翟子鶴 李偉強(qiáng) 傅士杰 龐建文 張曉騰 呂桂云

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河北保定 071001）

西 瓜〔Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum &Nadai〕是一種世界性園藝作物，也是世界十大果品之一，我國是世界上最大的西瓜生產(chǎn)國和消費(fèi)國。西瓜枯萎病是半知菌亞門鐮孢屬尖孢鐮刀菌西瓜?；停‵usarium oxysporumf. sp.niveum，F(xiàn)ON）寄生引起的一種世界范圍的真菌土傳病害（Martyn，2014），病菌從根毛的細(xì)胞間隙或根部傷口進(jìn)入植物根系，并在寄主的維管束大量繁殖，分解破壞寄主的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，以致導(dǎo)管堵塞，影響水分傳遞，導(dǎo)致植株萎蔫（L ü et al.，2011，2014），從幼苗至西瓜成熟均可發(fā)生，以開花、抽蔓到結(jié)瓜期發(fā)病最重，病田一般減產(chǎn)30%左右，更嚴(yán)重的高達(dá)50%，甚至絕產(chǎn)，已成為限制西瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一（Zhang et al.，2005；Martyn，2014）。對于該病的防治主要有抗病育種、輪作換茬、嫁接及藥劑防治等。由于土地資源有限，輪作方法不易實(shí)施；嫁接操作繁瑣，成本高，易影響其品質(zhì)；目前市場上雖然部分品種對西瓜枯萎病菌生理小種1表現(xiàn)抗性，但還沒有一個(gè)品種能抗西瓜枯萎病的所有生理小種；化學(xué)防治易產(chǎn)生環(huán)境污染、農(nóng)藥抗性及農(nóng)藥殘留等問題，且迄今為止還沒有一種化學(xué)農(nóng)藥可以有效地控制枯萎病的發(fā)生（Zhang et al.，2005；L ü et al.，2011）。因此針對西瓜枯萎病，生物防治成為了新的研究方向。

西瓜枯萎病的生防菌主要包括真菌、細(xì)菌、放線菌等。應(yīng)用于防治西瓜枯萎病的真菌有木霉屬真菌（Trichoderma）、叢枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhize，AM）、非致病尖孢鐮刀菌等；細(xì)菌有芽孢桿菌（Bacillusspp.）、假單胞菌（Pseudomonasspp.）、內(nèi)生細(xì)菌；其他的生防因子還有細(xì)菌和真菌聯(lián)合、抗生素等。生防菌通過重寄生、抗生作用、溶菌作用、競爭作用、促進(jìn)植物生長和誘導(dǎo)植物增加抗性等機(jī)理提高西瓜對Fusarium oxysporum. f.sp.niveum的抗性（紀(jì)明山 等，2002；Ling et al.，2011；Zhao et al.，2012；Faheem et al.，2015；Raza et al.，2015）。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜栽培課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)，西瓜的抗、感品種根系都可被枯萎病菌侵染，抗、感的差異主要在病菌的侵染數(shù)量上（L ü et al.，2014），而生物防治可以維持生防因子與枯萎病菌之間的某種平衡，較長期地降低病原菌密度，達(dá)到控制病害的目的。前人的研究多集中在某一種生防菌的作用上，本試驗(yàn)在前人的研究結(jié)果基礎(chǔ)上，同時(shí)比較了木霉、枯草芽孢桿菌、放線菌等多種菌劑對西瓜枯萎病的防治效果，旨在為西瓜土傳枯萎病生物防治提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試西瓜品種選用對枯萎病表現(xiàn)不同抗性的西瓜品種西農(nóng)8號(hào)（中抗）和早佳8424（高感）；枯萎病菌生理小種1（Fusarium oxysporumf. sp.niveumrace1），采自北京市通州區(qū)西瓜枯萎病病株，由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心許勇研究員惠贈(zèng)；生物菌劑及對應(yīng)的菌株由其相應(yīng)的公司提供（表1）。其中S5和S7均為放線菌菌劑，但菌株不同；S4和S6的菌株一樣，但S6在菌劑中添加了一些生長調(diào)節(jié)劑和營養(yǎng)元素，S4枯草芽孢桿菌菌劑含枯草芽孢桿菌300億個(gè)·g-1；S6西瓜專用菌劑：枯草芽孢桿菌益生菌≥300億個(gè)·g-1，另含有抗病因子、生長因子及多種活性微量元素Si、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mo、Mn、Sr、Ni、V、Li、Se、Co、Cr等。

表1 生物菌劑

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 西瓜種子處理 取飽滿優(yōu)質(zhì)的西農(nóng)8號(hào)和早佳8424西瓜種子放入0.5%的NaClO溶液中消毒20 min，浸種6 h后置于27～29 ℃恒溫箱中催芽，種子露白后播種。

1.2.2 育苗 育苗基質(zhì)為草炭∶蛭石=2V∶1V，各菌劑按使用說明與育苗基質(zhì)混合，每個(gè)處理25株，3次重復(fù)，以不加菌劑的育苗基質(zhì)為對照，采用營養(yǎng)缽育苗，常規(guī)管理。

