生物有機肥對香蕉枯萎病的影響范文

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《農業環境科學學報》2014年第八期

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1供試菌種尖孢鐮刀菌古巴專化型4號生理小種（Fusariumoxysporumf.sp.cubense，Foc）以下簡稱FOC4，由華南農業大學資源環境學院姜子德教授提供，本試驗室保存。生防菌劑：利福平標記解淀粉芽孢桿菌（AF11b，B.amyloliquefaciens），由本試驗室篩選、分離、鑒定并標記，對病原菌FOCRace4有較強的拮抗能力，該菌株抗利福平濃度為100μg•mL-1，由沸石吸附固定，菌株含量為2.1×108cfu•g-1沸石，沸石粒徑≤0.25mm。

1.1.2供試化肥供試氮肥、磷肥、鉀肥分別為尿素（N45%）、磷酸一銨（P2O545%）、氯化鉀（K2O50%）。

1.1.3供試有機肥有機肥由廣州市番禺永雄有機肥有限公司生產，基本性質如下：全N41.6g•kg-1，全P7.5g•kg-1，全K16.5g•kg-1，有機質678.5g•kg-1，pH為6.13。

1.1.4供試生物有機肥由本實驗室自行研制，將有機肥（見1.1.3）和生防菌（見1.1.1）按一定比例混合而成，基本性質如下：全N為41.6g•kg-1，全P為7.5g•kg-1，全K為16.5g•kg-1，有機質678.5g•kg-1，pH為5.13，使用前生物有機肥中生防菌株AF11b活菌數為3.0×107cfu•g-1。

1.1.5試驗地點華南農業大學增城寧西基地，供試土壤為水稻土，其基本性質為pH值5.67，有機質含量13.1g•kg-1，堿解氮（N）72mg•kg-1，速效磷（P）72mg•kg-1，有效鉀（K）43.7mg•kg-1。

1.1.6供試作物巴西香蕉（MusaacuminataAAACavendishcv.Brazil），購自廣東省果樹研究所，種植時6~7片葉。

1.2試驗設計

大田試驗于2012年4月1日至2013年6月1日在華南農業大學增城寧西基地進行，2013年4月1日至6月1日進行收獲。每個處理的小區面積是13m×3m，每壟種植香蕉7株，株距3m，行距1m。每壟所種植的香蕉按Z字型布局，相鄰兩行香蕉植株的直線距離約為3.6m。香蕉移植前接種病原菌FOC4，接種后土壤中病原菌數量約為103cfu•g-1。施肥量按一株香蕉全生育期共吸收純氮110g，磷（P2O5）35g，鉀（K2O）400g，氮磷鉀比例為1∶0.3∶4，化肥利用率按30%計算，每株香蕉實際化肥用量為3260g（尿素800g，磷酸一銨260g，氯化鉀2200g）。各處理肥料用量以化肥處理為基數按等成本換算。生物有機肥及有機肥各處理分別配施CF處理中化肥用量的30%。根據香蕉的三個生長時期，即營養生長期（移栽后的第1~3個月）、孕蕾期（移栽后的第4~6個月）、果實發育期（移栽后的第7~9個月），將生物有機肥按不同時期分施，設置6個處理：①BOF1基肥施生物有機肥2038g，配施化肥245g，其余時期單施化肥815g；②BOF2營養生長期施生物有機肥2038g，配施化肥245g，其余時期單施化肥815g；③BOF3孕蕾期施生物有機肥2038g，配施化肥245g，其余時期單施化肥815g；④BOF4果實發育期施生物有機肥2038g，配施化肥245g，其余時期單施化肥815g；⑤CF為各時期均施化肥815g；⑥OF為各時期均施有機肥673g，配施化肥644g。每個處理重復3次。

1.3項目測定及方法

1.3.1病情調查從移栽當天起，每隔30d調查1次，連續調查9次，并進行病情統計[13]。病情分級：0級為植株無枯黃癥狀；1級為植株1~2個葉片萎蔫；2級為全株中有1/3~1/2的葉片萎蔫；3級為全株1/2~3/4葉片萎蔫;4級為全株3/4以上葉片萎蔫或死亡。病情指數=Σ（各級發病數×該級代表數）/（總數×最高級代表值）×100防病效果=（對照病情指數－處理病情指數）/對照病情指數×100%

