鄒曉璐,趙 雨,馬東麗,趙曉軍,殷 輝,任 璐
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,太原 030031)
生物農(nóng)藥因其保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支持而受到廣泛的關(guān)注[1-2]。其中,微生物農(nóng)藥利用活體微生物或其代謝產(chǎn)物有效防治病害從而達(dá)到增產(chǎn)增益效果[1-3]。芽胞桿菌Bacillusspp.因其具有控制植物病害、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量等優(yōu)勢(shì),是研制生防菌劑的良好材料。大量研究證實(shí),貝萊斯芽胞桿菌B.velezensis通過產(chǎn)生抗菌肽、抗菌蛋白等次生代謝產(chǎn)物、與病原菌競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)、誘導(dǎo)抗性等多種方式表現(xiàn)出良好的抑菌作用[4,5],作為生防制劑顯示出廣闊的應(yīng)用前景[6]。謝梓語(yǔ)等[7]研究發(fā)現(xiàn)108cfu/mL 枯草芽胞桿菌BacillussubtilisB1409 菌液對(duì)番茄早疫病保護(hù)效果為67.82%,治療效果為41.22%,且有明顯促進(jìn)番茄植株生長(zhǎng)作用。武君潔等[8]研制的3.2×1010cfu/mL 枯草芽胞桿菌B.subtilisYN2014090 懸浮劑300 倍稀釋施藥11 d 后對(duì)番茄白粉病田間防效高達(dá)94.34%。有大量文獻(xiàn)表明,芽胞桿菌及其制劑可以有效防治番茄灰霉病和番茄早疫病,但是,國(guó)內(nèi)已登記使用防治蔬菜灰霉病的芽胞桿菌制劑中尚無貝萊斯芽胞桿菌,且懸浮劑僅有一種,其余均為可濕性粉劑;暫未見防治番茄早疫病的芽胞桿菌制劑登記使用[9]。
大多數(shù)生防制劑防治效果穩(wěn)定性較差,其開發(fā)處于試驗(yàn)探索階段,尚未大規(guī)模應(yīng)用,如何提高生防菌的定殖能力和藥效持久性成為生防制劑應(yīng)用中的主要挑戰(zhàn)[10,11]。通過添加相應(yīng)功效的助劑,將生防菌制劑化,有助于確保生防菌在制劑加工、貯存及實(shí)際應(yīng)用中保持活力[11-13]。油懸劑是在助劑作用下,將不溶或難溶于水的原藥分散到油相中形成穩(wěn)定均勻的分散體系,其有利于芽胞桿菌活性成分的穩(wěn)定[14],且具有成本低、環(huán)境相容性好、持效性好等優(yōu)勢(shì)[15]。不同劑型的芽胞桿菌制劑有較好的田間防治效果。許世洋等[16]研制了108cfu/mL 生防菌混合液劑SC7 防治由Fusariumavenaceum、Bipolarissorokiniana引起的青稞根腐病,顯著降低發(fā)病率至3%并提高產(chǎn)量。魏嬌洋等[17]研制的7.4×107cfu/g 解淀粉芽胞桿菌Bacillus amyloliquefaciensX-278 片劑比其發(fā)酵液在棉花根、莖內(nèi)的定殖能力顯著提高,持效期延長(zhǎng),提高了棉花產(chǎn)量,且對(duì)棉花黃萎病有較好的田間防效。
本研究前期篩選到1 株對(duì)番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌有良好抑制作用的植物內(nèi)生細(xì)菌ZJ1,經(jīng)鑒定為貝萊斯芽胞桿菌(16S rDNA No:MW856791 和gyrA NCBI No:MW879207)[18]。在此基礎(chǔ)上,通過助劑篩選,研制貝萊斯芽胞桿菌ZJ1 油懸劑,并測(cè)定其田間防效和促生作用,以期為該菌株的田間應(yīng)用及市場(chǎng)化奠定基礎(chǔ)。
