郭現(xiàn)坤 柴阿麗 石延霞 謝學(xué)文 李寶聚

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

黃瓜根腐病是由茄病鐮刀菌（Fusarium solani）引起的一種根部土傳病害，在溫室中發(fā)生尤為嚴(yán)重（徐波 等，2013）。茄病鐮刀菌習(xí)居于土壤中，常年連作使得該病原菌在土壤中逐漸積累，最終導(dǎo)致黃瓜根腐病的發(fā)生日益嚴(yán)重，給黃瓜生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失（Li et al.，2010）。近些年來，黃瓜生產(chǎn)過程中主要依靠威百畝、氯化苦、氰氨化鈣等化學(xué)藥劑防治根腐?。ㄙR字典 等，2016）?；瘜W(xué)農(nóng)藥的長期單一使用，不僅破壞了土壤中原有的微生態(tài)環(huán)境，而且還容易導(dǎo)致病原菌抗性菌株的產(chǎn)生（張雁南 等，2009）。另外，化學(xué)農(nóng)藥的長期使用對生態(tài)環(huán)境以及農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)安全造成了嚴(yán)重威脅。木霉及其代謝物對多種植物病原菌具有很好的抑制效果，抑菌譜廣，而且已有很多木霉菌株被開發(fā)為殺菌劑、生物肥料、土壤修復(fù)劑等商品化產(chǎn)品，在市場上廣受歡迎（Szmidt，1994；Medina et al.，2009）。但是，木霉菌對植物病害的防治效果往往會受到土壤pH、鹽離子濃度、溫度、含水量等因素的限制（徐瑞富 等，2007）。

我國食用菌年產(chǎn)量高達(dá)2 000萬t，占世界總產(chǎn)量的 80% 以上（Li，2012），已經(jīng)成為繼糧、棉、油、果、菜之后的第六大類農(nóng)產(chǎn)品（Lau et al.，2003）。食用菌大量生產(chǎn)在取得良好經(jīng)濟(jì)效益的同時，往往也伴隨著一些負(fù)面影響的出現(xiàn)。每生產(chǎn)1 kg食用菌即可產(chǎn)生大約5 kg左右的菌糠廢棄物（徐瑞富 等，2007）。目前，菌糠廢料的傳統(tǒng)處理方法主要是丟棄或者焚燒，這不僅導(dǎo)致了大量資源的浪費，同時也會成為霉菌和害蟲滋生的溫床，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

利用菌糠廢料替代草炭來制備育苗基質(zhì)是實現(xiàn)廢料資源化利用的一條良好途徑。適量菌糠廢料的存在可以改善基質(zhì)的理化性質(zhì)，更適宜木霉菌的生長繁殖。利用菌糠木霉發(fā)酵物與栽培土混配，對黃瓜枯萎病、黃瓜立枯病有較好的防效（周巍 等，2012；高葦 等，2013）。菌糠廢棄物中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等元素，而且菌糠廢料的容重較小，持水能力強(qiáng)，適合作為植物的育苗基質(zhì)，利用香菇菌糠育苗基質(zhì)培育櫻桃番茄、利用雙孢蘑菇菌糠育苗基質(zhì)培育西葫蘆和辣椒、利用菇渣復(fù)合基質(zhì)培育甜椒等均取得了良好的效果（李曉強(qiáng) 等，2007；陳世昌 等，2011）。利用綠色木霉的菌糠發(fā)酵物，與草炭、蛭石以不同的體積比混合制備綠色防病育苗基質(zhì)卻鮮有研究。本試驗的主要目的是制備菌糠木霉混配基質(zhì)，并就其對黃瓜幼苗生長的影響及其對黃瓜根腐病的防治效果進(jìn)行測定，以期為菌糠木霉育苗基質(zhì)的成功制備提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試黃瓜（Cucumis sativus L.）品種為中農(nóng)16號。供試菌株為綠色木霉（Trichodema viride），編號為Itr-2；茄病鐮刀菌（Fusarium solani），編號為HG15060480。以上菌株均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所菜病綜防課題組保存。供試菌糠為收獲4茬杏鮑菇后的菌糠廢料，主要成分是棉籽殼及玉米芯，來源于北京格瑞拓普生物科技有限公司食用菌生產(chǎn)基地。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌糠木霉發(fā)酵物的制備 木霉菌孢子懸浮液配制：將綠色木霉菌株接種于PDA培養(yǎng)基上，25℃條件下培養(yǎng)7 d，注入適量無菌水，將孢子輕輕刷下，配制成濃度為1×108cfu·mL-1的孢子懸浮液，備用。

