防治土传香蕉枯萎病微生物有机肥研制与生物效应研究

摘要

香蕉是世界重要水果之一，具在极高的经济价值，但是由于长期连作，香蕉产生严重的连作障碍问题。特别是香蕉枯萎病，已严重威胁到香蕉产业。然而，对香蕉枯萎病的防治目前尚无理想的化学药剂和抗病品种，一些栽培管理措施也只能起到局部的控制作用，因此加强该病的防治迫在眉睫，生物防治作为综合防治香蕉枯萎病的措施之一，对生态平衡和可持续农业的发展具有特别重要的意义。
　　 本文通过平板实验、盆栽试验和室内分析相结合的方法，以从海南香蕉枯萎病病株上分离纯化获得的一株致病菌株-尖孢镰刀菌古巴专化型-为目标菌株，将筛选所荻的高效拮抗微生物与腐熟的有机肥料二次发酵，来研究专用生物有机肥料对香蕉生长和香蕉枯萎病的防治效果，以期为香蕉专用生物有机肥料的研制提供理论依据。获得了以下结果：
　　 1.所分离的致病菌株，按照Booth’s镰刀菌分类鉴定标准，从菌落形态、色泽、气生菌丝、分生孢子梗、分生孢子及厚垣孢子等方面确定为尖孢镰刀菌。通过回接试验确认该菌株为香蕉枯萎病致病菌，证实该菌株为尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusariumoxysporum f.sp.cubense）。
　　 2.在土壤环境变化相对较小的条件下，致病菌株孢子悬液的不同浓度对香蕉枯萎病发病的影响不同，孢子悬液浓度为103 cfu/g土时是香蕉枯萎病发病的临界浓度；当孢子悬液浓度不超过103 cfu/g土时，香蕉枯萎病的发病指数随着病原菌孢子悬液浓度的加大而增加；当孢子悬液浓度超过103 cfu/g土时，香蕉枯萎病的发病指数不再显著变化。香蕉根际土壤和土体土壤中的尖孢镰刀菌数量受致病菌株孢子悬液不同浓度的影响较大，根际土壤中的尖孢镰刀菌数量是土体土壤尖孢镰刀菌数量的1.15倍～2.06倍。
　　 3.从海南发病香蕉园的健康香蕉植株的根际与土体土壤中分离、初筛获得拮抗古巴专化型尖孢镰刀菌的菌株11株，再经过复筛，最终得到两株拮抗活性较强的菌株（N-6和N-11）。两菌株均能抑制多种病原真菌，具有广谱拮抗效果。根据形态特征观察、常规生理生化特性及16S rDNA序列分析，确定两拮抗菌株皆为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。培养条件优化结果表明：在培养温度为30℃、初始pH为5.7～6.9、碳源为蔗糖、氮源为蛋白胨或酵母膏时，菌株N-6可达到最大的生长量。在培养温度为30℃，初始pH为4.7～6.0，碳源为麦芽糖，氮源为蛋白胨或酵母膏时，菌株N-11可达到最大的生长量。
　　 4.将菌株（N-6和N-11）发酵后与腐熟有机肥（猪粪堆肥和氨基酸有机肥）混合进行二次发酵，获得了香蕉专用生物有机肥料。香蕉专用生物有机肥对不同的香蕉品种都表现了一定的促生效果。其中包含两菌株（N-6和N-11）的混合专用生物有机肥的促生效果最好，幼苗移栽30d后，各香蕉品种，其株高、鲜重和叶面积与对照相比增幅分别达到23.5％～54.4％、23.0％～180.0％和85.0％～123.0％，叶片叶绿素含量比对照增加了20.4％～24.5％，根系活力比对照提高了34.0％～174.0％。施用不同生物有机肥可提高香蕉幼苗种植土壤中细菌和真菌数量及真菌/细菌的比值，在所有处理中，以混合专用生物有机肥处理的细菌和真菌数量及真菌/细菌的比值最高。
　　 5.本试验条件下，施用香蕉专用生物有机肥能够显著防治香蕉枯萎病。其中包含两菌株（N-6和N-11）的混合生物有机肥和含N-6菌株的生物有机肥防治效果最好，防治率分别达82.0％和86.0％。
　　 6.施用BIO生物有机肥也能够促进香蕉植株生长和防治香蕉枯萎病。香蕉苗移栽25天时，与对照相比，施用BIO的香蕉植株根尖几丁质酶活性提高了2.64～2.88个酶活单位，β-1，3-葡聚糖酶活性是对照的5.22倍～7.22倍，植株根尖和茎基部中胼胝质含量分别为对照的59.7％～77.9％和47.6％～68.9％。根际的细菌数量和放线菌数量分别增加了1.56～1.76倍和1.11～1.55倍，而根际真菌数量却减少了19.2％～52.2％，根际尖孢镰刀菌的数量也大大减少。香蕉苗移栽45天后，香蕉植株地上部鲜重、干重、株高和假茎围均显著高于对照。采用营养钵育苗和移栽时都施用BIO的方法种植香蕉，能显著地促进香蕉植株生长，有效地降低香蕉枯萎病的发病指数，提高香蕉枯萎病防治效果。
　　 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、诱导香蕉抗氧化酶和病程相关蛋白的产生、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。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