1.1.1 供試菌株 貝萊斯芽胞桿菌BacillusvelezensisZJ1、番茄早疫病菌Alternariasolani和番茄灰霉病菌Botrytiscinerea,由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物化學(xué)保護(hù)實(shí)驗(yàn)室保存。
1.1.2 供試培養(yǎng)基 PDA 培養(yǎng)基(去皮馬鈴薯200 g、乳糖20 g、瓊脂粉15 g、蒸餾水定容至1000 mL、pH 自然),NA 培養(yǎng)基(蛋白胨10 g、NaCl 5 g、牛肉膏3 g、瓊脂粉15 g、蒸餾水定容至1000 mL、pH 7.4~7.6),YSP 培養(yǎng)基(乳糖30 g、酵母粉12.5 g、牛肉膏5 g、蛋白胨 5 g、蒸餾水1500 mL、pH 7.0)。
1.1.3 試劑 CaCO3、CaCl2、抗壞血酸、糊精、乙醇(北京索萊寶科技有限公司);K3PO4、K2HPO4、KH2PO4、羧甲基纖維素鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉,吐溫80(TW-80),OP-10,乳化劑1602(上海麥克林生化科技有限公司);兩性霉素、灰黃霉素、制霉菌素、乙二醇、丙二醇、丙三醇(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。以上試劑均為分析純。50%腐霉利可濕性粉劑(浙江威爾達(dá)化工有限公司);1000 億孢子/g 枯草芽孢桿菌(廣西貝嘉爾生物化學(xué)制品有限公司)、花生油、芝麻油(昊?;瘜W(xué)(上海)有限公司)、胡麻油(湖北恒景瑞化工有限公司)、葵花油(上??评噭┯邢薰荆?。冷凍離心機(jī)(金壇區(qū)金城春蘭實(shí)驗(yàn)儀器廠)、冷凍干燥機(jī)(寧波新芝生物科技股份有限公司)、智能恒溫震蕩培養(yǎng)箱(上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司)、電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)。
以番茄早疫病和灰霉病為靶標(biāo),采用平板對(duì)峙法測(cè)定菌株ZJ1 抑菌活性,挑取直徑為5 mm 的病原菌菌餅接種于PDA 培養(yǎng)基中央,用接種環(huán)蘸取菌株ZJ1 點(diǎn)接于距平板中央2 cm 處,以不接細(xì)菌的PDA 平板為對(duì)照,每處理重復(fù)3 次,置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 d 后,測(cè)量菌落直徑,并計(jì)算抑菌率。抑制率(%)=(對(duì)照菌落直徑-處理菌落直徑)/(對(duì)照菌落直徑-菌餅直徑)×100。
1.3.1 ZJ1 種子液及發(fā)酵液制備 于固體NA 平板上活化菌株ZJ1,用接種環(huán)挑取菌株ZJ1 放入YSP 液體培養(yǎng)基中,28 ℃、190 r/min 振蕩培養(yǎng)12 h 為種子液。將ZJ1 種子液按1%(V/V)的接種量接入YSP 液體培養(yǎng)基中28 ℃、190 r/min 振蕩培養(yǎng)72 h 為發(fā)酵液(108cfu/mL)。
1.3.2 溶劑篩選 將花生油、胡麻油、葵花油和芝麻油分別取20 mL 放入滅菌錐形瓶中,再分別加入2 mL的菌株ZJ1 發(fā)酵液,密封后室溫下貯存。取1 mL 上述處理液分別加入100 mL 的YSP 培養(yǎng)液中,稀釋涂布平板法測(cè)定其芽胞含量,每7 d 測(cè)量一次,每處理3 次重復(fù)。
