生物有机肥对香蕉枯萎病的影响范文

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《农业环境科学学报》2014年第八期

1材料与方法

1.1试验材料

1.1.1供试菌种尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种（Fusariumoxysporumf.sp.cubense，Foc）以下简称FOC4，由华南农业大学资源环境学院姜子德教授提供，本试验室保存。生防菌剂：利福平标记解淀粉芽孢杆菌（AF11b，B.amyloliquefaciens），由本试验室筛选、分离、鉴定并标记，对病原菌FOCRace4有较强的拮抗能力，该菌株抗利福平浓度为100μg•mL-1，由沸石吸附固定，菌株含量为2.1×108cfu•g-1沸石，沸石粒径≤0.25mm。

1.1.2供试化肥供试氮肥、磷肥、钾肥分别为尿素（N45%）、磷酸一铵（P2O545%）、氯化钾（K2O50%）。

1.1.3供试有机肥有机肥由广州市番禺永雄有机肥有限公司生产，基本性质如下：全N41.6g•kg-1，全P7.5g•kg-1，全K16.5g•kg-1，有机质678.5g•kg-1，pH为6.13。

1.1.4供试生物有机肥由本实验室自行研制，将有机肥（见1.1.3）和生防菌（见1.1.1）按一定比例混合而成，基本性质如下：全N为41.6g•kg-1，全P为7.5g•kg-1，全K为16.5g•kg-1，有机质678.5g•kg-1，pH为5.13，使用前生物有机肥中生防菌株AF11b活菌数为3.0×107cfu•g-1。

1.1.5试验地点华南农业大学增城宁西基地，供试土壤为水稻土，其基本性质为pH值5.67，有机质含量13.1g•kg-1，碱解氮（N）72mg•kg-1，速效磷（P）72mg•kg-1，有效钾（K）43.7mg•kg-1。

1.1.6供试作物巴西香蕉（MusaacuminataAAACavendishcv.Brazil），购自广东省果树研究所，种植时6~7片叶。

1.2试验设计

大田试验于2012年4月1日至2013年6月1日在华南农业大学增城宁西基地进行，2013年4月1日至6月1日进行收获。每个处理的小区面积是13m×3m，每垄种植香蕉7株，株距3m，行距1m。每垄所种植的香蕉按Z字型布局，相邻两行香蕉植株的直线距离约为3.6m。香蕉移植前接种病原菌FOC4，接种后土壤中病原菌数量约为103cfu•g-1。施肥量按一株香蕉全生育期共吸收纯氮110g，磷（P2O5）35g，钾（K2O）400g，氮磷钾比例为1∶0.3∶4，化肥利用率按30%计算，每株香蕉实际化肥用量为3260g（尿素800g，磷酸一铵260g，氯化钾2200g）。各处理肥料用量以化肥处理为基数按等成本换算。生物有机肥及有机肥各处理分别配施CF处理中化肥用量的30%。根据香蕉的三个生长时期，即营养生长期（移栽后的第1~3个月）、孕蕾期（移栽后的第4~6个月）、果实发育期（移栽后的第7~9个月），将生物有机肥按不同时期分施，设置6个处理：①BOF1基肥施生物有机肥2038g，配施化肥245g，其余时期单施化肥815g；②BOF2营养生长期施生物有机肥2038g，配施化肥245g，其余时期单施化肥815g；③BOF3孕蕾期施生物有机肥2038g，配施化肥245g，其余时期单施化肥815g；④BOF4果实发育期施生物有机肥2038g，配施化肥245g，其余时期单施化肥815g；⑤CF为各时期均施化肥815g；⑥OF为各时期均施有机肥673g，配施化肥644g。每个处理重复3次。

1.3项目测定及方法

1.3.1病情调查从移栽当天起，每隔30d调查1次，连续调查9次，并进行病情统计[13]。病情分级：0级为植株无枯黄症状；1级为植株1~2个叶片萎蔫；2级为全株中有1/3~1/2的叶片萎蔫；3级为全株1/2~3/4叶片萎蔫;4级为全株3/4以上叶片萎蔫或死亡。病情指数=Σ（各级发病数×该级代表数）/（总数×最高级代表值）×100防病效果=（对照病情指数－处理病情指数）/对照病情指数×100%