植株三葉一心時(shí)，各處理隨機(jī)取樣10株，測定株高（莖基部到植株頂部的距離）、莖粗（用游標(biāo)卡尺測定莖基部上方1 cm 處直徑）、葉片數(shù)、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量，并計(jì)算根冠比和壯苗指數(shù)。

1.2.3 接種西瓜枯萎病菌 植株三葉一心時(shí)進(jìn)行接種處理，用西瓜枯萎病菌孢子懸浮液（濃度為5×106個(gè)孢子·mL-1）10 mL灌根，灌根前先疏松幼苗根系土壤。每個(gè)處理10株，3次重復(fù)，以清水處理為對照。接種15 d后統(tǒng)計(jì)病情指數(shù)（呂桂云 等，2010）及防病效果（甘良 等，2015）。

1.2.4 生防菌株對西瓜枯萎病菌生長的影響 采用平板對峙法，將生防菌和西瓜枯萎病菌各取直徑約5 mm的菌片，枯萎病菌置于PDA平板直徑1/3處，平板另一側(cè)1/3處接生防菌，二者進(jìn)行對峙培養(yǎng)。每個(gè)菌種3次重復(fù)，以只接入枯萎病菌的處理為對照，置于25 ℃條件下培養(yǎng)，待對照長滿全皿時(shí)，測量西瓜枯萎病菌菌株的菌落直徑并計(jì)算抑菌率（甘良 等，2015）。

用提前滅好菌的毛筆，將對峙培養(yǎng)中西瓜枯萎病菌的孢子分別輕輕掃至燒杯中，加入25 mL蒸餾水，配成孢子懸浮液，取100 μL涂布于PDA平板上，25 ℃培養(yǎng)4 d，計(jì)數(shù)病原菌菌落個(gè)數(shù)，以正常病原菌的孢子為對照，每個(gè)處理3次重復(fù)。將平板對峙試驗(yàn)中被抑制的西瓜枯萎病菌菌絲接種到PDA平板正中央，置于恒溫箱中25 ℃條件下培養(yǎng)，以正常生長的西瓜枯萎病菌菌絲作為對照，連續(xù)觀察6 d。測量并記錄病原菌菌落直徑，以確定被抑制的西瓜枯萎病菌菌絲的再生長能力。每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件分析處理。LSD顯著性在0.05水平上檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物菌劑對西瓜苗期生長發(fā)育的影響

對于西瓜品種早佳8424（表2），綜合株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量、根冠比、壯苗指數(shù)等幾個(gè)指標(biāo)，S1、S4和S6處理的促生效果較為顯著。株高以S6處理的效果最明顯，其株高比對照顯著增加了12.7%；莖粗，S1處理效果最顯著，比對照顯著增加了45.5%；根冠比，最大為S4處理，較對照顯著增加了45.0%；壯苗指數(shù)，S4處理最大，較對照顯著增加了72.2%。

對于西農(nóng)8號(hào)（表3），綜合株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量、根冠比、壯苗指數(shù)等幾個(gè)指標(biāo)，S1、S2、S4和S6處理效果較為顯著。株高以S1處理的效果最明顯，其株高比對照顯著增加了9.4%；莖粗，S2處理的效果最顯著，比對照顯著增加了20.0%；根冠比，S1處理的效果最顯著，較對照顯著增加了170.5%；壯苗指數(shù)，S2處理最大，較對照顯著增加了120.8%。

表2 不同生物菌劑對早佳8424苗期生長發(fā)育的影響

表3 不同生物菌劑對西農(nóng)8號(hào)苗期生長發(fā)育的影響

以上結(jié)果表明：對2個(gè)西瓜品種促生效果均較為顯著的為處理S1、S4和S6。

2.2 不同生物菌劑對西瓜苗期枯萎病的防治效果

如圖1和圖2所示，不同生物菌劑對西瓜苗期枯萎病都有一定的防治效果。對于西瓜品種早佳8424，在接種枯萎病菌條件下，使用生物菌劑與對照相比，病情指數(shù)降低了76.2～92.8，且S6效果最好，防病效果達(dá)到94.9%；S7、S4和S1效果次之，防病效果達(dá)到87.0%～90.9%。

圖1 不同生物菌劑對早佳8424苗期枯萎病病情指數(shù)的影響

對于西瓜品種西農(nóng)8號(hào)，在接種枯萎病菌條件下，使用生物菌劑與對照相比，病情指數(shù)降低了37.0～54.6，S6效果最好，防病效果達(dá)到87.6%；S1、S7和S4效果次之，防病效果達(dá)到79.3%～87.2%。結(jié)果表明，生物菌劑的防治效果在感病品種上效果更明顯，且對于2個(gè)品種的防病效果均以S6最為顯著。