1.3.3 乳化劑及比例篩選 將選出的最佳溶劑取20 mL 分別放入滅菌的錐形瓶中,分別加入2 mL 的吐溫80、OP-10 和乳化劑1602 混勻,再分別添加2 mL 發(fā)酵液,密封后室溫下貯存。測(cè)定芽胞含量,選出最適乳化劑。將選出的最適乳化劑分別制成濃度為1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%(v/v)的乳化劑水溶液,加入2 mL 的發(fā)酵液。在(25±1)℃下振蕩培養(yǎng)24 h,測(cè)定芽胞含量,篩選最佳配比及用量。
1.3.4 抗生素及比例篩選 將已篩選出的溶劑和乳化劑以最佳配比與發(fā)酵液混合制成乳液。將兩性霉素、灰黃霉素、制霉菌素分別按照5、15、25、50 μg/mL 的濃度加入乳液中,以番茄早疫病菌為指示菌接于PDA平板中央,在距離菌餅2 cm 處打四個(gè)孔,每孔加入50 μL 上述處理液,每處理3 次重復(fù),以不加抗生素為對(duì)照,在(25±1)℃下恒溫培養(yǎng)3~4 d,計(jì)算抑菌率。
1.3.5 防凍劑及比例篩選 將防凍劑氯化鈣、乙醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇按10%的比例加入菌株ZJ1發(fā)酵液并充分混合,以不加防凍劑的發(fā)酵液為對(duì)照,測(cè)定其芽胞含量。將選出的最適防凍劑,按2%、4%、6%、8%和10%分別加入10 mL 發(fā)酵液中,置于(0±1)℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h,以加蒸餾水為對(duì)照,(25±1)℃恒溫培養(yǎng)24 h。每處理3 次重復(fù)。測(cè)定其芽胞含量,計(jì)算芽胞存活率,篩選出最佳配比。
高溫不僅會(huì)使籽粒變小,而且影響籽粒灌漿速率,還會(huì)使玉米花絲不能正常授粉而形成稀賴籽和禿頂,直接影響玉米產(chǎn)質(zhì)量。一般來說。25℃是玉米籽粒生長(zhǎng)適宜溫度,溫度每超過這個(gè)溫度1℃,玉米產(chǎn)量降低3%-4%?;ê蟾邷貢?huì)降低細(xì)胞分裂速度,縮短玉米主生命周期,影響植株物質(zhì)積累,結(jié)果最終使粒數(shù)減少,籽粒發(fā)育不充分,粒重降低。
1.3.6 潤(rùn)濕分散劑及比例篩選 將3 種潤(rùn)濕劑(SDS、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉)、4 種穩(wěn)定劑(CaCO3、K3PO4、K2HPO4、KH2PO4)、2 種分散劑(木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉)分別以5%的添加量加入100 mL YSP 培養(yǎng)基,接入5 mL 菌株ZJ1 種子液,190 r/min 振蕩培養(yǎng)24 h,每處理3 次重復(fù),以不加潤(rùn)濕分散劑為對(duì)照,測(cè)定其芽胞含量,計(jì)算芽胞存活率,將篩選出的最佳潤(rùn)濕劑(1%、2%、4%、5%)、穩(wěn)定劑(1%、2%、4%、5%)和分散劑(0.5%、1%、2%、5%)分別按照相應(yīng)的比例添加到100 mL YSP 培養(yǎng)基中,接入5 mL 種子液,190 r/min 振蕩培養(yǎng)24 h,以添加5%的量為對(duì)照,每處理3 次重復(fù)。測(cè)定其芽胞含量,篩選出最佳配比。
1.3.7 保護(hù)劑篩選 將保護(hù)劑糊精、抗壞血酸按5%的添加量分別加到已制備的油懸劑中,以不加保護(hù)劑為陰性對(duì)照,在紫外燈下分別照射6、12 和24 h,以不加保護(hù)劑且不照射紫外為空白對(duì)照,每處理3 次重復(fù)。測(cè)定其芽胞含量,計(jì)算抑菌率。
