徐传银，王光飞，陆其通，马 艳，郭德杰，颜士敏
(1.东海县农业技术推广中心，江苏连云港 222300；
2.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部盐碱土改良与利用(滨海盐碱地)重点实验室，江苏南京 210014；
3.江苏省耕地质量与农业环境保护站，江苏南京 210029)
土传病害在设施蔬菜生产较为常见，传染性强，发病严重时对设施蔬菜生产造成毁灭性伤害。施用生物有机肥是常见的一种绿色防控方法，通过调节土壤微生态系统环境和提高土壤生物肥力来防控病害[1]。但在实际生产中，应用生物有机肥防控土传病害防效不稳定，还需进行多元强化防病效果。
生物炭比表面积大，孔隙性极好，适合外源有益微生物定殖和提高土壤微生物丰度[2-3]，也可诱导植株系统抗性[4]。研究表明，生物炭可通过富集木霉、黑曲霉、芽孢杆菌、链霉菌、假单孢菌等抑病性微生物以及提高土壤微生物活性和多样性进而有效防控土传病害[5]。研究显示生物炭和有机肥进行复配与单施相比可明显优化土壤微生物多样性和减少病原菌数量[6-7]。笔者所在团队近年研究初步显示生物有机肥与生物炭在防病方面具有协同效果，推测多元化的炭基生物有机肥在防控土传病害方面能获得更好防效。
氨基酸和黄腐酸钾是农业市场上易获得的肥料属性有机物，研究显示氨基酸和黄腐酸钾可提高作物抗病性、果类蔬菜生长和增加产量[8-11]。笔者所在实验室芽孢杆菌菌株BS211和木霉菌菌株TV41是对土传病害防控效果较好的生防菌[12-13]，也有多项报道木霉和芽孢杆菌可抑制辣椒疫病[14-15]。笔者预估以生物炭和有机肥为主料，以氨基酸和黄腐酸钾为辅料，以生防菌BS211和TV41为核心，复配为多元炭基生物有机肥可有效防控土传病害。
苏北设施辣椒产量高，辣椒疫病较为普遍。笔者以辣椒疫病为试验对象，研究炭基生物有机肥盆栽防病效果，再进行田间试验验证其应用效果。根据辣椒疫病发生率、病原菌数量来判定其病害防控效果，根据土壤微生物性状和植株生长参数来判定炭基生物有机肥改善土壤微生态和促进植株生长效果。
1.1 试验材料供试土壤采自江苏连云港市东海县桃林镇辣椒大棚耕层土，基本性状：pH 7.04，电导率517 μS/cm，有机质26.7 g/kg，速效氮182.4 mg/kg，有效磷154.3 mg/kg，速效钾215.6 mg/kg。
芽孢杆菌菌剂为笔者所在团队具备防病功能的解淀粉芽孢杆菌BS211经麸皮固体发酵后风干粉碎后的菌剂。供试木霉菌剂为笔者所在团队具备防病促生功能的木霉菌TV41经麸皮固体发酵后风干粉碎后的菌剂。
供试肥料有15-15-15复合肥、稻壳生物炭、猪粪稻秸有机肥、未腐熟羊粪、黄腐酸钾、氨基酸液。炭基有机肥由30%生物炭、15%氨基酸粉、10%黄腐酸钾和45%猪粪稻草有机肥按质量比混合，炭基生物有机肥为在炭基有机肥的基础上添加芽孢杆菌菌剂和木霉菌剂至BS211和TV41终浓度均为2×107CFU/g。基本性状见表1。氨基酸液含经动物源酶解制备并加碱中和的氨基酸和多肽，干物质含量40%以上，干基游离氨基酸与多肽总量90%以上，干基全氮含量16%以上。黄腐酸钾全钾含量12%以上，全氮含量3%以上。
表1 不同有机肥性状
供试辣椒疫霉分离于设施辣椒产区疫病病株。供试青椒品种为苏椒5号，红椒品种为大富豪。
1.2 盆栽试验
1.2.1试验设计。将供试土壤添加辣椒疫霉游动孢子至1 g土500个游动孢子，再设置3个处理，分别为①CK，添加0.039% 15-15-15复合肥；
②BCOF，添加0.75%炭基有机肥；
③BCBOF，添加0.75%炭基生物有机肥。肥料按质量比加入土壤后混合均匀。3个处理全氮投入一致，其中炭基有机肥和炭基生物有机肥按氮释放率40%计算。每个处理装45盆600 g加病原菌土壤，每盆栽植1棵六叶期苏椒5号苗后培养于25～32 ℃温室中，每个处理3次重复。栽植35 d后统计各处理发病率和植株鲜重。
1.2.2测定项目与方法。取根际土测定土壤微生物数量和碳源利用状况[5]。以鲜土采用梯度稀释法测定木霉菌、芽孢杆菌和放线菌数量，分别采用马丁氏培养基、V8培养基和高氏一号培养基。将鲜土提取土壤DNA后，利用定量PCR测定辣椒疫霉数量。
土壤微生物碳源利用能力采用Biolog-Eco生态测试板测定。孔平均颜色变化率(average well color development，AWCD)=∑(Ci-R)/31；
