一种复配型生物种衣剂防治黄瓜苗期病害的研究_刘依宁.pdf

生 物 灾 害 科 学 2024 47 2 262 268 Biological Disaster Science Vol 47 No 2 2024 DOI 10 3969 j issn 2095 3704 2024 02 34 收稿日期 2024 03 28 修回日期 2024 04 15 作者简介 刘依宁 1994 女 硕士 主要从事生物防治研究 liuyn sh 通信作者 于稳欠 中级农艺师 yuwq sh 刘依宁 袁东华 仕影 等 一种复配型生物种衣剂防治黄瓜苗期病害的研究 J 生物灾害科学 2024 47 2 262 268 一种复配型生物种衣剂防治黄瓜苗期病害的研究 刘依宁 袁东华 仕 影 曾 文 桑园园 于稳欠 上海万力华生物科技有限公司 上海 201611 摘要 目的 用 多粘类芽胞杆菌 Paenibacillus polymyxa P6 与哌珀霉素 Peptaibols 复配制成一种生物种 衣剂 防治黄瓜种子萌发及苗期猝倒病 根腐病 和立枯病 方法 1 通过离体拮抗测试 筛选出对引起 黄瓜 猝倒病 根腐病和立枯病 的病原菌 瓜果腐霉 Pythium aphanidermatum 茄腐镰刀 菌 Fusarium solani 立枯丝核 菌 Rhizoctonia solani 有较好拮抗活性的生防菌株和 Peptaibols 的使用浓度 2 通过相容性测试 进一步筛选出能与 生防菌株相容的 哌珀霉素 使用 浓度 3 通过生测 试 验 测定复配种衣剂对黄瓜种子萌发 的影响 以及对 猝倒病 根腐病和立枯病 的防治效果 结果 对 瓜果腐霉 茄腐镰刀菌 和 立枯丝核菌 的抑制 率随 哌珀霉素 含量 的 增加而提高 当 哌珀霉素 的使用浓度在 50 mg L 和 200 mg L 时 对 瓜果腐霉 和 茄腐镰刀菌 的抑菌率分别达到 100 在 200 mg L 时 对 立枯丝核菌 的 抑菌率为 69 00 相容性测试结果显示 当 哌珀霉 素 使用浓度为 32 5 mg L 时 与 多粘类芽胞杆菌 的相容性好 且复配制成生物种衣剂 对 瓜果腐霉 茄腐镰刀 菌 和 立枯丝核菌 的抑制 率 分别 为 90 8 59 7 和 90 6 显著优于单独使用 哌珀霉素 或 多粘类芽胞杆菌 生 测 试 验 结果显示 用含菌量为 106 cfu g 的 多粘类芽胞杆菌 与浓度为 32 5 mg L 的 哌珀霉素 复配裹种 防治黄瓜 猝 倒病 根腐病和立枯病 优于单独使用 多粘类芽胞杆菌 或 哌珀霉素 防治效果分别为 38 67 57 00 72 23 结论 P6 具有广谱抑菌活性 与 哌珀霉素 复配 有 较 好的生物相容性和稳定性 能较好 地 防治黄瓜 苗期病害 关键词 多粘 类 芽胞杆菌 哌珀霉素 黄瓜苗期病害 生物防治 中图分类号 S436 5 文献标志码 A 文章编号 2095 3704 2024 02 0262 07 A study on control of cucumber seedling diseases with a compound biological seed coating agent LIU Yining YUAN Donghua SHI Ying ZENG Wen SANG Yuanyuan YU Wenqian Shanghai Wanlihua Biotechnology Co Ltd Shanghai 201611 China Abstract Objective A compound biological seed coating agent was prepared with Paenibacillus polymyxa P6 and Peptaibols to control the diseases of damping off root rotandrhizoctonia stem rot during