1.3.2土壤微生物數量測定采用稀釋涂平板法測定土壤中細菌、真菌、放線菌、香蕉枯萎病病原菌數量[14]。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基，放線菌采用高氏一號培養基，真菌采用孟加拉紅培養基，香蕉枯萎病病原菌采用PEA培養基。香蕉生長期間每隔30d采土樣1次，采樣深度為5~15cm。

1.3.3香蕉生物量主要指標測定從香蕉移栽當天開始，每隔30d測定香蕉株高、莖圍、葉長、葉寬，并最后統計產量。株高以從基部到生長點為準，葉長和葉寬以最新展開的葉片長和寬為準，用卷尺測量；莖圍以基部莖圍為準，用千分尺測量[15]。當香蕉花蕾抽出后，先長出的一梳稱之為第一梳，以后依次類推，當花蕾完全抽出并定型后，保留前6梳，并砍去雄花，同一小區選擇并標記長勢均勻的香蕉3株，于果實成熟采收期（抽蕾后第70d）采收果實，稱取每株香蕉果實鮮重[16]。

1.3.4土壤酶活性測定本試驗4種酶活性測定的土樣均是過1mm篩的風干土樣。脲酶活性的測定采用靛酚藍比色法，酸性磷酸酶活性的測定采用氯代二溴對苯醌亞胺比色法，蔗糖酶活性的測定采用3，5-二硝基水楊酸（DNS）比色法，過氧化氫酶活性的測定采用高錳酸鉀滴定法[17]。

1.3.5統計方法利用SPSS16.0軟件對數據進行統計分析，采用Duncan分析對數據進行差異性分析。

2結果與討論

2.1生物有機肥施用期對香蕉枯萎病的生防作用從圖1可以看出，化肥處理病情指數在各個時期均達到最高，有機肥處理次之，生物有機肥各處理之間有較為明顯的差異。香蕉苗移栽30d后，不同處理的香蕉植株均已發病，隨著香蕉的生長，各處理病情指數都在上升。從移栽后第90d開始，BOF3與BOF4處理的香蕉植株發病癥狀僅次于化肥處理，病情指數迅速提高，到移栽第270d，CF處理病情指數則高達65，將其防效指定為0，BOF3與BOF4處理的病情指數分別高達49和57，防病效果僅為25%和13%。而BOF1與BOF2處理病情指數增長緩慢，病情指數顯著低于其他處理，到移栽后第150~210d時，病情指數才有較為明顯的上升，移栽后第270d時，BOF1和BOF2處理的病情指數分別為36和29，比OF處理分別低25和32，防病效果分別高達45%和55%。

2.2生物有機肥施用期對土壤微生物數量的影響圖2表明，香蕉移栽前，BOF1處理細菌含量達8.4×106cfu•g-1，高于其余各處理，從移栽后第90d開始，BOF2處理的細菌含量為26.67×106cfu•g-1，也顯著高于其他處理，到移栽后第270d時，達到64×106cfu•g-1。整個過程中CF與OF處理細菌含量差異不明顯，始終低于BOF各處理的細菌含量，各處理細菌含量為BOF2>BOF3>BOF1>BOF4>OF>CF。圖3表明，在0d時，BOF1放線菌含量為13.55×103cfu•g-1，明顯高于其他處理，隨著生物有機肥的不同時期施用，各生物有機肥處理的放線菌含量均高于OF和CF處理。到移栽第180d時，BOF1和BOF2處理的放線菌數量分別比OF增加了76.7%和95.6%。移栽后第270d時，BOF2放線菌含量為23.15×103cfu•g-1，明顯高于其他處理，其他各處理放線菌含量依次為BOF1>BOF3>BOF4>OF>CF。從圖4看出，CF處理真菌含量在各個時期均顯著高于施用生物有機肥的處理，從0d到180d，真菌含量整體呈上升趨勢，以CF上升最為顯著，從13.23×103cfu•g-1增長到25.33×103cfu•g-1。BOF2真菌數量從0d時13.31×103cfu•g-1增長到第180d時20.11×104cfu•g-1，增長幅度僅為CF處理的70%，增長最為緩慢。從180d到270d，各施肥處理真菌數量2014趨于平穩，真菌數量整體表現為下降趨勢。