1.3.2土壤微生物数量测定采用稀释涂平板法测定土壤中细菌、真菌、放线菌、香蕉枯萎病病原菌数量[14]。细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基，放线菌采用高氏一号培养基，真菌采用孟加拉红培养基，香蕉枯萎病病原菌采用PEA培养基。香蕉生长期间每隔30d采土样1次，采样深度为5~15cm。

1.3.3香蕉生物量主要指标测定从香蕉移栽当天开始，每隔30d测定香蕉株高、茎围、叶长、叶宽，并最后统计产量。株高以从基部到生长点为准，叶长和叶宽以最新展开的叶片长和宽为准，用卷尺测量；茎围以基部茎围为准，用千分尺测量[15]。当香蕉花蕾抽出后，先长出的一梳称之为第一梳，以后依次类推，当花蕾完全抽出并定型后，保留前6梳，并砍去雄花，同一小区选择并标记长势均匀的香蕉3株，于果实成熟采收期（抽蕾后第70d）采收果实，称取每株香蕉果实鲜重[16]。

1.3.4土壤酶活性测定本试验4种酶活性测定的土样均是过1mm筛的风干土样。脲酶活性的测定采用靛酚蓝比色法，酸性磷酸酶活性的测定采用氯代二溴对苯醌亚胺比色法，蔗糖酶活性的测定采用3，5-二硝基水杨酸（DNS）比色法，过氧化氢酶活性的测定采用高锰酸钾滴定法[17]。

1.3.5统计方法利用SPSS16.0软件对数据进行统计分析，采用Duncan分析对数据进行差异性分析。

2结果与讨论

2.1生物有机肥施用期对香蕉枯萎病的生防作用从图1可以看出，化肥处理病情指数在各个时期均达到最高，有机肥处理次之，生物有机肥各处理之间有较为明显的差异。香蕉苗移栽30d后，不同处理的香蕉植株均已发病，随着香蕉的生长，各处理病情指数都在上升。从移栽后第90d开始，BOF3与BOF4处理的香蕉植株发病症状仅次于化肥处理，病情指数迅速提高，到移栽第270d，CF处理病情指数则高达65，将其防效指定为0，BOF3与BOF4处理的病情指数分别高达49和57，防病效果仅为25%和13%。而BOF1与BOF2处理病情指数增长缓慢，病情指数显著低于其他处理，到移栽后第150~210d时，病情指数才有较为明显的上升，移栽后第270d时，BOF1和BOF2处理的病情指数分别为36和29，比OF处理分别低25和32，防病效果分别高达45%和55%。

2.2生物有机肥施用期对土壤微生物数量的影响图2表明，香蕉移栽前，BOF1处理细菌含量达8.4×106cfu•g-1，高于其余各处理，从移栽后第90d开始，BOF2处理的细菌含量为26.67×106cfu•g-1，也显著高于其他处理，到移栽后第270d时，达到64×106cfu•g-1。整个过程中CF与OF处理细菌含量差异不明显，始终低于BOF各处理的细菌含量，各处理细菌含量为BOF2>BOF3>BOF1>BOF4>OF>CF。图3表明，在0d时，BOF1放线菌含量为13.55×103cfu•g-1，明显高于其他处理，随着生物有机肥的不同时期施用，各生物有机肥处理的放线菌含量均高于OF和CF处理。到移栽第180d时，BOF1和BOF2处理的放线菌数量分别比OF增加了76.7%和95.6%。移栽后第270d时，BOF2放线菌含量为23.15×103cfu•g-1，明显高于其他处理，其他各处理放线菌含量依次为BOF1>BOF3>BOF4>OF>CF。从图4看出，CF处理真菌含量在各个时期均显著高于施用生物有机肥的处理，从0d到180d，真菌含量整体呈上升趋势，以CF上升最为显著，从13.23×103cfu•g-1增长到25.33×103cfu•g-1。BOF2真菌数量从0d时13.31×103cfu•g-1增长到第180d时20.11×104cfu•g-1，增长幅度仅为CF处理的70%，增长最为缓慢。从180d到270d，各施肥处理真菌数量2014趋于平稳，真菌数量整体表现为下降趋势。

