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香蕉是我国亚热带地区主要经济作物之一,其连作土传枯萎病是影响香蕉产业发展的主要病害,但目前尚无彻底根治的有效方法.相对而言,以生物防控为主的综合防控技术及措施以其高效环保越来越受到人们的关注。
本研究以采自海南乐东香蕉园内发病区中健康香蕉植株的根际土壤为材料,以香蕉土传枯萎病病原菌4号生理小种为目标菌株,对拮抗菌株进行了分离、筛选和鉴定。采用盆栽试验和室内分析等方法,研究了拮抗菌株与合适有机载体二次发酵制成的生物有机肥防控香蕉土传枯萎病的效果及对香蕉苗生长的影响,以期为香蕉专用生物有机肥料研制中有效利用拮抗菌株提供理论依据。获得了以下主要结果:
1.初筛获得了16株拮抗菌株,复筛获得了2株有较强抑制真菌活性的拮抗菌株(YL-19和YL-25),这两菌株的发酵液抑菌圈直径均达20 mm以上。通过形态特征观察、常规生理生化鉴定及16S rRNA基因序列对比鉴定表明:两菌株均为解淀粉芽孢杆菌,其中菌株YL-19最适生长温度为37℃-42℃,而菌株YL-25的最适生长温度为37℃,两菌株的最适生长pH值均为5-8.通过对菌株YL-19发酵液的抑菌物质稳定性初步研究发现:抑菌物质对胰白酶及紫外线照射不敏感,对碱不敏感,对酸和温度比较敏感,能有效地抑制FOC菌丝生长及孢子萌发.
2.菌株YK-19培养基的最优配比为淀粉10 g·L-1、NaCl1 g L-1、FeSO40.3 g L-1、酵母粉20 g L-1、MnSO40.2 g L-1;菌株YL-25培养基的最优配比为乳糖10gL-1、NaCl15 gL-1、CaCO30.3 g L-1、酵母膏5 gL-1.通过培养条件的筛选试验,结果表明:选择种龄为12h的种子液、在培养基初始pH值为6.0、装液量为50 mL、转速170 r min-1的培养条件下,菌株YL-19可达到最大的生长量。选择种龄为20 h的种子液、在培养基初始pH为7.0、装液量为50 mL、转速190 rmin-1的培养条件下,菌株YL-25可达到最大的生长量。
3.施用香蕉专用生物有机肥,均能不同程度地促进三种香蕉幼苗的生长,与施用化肥比较,鲜重增加40%-86%,株高增加15%-23%.与施用广谱生物有机肥比较,施用专用生物有机肥处理均能提高三种供试香蕉幼苗的鲜重。
4.菌株YL-19和YL-25均有解磷、产嗜铁素能力,但都无解钾能力;菌株YL-25能产生长素(IAA)和赤霉素GA3,菌株YL-19只产IAA。菌株YL-25还能产植酸酶,其酶活为14 UmL-1。菌株YL-19和YL-25经二次发酵后制成的香蕉专用PGPR生物有机肥对香蕉生长具有显著的促生作用,其机理可能是功能菌株活化土壤中难利用的养分以及产生激素并调节植物生长。
5.施用香蕉专用生物有机肥能够显著防控香蕉土传枯萎病并促进香蕉生长。其中单菌(菌株YL-19和菌株YL-25)二次发酵的香蕉专用生物有机肥BIO1和BIO2防效最好,均高于广谱生物有机肥(BIO),其防治率分别为67.4%和64.9%。与单施有机肥(OF)比较,施用香蕉专用生物有机肥处理(BIO1,BIO2和BIO3)的巴西香牙蕉植株的总鲜重和株高分别增加了93.2%-109.6%和15.9%-39.9%,其促生效果均优于广谱生物有机肥(BIO)处理.
6.施用香蕉专用生物有机肥能够有效地改善香蕉根际土壤微生物区系。在香蕉移栽后第30、40、50天时,施用BIO1、BIO2和BIO3的香蕉根际的细菌数量和放线菌数量显著高于化肥处理(CF),而真菌和尖孢镰刀菌数量均显著低于CF.盆栽第50天, BIO1、BIO2和BIO3的香蕉根际细菌和放线菌数分别是OF的3.68-7.70倍和1.50-2.85倍,而真菌和病原菌分别降低了55.8%-85.8%和58.5%-91.3%。各香蕉专用生物有机肥处理的真菌种群的丰富度都低于CF和OF,与OF比较,各香蕉专用生物有机肥处理的细菌种群的香农指数、均匀度和稳定性指数均有所增加.
综上所述,香蕉专用生物有机肥在促进香蕉植株生长、降低香蕉枯萎发病率、抑制香蕉根际土壤病原真菌繁殖和改善香蕉根际微生物群落结构方面都发挥着更好的效果。