李銘東 吳成生 沈彤 李昭煜 李國利

摘要?為研究多黏類芽孢桿菌菌劑對玉米產(chǎn)量和病害的影響，采用隨機區(qū)組試驗方法，進行多黏類芽孢桿菌菌劑對玉米影響的田間試驗。結(jié)果表明，15、30?kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑與化肥共同施用比單獨施用化肥的出苗率高4.1%、5.3%，玉米幼苗葉綠素含量分別高7.90、14.48?mg/g，過氧化氫酶活性分別高11.1、18.8?μmol/（g·min），過氧化物酶活性分別高7.47、15.73?U/（g·min），對玉米根腐病防效分別為74.27%、80.50%，對玉米的增產(chǎn)率分別為?9.68%、17.68%。因此，多黏類芽孢桿菌菌劑可和化學肥料在玉米種植時一起作為基肥使用，可以減輕根腐病的發(fā)生，提高玉米產(chǎn)量，能夠起到很好的減肥減藥作用。

關(guān)鍵詞?玉米;多黏類芽孢桿菌;防效;產(chǎn)量

中圖分類號?S513?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2021）03-0141-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.038

Abstract?In?order?to?study?the?effect?of?Paenibacillus?polymyxa?inoculum?on?corn?yield?and?disease，?a?randomized?block?test?method?was?used?to?conduct?a?field?experiment?of?the?effect?of?Paenibacillus?polymyxa?inoculum?on?corn.?The?results?showed?that?15，30?kg/hm2?of?Paenibacillus?polymyxa?inoculum?and?chemical?fertilizers?had?a?4.1%?and?5.3%?higher?emergence?rate?than?chemical?fertilizer?alone，?and?the?chlorophyll?content?of?maize?seedlings?was?higher?by?7.9?and?14.48?mg/g，?respectively.?Catalase?activity?was?11.1，18.8?μmol/（g·min）?higher，?and?peroxidase?was?7.47，15.73?U/（g·min）?higher，?respectively.?The?control?effects?on?corn?root?rot?were?respectively?74.27%，?80.50%，?the?increase?rate?of?corn?yield?was?9.68%，?17.68%.?Therefore，?Paenibacillus?polymyxa?could?be?used?as?a?base?fertilizer?together?with?chemical?fertilizers?when?planting?corn，?which?could?reduce?the?occurrence?of?root?rot，?increase?corn?yield，?and?had?a?good?weight?loss?and?drug?reduction?effect.

Key?words?Corn;Paenibacillus?polymyxa;Control;Yield

玉米是世界上廣泛種植的三大糧食作物之一，同時也是畜牧業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的青貯飼料來源之一，其種植面積僅次于小麥和水稻[1]。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，隨著人口不斷增加，對玉米的需求量也在持續(xù)增加，玉米的重要性不斷凸顯[2-3]。但在玉米生產(chǎn)過程中，由于化學肥料的長期超量使用，造成土壤板結(jié)，土壤微生物菌群發(fā)生改變，土壤的保水保肥能力減退，土傳病害高發(fā)，進而導(dǎo)致玉米產(chǎn)量和品質(zhì)降低[4]。多黏類芽孢桿菌（Paenibacillus?polymyxa）是一種對植物根際具有促生和防病作用的細菌，大量存在于土壤和植物的根系中，能夠起到促進植物生長、增加作物抗逆性和防治土傳病害的作用[5]，且對植物和動物無致病性[6]，還能產(chǎn)生如細胞分裂素、生長素、揮發(fā)性氣體等物質(zhì)，可促進植物的生長，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，對根腐病有較好的防效[7]。目前，關(guān)于生防菌防治作物病害的研究越來越多，已在煙草、水稻、小麥[8]、玉米、大豆、水果、蔬菜等農(nóng)作物的病害防治中取得顯著的效果[9]，多黏類芽孢桿菌菌劑在玉米上的應(yīng)用未見報道。因此，筆者以自研多黏類芽孢桿菌菌劑作為研究對象，應(yīng)用到玉米田，研究其對玉米生長的影響及對玉米根腐病的防治效果，為多黏類芽孢桿菌菌劑的開發(fā)和在玉米上的使用奠定基礎(chǔ)。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