Shannon物种多样性指数(H)=-∑Pi×lnPi；
Simpson优势度指数(D)=1-∑Pi2。
1.3 田间试验在连云港市东海县设施辣椒大棚和淮安清江浦区设施红椒大棚进行田间试验，2个大棚近茬均有辣椒疫病发生。设置3个处理，分别为①SM，7 500 kg/hm2未腐熟羊粪施用于土壤；
②OF，6 765 kg/hm2猪粪稻秸有机肥施用于土壤；
③BCBOF，4 680 kg/hm2炭基生物有机肥施用于土壤。3个处理有机类肥全氮投入量一致。基肥化肥和追肥化肥投入一致，基肥化肥投入氮磷钾均为112.5 kg/hm2，追肥化肥投入氮147.4 kg/hm2、磷101.9 kg/hm2和钾157.8 kg/hm2。每个处理3个重复小区，每个小区30 m2。红椒种植密度为5.70万棵/hm2，青椒种植密度为5.25万棵/hm2。收货时，统计各处理小区发病率和总产量。
2.1 炭基生物有机肥盆栽应用效果
2.1.1对辣椒植株的影响。由图1可知，盆栽试验条件下BCOF和BCBOF均对辣椒疫病发生率和植株生长有影响。CK、BCOF和BCBOF的发病率分别为85.2%、50.4%和37.0%，且BCOF和BCBOF发病率显著低于CK。BCOF和BCBOF的防效分别为40.9%和56.5%，两者防效无显著差异。CK、BCOF和BCBOF的平均植株鲜重分别为16.5、18.5和18.3 g。BCOF和BCBOF植株鲜重比CK分别提高12.1%和10.9%，但均与CK无显著差异。因此，炭基有机肥和炭基生物有机肥均能显著抑制辣椒疫病，炭基生物有机肥效果更佳。但炭基生物有机肥并没有在促生方面优于炭基有机肥。
注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
2.1.2对土壤病原菌和有益微生物数量的影响。由表2可知，各处理对根际土壤病原菌数量和有益微生物数量影响较大。与CK相比，BCOF和BCBOF可分别减少41.4%和71.0%辣椒疫霉数量，且与CK辣椒疫霉数量达显著差异。另外，BCBOF辣椒疫霉数量显著低于BCOF，仅为BCOF的0.49倍。有益微生物数量方面，与CK相比，BCOF均可增加木霉菌、芽孢杆菌、放线菌数量，增加幅度分别为21.6%、19.8%和16.5%，但均未与CK达显著差异。BCBOF则能显著增加木霉菌和芽孢杆菌数量，增加幅度分别为111.2%和53.6%。因此，炭基有机肥和炭基生物有机肥均能减少病原菌数量和增加有益微生物数量，但炭基生物有机肥在削减病原菌和增殖木霉菌与芽孢杆菌方面效果更佳。
表2 炭基生物有机肥对土壤病原菌和有益微生物数量的影响
2.1.3对土壤微生物碳源利用能力的影响。由表3可知，AWCD为Biolog-ECO测试板孔平均颜色变化率，代表微生物碳源利用强度，即微生物活性；
H为Shannon群落碳源利用多样性指数，代表微生物多样性；
E为Shannon群落碳源利用均匀度指数，代表微生物均匀度。BCOF和BCBOF菌能显著增加AWCD和H值，略增加E值，而BCBOF均较高于BCOF。因此，炭基有机肥和炭基生物有机肥均可提高微生物活性、多样性和均匀度，但炭基生物有机肥效果略强于炭基有机肥。
表3 炭基生物有机肥对土壤微生物碳源利用能力的影响
2.2 炭基生物有机肥田间应用效果
2.2.1对东海青椒疫病发病率和产量的影响。由图2可知，SM、OF和BCBOF处理也对东海青椒发病率和产量有所影响。SM、OF和BCBOF处理的发病率分别为2.1%、1.4%和0.8%，OF和BCBOF均有防病效果，防效分别为33.2%和62.5%，BCBOF与CK达显著差异。OF和BCBOF处理产量分别比SM增加0.60 和1.41 t/hm2，BCBOF的增产率为3.3%。
注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
2.2.2对淮安红椒疫病发病率和产量的影响。由图3可知，未腐熟养分SM、猪粪稻秸有机肥OF和炭基生物有机肥BCBOF对淮安红椒发病率和产量有一定的影响。SM、OF和BCBOF处理的发病率分别为5.9%、6.3%和3.1%，有机肥轻微增加了病害发生率，而BCBOF处理有46.9%防效，但3个处理均未达显著差异。OF和BCBOF处理产量分别比SM增加0.23和2.15 t/hm2。BCBOF的增产率为6.8%，但与CK差异不显著。