2.3生物有机肥施用期对香蕉生物产量的影响从表1可以看出，收获时，不同施肥处理的株高、叶长、茎围、叶宽、产量均有差异。第270d调查时，OF处理的茎围、株高、叶宽均低于其余各处理，施用生物有机肥的各处理基本高于施用化肥和有机肥处理，其中BOF2处理各性状均高于其余各组处理，BOF1和BOF2处理的株高、茎围、叶宽均显著高于其他处理。OF处理的产量最低，为128kg•小区-1，BOF2处理的产量最高，分别比BOF1、BOF3、BOF4处理提高了67、73、114kg，表现出显著的促生效果，此外生物有机肥处理的产量均显著高于化肥和有机肥处理。

2.4生物有机肥施用期对土壤酶活性的影响

2.4.1对土壤过氧化氢酶活性的影响由表2可知，0d时，BOF1的过氧化氢酶活性显著高于其他处理，到第90d时，BOF2处理施入生物有机肥后，过氧化氢酶活性增加了3.86倍，显著高于其他处理，180d时，BOF3处理从第90d的0.52mL•g-1上升到1.26mL•g-1。到第270d调查时，BOF4处理过氧化氢酶活性由0.77mL•g-1增加到0.93mL•g-1，其余各处理都有所下降。

2.4.2对土壤脲酶活性的影响由表3可知，0d时，BOF1处理脲酶活性为14.61mg•kg-1•d-1，高于其他各处理，到移栽后第90d时，BOF1和BOF2处理脲酶活性分别为24.37、26.47mg•kg-1•d-1，显著高于其他处理，而第180d调查时，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时，施用生物有机肥的各处理脲酶活性均高于CF和OF处理。

2.4.3对土壤蔗糖酶活性的影响由表4可知，香蕉整个生长期，蔗糖酶活性均上升，且其中施用生物有机肥处理的蔗糖酶活性均高于CF和OF处理。0d时，BOF1处理蔗糖酶活性为7.31mg•g-1•d-1，高于其他处理；到移栽后第90d，BOF2处理蔗糖酶活性较0d增加了3.78倍，此时BOF1与BOF2蔗糖酶活性仍高于其他处理。BOF3处理蔗糖酶活性从移栽后第180d的14.05mg•g-1•d-1到270d调查时增加到24.29mg•g-1•d-1，增长幅度显著高于其他处理；到移栽后第270d调查时，蔗糖酶活性从高到低依次为BOF3>BOF2>BOF4>BOF1>OF>CF。

2.4.4对土壤磷酸酶活性的影响由表5可知，酸性磷酸酶活性变化规律与脲酶一致，0d时，BOF1酸性磷酸酶活性为218.47mg•g-1•d-1，显著高于其他各处理；到移栽后第90d时，BOF1和BOF2酸性磷酸酶活性分别为247.81mg•g-1•d-1和239.65mg•g-1•d-1，显著高于其他处理，而移栽后第180d时，BOF2与BOF3处理酸性磷酸酶活性分别提高了8.04、8.97mg•g-1•d-1，而其他处理的脲酶活性均降低。到移栽后第270d时，BOF3处理酸性磷酸酶活性高达276.56mg•g-1•d-1，显著高于其他各处理，酸性磷酸酶活性从高到低依次为BOF3>BOF2>BOF1>BOF4>OF>CF。

2.5土壤微生物量与病情指数、香蕉产量及土壤酶的相关分析移栽后270d时，进行了土壤微生物量与病情指数、香蕉产量及土壤酶的相关分析。从表6可以看出，病情指数与土壤中细菌、放线菌含量呈显著负相关，与真菌呈显著正相关。香蕉产量、酸性磷酸酶活性与细菌、放线菌含量呈显著正相关，脲酶则与细菌、放线菌含量呈极显著正相关，相关指数分别达到0.587、0.556。过氧化氢酶活性则仅与细菌含量表现出显著的正相关，蔗糖酶则与细菌、放线菌之间不具有明显的相关关系，而真菌则与产量及土壤酶呈负相关。