1.3.8 制劑加工工藝 菌株ZJ1 發(fā)酵液置于50 mL 離心管,在4 ℃和10000 r/min 條件下通過冷凍離心機(jī)離心10 min,去除上清液得到芽胞沉淀。將芽胞沉淀放入-40 ℃冷凍箱冷凍12 h 后,放入預(yù)冷30 min 的冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥8 h 得到菌株母粉,將上述篩選出的有較好生物相容性的固體助劑粉碎后過325目篩,一同溶于最佳溶劑中并加入其余篩選出的液體助劑混合均勻,制成貝萊斯芽胞桿菌ZJ1 油懸劑。
觀察剛制備好的5.75×109cfu/mL ZJ1 油懸劑的顏色及分散情況。農(nóng)藥懸浮率按照GB/T 14825-2006[19]測(cè)定,pH 值按GB/T 1601-1993[20]測(cè)定,水分按GB/T 1600-1979(1989)[21]測(cè)定,細(xì)度按GB/T 16150-1995[22]測(cè)定,傾倒性按GB/T 31737-2015[23]測(cè)定,熱儲(chǔ)穩(wěn)定性按GB/T 19136-2003[24]測(cè)定,低溫穩(wěn)定性按GB/T 19137-2003[25]測(cè)定,雜菌率和貯藏時(shí)間采用稀釋涂布平板法測(cè)定。
1.5.1 田間防效測(cè)定 試驗(yàn)地選擇為山西省晉中市東陽(yáng)試驗(yàn)基地番茄大棚,種植番茄品種為毛粉812,定植于2022 年4 月25 日。試驗(yàn)地為水澆地,壤土,略堿,有機(jī)質(zhì)含量中等。2022 年5 月8 日開始試驗(yàn),試驗(yàn)共設(shè)7 個(gè)處理:5.75×109cfu/mL ZJ1 油懸劑100 倍(制劑用量420 mL/667 m2)、200 倍(制劑用量210 mL/667 m2)、400 倍(制劑用量105 mL/667 m2)、500 倍(制劑用量84 mL/667 m2)稀釋液、50%腐霉利600 倍稀釋液做陽(yáng)性對(duì)照(制劑用量70 mL/667 m2)、1000 億孢子/g 枯草芽胞桿菌可濕性粉劑300 倍(制劑用量60 g/667 m2)稀釋液為做陰性對(duì)照,清水為空白對(duì)照,每處理4 個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)10 m2,30 株番茄苗(5 葉期),小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組排列。參照荊卓瓊等[26]方法分別制備1×106cfu/mL 的番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌的孢子懸浮液。在大棚中選取健康且長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄苗,進(jìn)行如下處理:保護(hù)效果:先分別噴施不同處理藥液于番茄葉片至葉片完全浸潤(rùn),保濕培養(yǎng)24 h 后分別噴1×106cfu/mL 的番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌的孢子懸浮液;治療效果:先分別噴1×106cfu/mL 的番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌的孢子懸浮液,保濕培養(yǎng)24 h 后分別噴施不同處理液于番茄葉片至葉片完全浸潤(rùn),保濕培養(yǎng)7 d 后再次噴施不同處理液進(jìn)行第二次施藥。采用常規(guī)噴霧進(jìn)行,要求噴霧均勻一致,以不滴水為宜,不重噴、漏噴。施藥用新加坡利農(nóng)公司生產(chǎn)的HD-400 利農(nóng)16 升背負(fù)式噴霧器。試驗(yàn)期間按田間正常管理原則進(jìn)行管理。