2.3生物有機肥施用期對香蕉生物產量的影響從表1可以看出，收獲時，不同施肥處理的株高、葉長、莖圍、葉寬、產量均有差異。第270d調查時，OF處理的莖圍、株高、葉寬均低于其余各處理，施用生物有機肥的各處理基本高于施用化肥和有機肥處理，其中BOF2處理各性狀均高于其余各組處理，BOF1和BOF2處理的株高、莖圍、葉寬均顯著高于其他處理。OF處理的產量最低，為128kg•小區-1，BOF2處理的產量最高，分別比BOF1、BOF3、BOF4處理提高了67、73、114kg，表現出顯著的促生效果，此外生物有機肥處理的產量均顯著高于化肥和有機肥處理。

2.4生物有機肥施用期對土壤酶活性的影響

2.4.1對土壤過氧化氫酶活性的影響由表2可知，0d時，BOF1的過氧化氫酶活性顯著高于其他處理，到第90d時，BOF2處理施入生物有機肥后，過氧化氫酶活性增加了3.86倍，顯著高于其他處理，180d時，BOF3處理從第90d的0.52mL•g-1上升到1.26mL•g-1。到第270d調查時，BOF4處理過氧化氫酶活性由0.77mL•g-1增加到0.93mL•g-1，其余各處理都有所下降。

2.4.2對土壤脲酶活性的影響由表3可知，0d時，BOF1處理脲酶活性為14.61mg•kg-1•d-1，高于其他各處理，到移栽后第90d時，BOF1和BOF2處理脲酶活性分別為24.37、26.47mg•kg-1•d-1，顯著高于其他處理，而第180d調查時，BOF1、BOF2、BOF3脲酶活性均提高，而CF、OF、BOF4脲酶活性降低。到移栽后第270d時，施用生物有機肥的各處理脲酶活性均高于CF和OF處理。

2.4.3對土壤蔗糖酶活性的影響由表4可知，香蕉整個生長期，蔗糖酶活性均上升，且其中施用生物有機肥處理的蔗糖酶活性均高于CF和OF處理。0d時，BOF1處理蔗糖酶活性為7.31mg•g-1•d-1，高于其他處理；到移栽后第90d，BOF2處理蔗糖酶活性較0d增加了3.78倍，此時BOF1與BOF2蔗糖酶活性仍高于其他處理。BOF3處理蔗糖酶活性從移栽后第180d的14.05mg•g-1•d-1到270d調查時增加到24.29mg•g-1•d-1，增長幅度顯著高于其他處理；到移栽后第270d調查時，蔗糖酶活性從高到低依次為BOF3>BOF2>BOF4>BOF1>OF>CF。

2.4.4對土壤磷酸酶活性的影響由表5可知，酸性磷酸酶活性變化規律與脲酶一致，0d時，BOF1酸性磷酸酶活性為218.47mg•g-1•d-1，顯著高于其他各處理；到移栽后第90d時，BOF1和BOF2酸性磷酸酶活性分別為247.81mg•g-1•d-1和239.65mg•g-1•d-1，顯著高于其他處理，而移栽后第180d時，BOF2與BOF3處理酸性磷酸酶活性分別提高了8.04、8.97mg•g-1•d-1，而其他處理的脲酶活性均降低。到移栽后第270d時，BOF3處理酸性磷酸酶活性高達276.56mg•g-1•d-1，顯著高于其他各處理，酸性磷酸酶活性從高到低依次為BOF3>BOF2>BOF1>BOF4>OF>CF。

2.5土壤微生物量與病情指數、香蕉產量及土壤酶的相關分析移栽后270d時，進行了土壤微生物量與病情指數、香蕉產量及土壤酶的相關分析。從表6可以看出，病情指數與土壤中細菌、放線菌含量呈顯著負相關，與真菌呈顯著正相關。香蕉產量、酸性磷酸酶活性與細菌、放線菌含量呈顯著正相關，脲酶則與細菌、放線菌含量呈極顯著正相關，相關指數分別達到0.587、0.556。過氧化氫酶活性則僅與細菌含量表現出顯著的正相關，蔗糖酶則與細菌、放線菌之間不具有明顯的相關關系，而真菌則與產量及土壤酶呈負相關。