試驗地位于甘肅省武威市清源鎮(zhèn)周府莊村，井水灌溉，平均海拔1?530?m，年均降水量160?mm。土壤肥力均勻、地勢平坦、整齊，前茬作物玉米，屬溫帶大陸性氣候。

1.2?試驗材料?供試作物為玉米（先玉335）。

供試肥料為10?CFU億/g多黏類芽孢桿菌（蘭州交通大學微生物實驗室提供）。

1.3?試驗設(shè)計

共設(shè)3個處理。處理①為正?；瘜W肥料施肥;處理②為正常化學肥料和15?kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑共同施肥;處理③為正常化學肥料和30?kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑共同施肥，每個處理重復(fù)3次，其他田間管理均一致。

采用隨機區(qū)組試驗方法。在出苗20?d時測定玉米出苗率、苗高、葉綠素、抗性相關(guān)酶活性。成熟期測定產(chǎn)量并調(diào)查對玉米根腐病的防效。

1.4?測定項目與方法?玉米苗高采用標準直尺測量[10]。葉綠素含量使用SPAD-502葉綠素計（美能達，日本）測定葉片葉綠素含量（SPAD值）[11]，重復(fù)3次，取平均值。

過氧化物酶（POD）活性用愈創(chuàng)木酚法測定[12]，過氧化氫酶（CAT）活性采用文獻[13]的方法。

出苗率調(diào)查：出苗20?d，每個小區(qū)隨機量取5?m長，統(tǒng)計出苗率。

于玉米成熟期每小區(qū)采取5點取樣，每個樣點1.5?m2，記錄總株數(shù)、各級病株數(shù)，測定產(chǎn)量，計算病情指數(shù)、玉米根腐病防效、產(chǎn)量。

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)調(diào)查總株數(shù)×100%

病情指數(shù)=（各級病株數(shù)為×相應(yīng)級數(shù)值）調(diào)查總株數(shù)×最高級級數(shù)×100

分級標準：0級，即植株莖基部和主、須根均無病斑;1級，莖基部和主根上有少量病斑;3級，莖基部和主根上病斑較多，病斑面積占莖部和根總面積的1/4～1/2;5級，莖基部和主根上病斑多且較大，病斑面積占莖基部和根總面積的1/2～3/4;7級，莖基部和主根上病斑連片，形成繞莖現(xiàn)象，但根系并未死亡;9級，根系壞死，植株地上部萎蔫或死亡。

1.5?數(shù)據(jù)處理

采用Excel?2016?進行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，并采用SPSS?19.0軟件進行方差分析，Duncan新復(fù)極差法進行處理間差異顯著性檢驗。

2?結(jié)果與分析

2.1?玉米出苗率、苗高和根長?出苗20?d，對出苗率、苗高進行統(tǒng)計，結(jié)果表明，處理②、處理③出苗率、苗高均高于處理①，處理②出苗率比處理①高4.1%，處理③比處理①高5.3%，差異均顯著;處理②、處理③的苗高比處理①分別高1.5、3.7?cm，說明施底肥時加入多黏類芽孢桿菌菌劑能夠提高玉米的出苗率，同時對玉米具有促生作用，且加入量越多效果越明顯（表1）。

2.2?玉米葉綠素含量

出苗20?d采集葉片測定葉綠素，結(jié)果表明，處理②、處理③玉米葉片葉綠素含量均高于處理①，處理②的葉綠素含量比處理①高7.9?mg/g，處理③的含量比處理①高14.48?mg/g，差異均顯著。說明施底肥時加入多黏類芽孢桿菌菌劑提高了玉米葉片的葉綠素含量（圖1）。

2.3?玉米過氧化氫酶（CAT）活性?出苗20?d采集葉片測定過氧化氫酶活性，結(jié)果表明，玉米幼苗CAT活性處理②、處理③均高于處理①，處理②的酶活性比處理①高11.1?μmol/（g·min）;處理③的酶活性比處理①高18.8?μmol/（g·min），均差異顯著，說明施用多黏類芽孢桿菌菌劑提高了玉米過氧化氫酶活性，提高了玉米的抗逆性（圖2）。

