抗花生连作微生物菌剂的制备与应用

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花生是我国三大油料作物之一,年均种植面积400万hm2,约占油料作物播种总面积的35%。近年来国内外对花生需求量日益扩大,加上经济利益的驱使,花生的种植面积逐渐增加,而有限的土地资源和生产栽培条件等因素的影响,连作面积和连作时间日趋加大加长,花生连作现状日趋严重已经成为影响花生产量和品质的重要因素。花生连作障碍的主要原因是土壤环境真菌化、花生病害加重和邻苯二甲酸等化感物质的化感作用。生产上常用的防治方法有化学防治、轮作换茬及生物防治等。生物防治具有生态环保的优点,已经成为控制植物病害的一种新途径。但目前对花生化感物质降解菌的研究甚少。本试验选择高效降解菌种,探索微生物发酵条件,旨在提高花生化感物质降解菌对化感物质降解率以及连作障碍拮抗菌对植物病原菌的拮抗效果。  试验用菌是从多年连作花生地分离出对病原菌有拮抗作用的真菌(A1黄色蓝状菌)和降解花生主要化感物质(油酸、十六烷酸、邻苯二甲酸)的A2里拉微球菌、A3紫金牛叶杆菌和A4理氏勒米诺氏菌的三种细菌。试验采用单因素结合正交设计对降解菌发酵种子初始添加量进行筛选,找出3种细菌菌株均衡生长初始添加的最优组合,制备试验用复合菌剂进行大田试验。试验共设5个处理:T0(不施用菌剂)、T1(细菌处理)、T2(真菌处理)、T3(复合菌剂处理),T4(复合菌剂加倍处理).研究了微生物菌剂对化感物质降解性、微生物生物量碳氮、花生病害和产量以及土壤酶活性等的影响,以期为微生物菌剂的应用提供理论依据。试验主要结果如下:  1.对降解菌实验室发酵条件筛选,通过单因素试验筛选摇瓶发酵培养基组分和发酵条件的参考值。通过正交设计试验,筛选出影响因子的最佳水平,其中最佳降解组合A2(OD0.8)A3(OD0.6)A4(OD0.5),最优培养条件为葡萄糖2g/L,蛋白胨5g/L,牛肉浸膏3g/L;发酵条件为装液量80ml,摇床转速为180rpm/min,培养温度32℃,培养时间36h,复合菌剂中降解菌有效活菌数总数达3×1010 cfu ml-1,拮抗菌有效活菌数1.12×108 cfu ml-1.经验证此条件下能缩短菌群的生长周期,提高化感物质的降解率,稳定性良好。  2.微生物菌剂对农艺性状的影响,处理间主茎高和侧枝长的最大值为T4处理,各处理平均分枝数在10.3-11.8之间。叶面积指数呈抛物线变化,比叶重呈季节性变化。施用菌剂处理的花生实际光能利用率加大,提高了花生叶片的光合作用的速率。花生产量以T4最高,为1.66×104 kg hm-2,微生物菌剂的施用能有效促进花生的生长,缓解花生连作障碍。  3.花生生育期内,微生物生物量碳、氮总体呈先增加后减少趋势,菌剂处理比空白分别能提高6.2%-34.5%和4.9%-31.1%,施用菌剂处理微生物生物量碳大小顺序为:T4>T2>T3>T1;复合菌剂处理能明显提高土壤脲酶、酸性磷酸酶比空白处理高30.5%~36.2%和33.5%~47.8%,过氧化氢酶活性整体呈递增趋势。  4.微生物菌剂能改变花生叶片的生理活性,其中SOD、POD在T3处理中表现出最大活性,分别比空白处理提高13.3%和22.5%,能减缓MDA积累,增加可溶性蛋白的含量。  5.菌剂的施入对花生网斑病、焦斑病和褐斑病有明显的抑制作用,特别是T4对网斑病抑制效果达到72.1%。
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