cucumber seed germination and seedling stages Method 1 An in vitro test was conducted to screen the biocontrol strains and the concentration of Peptaibols with effective antagonistic activities against the pathogens of Pythiumap aphanidermatum Fusarium solani and Rhizoctonia solani causing the diseases 2 A further screening test was carried out to check if the biocontrol strains were compatible with Peptaibols used in certain concentrations 3 A bioassay was conducted to test the effectiveness of the compound seed coating agent on seed germination of cucumber and control of the diseases Result The inhibition rates to P ahanidermatum F solani and R solani were raised with the increase of Peptaibols concentration and the inhibition rates to both P ahanidermatum and F solani reached 100 when the applied concentrations were at 50 mg L and 200 mg L respectively and that to R 2024年第 2期 刘依宁 等 一种复配型生物种衣剂防治黄瓜苗期病害的研究 263 solani reached 69 00 when the applied concentration was at 200 mg L The results of compatibility test showed that P6 could be compatible well with Peptaibols when the applied concentration was at 32 5 mg L and combining P6 and Peptaibols to form a compound seed coating agent the inhibition rates of it to the pathogens of P ahanidermatum F solani and R solani were 90 8 59 7 and 90 6 respectively which were significantly better than that of Peptaibols or P6 used alone The results of the bioassay showed that the treatment with the compound seed coating agent containing 106 cfu g of P6 and 32 5 mg L of Peptaibols were superior to that of P6 or Peptaibols used alone for controlling the three seedling diseases and the control effective rates were 38 