碱性肥料和生防菌制剂防治香蕉枯萎病的效果及机理研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yongz
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针对我国香蕉生产过程存在的长期大量过量施用化肥及其导致的土壤酸化、土壤养分失衡、土壤微生物群落结构恶化、香蕉枯萎病加剧及肆虐等问题,本研究提出“碱性肥料和生防放线菌制剂耦合”以碱性肥和生防菌制剂防控香蕉枯萎病的思路。分别在三种土壤上研究碱性肥料和生防放线菌制剂防控香蕉枯萎病的耦合效应和机理;并通过水培、基质培、土培和大田试验相结合的方法,系统的研究探讨了生防真菌制剂防控香蕉枯萎病的效果、生防效果的稳定性及其抗病机理,为推进碱性肥料和生防菌制剂在香蕉枯萎病上的应用提供可靠的理论依据。主要研究结果如下:(1)碱性肥料是既可以营养香蕉,同时兼具改良土壤酸性的功能性肥料,在香蕉栽培中可以取代常规肥料。无论碱性肥料单施,还是碱性肥料和放线菌制剂配合施用,在蕉园酸性土壤(A)、非蕉园酸性土壤(B)和微碱性蕉园土壤中,均能促进香蕉生长发育,明显增加香蕉地上和地下部生物量,较常规肥料,碱性肥料对香蕉生物量的增产率为25.81%~62.4%。施用碱性肥料同时还能显著提高土壤p H值,土壤p H值在三种土壤上较常规肥料分别提高了0.44、0.17、0.33个单位。(2)在三种土壤上,碱性肥料与生防放线菌制剂配合处理(AF+Act)香蕉枯萎病发病率和病情指数较常规肥料(CCF,CK)处理分别降低了14.34%和20.96%、41.7%和46.71%、38.95%和33.21%。(3)碱性肥料与生防放线菌制剂配合在改良土壤酸性的同时优化了土壤微生物结构,与常规肥料(CCF,CK)处理相比,能明显增加土壤细菌数量和放线菌数量,而降低真菌和古巴专化型尖孢镰刀菌数量(Foc),细菌数量和放线菌数量的增幅分别为36.99%~301.31%和13.02%~171.05%,真菌和Foc的降幅分别为42.26%~63.63%和28.89%~34.85%。AF+Act处理还能显著增加土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和脱氢酶活性,提高了土壤生物学活性;增加土壤矿质态氮(Nmin)含量、有效磷、交换性钙、有效铁、有效锌含量,明显改善了土壤矿质营养环境。研究发现,土壤p H值、细菌和放线菌数量、脲酶活性、Nmin、有效铁、有效锌含量与香蕉枯萎病病情指数均呈显著的负相关,而Foc的数量与香蕉枯萎病病情指数呈显著的正相关。(4)生防真菌混合接种或施用复合生防真菌制剂处理(NFP和NFPT)能显著增加香蕉生物量或香蕉产量,降低香蕉枯萎病发病率和病情指数。在水培条件下,生防真菌混合接种处理香蕉枯萎病病情指数较对照降低了57.89%~63.16%。在基质培和土培条件下,NFP和NFPT处理病情指数较对照分别降低了38.24%~58.82%和43.18%~47.73%。在大田条件下,NFP和NFPT处理发病率较对照分别降低了48.37%和18.25%,病情指数较对照分别降低了49.66%和25.13%,香蕉单位面积总产量较对照增加了52.35%~139.96%。(5)生防真菌混合接种或施用复合生防真菌制剂(NFP和NFPT)能诱导香蕉产生系统抗性,较对照均能显著降低香蕉叶片或根系丙二醛含量,增加可溶性蛋白含量、POD活性、CAT活性。在土培和大田条件下,与对照相比,NFP和NFPT处理能显著增加土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性。其中土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性与香蕉枯萎病病情指数呈极显著的负相关。(6)施用复合生防真菌制剂(NFP和NFPT)增加了细菌和真菌群落丰富度和多样性,改变了细菌和真菌群落结构,刺激了土著有益微生物中其他拮抗菌种,显著减少了病原菌的数量,重塑了土壤微生物结构和功能,增强了香蕉的抗病性。16Sr RNA和ITS区域高通量测序结果表明,各处理土壤细菌和真菌群落组成相似,细菌均以变形菌门(Proteobacteria)相对丰度最高、其次为放线菌门(Actinobacteria)、再次为绿弯菌门(Chloroflexi);真菌群落组成依次为子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota)。但是,不同处理间某些菌群相对丰度有差异,施用复合生防真菌制剂处理(NFP和NFPT)提高了大理石雕菌属Marmoricola、类诺卡氏菌属Nocardioides、德沃斯氏菌属Devosia、水恒杆菌属Mizugakiibacter、硝化螺菌属Nitrospira、Gibellulopsis属相对丰度,而CK处理的链霉菌属Streptomyces、土微菌属Pedomicrobium、曲霉属Aspergillus、Calcarisporiella属、毛壳菌属Chaetomium相对丰度较高。病原菌q PCR分析结果表明,NFP和NFPT处理能显著减少土壤中病原菌的数量。研究过程还发现了一些潜在的生防菌属,如大理石雕菌属Marmoricola、类诺卡氏菌属Nocardioides、水恒杆菌属Mizugakiibacter、酸杆菌属Acidobacterium、粘鞭菌属Gliomastix、扁孔腔菌属Lophiostoma、白黄笋顶孢属Acrostalagmus、葡萄穗霉属Stachybotrys、Gibellulopsis属的相对丰度与香蕉枯萎病病情指数均呈显著负相关。
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