能夠降低香芋軟腐病的發(fā)病率。

從圖7可以看出，加入P4菌株的處理中，當生物炭濃度為0%時，香芋苗發(fā)病率為33%，且全部為中度發(fā)病，比不加P4菌株的發(fā)病率下降了50%；當生物炭濃度為1%時，加P4菌株的香芋苗發(fā)病率為50%，比不加P4菌株的發(fā)病率下降了約17%，且全為輕度發(fā)?。划斏锾繚舛葹?%時，加P4菌株的香芋苗發(fā)病率為50%，與不加P4菌株處理的發(fā)病率相同，且全為重度發(fā)病。說明適量生物炭與生防菌的共同施用能夠有效地控制發(fā)病率及發(fā)病程度，但施加生物炭濃度較高時抑制病害效果反而不明顯（圖6、圖7）。

圖7 生物炭及生防菌P4處理下香芋苗的發(fā)病情況

2.4 生物炭對生防菌抑菌效果的影響

為了解生物炭降低植株發(fā)病率及發(fā)病程度的作用機制，探究加入生物炭是否能夠增強生防菌P4對病原菌ZXC的拮抗作用，按照“1.2.2”生物炭-生防菌共培養(yǎng)液配制方法，將生物炭按比例加入新鮮P4菌液中，培養(yǎng)一段時間，取上清液和菌液分別進行平板對峙試驗，根據(jù)抑菌圈的大小進行驗證（圖8、圖9）。在生防菌菌液的上清液及生物炭-生防菌共培養(yǎng)液的上清液處理中，沒有抑菌圈產(chǎn)生，推測生防菌可能要與病原菌直接接觸后才會產(chǎn)生相應的拮抗物質(zhì)，或者有可能是產(chǎn)生的拮抗物質(zhì)較少，沒有明顯的抑菌效果。

圖8 不同生物炭濃度下生防菌P4對病原菌ZXC的抑菌效果展示

圖9 不同生物炭濃度對生防菌P4抑菌圈大小的影響

在生物炭-生防菌共培養(yǎng)的菌液處理中，抑菌圈的大小隨著加入生物炭濃度的上升有輕微擴大趨勢，但通過計算發(fā)現(xiàn)，并沒有顯著性差異表明這種“輕微的上升”是確定的現(xiàn)象，說明生物炭對香芋軟腐病的抑制效果可能并不是通過促進生防菌分泌拮抗物質(zhì)產(chǎn)生的。

2.5 土壤環(huán)境中生物炭對生防菌P4及病原菌ZXC數(shù)量的影響

為了探究生物炭是否作為碳源通過促進生防菌P4的生長繁殖從而降低了植株發(fā)病情況，在無雜菌的不同生物炭濃度的土壤中培養(yǎng)P4菌株，一段時間后取樣進行稀釋涂布平板計數(shù)，以相同方法對病原菌ZXC的數(shù)目進行探究。在無雜菌干擾的情況下，土壤中P4菌株與ZXC菌株的數(shù)目隨生物炭濃度的升高而增加，并且當生物炭濃度為3%時，2種菌落數(shù)目明顯增多（圖10、圖11），這表明生物炭能夠為細菌提供充足的碳源，進而促進細菌的生長繁殖。依據(jù)盆栽試驗的結(jié)果，進而得到加入適量的生物炭能夠促進生防菌P4的增殖從而降低植株發(fā)病率及發(fā)病程度；而加入較高濃度的生物炭可能會促進病原菌的增殖從而抵消了生防菌的作用，導致生防效果不明顯。

圖10 病原菌ZXC和生防菌P4菌落數(shù)量變化效果展示

圖11 不同生物炭濃度下病原菌ZXC與生防菌P4的數(shù)量變化

3 小結(jié)與討論

近年來，香芋種植區(qū)軟腐病頻繁暴發(fā)，造成香芋嚴重減產(chǎn)，軟腐病已成為制約香芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大因素。Dickeya fangzhongdai是香芋軟腐病的主要病原菌之一［22］，在香芋的整個生長周期均可破壞植株正常生長，是造成香芋減產(chǎn)的主要原因之一?；瘜W農(nóng)藥防治效果較好，但是造成的環(huán)境污染日益增多，引發(fā)許多食品安全問題。此外，隨著社會的發(fā)展與進步，人們的消費觀念發(fā)生變化，更加注重食品及其相應生活必需品的安全性和環(huán)保性。本試驗對香芋軟腐病生物防治資源進行深入地研究，為協(xié)同其他防控手段對香芋軟腐病進行綜合防治，同時也為了能更環(huán)保、安全地進行香芋及其相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供理論數(shù)據(jù)。