2.3 生防菌株對西瓜枯萎病菌生長的影響

圖2 不同生物菌劑對西農(nóng)8號(hào)苗期枯萎病病情指數(shù)的影響

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，篩選出綠色木霉菌（S1）、枯草芽孢桿菌（S4、S6）、放線菌（S7）生物菌劑，進(jìn)一步研究對應(yīng)的菌株對西瓜枯萎病菌生長的影響。結(jié)果表明，本試驗(yàn)選用的綠色木霉菌、放線菌和枯草芽孢桿菌菌株均對西瓜枯萎病菌生理小種1有明顯抑制作用。各菌株的皿內(nèi)對峙培養(yǎng)菌絲生長抑制率均在60%以上，枯草芽孢桿菌抑菌率最高，為67.75%，對峙培養(yǎng)后的病原菌孢子萌發(fā)數(shù)目僅為對照的24.4%（表4）。通過對受抑制的生理小種1菌絲再生能力的測定，可以看出（表5），對峙培養(yǎng)后的西瓜枯萎病菌菌絲生長能力均有一定程度減弱，表明各生防菌株對病原菌均有一定的持續(xù)抑菌能力。與枯草芽孢桿菌對峙培養(yǎng)后的枯萎病菌培養(yǎng)1 d的菌落直徑僅為6.7 mm，從一開始就表現(xiàn)出良好的抑制效果，培養(yǎng)6 d后菌落直徑僅為34.2 mm，約為對照的49.3%，與對照菌落直徑差異最大，表明枯草芽孢桿菌對西瓜枯萎病菌持續(xù)抑制作用最為顯著。

表4 生防菌對西瓜枯萎病菌生長的影響

表5 受抑制的西瓜枯萎病菌菌絲的再生能力

3 結(jié)論與討論

生物防治主要是利用對植物無毒無害的環(huán)境友好型微生物，降低致病菌的數(shù)量從而達(dá)到防控的目的（Gava & Pinto，2016）。Faheem等（2015）將鏈霉菌YCXU與豬糞堆肥發(fā)酵施用到盆栽西瓜中，其對西瓜枯萎病菌的防治效果可以達(dá)到67%。Tziros等（2007）發(fā)現(xiàn)綠針假單胞菌（Pseudomonas chlororaphis）PCL1391可以顯著降低西瓜枯萎病的發(fā)生程度。張洪濤等（2007）發(fā)現(xiàn)內(nèi)生菌XJUL-12對西瓜枯萎病具有較強(qiáng)抗性，并將XJUL- 12鑒定為枯草芽孢桿菌。李歡等（2012）利用放線菌進(jìn)行拌種處理，顯著降低了西瓜枯萎病的發(fā)病率，在育苗期接種放線菌Act1后，最佳防治效果達(dá)到了52.17%。孫正祥等（2013）發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌菌株XG-1不僅可以有效防治西瓜枯萎病菌，還能促進(jìn)西瓜種子萌發(fā)和植株生長。Ling等（2011）發(fā)現(xiàn)接種生防菌多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）SQR-21的西瓜植株根系分泌物可明顯抑制FON 孢子的萌發(fā)。本試驗(yàn)采用育苗接種生物菌劑的方法，研究了7種生物菌劑對2個(gè)西瓜品種苗期生長發(fā)育的影響和對枯萎病的防治效果。不同的生物菌劑對西瓜苗期枯萎病都有一定的防治效果，尤其是對感病品種早佳8424，其病情指數(shù)可以降低76.2～92.8，其中以S6效果最為顯著，防病效果可達(dá)到94.9%。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，S6的枯草芽孢桿菌菌株對西瓜枯萎病菌生理小種1有明顯抑制作用，對峙培養(yǎng)抑菌率達(dá)67.75%，分生孢子萌發(fā)數(shù)目僅為對照的24.4%，對病原菌的持續(xù)抑制作用達(dá)49.3%。綜上，S6在西瓜促生和防治西瓜枯萎病兩方面的綜合效果最好，且其菌株對西瓜枯萎病菌生長和孢子萌發(fā)有明顯的抑制作用，但具體的抑菌機(jī)理還有待于進(jìn)一步的研究。

通過對生防菌株與其他因子的復(fù)配混合可以更有效地防治植物枯萎病（Cuppels et al.，2013）。莊敬華和劉王付（2005）將綠色木霉T23菌株添加少量營養(yǎng)元素，對田間和溫室甜瓜枯萎病的防治效果達(dá)到76%。本試驗(yàn)中，枯草芽孢桿菌菌劑S4和西瓜專用菌劑S6，都是以枯草芽孢桿菌為主要菌株，S6在菌劑中添加了一些生長調(diào)節(jié)劑和營養(yǎng)元素，其在西瓜促生和防治西瓜枯萎病兩方面的綜合效果優(yōu)于不添加的S4。

綜上所述，本試驗(yàn)中不同生防菌對西瓜枯萎病都有一定的防治作用，其中枯草芽孢桿菌的效果最顯著，其菌株能顯著抑制病原菌生長和孢子萌發(fā)。此外，在選擇合適的生防菌的基礎(chǔ)上添加促進(jìn)植株生長和恢復(fù)的生長激素或營養(yǎng)元素，效果會(huì)更理想。

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