3討論

3.1生物有機肥施用期對香蕉生長及病情指數的影響本研究表明，大田條件下施用生物有機肥對香蕉生長表現出顯著的促進作用，其中以在香蕉營養生長期施用生物有機肥對香蕉生長和產量的提高效果最為明顯。此外，在香蕉營養生長期施用生物有機肥，可以延遲香蕉植株的發病時間，顯著降低香蕉植株的發病程度，與徐立功、何欣等、吳川德等的研究結果相似[13，18-19]。這可能是由于在香蕉枯萎病發病前期施入生物有機肥，使它所含的拮抗菌能及時在香蕉根表或根內定植，成為土壤中的優勢種群，并形成了有效的“生物防御層”，保護了香蕉根系免受病原菌的侵染[20]，推遲香蕉植株發病時間，同時顯著降低了香蕉植株的病情指數。香蕉枯萎病病情得到控制后，香蕉可以更好地生長，產量也得到保證。因此，在香蕉營養生長期施用生物有機肥代替部分化肥，可以最大化發揮生物有機肥的抗病能力，減少化學農藥和化學肥料的使用量，減少環境的污染，提高農產品品質和效益[21]，這為生物有機肥的合理施用提供了科學依據。

3.2生物有機肥施用期對土壤微生物的影響采用活菌稀釋計數是分析土壤中可培養微生物的一個重要手段，可以直接反映各主要微生物類群的數量狀況。相對于單純施用化肥，施用生物有機肥可以提高土壤中細菌和放線菌的數量，降低真菌數量，與袁英英等[9]、胡可等[22]和高雪蓮等[23]研究的結果一致，其中以香蕉營養生長期施用生物有機肥效果最為明顯。在大田生產中，生物肥中生防菌劑的實際效果受到土壤、水分及氣候等外界因素的影響較大，而在香蕉營養生長時期處于一年中水溫最佳狀態，土壤中固有微生物開始大量繁殖，生物有機肥本身含有益菌群，對土壤土著微生物有一定活化作用，且生物有機肥基料多為有機物，可豐富土壤中微生物可利用營養，此時施用生物有機肥后一方面直接帶入了大量的有益微生物，另一方面這些有益微生物與土壤中的微生物相互作用，控制了病原微生物菌的生長，提高了有益微生物的數量。相關性分析得出，香蕉病情指數與土壤中菌、放線菌含量呈顯著負相關，與真菌呈顯著正相關，土壤中細菌、放線菌含量的增加有利于降低病害的發生，真菌含量的增加則有利于病害的發生。因此，在營養生長期施用生物有機肥更好地提高土壤有益微生物數量、改善土壤微生物群落結構，并進一步提高了香蕉對枯萎病的防御能力。

3.3生物有機肥施用期對土壤酶的影響土壤酶是土壤的重要組成成分，它直接影響著土壤的代謝性能，并能反應土壤對污染物質自凈能力的大小，其活性大小在一定程度上代表了土壤肥力的高低[24]。本試驗結果表明，施用生物有機肥可不同程度地提高土壤蔗糖酶、過氧化氫酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性，而且土壤酶活性與施肥處理密切相關。張靜等[25]和趙青云等[26]研究也指出施用生物有機肥可活化土壤養分，土壤酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性明顯增加，與本研究結果相似。在本研究中，香蕉孕蕾前，以BOF1、BOF2的酶活性高于其余各處理，而在香蕉孕蕾期之后，則以BOF2和BOF3表現出較高活性。這可能是由于在施用生物有機肥初期，土壤微生物群落受到外來添加物（功能菌）影響，細菌等菌群活性較強，它與土壤酶活性呈顯著正相關關系，在良好的水溫條件和土壤菌群的激活下，土壤酶活性也較高，而在孕蕾期后土溫偏低，受外界環境的影響較大，此時微生物數量的變化對酶活性影響不大，所以相比之前，在施用生物有機肥后土壤酶活性無較高提升。

4結論

大田條件下，在香蕉營養生長期施用生物有機肥可以顯著降低香蕉枯萎病的發病率，提高植株的防病效果，促進香蕉的生長，明顯提高香蕉的產量。生物有機肥還可以提高土壤酶的活性，增加土壤有益微生物數量，改善土壤微生物群落結構。適時施用生物有機肥，可以更好地防止香蕉枯萎病的發生。這一研究結果可為大面積推廣利用生物有機肥防治香蕉枯萎病提供理論依據。

作者：丁文娟曹群趙蘭鳳劉小峰柳影楊盼盼李華興單位：華南農業大學資源環境學院