近些年的研究表明，生防微生物的運用對植物病害的可持續(xù)控制與無公害防治產(chǎn)生了巨大的成效，尤其是從源頭上限制了化學農(nóng)藥的濫用，減少了環(huán)境污染及病菌耐藥性等。這種防治技術(shù)適應綠色環(huán)保的要求，適應社會的發(fā)展，有著廣闊的應用前景［5，6］。目前使用較多的生防細菌主要有芽孢桿菌、假單胞桿菌、土壤放射桿菌和巴氏桿菌等。不同生防菌對病原菌的拮抗作用機制不同，生防菌株可以通過分泌抗菌活性物質(zhì)抑制病原菌的生長，可以通過分泌溶菌物質(zhì)直接殺死病原菌，可以通過與病原菌競爭營養(yǎng)和生存空間、延緩或者阻止病原菌定殖過程與病害發(fā)生發(fā)展，也有的生防菌可以促進植物的抗病性。本研究從健康香芋植株中分離篩選出1株能抑制香芋軟腐病菌D.fangzhongdai生長的拮抗細菌，命名為Bacillus amyloliquefaciesstrain P4，競爭性試驗證明P4菌株對D.fangzhongdaiZXC1有良好的拮抗效果；對峙培養(yǎng)時，P4菌株可以產(chǎn)生明顯的抑菌性物質(zhì)抵抗病原菌ZXC1的生長，故此推測P4菌株分泌的抑菌活性物質(zhì)應該是其抑制病原菌的原因之一。P4菌株的抑菌活性物質(zhì)有待深入研究。

生物炭是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)材料，具有吸附能力強、比表面積大、多孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強等特點。生物炭作為優(yōu)良的土壤改良劑，除了改善土壤理化性質(zhì)外，還能夠顯著地增加土壤微生物的多樣性及活性。目前已有研究表明，施用生物炭能夠有效地減少植物病害的發(fā)生［15-20］。本研究進一步探究了生物炭環(huán)境協(xié)同生防菌B.amyloliquefaciensP4菌株對香芋軟腐病菌的拮抗作用。盆栽試驗的結(jié)果表明，適量生物炭與生防菌的共同施用能夠明顯降低植株發(fā)病率或減輕發(fā)病程度，并且僅施用生物炭也可以在一定程度上降低發(fā)病率或減輕發(fā)病程度，此外，當加入的生物炭濃度較高時，生防菌的拮抗效果卻不明顯。

進一步深入探究生物炭提高P4菌株生防效率的原因，發(fā)現(xiàn)單獨添加生物炭未能促進P4菌株產(chǎn)生抑菌物質(zhì)外排到胞外；當與病原菌對峙培養(yǎng)時，抑菌物質(zhì)也無明顯差異。因此，本研究認為生物炭可能不是通過直接促進生防菌產(chǎn)生相應的拮抗物質(zhì)來增強對香芋軟腐病病菌的抑制效果，而是存在另外的作用機制。通過檢測不同含量的生物炭處理下P4菌株與ZXC菌株的種群數(shù)量變化，發(fā)現(xiàn)P4菌株與ZXC菌株種群數(shù)量隨著生物炭濃度的增加而呈遞增趨勢，并且在3%生物炭含量時達到峰值，說明生物炭環(huán)境能夠有效地促進土壤微生物的生長；有研究表明生物炭環(huán)境可直接為土壤微生物提供良好的庇護所和生長所需養(yǎng)分以促進其增殖［23］。本研究發(fā)現(xiàn)1%含量的生物炭與生防菌共同處理下植株發(fā)病率最低，3%含量的生物炭與生防菌共同處理下防治效果卻不明顯。根據(jù)其他學者的研究［17，18］，生物炭環(huán)境可以改變微生物群落結(jié)構(gòu)。不同菌株對生物炭的響應機制不同，適量的生物炭環(huán)境可以調(diào)節(jié)P4菌株的種群數(shù)量優(yōu)于病原菌的種群數(shù)量，使P4菌株在與病原菌對抗的過程中更具優(yōu)勢，故此表現(xiàn)出明顯的防病效果；過高生物炭含量，促進生防菌生長繁殖的同時也使得病原菌繁殖過快，防病效果反而不明顯。種群的平衡是微生物相互制約的重要基礎，如何正確把握和控制生物炭材料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用劑量，是今后需要研究的重點之一。

本研究結(jié)果表明，加入生物炭能夠抑制植物病原菌致病，1%含量的生物炭與生防菌的共同作用相較于生物炭或生防菌單獨作用而言，防病效果更佳。適量的生物炭能夠通過加快土壤中生防菌的生長繁殖使其占據(jù)良好的生態(tài)位，從而加強生防菌對香芋軟腐病病原菌的生防效果。本研究為未來綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了理論依據(jù)，可以大量利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的植物廢料，如秸稈、種殼，經(jīng)濟有效地將其轉(zhuǎn)化為生物炭，使其變廢為寶，同時利用有益微生物，雙管齊下，研發(fā)高效的生物炭與生防菌混合制劑治理及預防大田植物病害，減少化學農(nóng)藥的使用，從而幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收，最終實現(xiàn)一加一大于二的效果。