土壤不同微生物量对木霉菌定殖的影响和木霉菌生态学习性研究

中国生态农业学报

ChineseJournalofEco󰀁Agriculture

Vol.15󰀁No.1Jan.,󰀁2007

土壤不同微生物量对木霉菌

定殖的影响和木霉菌生态学习性研究*

徐瑞富󰀁陆宁海󰀁张定法󰀁吴利民

(河南科技学院植物保护系󰀁新乡󰀁453003)

EffectsofdifferentmicroorganismsonthecolonizationofTrichodermaspp.inthesoilandstudiesonitsbiologicalchar󰀁

󰀁Fu,LUNing󰀁Hai,ZHANGDing󰀁Fa,WULi󰀁Min(DepartmentofPlantProtection,HenanInstituteofSci󰀁acters.XURui

enceandTechnology,Xinxiang453003,China),CJEA,2007,15(1):207~208(ReceivedApril28,2005;revisedAug.3,2005)

木霉菌(Trichodermaspp.)在真菌中具有重要生防价值,以其存在的广泛性、在环境中易定殖、繁殖速度快等优点受到人们的重视。20世纪70年代以来人们对生防机制作了深入研究,证实木霉菌对植物病原真菌具有竞争作用、重寄生作用、抗生作用、诱导植物抗病性等生防机制,并从分子水平上探索了其作用机

理[1~3,8]。同时人们以木霉菌活菌为材料对多种植物病害的防病效果进行了大量小型试验[4,5,9],取得了较好效果,并以此为基础研制出了木霉菌生防农药。但在生产实践中发现,木霉菌活菌制剂的田间应用效果与实验室的试验效果相差甚远。笔者认为木霉菌在自然环境中的定殖与繁殖不仅受到温度、湿度等物理环境因素的影响,同时也会受到环境中其他微生物的影响,以往的研究多集中在物理因素方面[6],本试验研究了木霉菌在不同微生物量土壤中的定殖情况及木霉菌生态学习性,旨在为生产实践中提高木霉菌的生防效果提供依据。

1󰀁试验材料与方法

供试菌种由河南科技学院植物病理实验室提供。2004年3月8日于河南科技学院试验麦田进行土壤取样,土样采自耕作层(0~20cm表层)和亚表层(20~30cm下层)两个不同的层次。采回的土样分别风干后过20目筛,除小部分留作土壤基本情况分析外,其余土样做3种处理:取耕作层土样600g,不灭菌置于陶瓷花盆中;取耕作层土样600g,置于陶瓷花盆中灭菌;取亚表层土样600g,置于陶瓷花盆中。继而获得具有不同微生物量的3种不同生态类型土样,即耕作层非灭菌土样微生物量最多,亚表层次之,耕作层灭菌最少。以上每种处理设3次重复。

孢子悬浮液的制备与土壤接种。将木霉菌供试菌种培养7d后,用无菌水洗下平板上的木霉菌孢子,4层灭菌纱布过滤,镜检、稀释,直至孢子浓度调到10万个/mL,再用小型喷雾器将孢子悬浮液均匀喷洒3种土样,搅拌均匀,各土样接种量相同,土壤湿度手握成团为宜。然后装入陶瓷花盆中,用塑料薄膜扎口保湿,置于28󰀁恒温箱中培养。分别于第10d、20d、30d时进行土壤微生物分离记数。采用土壤稀释平板法进行土样微生物的分离,用马丁氏培养基分离真菌和木霉菌,用NA培养基分离细菌。

木霉菌生态学习性研究[6]。分别配制0.5%、1%的蔗糖和葡萄糖溶液及1%的土壤浸出液作孢子萌发液,以无菌水作对照,于室温下用载玻片保湿法[7]测定糖类对孢子萌发的影响;设置10~35󰀁6个温度梯度,以清水作孢子萌发液,测定温度对孢子萌发的影响;用1%HCl和1%NaOH溶液分别配制成pH为1、2、3、󰀁、11、12的孢子萌发液,24h后观察pH对孢子萌发的影响;用1%HCl和1%NaOH溶液将PDA培养基的pH配成4、5、6、󰀁、12等9个梯度,将培养5d的木霉菌接种到具有不同pH的PDA平板上,之后在28󰀁条件下培养36h后测量菌落直径,分析pH对菌丝生长的影响。