分別在二次施藥后第7 和14 d 后調(diào)查所有葉片病級(jí),依據(jù)《農(nóng)藥田間藥效試驗(yàn)準(zhǔn)則(一)》中“殺菌劑防治番茄早疫病和晚疫病”(GB/T 17980.31-2000)和“殺菌劑防治蔬菜灰霉病”(GB/T 17980.28-2000)中有關(guān)內(nèi)容[27,28],每小區(qū)采用5 點(diǎn)取樣,每點(diǎn)調(diào)查2 株,每株調(diào)查全部葉片,以每1 葉片上的病斑面積占整個(gè)葉片面積的百分率分級(jí),計(jì)算病情指數(shù)和防效。病情指數(shù)=Σ(病級(jí)數(shù)×該病級(jí)植株數(shù))/(最大病級(jí)數(shù)×植株總株數(shù))×100,防治效果(%)=(對(duì)照組病情指數(shù)-處理組病情指數(shù))/對(duì)照病情指數(shù)×100。
番茄早疫病的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(以葉片為單位)如下:0 級(jí):無病斑;1 級(jí):病斑面積占整個(gè)葉面積的5%以下;3 級(jí):病斑面積占整個(gè)葉面積的 6%~10%;5 級(jí):病斑面積占整個(gè)葉面積的11%~20%;7 級(jí):病斑面積占整個(gè)葉面積的21%~50%;9 級(jí):病斑面積占整個(gè)葉面積的50%以上。
番茄灰霉病的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(以葉片為單位)如下:0 級(jí):?jiǎn)稳~片無病斑;1 級(jí):?jiǎn)稳~片有病斑1~3 個(gè);3 級(jí):?jiǎn)稳~片有病斑4~6 個(gè);5 級(jí):?jiǎn)稳~片有病斑7~10 個(gè);7 級(jí):?jiǎn)稳~片有病斑11~20 個(gè),部分密集成片;9 級(jí):?jiǎn)稳~片病斑面積占葉片總面積的1/4 以上。
1.5.2 促生作用測(cè)定 試驗(yàn)設(shè)計(jì)7 個(gè)處理:同1.5.1。選取飽滿程度及大小相近的番茄種子,每皿放10 粒番茄種子分別用不同處理液浸濕濾紙片,每處理3 個(gè)重復(fù),放入26 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)7 d,每d 統(tǒng)計(jì)萌芽率。參照王朔楠等[29]的方法計(jì)算出發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑不同時(shí)間的發(fā)芽數(shù)/發(fā)芽日數(shù)。
采用Microsoft Excel 2010、SPSS 25.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,以P<0.05 作為具有顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。
菌株ZJ1 對(duì)番茄早疫病的平板對(duì)峙抑制率為59.15%,對(duì)番灰霉病茄的抑制率為71.62%(表1)。對(duì)番茄早疫病和番茄灰霉病均有較好的抑制作用(圖1)。
表1 菌株 ZJ1 對(duì)番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌抑菌效果Table 1 The inhibitory effect of strain bacteria ZJ1 against A.solani and B.cinerea
圖1 菌株ZJ1 對(duì)番茄早疫病菌和番茄灰霉病菌抑制作用Fig.1 The inhibitory effect of strain ZJ1 against A.solani and B.cinerea