注：不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)
盆栽试验中炭基生物有机肥和炭基有机肥均能显著降低辣椒疫霉和防控辣椒疫病，而生物炭基有机肥效果强于炭基有机肥，这说明炭基生物有机肥的有机物料组分(炭基有机肥)和有效菌均具有贡献作用。就防控效果而言，炭基生物有机肥并不显著高于炭基有机肥，这体现了有机物料组分对防病的贡献较大。但就辣椒疫霉数量而言，炭基生物有机肥削减辣椒疫霉效果显著高于炭基有机肥，这说明木霉菌和芽孢杆菌对抑制病原菌贡献大。值得注意的是，炭基有机肥促植株生长作用微强于炭基生物有机肥。研究显示生物炭、氨基酸和黄腐酸钾均可促进茄果类蔬菜生长和提高植株抗性[8，11，16]。因此推断，炭基生物有机肥防病的重要机理之一是有机物料组分促进生长和提高抗性。
炭基生物有机肥的有机物料与有效菌能协同提高抑制辣椒疫霉和防控病害能力，这与汪坤等[17]研究结果较为一致，生物炭基肥和哈茨木霉菌剂配施与单独施用炭基有机肥相比，更能减少烟草黑胫病和青枯病。有机物料组分间也可能存在较好的协同增效作用，吕娜娜等[18]研究表明氨基酸和有机肥复配比单施有机肥增加土壤酶活性和黄瓜产量。另外，也有报道显示复合芽孢菌剂和氨基酸组合可减少香蕉病害发生[19]。
炭基有机肥能在一定程度上增殖木霉、芽孢杆菌和放线菌3种抑病性微生物，并显著提高了微生物活性和多样性，这可能是生物炭、有机肥、黄腐酸钾和氨基酸共同作用的结果，研究表明这些有机物料可增加土壤生物活性、微生物数量及部分有益微生物[5-7，18，20]。炭基生物有机肥土壤微生物活性和多样性仅略高于炭基有机肥，土壤微生物活性和多样性强有利于提高土壤抑制病害发生[21-22]，这说明有机物料组分能通过改善土壤微生物生态来抑制辣椒疫霉，而有效菌组分也能适当提高土壤微生物活性和多样性。炭基生物有机肥显著增加了木霉和芽孢杆菌数量，说明BS211和TV41能在土壤中稳定定殖，这有助于抑制病原菌繁殖。炭基生物有机肥中的组合也可能存在协同增效，柳晓磊等[19]和齐钊等[23]研究表明复合芽孢菌剂与氨基酸组合可减少病原真菌和根结线虫，增加有益真菌，减少作物病害。
为了解炭基生物有机肥田间应用效果，该研究在淮安清江浦区设施红椒和连云港东海县设施青椒上进行辣椒疫病防效试验，防效可达46.9%和62.5%，对青椒疫病的田间防效高于盆栽防效。这可能是因为盆栽试验是加病土壤，辣椒疫霉浓度高，而田间试验土壤本底病原菌数量低。炭基生物有机肥对于重病土壤防效有限。大田试验可控性差，但炭基生物有机肥在2个试验点和2种辣椒品种防控疫病效果较好，这说明炭基生物有机肥潜力巨大。另外，炭基生物有机肥也显示出一定的增产效果，这可能不仅与病害减少有关，也可能与炭基生物有机肥中的氨基酸、黄腐酸钾和生物炭促生作用有关。
综上，炭基生物有机肥能有效削减土壤辣椒疫霉数量和防控辣椒疫病，也能促进辣椒植株生长和提高辣椒产量。防病作用可能与其直接抑制辣椒疫霉、显著增殖抑病微生物以及改善土壤微生物活性和多样性相关，也可能与其促进植株生长和提高抗性有关。炭基生物有机肥的有机物料组分(生物炭、有机肥、氨基酸和黄腐酸钾)对其改善土壤微生态和植株生长有很大的贡献作用，而TV41木霉菌和BS211芽孢杆菌抑制病原菌效果较好，对改善土壤微生态也有贡献作用。
猜你喜欢 芽孢杆菌疫病 抽气负压发酵法对丁酸梭菌生长及芽孢形成的影响中国饲料(2022年5期)2022-04-26rpoB、gyrA、cheA基因在芽孢杆菌鉴定上的应用浙江农业学报(2022年1期)2022-02-18梨火疫病的识别与防控今日农业(2021年4期)2021-11-27辣椒疫病危害大 及时防治有办法今日农业(2021年15期)2021-11-26枯草芽孢杆菌在养鸡生产中的应用湖南饲料(2021年4期)2021-10-13中医名医 征战疫病中老年保健(2021年5期)2021-08-24中医药防控生猪疫病取得突破今日农业(2021年11期)2021-08-13类芽孢杆菌属β-葡萄糖苷酶在大肠杆菌中可溶性重组表达的优化食品工业科技(2014年23期)2014-03-11植物乳杆菌接种发酵对朝鲜泡菜品质的影响食品工业科技(2014年23期)2014-03-11嗜酸乳杆菌NX2-6冻干发酵剂的研究食品工业科技(2014年23期)2014-03-11