APP下载

玉米病害生物防治中木霉菌的应用研究

2021-10-12

世界热带农业信息 2021年10期
关键词:根腐病霉菌生物防治

山东省胶州市近年来大力发展玉米种植产业,积极巩固玉米优势产区,适度发展鲜食玉米、甜玉米和青贮玉米等特用玉米,倡导轮作,示范推广绿色生产模式作为玉米生产主基调,大力推广一增四改、精量播种、水肥一体化等农机农艺融合、良种良法配套技术。其中生物防治作为高度契合绿色农业发展趋势的玉米病害防治模式,逐渐受到胶州市农业部门的重视,并展开了探究,致力于发展系统化、合理化、高效化的玉米病害生物防治模式,为玉米产业稳定发展奠定良好基础。

1生物防治与木霉菌概述

在现代农业快速发展的进程中,生物防治已成为了现代农业生产中农作物病虫害防治的主要手段。虽然当前生物防治在理论和技术层面均有所不足,不过随着现代技术的不断发展,生物防治水平必然会逐步提升,进而成为支持现代农业高效发展的关键。而木霉菌作为全世界范围内广泛分布的真菌,能够与植物病原菌形成复杂多样的互作机制,合理应用这些机制能够很好地防治农作物病虫害。例如哈茨木霉能够有效防治由立枯丝核菌引起的花生立枯病,拟康氏木霉能够有效防治大白菜叶柄软腐病[1]。不过当前农作物病虫害生物防治中木霉菌相关的研究和应用尚处于探索阶段,依旧存在诸多不足,因此木霉菌通常是与化学农药结合使用,能够减少化学农药用量的同时保障病虫害防治效果。

2木霉菌在玉米病害生物防治中的作用机制

2.1竞争作用

木霉菌自身适应能力强、生长速度快,能够和玉米根际附近病原菌形成竞争作用,竞争生存空间、营养等。在木霉菌快速生长的情况下,病原菌数量减少,对玉米植株的侵害将会大幅削弱。木霉菌和病原菌不仅会竞争碳氮源营养,也会竞争微量元素,对病原菌的抑制效果十分良好,有利于玉米病害的防治。在当前农业生产体系中,木霉菌通常需要和化学药剂结合使用,而木霉菌本身对多种化合物有良好抗性,通常不会与化学药剂产生拮抗作用,促进了玉米病害的有效防治。

2.2重寄生作用

木霉菌本身具有重寄生能力,即能够对寄生物进行寄生。在木霉菌重寄生时,会在寄主真菌细胞凝集素的诱导下生成大量的细胞壁降解酶,对病原菌细胞壁加以降解,从而起到寄生及杀死病原菌的作用,重寄生作用是直接发挥防治效果的重要形式。木霉菌通过识别、接触、缠绕、穿透及寄生等过程完成重寄生,并在病原菌的诱导下产生细胞壁降解酶,直接对病原菌的细胞壁产生作用,影响病原菌生长甚至直接杀死病原菌[2]。

2.3产生抑菌物质

木霉菌会产生抗生性次级代谢产物,这些抗生物质含有对玉米病原真菌有广谱拮抗活性的物质,例如胶霉毒素、吡喃酮类物质等。这意味着木霉菌能够形成抑制玉米病原真菌活性的物质,会严重影响病原真菌生长。不过木霉菌产生的抑菌物质需要在适宜浓度内才能充分发挥抑菌作用,如果浓度过高或过低,不但无法有效抑制病原菌活性,还可能会抑制玉米植株的正常生长。另外木霉菌产生的抑菌物质通常还与其分泌的细胞壁降解酶存在协同作用关系,二者共同作用能够进一步抑制病原菌生长,从而起到良好的玉米病害防治效果。

2.4诱导抗性作用

木霉菌作为典型的土壤习居菌具有诱导抗性作用,对于玉米植株地上部分病害同样具有一定防治效果。即木霉菌在定殖玉米根际时,会诱导玉米对病原真菌、细菌、病毒等产生广谱系统抗性,进而防治病虫害。相关实验表明,木霉菌在定植玉米时,会对玉米植株造成刺激,导致后者生成细胞壁沉积物,而这些沉积物能够在一定程度上抵御病原生物对细胞造成的影响,进而起到病害防治效果。除此之外,木霉菌还会产生挥发性物质,这些物质通过空气与玉米植株产生反应,同样可以诱导玉米植株形成抗性,增强病害防治效果。