2.2.1 溶劑篩選 通過相容性測(cè)定,菌株ZJ1 芽胞含量在花生油中21 d 后顯著高于(P<0.05)其他3 種溶劑。經(jīng)4 個(gè)月定期檢測(cè),菌株ZJ1 在花生油中芽胞含量仍有0.68×109cfu/mL,比其他3 種溶劑更穩(wěn)定,故選取花生油作為菌株ZJ1 油懸劑的溶劑(圖2)。
圖2 不同溶劑油對(duì)菌株ZJ1 芽胞含量的影響Fig.2 Effect of different solvent oils on spores content of strain ZJ1
2.2.2 乳化劑篩選 菌株ZJ1 在吐溫80 中的芽胞含量顯著高(P<0.05)于在其他兩種乳化劑中的芽胞含量,且經(jīng)4 個(gè)月儲(chǔ)存后在吐溫80 中保持穩(wěn)定(圖3A);經(jīng)乳化劑添加比例篩選,發(fā)現(xiàn)菌株ZJ1 在7%吐溫80 中芽胞含量為2.73×109cfu/mL,相容性及穩(wěn)定性較好(圖3B),故選取7%吐溫80 作為菌株ZJ1油懸劑的乳化劑。
圖3 乳化劑的篩選Fig.3 Results of the screening test for emulsifiers
2.2.3 抗生素篩選 當(dāng)抗生素濃度為5~25 μg/mL 時(shí),添加兩性霉素對(duì)雜菌的抑制率最高,當(dāng)抗生素濃度為50 μg/mL 時(shí),添加兩性霉素的抑菌率雖略低于加制霉菌素的抑菌率,但二者之間無顯著差異(P>0.05)(圖4)。故選取50 μg/mL 的兩性霉素作為菌株ZJ1 油懸劑的抗生素。
圖4 不同濃度抗生素對(duì)ZJ1 抑菌效果的影響Fig.4 The effect of different antibiotics on the antibacterial effect of ZJ1 strain
2.2.4 防凍劑篩選 對(duì)防凍劑添加量進(jìn)行篩選結(jié)果表明,菌株ZJ1 與CaCl2生物相容性顯著高于與其他防凍劑的相容性(圖5A)。2% CaCl2在0 ℃時(shí),芽胞存活率顯著高于其他4 種濃度的芽胞存活率,故選取2% CaCl2作為菌株ZJ1 油懸劑的防凍劑(圖5B)。
圖5 防凍劑的篩選Fig.5 Results of the screening test for antifreeze
2.2.5 潤(rùn)濕分散劑篩選 菌株ZJ1 和十二烷基硫酸鈉、CaCO3和木質(zhì)素磺酸鈣的生物相容性最好且芽胞存活率顯著高于(P<0.05)其他潤(rùn)濕分散劑(圖6A);對(duì)添加比例進(jìn)行篩選得出,1%十二烷基硫酸鈉、1% CaCO3和0.5%木質(zhì)素磺酸鈣對(duì)菌株ZJ1 的芽胞含量影響最小,均顯著高于(P<0.05)其他比例(圖6B)。故選取1%十二烷基硫酸鈉、1% CaCO3和0.5%木質(zhì)素磺酸鈣分別作為菌株ZJ1 油懸劑的潤(rùn)濕劑、穩(wěn)定劑和分散劑。
2.2.6 保護(hù)劑篩選 加糊精的ZJ1 油懸劑在紫外環(huán)境下抑菌活性顯著高于加抗壞血酸的油懸劑(P<0.05);紫外照射0、6、12 h 時(shí),加糊精的抑菌活性均顯著高于空白對(duì)照(P<0.05);照射24 h 時(shí),加糊精的抑菌活性與空白對(duì)照無顯著差異(P>0.05);加糊精在紫外照射6、12、24 h 時(shí),抑菌活性與陰性對(duì)照均無顯著差異(P>0.05)(圖7A)。與沒有紫外處理的陰性對(duì)照相比,加糊精的油懸劑活芽胞數(shù)在紫外處理24 h 中保持平穩(wěn),且均顯著高于加抗壞血酸的活芽胞數(shù)(P<0.05);在紫外處理6 h 后也顯著高于對(duì)照(P<0.05)(圖7B)。故選取糊精作為菌株ZJ1 油懸劑的保護(hù)劑。
圖7 保護(hù)劑的的篩選Fig.7 Results of the screening test for protective agent