菌糠準(zhǔn)備：將菌糠廢料粉碎，過孔徑為5 mm的篩網(wǎng)后充分堆漚，自然風(fēng)干，之后用高壓蒸汽滅菌鍋在121 ℃的條件下滅菌30 min，備用。

菌糠木霉發(fā)酵物制備：將配制好的木霉菌孢子懸浮液，接種到滅菌的菌糠中（平均1 L菌糠中加入100 mL木霉菌孢子懸浮液），調(diào)節(jié)其含水量為60%，充分混勻后置于30 ℃條件下發(fā)酵15 d左右，菌糠木霉發(fā)酵物的最終孢子濃度為1×108cfu·mL-1。

1.2.2 菌糠木霉混配基質(zhì)的制備及理化性質(zhì)的測定

菌糠木霉混配基質(zhì)由菌糠木霉發(fā)酵物與草炭、蛭石按不同的體積比（V/V）混合制成，各處理基質(zhì)的配方見表1?；炫浠|(zhì)的容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度等特性參照李昌偉和連兆煌（1990）的方法測定，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量的測定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》（魯如坤，2000）?；炫浠|(zhì)的pH利用酸度計測定儀測定?；炫浠|(zhì)的電導(dǎo)率利用臺式電導(dǎo)率儀測定。

表1 不同菌糠木霉混配基質(zhì)的體積配比

1.2.3 菌糠木霉混配基質(zhì)對黃瓜幼苗生長及生理指標(biāo)的影響 菌糠木霉混配基質(zhì)的育苗試驗于2014年8月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所實驗溫室進(jìn)行。黃瓜種子先催芽，選發(fā)芽長度一致的種子分別播種到育苗缽中，3次重復(fù)，每個重復(fù)30株苗。播種45 d后，測定各處理黃瓜幼苗的莖粗、株高、側(cè)根數(shù)、第1片真葉葉面積、植株地上部和地下部的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、葉綠素含量以及根系活力等指標(biāo)。植株的根系活力采用TTC法測定（蕭浪濤和王三根，2005），葉綠素含量使用便攜式葉綠素測定儀測定。

1.2.4 菌糠木霉混配基質(zhì)對黃瓜根腐病的防治效果

菌糠木霉混配基質(zhì)的防效試驗于2014年10月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所實驗溫室進(jìn)行。防效試驗選取對黃瓜幼苗生長具有顯著促進(jìn)作用的混配基質(zhì) T7、T8、T9、T11。

茄病鐮刀菌孢子懸浮液配制：將茄病鐮刀菌菌株接種于PDA培養(yǎng)基上，25 ℃條件下培養(yǎng)7 d，注入適量無菌水，將孢子輕輕刷下，配制成濃度為1×108cfu·mL-1的孢子懸浮液。采用拌土接種法接種于混配基質(zhì)T7、T8、T9、T11以及藥劑對照和清水對照中，使病原菌的終濃度為1×107cfu·mL-1。按1 m3基質(zhì)加入70%甲基硫菌靈可濕性粉劑80 g的比例拌入普通基質(zhì)中作為對照藥劑。清水對照中無木霉菌糠發(fā)酵物，無藥劑，只接種病原菌菌懸液?？瞻讓φ战臃N等體積的無菌水。每處理3次重復(fù)，每個重復(fù)30株苗。

黃瓜根腐病病情指數(shù)調(diào)查及防效計算：接種病原菌后10、15 d及30 d對黃瓜根腐病的發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)查。

黃瓜根腐病的分級標(biāo)準(zhǔn)：0級，植株生長良好；1級，胚軸或子葉上出現(xiàn)輕微癥狀，但生長正常；2級，胚軸或子葉上出現(xiàn)明顯的壞死斑，或1片子葉黃化，生長受到一定影響；3級，壞死斑引起局部性萎蔫，或1片子葉枯死，或生長僵化；4級，整體萎蔫，倒伏枯死。按照如下公式計算病情指數(shù)及防效。