67 57 00 and 72 23 respectively Conclusion P6 has a broad spectrum antagonistic activity It can be compatible well with Peptaibols to form a stable compound seed coating agent which can effectively control the seedling diseases of cucumber Keywords Paenibacillus polymyxa Peptaibols cucumber seedling disease biocontrol 研究意义 黄瓜在整个生育过程中会遭受多种病原菌危害 其中猝倒病 根腐病 和立枯病 为黄瓜苗 期主要病害 1 由瓜果腐霉引起的 黄瓜猝倒病是育苗期最为常见的病害 防治不及时将严重影响黄瓜幼苗 时期的生长质量及其成活率 2 造成黄瓜幼苗死亡率达 80 左右 黄瓜根腐病 由茄腐镰刀菌感染所致 在 全生育期内均可发病 主要症状为植株生长发育迟缓 整个根部及茎基部颜色褐变腐烂 严重时可致植株 快速死亡 发病面积 可达 80 左右 严重降低了产量和经济效益 3 5 黄瓜立枯病是黄瓜育苗前期 的主要病 害 可导致黄瓜 死苗倒苗 且 该病原菌侵染力强 寄主范围广 经常造成大面积的缺苗和毁灭性的损失 6 猝倒病 根腐病和立枯病 均为土传病害 且 在黄瓜的苗期 伸蔓期易发病 根据发病特点及防治经验 种 子包衣剂是比较理想的防治途径 7 目前市场上种子包衣剂种类繁多 质量参差不齐 虽 然国内 有 应用 在 其他作物上防治根腐病的研究 但可供黄瓜参考使用的药剂依然缺乏 8 前人研究进展 芽胞杆菌 Bacillus 作为一 类 天然微生物 可 快速大量繁衍和定殖 在植物根际 体表或体内及土壤中 可有效 抑制 病原微生物 在植物上定殖与侵染 有促进植物生长 诱导植物 产生 系统抗性 其代谢产物广谱抗菌 9 12 等特点 对立 枯病 根腐病 猝倒病等多种土传病害具有良好的防效 具有环保 不易产生抗性等优势 对 发展 有机农 业生产 具有重要的作用 多粘类芽孢杆菌是一类可产内生孢子的多功能革兰氏阳性细菌 具有繁殖速度快 营养要求简单及易于在植物根围定殖的特点 美国环保署 Environmental Protection Agency 将其列入可 作商用的微生物之一 13 15 具有广阔的应用前景 多粘类芽胞杆菌具有广谱拮抗活性 能有效防治真菌 细菌和线虫引起的多种植物病害 16 哌珀霉素 Peptaibols 主要由木霉菌代谢产生 是一类特殊肽类抗生 素的总称 本研究的哌珀霉素由上海万力华生物科技有限公司从橘绿木霉菌株 TR673 的发酵液中分离得到 17 哌珀霉素可抑制多种真菌生长 同时对细菌影响较小 18 本研究切入点 多粘类芽孢杆菌和哌珀霉 素均有抑菌促生的效果 本研究将其复配 开发一种种衣剂 可以提高黄瓜种子发芽率 促进幼苗生长 同时防治黄瓜苗期的多种病害 拟解决的关键问题 本 研究 在 前人 研究的基础上 通过平板拮抗试验 盆栽试验探讨多粘类芽胞杆菌 Paenibacillus polymyxa P6 和哌珀霉素作为种衣剂对黄瓜苗期病害的防治 效果 探索其混合后作为一种新型生物种衣剂的可行性 1 材料与方法 1 1 材 料 1 1 1 供试菌株 供试生防菌株为多粘类芽胞杆菌 P polymyxa P6 下文用 P6 表示 保存于本实验室 病原菌株为瓜果腐霉 P aphanidermatum 茄腐镰刀 菌 F solani 和 立枯丝核 菌 R solani 保 存于本实验室 所有菌株均 由上海万力华生物科技有限公司提供 保存于 80 1 1 2 供试黄瓜品种 黄瓜 品种名 金申 青长 由上海三友种苗有限公司选育 适宜上海市 江苏省 浙江省 安徽省春 264 生 物 灾 害 科 学 第 47 