通過冷凍干燥法及生物相容性測(cè)定確定了ZJ1 油懸劑的最佳配方為:10%菌粉(6.0×1010cfu/g)、7%吐溫80、50 μg/mL 兩性霉素、2% CaCl2、1% SDS、1% CaCO3、0.5%木質(zhì)素磺酸鈣、5%糊精,余量用花生油補(bǔ)足,最終,制成貝萊斯芽胞桿菌ZJ1 油懸劑的芽胞含量為5.75×109cfu/mL。
菌株ZJ1 油懸劑的顏色呈乳黃色,且顏色均勻,無結(jié)塊現(xiàn)象。菌株ZJ1 油懸劑(54±2)℃貯存14 d,外觀無明顯變化,芽胞存活率降為83.25%,(0±2)℃貯存7 d,芽胞存活率降為96.12%。菌株ZJ1 油懸劑經(jīng)室溫保存,芽胞存活率呈緩慢下降趨勢(shì),儲(chǔ)存60 d 后,活芽胞數(shù)保持在3.86×108cfu/mL。表明ZJ1油懸劑在常溫或低溫下穩(wěn)定性較好,但不宜長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下存放,各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(表2)。
表2 菌株ZJ1 油懸劑質(zhì)量指標(biāo)Table 2 Quality of ZJ1 Oil Suspension Concentrate
2.5.1 田間防效 末次施藥7 d 后菌株ZJ1 油懸劑100 倍稀釋液對(duì)番早疫病茄的防治效果最好,保護(hù)效果和治療效果均高達(dá)95%以上;其次為400 倍稀釋液和50%腐霉利600 倍稀釋液,這2 個(gè)處理的保護(hù)效果均高達(dá)89%以上,且大于1000 億孢子/g 枯草芽胞桿菌可濕性粉劑300 倍稀釋液防治效果;但末次施藥14 d后,200 倍稀釋液的保護(hù)效果和治療效果分別為92.83%和90.22%,保護(hù)效果與400 倍稀釋液、1000 億孢子/g 枯草芽胞桿菌可濕性粉劑300 倍稀釋液相當(dāng),且顯著高于50% 腐霉利600 倍稀釋液(P<0.05);但治療效果與50%腐霉利600 倍稀釋液無顯著差異(P>0.05)(表3)。2 次施藥7 d 后,200 倍稀釋液對(duì)番茄灰霉病的保護(hù)效果和治療效果均為93%以上,顯著高于2 種對(duì)照藥劑的保護(hù)效果(P<0.05);末次施藥14 d 后,200 倍稀釋液的保護(hù)效果和治療效果分別為93.95%和86.97%,保護(hù)效果顯著高于其他處理,治療效果高于50%腐霉利600 倍稀釋液(P<0.05)(表4)。
表3 ZJ1 油懸浮劑對(duì)番茄早疫病防治效果Table 3 Effect of ZJ1 oil suspension on A.solani
表4 ZJ1 油懸浮劑對(duì)番茄灰霉病防治效果Table 4 Effect of ZJ1 Oil Suspension on B.cinerea
2.5.2 菌株ZJ1 油懸劑促生作用 菌株ZJ1 油懸劑500 倍稀釋液的發(fā)芽指數(shù)為8.69,略高于1000 億孢子/克枯草芽胞桿菌可濕性粉劑300 倍稀釋液,2 者均低于清水對(duì)照,但無顯著差異(P>0.05);100 倍稀釋液的發(fā)芽指數(shù)最低僅為5.35,隨著菌株ZJ1 油懸劑稀釋倍數(shù)的增加,發(fā)芽指數(shù)逐步提高,說明高濃度的菌株ZJ1 油懸劑會(huì)抑制番茄種子萌發(fā)(圖8A)。第7 d 時(shí)菌株ZJ1 油懸劑400 倍稀釋液對(duì)株高有明顯促生作用,僅次于50%腐霉利600 倍稀釋液但無顯著差異(P>0.05);第14、21 d 時(shí),50%腐霉利600 倍稀釋液顯著高于其他處理(P<0.05),總體上ZJ1 油懸劑較高濃度會(huì)降低株高增長(zhǎng)率。菌株ZJ1 油懸劑200倍稀釋液處理莖粗增長(zhǎng)率均顯著高于(P<0.05)其他處理,7、14、21 d 的莖粗增長(zhǎng)率分別為117.73%、125.36%、145.05%,菌株ZJ1 油懸劑100 倍稀釋液莖粗增長(zhǎng)率低于其他處理(圖8B)。