2.4?玉米過氧化物酶（POD）活性?出苗20?d采集葉片測定過氧化氫酶活性，結(jié)果表明，玉米幼苗POD活性處理②、處理③均高于處理①，處理②的酶活性比處理①高7.47?U/（g·min）;處理③的酶活性比處理①高15.73?U/（g·min），均差異顯著，說明施用多黏類芽孢桿菌菌劑提高了玉米過氧化物酶活性，提高了玉米的抗逆性（圖3）。

2.5?不同處理對玉米根腐病防效及產(chǎn)量的影響

采收時，對玉米根腐病發(fā)生情況及產(chǎn)量進行統(tǒng)計，結(jié)果表明，處理②根腐病發(fā)病率比對照處理①低2.48百分點，對玉米根腐病防效74.27%，處理③比對照處理①低3.2百分點，對玉米根腐病防效80.50%;玉米產(chǎn)量處理②比對照處理①增產(chǎn)9.68%，處理③比對照處理①增產(chǎn)17.68%。說明多黏類芽孢桿菌菌劑不僅對玉米根腐病有良好的防效，而且具有良好的增產(chǎn)作用（表2）。

3?結(jié)論與討論

通過大田試驗，多黏類芽孢桿菌菌劑15?kg/gm2，玉米出苗率提高4.1%，20?d時，玉米苗平均較對照增高1.5?cm，玉米葉片葉綠素含量增高7.9?mg/g，過氧化氫酶和過氧化物酶活性分別增強11.1?μmol/（g·min）、7.47?U/（g·min），對玉米根腐病的防效達74.27%，玉米增產(chǎn)9.68%;多黏類芽孢桿菌菌劑30?kg/hm2，玉米出苗率提高5.3%，20?d時，玉米苗平均增高3.7?cm，玉米葉片葉綠素含量增高14.48?mg/g，過氧化氫酶和過氧化物酶活性分別增加18.8?μmol/（g·min）、15.73?U/（g·min），對玉米根腐病的防效達80.50%，玉米增產(chǎn)17.68%。該試驗結(jié)果表明，多黏類芽孢桿菌菌劑對玉米具有良好的促生作用，與陳敏潔等[13]研究的多黏類芽孢桿菌對生菜表現(xiàn)的促生作用相一致;多黏類芽孢桿菌的使用使玉米苗期葉綠素含量升高，玉米光合作用增強，物質(zhì)積累增加，從而達到增產(chǎn)的目的，與孫建偉[14]、宋桂云等[15]的研究結(jié)果一致;過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）是植物抗氧化酶系統(tǒng)的重要成員，在植物體內(nèi)活性氧代謝中起到非常重要的作用，它們活性的升高能夠增強植物的抗逆性，從而減輕病害的發(fā)生;多黏類芽孢桿菌是一種對植物根際具有促生作用的細菌，具有生物防治的作用，能有效防治玉米根腐病的發(fā)生，與田宇曦等[16]、盧美歡等[17]的研究結(jié)果相一致;多黏類芽孢桿菌能夠抑制玉米根腐病病菌的繁殖，促進根系生長發(fā)育，有利于加快積累后期的干物質(zhì)，從而增加產(chǎn)量，與魏峰等[18]、陳愛梅等[19]、孫祎振等[20]研究結(jié)果相一致。

綜上所述，多黏類芽孢桿菌菌劑的使用對玉米的生長具有良好的促進作用，對玉米根腐病具有良好的防效，且具有明顯的增產(chǎn)作用，同時具有對人蓄和非靶標生物安全、環(huán)境兼容性好、不易產(chǎn)生抗藥性、易于保護天敵等優(yōu)點。因此，多黏類芽孢桿菌菌劑可作為玉米根腐病的有效生物藥劑在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，為了保證該產(chǎn)品發(fā)揮出最好的效果，建議在玉米播種前，隨其他基肥一塊施入，可有效發(fā)揮其改良土壤、防病促生的作用。

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