3木霉菌在玉米病害生物防治中的应用

3.1防治根腐病

玉米苗期根腐病作为一种危害性极强的病害,一旦爆发将会快速扩散,严重时会导致大量玉米植株死亡。应用木霉菌能够对根腐病进行有效防治,促使玉米植株顺利渡过苗期、茁壮生长,保障玉米产量与质量。在实际应用木霉菌防治玉米苗期根腐病时,需要对木霉菌进行有效筛选,方能保障实际应用效果。将同一地块土壤进行采样,做好编号及信息记录工作。对采集的土样进行敲碎、风干、过筛、装瓶、加无菌水、振动、稀释悬浮液、摇匀等操作,然后制备土壤溶液。然后震荡制备好的土壤溶液并涂在平板上,在28℃恒温箱中进行培养,待长出菌落后对菌落边缘幼嫩菌丝进行挑取纯化处理。最后再将木霉菌和串珠镰孢菌制成菌饼,分别接种并观察二者菌落生长距离与拮抗情况计算抑制率,并在对峙培养72 h后观察并记录木霉菌和病原菌交集位置菌丝生长情况[3]。另外还可以进行盆栽防治试验,即将木霉菌菌液、58%甲霜灵锰锌WP药液、清水等分别与制备好的土壤溶液进行混合,分别浇灌盆栽玉米植株,并在30 d后观察玉米苗期根腐病的发病情况。通过实验结果可以发现,木霉菌能够抑制镰孢菌生长,同时将其应用于玉米苗期根腐病防治中能够起到较好的防治效果,防效在50%左右,远高于58%甲霜灵锰锌WP药液的防治效果。

3.2防治茎腐病

木霉菌防治玉米茎腐病的研究历经数十年,已经取得了一定突破。其中哈茨木霉菌T22作为国外广泛应用的菌剂,已经在国外玉米种植生产中得到了广泛应用,并且取得了良好成效。由于中国登记的可湿性木霉菌粉剂并不适宜对土壤、玉米种子等进行处理,与胶州市玉米种子包衣化学杀菌剂处理方式存在较大差异,故而并不适用,需要根据实际情况合理优选和制备合适的木霉菌劑。其中新型棘孢木霉菌颗粒剂具有巨大的应用前景。准备好供试菌株和玉米、培养基、试剂及相关仪器,通过制备木霉菌发酵液和颗粒剂、测定不同颗粒剂对苗期茎腐病的防效、测定不同颗粒剂对成株期茎腐病的防效、数据分析等方式,为进一步提高玉米茎腐病的木霉菌防治效果提供重要依据。

3.3应用前景

目前木霉菌在玉米病害防治方面已经发挥出了一定作用,随着现代科学技术的不断发展,通过现代基因工程技术、优化发酵条件、分子生物学技术筛选功能基因,研究菌剂的保藏和菌株的复壮等措施能够为玉米病害生物防治中木霉菌的应用提供更多帮助和支持。

参考文献

[1]阮盈盈,刘峰.木霉菌生物防治作用机制与应用研究进展[J].浙江农业科学,2020,61(11):100-104.

[2]尤佳琪,吴明德,李国庆.木霉在植物病害生物防治中的应用及作用机制[J].中国生物防治学报,2019,35(6):966-976.

[3]吴晓儒,陈硕闻,杨玉红,等.木霉菌颗粒剂对玉米茎腐病防治的应用[J].植物保护学报,2015,42(6):1 030-1 035.

(山东省胶州市农业农村局刘伟杰,李民,刘艳红,李晓敏)

猜你喜欢

根腐病霉菌生物防治
基于Web of Science的抑病型土壤文献计量分析
不同药剂对青稞根腐病的田间防效评价
大豆根腐病的发生及防治措施
首届国际生物防治大会在北京举行
这个圣诞很热闹:霉菌也要过圣诞
霉菌的新朋友—地衣
地衣和霉菌
跟踪导练(二)(2)