圖8 菌株ZJ1 油懸劑促生作用Fig.8 Growth promoting effect of ZJ1 oil suspension
目前,國(guó)內(nèi)登記的芽孢桿菌制劑多為可濕性粉劑、懸浮劑、水劑等劑型[9],可濕性粉劑雖然有效成分含量高但易結(jié)塊有殘留,為使菌株ZJ1 保持更穩(wěn)定的抑菌活性并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,本研究選取藥效更顯著且持久、性價(jià)比更高的油懸浮劑,制成貝萊斯芽胞桿菌ZJ1 油懸劑的芽胞含量為5.75×109cfu/mL。各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。Trivedi 等[30]和Melin 等[31]報(bào)道了生防活菌懸浮劑在干燥的固態(tài)制劑中存活時(shí)間久,水分會(huì)打破菌的休眠且會(huì)引起雜菌污染或生防菌的二次生長(zhǎng),所以,本研究使用冷凍干燥粉碎后的菌體進(jìn)行油懸劑的制劑化,降低懸浮劑中的水分含量,且芽胞桿菌在油中較穩(wěn)定,延長(zhǎng)制劑的保質(zhì)期,后續(xù)可通過篩選其他助劑并進(jìn)行正交試驗(yàn)對(duì)其制劑配方進(jìn)一步優(yōu)化,可采用更精細(xì)化的工藝技術(shù)和工業(yè)化的設(shè)備優(yōu)化制劑性能提高芽胞存活力,為生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
本研究對(duì)菌株ZJ1 油懸劑的使用方法及推薦劑量做了初步探索,綜合其保護(hù)效果和治療效果證明5.75×109cfu/mL 貝萊斯芽胞桿菌ZJ1 油懸劑200 倍稀釋液對(duì)番茄早疫病和灰霉病的防治效果最好,且有明顯促生作用,可使莖粗增長(zhǎng)率明顯升高,但會(huì)使株高增長(zhǎng)率降低,可能是由于低稀釋倍數(shù)處理有壯苗作用,減慢株高生長(zhǎng)使番茄植株更為粗壯從而提高植株抗病能力,這一現(xiàn)象還有待驗(yàn)證。此外,研究發(fā)現(xiàn)隨著ZJ1油懸劑稀釋倍數(shù)的增加,發(fā)芽指數(shù)逐步提高,說明高濃度ZJ1 油懸劑會(huì)抑制番茄種子萌發(fā),表明ZJ1 油懸劑不適合作種子處理,但適合葉面噴霧防治番茄早疫病和灰霉病。據(jù)報(bào)道,芽胞桿菌制劑具有良好的田間防病促生效果。鹿秀云等[32]以2.5×109cfu/mL 萎縮芽胞桿菌BacillusatrophaeusHMB22922 懸浮劑在接種Phytophthoraboehmeriae引起的棉鈴疫病5 d 后田間防治效果為86.33%,防效優(yōu)于化學(xué)藥劑。生防菌劑除具有殺菌作用外,還可通過改變土壤性質(zhì)及促進(jìn)植株生長(zhǎng)來提高植株抗病性,表明生防菌劑經(jīng)有效開發(fā)利用后,可運(yùn)用于田間生產(chǎn),對(duì)化學(xué)藥劑減量化具有重要意義。本研究研制的芽胞桿菌制劑部分濃度預(yù)防效果超過90%,可能與試驗(yàn)過程中對(duì)照組病害發(fā)病充分有關(guān),且配方中使用的助劑對(duì)生防菌影響較小[8],有效的保持了該菌劑的穩(wěn)定性,提高了防效,使其施藥過程中能均勻分散在植物表面,充分發(fā)揮作用。本試驗(yàn)對(duì)ZJ1 油懸劑防效及促生作用測(cè)定目前只進(jìn)行了一年一地,今后將進(jìn)一步在不同年份,不同試驗(yàn)地繼續(xù)進(jìn)行田間防效試驗(yàn)。