卷第 2 期 季保护地栽培 植株长势适中 主蔓结瓜为主 光滑润泽 浅绿色刺瘤小而少 嫩瓜单瓜重约 150 g 生食 脆爽 作老黄瓜用时皮色由绿转金黄 单瓜重约 1 kg 1 1 3 供试药 剂 成膜剂 由 江西天晟新材料有限公司提供 46 哌珀霉素粗提物 对照样品 批号 WLHTC20150809 由上 海万力华生物科技有限公司提供 17 保存于本实验室 62 5 g L 精甲 咯菌腈悬浮种衣剂 先正达 亮盾 1 1 4 种衣剂配方 种衣剂成分包括多粘 类 芽胞杆菌 P6 发酵液 哌珀霉素 32 5 mg L 成膜剂 菌液与成膜剂用量比例为 10 1 种衣剂与种子比例为 1 20 制成 50 mL 液体种衣剂 1 2 方 法 1 2 1 生防菌抑菌率 采用抑菌圈法 将病原菌接于 PDA 平板中心 再采用划线法将生防菌接 种 于病原菌两侧 距离病 原菌 2 cm 28 恒温培养 待空白病原菌长满后 观察并记录抑菌圈大小 每个处理重复 3 次 1 2 2 生防菌与 哌珀霉素 的相容性 采用含药平板法测定 使用王承芳等 19 的方法 将 46 哌珀霉素粗提物样品 10 20 30 40 50 100 200 mg L 加入到 PDA 培养基中 轻轻摇匀倒入平板 冷却后 将生防菌涂于平板上 36 恒温培养 24 h 后 统计菌落数量 每个处理重复 3 次 以加相同量的溶剂为对照 抑菌率 对照的菌落数量 处理的菌落数量 对照的菌落数量 100 1 1 2 3 发芽率测试 对黄瓜种子进行裹种处理 种子上含菌量为 106 107 108 cfu g 设未包衣裸种为空白对照 CK 各处 理重复 3 次 参照国家标准 农作物种子检验规程 20 方法进行室内发芽试验 将 30 粒种子置于放有湿润 滤纸的无菌培养皿上 加入 3 mL 无菌水润湿后 于恒温恒湿培养箱 25 相对湿度 70 L D 12 12 内 每天补充 2 mL 无菌水 分别在 培养 4 d 及 8 d 后测定其发芽势及发芽率 发芽势 播种后第 4 天发芽数 供试种子数 100 2 发芽率 播种后第 8 天发芽数 供试种子数 100 3 1 2 4 盆栽 试 验 将 黄瓜种子 用 配好种衣剂拌种包衣 晾干备用 对照为不包衣黄瓜种子 含生防菌种衣剂 化药拌种 及对照共设 5 个处理 每个处理 4 个重复 室内盆栽试验中 按照体积 1 1 比例混匀基质土 猝倒病 根 腐病和 立枯病 分别将瓜果腐霉菌 茄腐镰刀菌和立枯丝核菌 与土壤按照质量 比 0 6 100 1 100 1 100 均匀混合 采用 12 cm 12 cm 的营养钵 每钵播种大小均匀的种子 8 粒 土培 播深 1 2 cm 常规种植 播种后第 7 天进行调查 分析各处理菌剂种衣剂对黄瓜种子发病率 病情指数和防治效果影响 发病率测定 黄瓜根腐病 参考张旭丽 21 的分级标准 黄瓜根腐病的病情指数和防治效果 按式 4 和 5 计算 黄瓜猝倒病 按照陈仕红 22 的方法测定 分别按式 6 和 7 计算黄瓜猝倒病的发病率和 防治效果 黄瓜立枯病 测定 参照方中达 23 的分级标准 病情指数参照宗兆锋 等 24 的计算方法 按式 5 和 6 计算 根腐病 立枯病病情指数 各级病株数 相对级数值 调查总株数 最高病级数 100 4 根腐病 立枯病防治效果 对照病情指数 处理病情指数 对照病情指数 100 5 猝倒病发病率 调查病苗数 调查总苗数 100 6 猝倒病防治效果 空白对照发病率 处理发病率 空白对照发病率 100 7 1 2 5 统计分析 使用 IBM SPSS Statistics 26 0 和 Excel 2007 软件进行数据统计分析作图 以 0 05 为显著性水平 2 结果与分析 2 1 哌珀霉素的抑菌率 如图 1 哌珀霉素对瓜果腐霉 茄腐镰刀菌 立枯丝核菌均有明显的抑制作用 且抑菌率均随哌珀 2024年第 2期 刘依宁 等 一种复配型生物种衣剂防治黄瓜苗期病害的研究 265 霉素含量的增加而提高 