3讨论

3.1生物有机肥施用期对香蕉生长及病情指数的影响本研究表明，大田条件下施用生物有机肥对香蕉生长表现出显著的促进作用，其中以在香蕉营养生长期施用生物有机肥对香蕉生长和产量的提高效果最为明显。此外，在香蕉营养生长期施用生物有机肥，可以延迟香蕉植株的发病时间，显著降低香蕉植株的发病程度，与徐立功、何欣等、吴川德等的研究结果相似[13，18-19]。这可能是由于在香蕉枯萎病发病前期施入生物有机肥，使它所含的拮抗菌能及时在香蕉根表或根内定植，成为土壤中的优势种群，并形成了有效的“生物防御层”，保护了香蕉根系免受病原菌的侵染[20]，推迟香蕉植株发病时间，同时显著降低了香蕉植株的病情指数。香蕉枯萎病病情得到控制后，香蕉可以更好地生长，产量也得到保证。因此，在香蕉营养生长期施用生物有机肥代替部分化肥，可以最大化发挥生物有机肥的抗病能力，减少化学农药和化学肥料的使用量，减少环境的污染，提高农产品品质和效益[21]，这为生物有机肥的合理施用提供了科学依据。

3.2生物有机肥施用期对土壤微生物的影响采用活菌稀释计数是分析土壤中可培养微生物的一个重要手段，可以直接反映各主要微生物类群的数量状况。相对于单纯施用化肥，施用生物有机肥可以提高土壤中细菌和放线菌的数量，降低真菌数量，与袁英英等[9]、胡可等[22]和高雪莲等[23]研究的结果一致，其中以香蕉营养生长期施用生物有机肥效果最为明显。在大田生产中，生物肥中生防菌剂的实际效果受到土壤、水分及气候等外界因素的影响较大，而在香蕉营养生长时期处于一年中水温最佳状态，土壤中固有微生物开始大量繁殖，生物有机肥本身含有益菌群，对土壤土著微生物有一定活化作用，且生物有机肥基料多为有机物，可丰富土壤中微生物可利用营养，此时施用生物有机肥后一方面直接带入了大量的有益微生物，另一方面这些有益微生物与土壤中的微生物相互作用，控制了病原微生物菌的生长，提高了有益微生物的数量。相关性分析得出，香蕉病情指数与土壤中菌、放线菌含量呈显著负相关，与真菌呈显著正相关，土壤中细菌、放线菌含量的增加有利于降低病害的发生，真菌含量的增加则有利于病害的发生。因此，在营养生长期施用生物有机肥更好地提高土壤有益微生物数量、改善土壤微生物群落结构，并进一步提高了香蕉对枯萎病的防御能力。

3.3生物有机肥施用期对土壤酶的影响土壤酶是土壤的重要组成成分，它直接影响着土壤的代谢性能，并能反应土壤对污染物质自净能力的大小，其活性大小在一定程度上代表了土壤肥力的高低[24]。本试验结果表明，施用生物有机肥可不同程度地提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性，而且土壤酶活性与施肥处理密切相关。张静等[25]和赵青云等[26]研究也指出施用生物有机肥可活化土壤养分，土壤酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性明显增加，与本研究结果相似。在本研究中，香蕉孕蕾前，以BOF1、BOF2的酶活性高于其余各处理，而在香蕉孕蕾期之后，则以BOF2和BOF3表现出较高活性。这可能是由于在施用生物有机肥初期，土壤微生物群落受到外来添加物（功能菌）影响，细菌等菌群活性较强，它与土壤酶活性呈显著正相关关系，在良好的水温条件和土壤菌群的激活下，土壤酶活性也较高，而在孕蕾期后土温偏低，受外界环境的影响较大，此时微生物数量的变化对酶活性影响不大，所以相比之前，在施用生物有机肥后土壤酶活性无较高提升。

4结论

大田条件下，在香蕉营养生长期施用生物有机肥可以显著降低香蕉枯萎病的发病率，提高植株的防病效果，促进香蕉的生长，明显提高香蕉的产量。生物有机肥还可以提高土壤酶的活性，增加土壤有益微生物数量，改善土壤微生物群落结构。适时施用生物有机肥，可以更好地防止香蕉枯萎病的发生。这一研究结果可为大面积推广利用生物有机肥防治香蕉枯萎病提供理论依据。

作者：丁文娟曹群赵兰凤刘小峰柳影杨盼盼李华兴单位：华南农业大学资源环境学院