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2000和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析。利用SPSS 20.0中的Duncan新復(fù)極差法對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配方基質(zhì)的理化性質(zhì)

菌糠木霉發(fā)酵物與草炭、蛭石等基質(zhì)混合后，隨著混配基質(zhì)中菌糠木霉發(fā)酵物所占比例的增加，基質(zhì)的容重呈現(xiàn)下降的趨勢。除T1、T2和T4處理外，其余各處理的基質(zhì)容重介于0.20～0.33 g·mL-1之間，符合育苗基質(zhì)對容重的基本要求（表2）。另外，基質(zhì)的總孔隙度、電導(dǎo)率及N、P、K的有效含量隨著基質(zhì)中木霉菌糠發(fā)酵物所占比例的增加呈增加的趨勢。其中，混配基質(zhì)T7、T9和T11處理的容重、總孔隙度、pH等理化性質(zhì)與對照（黃瓜生產(chǎn)中常見基質(zhì)）相差不大，符合黃瓜幼苗生長所需。

表2 菌糠木霉混配基質(zhì)的理化性質(zhì)

2.2 不同配方基質(zhì)對黃瓜幼苗生長指標(biāo)的影響

苗期相同的管理條件下，菌糠木霉混配基質(zhì)培育的黃瓜幼苗長勢優(yōu)于對照。播種45 d后，除T3處理外，菌糠木霉混配基質(zhì)處理的壯苗指數(shù)均高于對照（表3）。其中，混配基質(zhì)T7處理的壯苗指數(shù)最高，達(dá)到0.635 2，顯著高于對照。結(jié)果表明，菌糠木霉發(fā)酵物的存在可以對黃瓜幼苗的生長起到壯苗作用。

株高和莖粗是直接反映黃瓜幼苗生長強(qiáng)弱的重要指標(biāo)，且莖粗在一定程度上還可以反映幼苗生長的健壯程度。T6、T7、T8、T10處理的株高及莖粗均顯著大于對照（表3）?；炫浠|(zhì)T4、T7、T8、T9、T11處理的側(cè)根數(shù)較多，顯著高于對照。混配基質(zhì)T7、T10、T12處理第1片真葉的葉面積較大，顯著高于對照。T7處理可以顯著促進(jìn)黃瓜幼苗地上部或地下部的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量。綜合來看，所有混配基質(zhì)處理中T7表現(xiàn)最好，其株高、莖粗、葉面積、側(cè)根數(shù)、地上部干質(zhì)量和地下部干質(zhì)量分別為對照的117%、127%、171%、170%、189%和237%。

2.3 不同配方基質(zhì)對黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用不可或缺的重要物質(zhì)，葉綠素含量的高低直接反映植株的生長狀況，因此常被作為衡量基質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)能力的一個重要指標(biāo)。T4、T6、T7、T8、T9、T11、T12處理的葉綠素含量與對照無顯著差異（表4），說明這7種基質(zhì)能夠滿足黃瓜幼苗生長的基本需求。T4、T7、T11處理的根系活力分別為1.41、1.55、1.35 mg·g-1·h-1，顯著高于對照的 1.24 mg·g-1·h-1，其中T7處理對根系活力的促進(jìn)作用為對照的1.25倍。

表3 菌糠木霉混配基質(zhì)對黃瓜幼苗生長指標(biāo)的影響

表4 菌糠木霉混配基質(zhì)對黃瓜幼苗生理指標(biāo)的影響

綜合來看，菌糠木霉混配基質(zhì)T7、T8、T9、T11對黃瓜幼苗的莖粗、株高、側(cè)根數(shù)、植株地上部、地下部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均有明顯的促進(jìn)作用（表3），且其對黃瓜幼苗葉綠素含量及根系活力也有明顯的促進(jìn)作用（表4）。因此，選擇基質(zhì)T7、T8、T9、T11用于檢測其對黃瓜根腐病的防治效果。

2.4 不同配方基質(zhì)對黃瓜根腐病的防治效果

菌糠木霉混配基質(zhì)對黃瓜根腐病具有很好的防治效果（表5）?；炫浠|(zhì)T7、T9、T11在接種后30 d的防效分別為88.56%、78.34%、82.31%，均顯著高于對照藥劑甲基硫菌靈的防效，混配基質(zhì)T8的防效與對照藥劑相當(dāng)。防效最好的混配基質(zhì)為T7處理，接種病原菌后10、15、30 d對黃瓜根腐病的防效分別為91.97%、84.62%、88.56%，其防效一直維持在80%以上。