但对不同 病 菌抑制效果差异显著 对 瓜果 腐霉 和茄 腐 镰刀 菌 的抑菌率分别在 50 mg L 和 200 mg L 达到 100 立枯丝核 菌 在 200 mg L 抑菌率为 69 00 随哌珀霉素浓度提高 抑 菌率增加缓慢 图 1 不同浓度哌珀霉素对病原菌的抑菌率 2 2 生防菌与哌珀霉素测试 P6 在哌珀霉素 11 个浓度条件下 多 粘 类 芽胞杆菌 P6 均不能正常生长 随哌珀霉素含量增加 菌落 数 量减少且 直径变小 哌珀霉素 在低浓度下与 P6 相容性较好 32 5 mg L 浓度下抑菌率小于 30 且菌体生 长情况良好 在 100 mg L 浓度时完全抑制菌体生长 表 1 表 1 多 粘 类 芽胞杆菌 P6 与哌珀霉素相容性 哌珀霉素 质量浓度 mg L 1 抑菌率 菌体生长情况 25 17 4 27 5 21 1 30 27 3 32 5 28 3 35 42 1 37 5 45 0 40 51 5 45 57 1 50 80 4 100 100 0 200 100 0 表示菌体生长良好 菌落直径 1 mm 表示菌体可以生长 菌落直径 1 mm 表示无肉眼可见菌体 生长 2 3 哌珀霉素与生防菌联合抑菌测试 如图 2 所示 32 5 mg L 哌珀霉素和 P6 生防菌对 3 种病原 菌 均有不同程度的抑菌作用 哌珀霉素可使 菌落生长直径减小 而 P6 可使病原菌菌丝稀疏 减少立枯丝核菌 产生菌核数量 哌珀霉素和 P6 联合作用 可以增强对病原菌的抑制作用 结合表 2 抑菌率可以看出 平板加入哌珀霉素并接种 P6 后 对瓜果腐霉 茄腐镰刀 菌 立枯丝核 菌 的抑菌率分别达到 90 8 59 7 和 90 6 哌珀霉素 P6 处理 对瓜果腐霉和立枯丝核 菌 的抑菌率显著高 266 生 物 灾 害 科 学 第 47 卷第 2 期 于仅哌珀霉素或仅 P6 处理的抑菌率 对茄腐镰刀 菌 的抑菌率显著高于仅 P6 处理 综上所述 哌珀霉素和 P6 联合处理可显著抑制瓜果腐霉 茄腐镰刀 菌 立枯丝核 菌 的生长 图 2 生防菌与哌珀霉素抑菌效果 表 2 生防菌与哌珀霉素抑菌率 病原菌 抑菌率 哌珀霉素 P6 哌珀霉素 P6 瓜果腐霉 79 4 2 4b 43 5 3 1c 90 8 1 4a 茄腐镰刀 菌 62 3 7 0a 32 9 3 3b 59 7 3 0a 立枯丝核 菌 44 4 10 5b 0c 90 6 2 4a 同列不同小写字母表示显著差异 P 0 05 2 4 种衣剂对黄瓜种子的室内发芽及出苗的影响 由表 3 可知 室内恒温恒湿培养条件下 低含菌量种衣剂可提高种子的发芽率及发芽势 含菌量 106 的 P6 种衣剂处理种子 发芽率 显著提高 高于 CK 处理 10 个百分点 种衣剂中含菌量的升高 会导致黄 瓜种子发芽率降低 但发芽率 均高于 CK 处理 种衣剂生防菌含量对种子发芽势影响较大 108含菌量种衣剂 对种子发芽势产生了显著的抑制作用 发 芽势 比 CK 处理 低于 26 7 106和 107含菌量种衣剂均 提高了种子的发芽势 促进了种子的萌发速度 但 差异不显著 表 3 不同处理种子发芽率及发芽势 处理 含菌量 发芽率 发芽势 CK 85 7 0 04bc 46 7 0 02a P6 108 88 7 0 05abc 20 0 0 02b 107 92 3 0 04ab 50 0 0 04a 106 95 7 0 05a 52 3 0 03a 同列不同小写字母表示显著差异 P 0 05 表示无统计数据 可以看出在同等培养条件下 适当的菌液浓度可促进种子萌发及出苗 106含菌量的种衣剂处理可使种 子发芽率和发芽势提高 且呈显著水平 P 0 05 但菌液浓度过高会使种子发芽数量和时间受影响 2 5 种衣剂对黄瓜 猝倒病 根腐病 和立枯病 的防效 由表 4 可知 P6 哌珀霉素 P6 哌珀霉素和化药 4 种裹种处理均可降低猝倒病的发病率 P6 P6 