抑制橡胶树红根病生物有机肥的研制及其对土壤微生物区系的影响

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天然橡胶是工业生产与国防建设的重要原料,我国每年进口量占使用总量3/4以上。根病是妨碍天然橡胶生产的三大病害之一,其中由橡胶树舌菌Ganoderma philippii引起的橡胶树红根病是我国第一大根病,且在世界各植胶区造成不同程度危害。红根病流行因其土壤微生物群落失衡,加之防控不利,病害日益严重,对天然橡胶产业造成了巨大的损失。土壤养分状况及土壤微生物群落影响着病害的发生,生物有机肥在改善土壤性质、微生物群落方面发挥重要的作用。因此研制抑制橡胶树红根病生物有机肥、解析橡胶树红根病株土壤微生物群落特征,研究其调控手段,可为橡胶树红根病防控策略的提出提供科学依据。本研究通过平板计数法、实时荧光定量PCR及高通量测序等技术研究了:1)橡胶树内生枯草芽孢杆菌Czk1固体发酵配方及条件;2)生物有机肥配合杀菌剂施用短期内对橡胶树红根病株土壤微生物区系的影响;3)海南琼中黎族苗族自治县新进农场橡胶树红根病株土壤的微生物区系特征。试图研制抑制橡胶树红根病的生物有机肥、揭示生物有机肥与杀菌剂配施防控橡胶树红根病潜在的土壤微生物生态学机理及橡胶树红根病株土壤微生物群落特征。主要研究结果如下:1.抑制橡胶树红根病生物有机肥的研制通过对橡胶树内生Bacillus subtilis Czk 1固体发酵原料、条件的研究得出结论:1)腐熟鸡粪添加菌糠、秸秆的比例分别为38%时发酵Czk1的菌量及芽孢数均最高,菌糠的添加对发酵Czk1的效果>秸秆,添加椰糠对发酵Czk1的促进效果较小。不同鸡粪与菌糠、秸秆及椰糠组合的肥料的种子发芽指数均大于80%;2)在菌糠鸡粪中固体发酵Czk1的最优条件为:接种量10%,黄豆粉添加量10%,培养温度37℃,含水量40%,每72h翻抛一次,此条件下,活菌数8.63×108 CFU·g-1,芽孢数8.37×108 CFU·g-1;3)在秸秆鸡粪中固体发酵Czkl的最优条件为:接种量10%,黄豆粉添加量5%,培养温度37℃,含水量40%,每72h翻抛一次,此条件下,活菌数为6.53×108 CFU·g-1,芽孢数5.97×108 CFU.g-1。在秸秆鸡粪中添加30%菌糠,活菌数可达8.70×108 CFU·g-1,芽孢数可达 6.90×108 CFU.g-1。2.田间施用生物有机肥及杀菌剂对橡胶树红根病株根区土壤微生物区系的影响与常规对照及其他处理相比,生物有机肥配合杀菌剂处理:荧光定量PCR结果显示,真菌总拷贝数最少,细菌真菌比最高;MiSeq高通量测序结果表明:单施杀菌剂或生物有机肥处理对土壤中灵芝属(Ganoderma)病菌丰度的防控并不稳定,生物有机肥配合杀菌剂处理中灵芝属(Ganoderma)相对丰度最少,防控最稳定,伯克氏菌属(Burkholderia)、木霉属(Trichoderma)及芽孢杆菌属(Bacillus)丰度显著最高。进一步对土壤理化性质、土壤酶活性与土壤微生物群落相关性进行研究发现:生物有机肥配合杀菌剂处理中pH、铵态氮、硝态氮及多酚氧化酶含量显著最高,脲酶、蔗糖酶及酸性磷酸酶含量较少;木霉属(Trichoderma)丰度与pH、多酚氧化酶有显著的相关性;伯克氏菌属(Burkholderia)丰度与铵态氮、脲酶及蔗糖酶有显著的相关性;灵芝属(Ganoderma)丰度与铵态氮、脲酶及蔗糖酶有显著的相关性。3.橡胶树红根病株根区土壤微生物群落特征研究通过比较海南琼中县新进农场红根病株土壤与健康植株土壤发现:患病植株土壤硝态氮、酸性磷酸酶显著降低,pH、含水量、全氮、过氧化氢酶及蔗糖酶显著上升。荧光定量PCR结果显示:患病植株土壤细菌及真菌丰度显著下降。MiSeq高通量测序结果表明导致根病发生中真菌群落作用可能大于细菌群落;病株土壤中的放线菌门(Actinobacteria)、酸土单孢菌属(Aciditerrimonas)及苯基杆菌属(Phenylobacterium)丰度显著下降,芽单孢菌门(Gemmatimonadetes)、副球菌属(Rhizomicrobium)及芽单孢菌属(Gemmatimonas)丰度显著上升;病株土壤中担子菌门(Basidiomycota)与蚁巢伞属(Termitomyces)丰度显著下降,子囊菌门(Ascomycota)、Archaeorhizomyces属、湿伞属(Hygrocybe)、笋伏革菌属(Peniophora)及灵芝属(Ganoderma)丰度显著上升。进一步对土壤理化性质、土壤酶活性与土壤微生物群落相关性进行研究发现:病原菌灵芝属(Ganoderma)丰度与pH、含水量、全氮、过氧化氢酶及蔗糖酶有显著的正相关性。
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