表5 菌糠木霉混配基質(zhì)對黃瓜根腐病的定點防效

3 結(jié)論與討論

目前蔬菜育苗基質(zhì)以草炭為主要成分，而草炭屬于自然界中的不可再生資源，儲量有限，且受濕地保護(hù)的制約，采挖受到限制（Carlile，1999）。另一方面，由于食用菌生產(chǎn)量逐年增加，產(chǎn)生大量的菌糠廢料，處理不當(dāng)就可能對生態(tài)環(huán)境造成破壞，所以菌糠廢料的再利用已經(jīng)成為眾多學(xué)者的研究熱點。已有研究表明，利用處理后的菌糠廢料代替部分草炭可以促進(jìn)黃瓜幼苗的生長并且可以起到抑制病原菌的作用，用菌糠廢料為主料與蛭石、草炭以一定比例混配后制備菌糠育苗基質(zhì)，可以顯著促進(jìn)番茄幼苗的生長（何東波，2008；王子崇和楊紅麗，2008）。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菌糠廢料可以部分替代草炭用于制備育苗基質(zhì)，但是菌糠廢料含量過高則不利于黃瓜幼苗的生長，這與過量菌糠的加入破壞了其合適的碳氮比有關(guān)。適量添加一些草炭、蛭石等物質(zhì)，有助于改善基質(zhì)的pH、孔隙度、容重、電導(dǎo)率等理化性質(zhì)，使其更加適宜黃瓜幼苗的生長，同時也有利于生防木霉菌的存活與繁殖。這與高葦?shù)龋?013）在菌糠木霉發(fā)酵物對黃瓜枯萎病的防治研究中得到的結(jié)論一致。木霉菌的存在除了可以直接對病原菌起到抑制作用外，其產(chǎn)生的代謝物能夠促進(jìn)植物的生長、降低植株幼苗死亡率、提高作物產(chǎn)量等（Viterbo et al.，2010）。

混配基質(zhì)中添加適量菌糠木霉發(fā)酵物可以對黃瓜根腐病起到很好的防治效果，本試驗結(jié)果表明，接種30 d后，混配基質(zhì)T7、T9、T11對黃瓜根腐病的防效均顯著高于對照藥劑甲基硫菌靈。菌糠除了能夠改善基質(zhì)的理化性質(zhì)、促進(jìn)植物生長、增強(qiáng)植株的抗病能力外，還能夠改善木霉菌的生存環(huán)境，使其更好地生長和繁殖（Buswell，1994；周巍等，2012）?；|(zhì)中加入適量菌糠對仙人掌莖腐病的防效達(dá)到40%～50%（Choi et al.，2007）。另外，木霉菌可以誘導(dǎo)植株產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，產(chǎn)生木霉素、多肽類抗生素等抑菌物質(zhì)，也可以對抑制病害起到增效作用（Dennis & Webster，1971）。但是，菌糠木霉發(fā)酵物較好的防治效果是使有益微生物的量保持在一定水平，菌糠木霉發(fā)酵物在基質(zhì)中所占比例過多或者過少，對黃瓜根腐病的防治均不能達(dá)到理想的狀態(tài)，這與菌糠木霉發(fā)酵物過多或不足容易破壞基質(zhì)的碳氮比，從而影響植株生長有關(guān)（周巍等，2012）。

綜合考慮基質(zhì)對黃瓜幼苗壯苗指數(shù)、根系活力等指標(biāo)的影響以及對黃瓜根腐病的防治效果，菌糠木霉混配基質(zhì)T7（菌糠木霉∶草炭∶蛭石=1 V∶1 V∶1 V）最有利于黃瓜幼苗的生長。

將菌糠木霉發(fā)酵物替代部分草炭用于育苗基質(zhì)的制備，不但改善了環(huán)境條件，使菌糠廢料變廢為寶，為菌糠廢料帶來的環(huán)境污染問題的解決指明了新的方向，而且降低了育苗基質(zhì)的制備成本，為日益緊缺的草炭資源找到了廉價的替代品，同時也為生產(chǎn)中日益嚴(yán)重的黃瓜根腐病的綠色防控提供了新的方向，具有顯著的生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益。