哌珀霉素和化药裹种处理发病率显著低于 CK 处理 分别下降了 24 10 26 93 39 69 个 百 分 点 化药对猝 倒病的防治效果显著高于仅哌珀霉素处理的防治效果 2024年第 2期 刘依宁 等 一种复配型生物种衣剂防治黄瓜苗期病害的研究 267 4 种裹种处理均可显著降低根腐病的病情指数 P6 哌珀霉素 P6 哌珀霉素和化药各处理对于根腐病 的防治效果分别为 47 00 48 67 57 00 和 69 67 但 4 个裹种处理间差异不显著 哌珀霉素 P6 哌珀霉素和化药处理均可显著降低立枯病的发病率 优于单独使用 P6 处理 P6 哌珀霉素和化药处理防效 可达 72 23 和 73 59 对于 3 种病原来说 P6 哌珀霉素裹种处理均优于单独使用 P6 或哌珀霉素处理 且相较 CK 处理均有显著的防治 效果 防治效果分别为 38 67 57 00 和 72 23 表 4 不同种衣剂 对 黄瓜猝倒 病 根腐 病 及立枯 病 的 防效 处理 猝倒病 根腐病 立枯病 发病率 防治效果 病情指数 防治效果 病情指数 防治效果 CK 69 70 5 14a 50 67 8 76a 59 10 8 34a P6 45 60 8 20bc 34 00 11 79ab 26 70 12 16b 47 00 24 64a 49 50 13 36a 15 67 22 77b 哌珀霉素 54 43 12 39ab 21 33 18 34b 25 87 8 18b 48 67 16 26a 19 63 4 22b 66 55 7 19a P6 哌珀霉素 42 77 6 65bc 38 67 9 50ab 21 70 4 08b 57 00 7 94a 16 30 6 42b 72 23 10 94a 化药 30 01 8 40c 56 67 12 42a 15 13 5 11b 69 67 10 02a 15 50 9 37b 73 59 15 96a 同列不同小写字母表示显著差异 P 0 05 表示无统计数据 3 结 论 与讨论 多粘类芽胞杆菌具有广谱拮抗活性 能有效防治真菌 细菌和线虫引起的多种植物病害 16 刘松年 等 25 研 究发现 多粘类芽 胞 杆菌通过浸种 生防菌接种到育苗基 处理 后 可促进西瓜幼苗生长发育 同时 防治瓜果腐霉引起的猝倒病 使死苗率降低 39 9 黄艺烁等 26 发现 多粘类芽胞杆菌 对大白菜离体叶片立 枯丝核菌的防效可达 82 35 盆栽防效可达 78 57 任晶晶等 27 发现多粘类芽 胞 杆菌 800 倍液可有效抑 制茄腐镰刀菌和尖孢镰刀菌引起 的 根腐病 防效为 63 14 哌珀霉素对真菌抑菌效果较好 对细菌抑菌效 果较差 18 为哌珀霉素与多粘类芽胞杆菌联合防治真菌病害提供可能性 本研究发现 多粘 类 芽胞杆菌 P6 种衣剂可促进种子萌发 提高发芽率 同时 对多种病原菌均有较好的 抑制作用 可有效抑制腐霉 茄腐镰刀 菌 的生长 减少立枯丝核菌产生菌核数量 对防治黄瓜 苗期病害 有 重要意义 哌珀霉素和 P6 联合处理可显著抑制瓜果腐霉 茄腐镰刀 菌 和 立枯丝核 菌 的生长 更优于单独 使用哌珀霉素或 P6 哌珀霉素可有效抑制 病原生长 弥补生防菌抑菌率低的不足 但过量的哌珀霉素添加量 会影响生防菌生长 因此找到种衣剂中合适的哌珀霉素添加量 可为提高种子抗病性 多粘 类 芽胞杆菌 P6 与哌珀霉素复配制成种衣剂 可减少 瓜果腐霉 茄腐镰刀菌 和立枯丝核 菌 造成的 黄瓜 苗期 病 害 因此 采用 106 cfu g P6多粘 类 芽胞杆菌 与 32 5 mg L的 哌珀霉素复配 种衣剂包衣黄瓜种子 可提高黄瓜发芽率 使黄瓜植株正常生长 减少病害侵染 对黄瓜安全生产具有重要意义 参考文献 1 楼兵干 张炳欣 RYDER M 等 黄瓜苗期猝倒病生物防治 J 植物保护学报 2002 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