第一章 文献综述

1 香蕉生产及香蕉枯萎病的发生

2 香蕉枯萎病发病条件及发病症状

3 香蕉枯萎病病原菌的生物学特征

4 香蕉枯萎病的防治

4.1 化学防治

4.2 农业防治

4.3 培育抗病品种

4.4 生物防治

5 微生物有机肥的应用前景

6 研究目的与意义

7 技术路线

第二章 香蕉枯萎病致病菌筛选及致病菌浓度对香蕉枯萎病的影响

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 试验方法

1.3 测定方法

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 香蕉枯萎病病原菌的分离与显微鉴定

2.2 分离的枯萎病病原菌致病性鉴定

2.3 分离的病原菌孢子悬液不同浓度对香蕉枯萎病的影响

2.4 接种不同浓度病原菌孢子悬液对香蕉根际和土体土壤病原菌数量的影响

3 讨论

4 小结

第三章 BIO生物有机肥对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防治研究

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 测定方法

1.3 数据分析

2 结果分析

2.1 不同处理对香蕉植株生长的影响

2.2 不同处理对香蕉枯萎病病情指数的影响

2.3 不同处理对香蕉植株根尖几丁质酶活性的影响

2.4 不同处理对香蕉植株根尖β-1,3-葡聚糖酶活性的影响

2.5 不同处理对香蕉根尖和茎基部胼胝质含量的影响

2.6 不同处理对香蕉根际土壤和土体土壤微生物群落结构的影响

3 讨论

3.1 BIO生物有机肥对香蕉植株生长与病情指数的影响

3.2 BIO生物有机肥对香蕉根系几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的影响

3.3 BIO生物有机肥对香蕉根系和茎基胼胝质含量的影响

3.4 BIO生物有机肥对香蕉根系和土体微生物群落结构的改善

4 小结

纂四章 香蕉枯萎病拮抗菌的筛选、鉴定及其生长条件的优化

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 拮抗菌的分离与筛选

2.2 拮抗菌株抗菌谱的测定

2.3 菌株N-6和N-11的分类鉴定结果

2.4 菌株N-6和N-11的16S rDNA序列分析

2.5 不同培养条件对拮抗菌生长的影响

3 讨论

3.1 拮抗菌的分离与筛选

3.2 菌株N-6和N-11的分类鉴定

3.3 不同培养条件对拮抗菌生长的影响

4 小结

第五章 香蕉专用生物有机肥对不同品种香蕉幼苗生长的影响

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 测定方法

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 不同处理对不同品种香蕉幼苗生长的影响

2.2 不同处理对不同品种香蕉幼苗叶片叶绿素含量的影响

2.3 不同处理对不同品种香蕉幼苗根系活力的影响

2.4 不同处理对不同品种香蕉幼苗根系活力的影响

3 讨论

4 小结

第六章 香蕉专用生物有机肥对香蕉枯萎病的防治效果

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 测定方法

1.3 数据分析

2 结果与分析

2.1 香蕉专用生物有机肥对香蕉植株生长的影响

2.2 香蕉专用生物有机肥对香蕉枯萎病的防治效果

2.3 香蕉专用生物有机肥对香蕉叶片和根系中可溶性蛋白质的影响

2.4 香蕉专用生物有机肥对香蕉叶片和根系中几丁质酶活性的影响

2.5 香蕉专用生物有机肥对香蕉叶片和根系中β-1,3-葡聚糖酶活性的影响

2.6 香蕉专用生物有机肥对香蕉根际土壤微生物群落结构的影响

3 讨论

4 小结

第七章 全文结论

参考文献

附录

附录1:两株拮抗菌株对不同土传病害病原菌的拮抗作用

附录2:不同生物有机肥对香蕉枯萎病的防治(2009.8-2009.10)

附录3:不同生物有机肥对香蕉枯萎病的防治(2009.8-2009.10)

附录4:两拮抗菌株的16S rDNA测序结果

作者简介

硕士在读期间发表的论文

致 谢