󰀁󰀁*

󰀁07󰀁02A)资助农业部农业种植结构调整重大技术专项(03󰀁04󰀁28󰀁改回日期:2005󰀁08󰀁03收稿日期:2005

[4]

208󰀁中国生态农业学报第15卷

2󰀁结果与分析

2󰀁1󰀁土壤不同微生物量对木霉菌定殖的影响

󰀁󰀁由表1可知,木霉菌在3种不同微生物量土壤中与其中细菌的生长密切相关。从灭菌耕作层土壤中可以看出,在最初10d内,土壤中没有过多细菌的干扰,木霉菌迅速繁殖,达到最大值1650000cfu/g(土),而以后20d内,随细菌的快速繁殖而木霉菌数量迅速减少。木霉菌的生长与土壤微生物总量之间密切相关,表现为土壤微生物量越少越有利于木霉菌的生长,培养30d后灭菌土壤中的木霉菌量比亚表层多,亚表层又比耕作层多,分别为620000cfu/g、65000cfu/g和16000cfu/g,且三者之间差异达极显著水平。从未灭菌的耕作层和亚表层土壤中微生物种群变化趋势看,木霉菌的变化与其中真菌的变化有密切关系,培养30d内真菌生长先减少后增多,出现了波浪状生长曲线;而木霉菌变化则相反,变化趋势为先增多后减少,也为波浪状生长曲线,说明真菌是木霉菌的寄生菌,是木霉菌生长的营养源。当木霉菌大量出现时,抑制了其他真菌,使真菌数量减少,继而木霉菌出现󰀁饥饿󰀁而数量减少,真菌又得以增加,形成木霉菌和真菌之间的生态学平衡。

表1󰀁不同处理土壤微生物及木霉菌种群变化*

Tab.1󰀁ThepopulationvariabilityofTrichodermaspp.andmicrobeinsoilunderdifferenttreatments

处理Treatments

0d菌数

Microbepopulationin0days细菌Bacteria

耕作层未灭菌亚表层未灭菌耕作层灭菌

60󰀁20󰀁0

󰀁󰀁真菌Fungi1340

木霉Tric.13󰀁13󰀁13

10d菌数

Microbepopulationin10days细菌Bacteria1457535

真菌Fungi1󰀁6󰀁0󰀁0

木霉Tric.3󰀁3A16󰀁0B165󰀁0C

20d菌数

Mcrobepopulationin20days细菌Bacteria17595350

󰀁󰀁真菌Fungi000

木霉Tric.3󰀁3A16󰀁0B95󰀁0C

30d菌数

Microbepopulationin30days细菌Bacteria430245800

真菌Fungi11󰀁5󰀁3󰀁3󰀁0

木霉Tric.1󰀁6A6󰀁5B62󰀁0C

󰀁󰀁*细菌菌数单位为百万cfu/g(土),木霉菌与真菌菌数单位为万cfu/g(土)。

2󰀁2󰀁木霉菌生态学习性研究

试验结果表明,糖类对木霉菌孢子的萌发没有影响;孢子在低于20󰀁或高于35󰀁的条件下不能萌发,在30󰀁时孢子萌发率最高,为12%,25󰀁时为3%,其余各温度均为0;在不同pH的无菌水中,木霉菌孢子在pH为2和pH为3时才能够萌发,其中pH为2时,萌发率最大,达92󰀁3%,pH为3时萌发率为44󰀁3%,在其他pH条件下木霉菌孢子均不能萌发;在不同pH的培养基上,木霉菌均可生长,但培养基pH对木霉菌的生长量有影响,随pH的增加菌丝生长量降低,其中pH为5时菌丝生长最好,菌落直径为6󰀁2cm,pH为6次之,菌落直径为5󰀁0cm,pH为12时菌丝生长最慢,故较高的pH不利于菌丝生长。

3󰀁小结与讨论

土壤中微生物对木霉菌的定殖有复杂的生物学作用,细菌数量增加不利于木霉菌的定殖和生长,反之亦然;木霉菌与真菌互为对方生长的促进和抑制因素,一方面木霉菌是真菌的主要寄生菌,表现为抑制真菌生长,同时真菌也可能是木霉菌生长的能源物质,成为木霉菌生长的能源因素,从而表现出二者在培养过程中此起彼伏的现象。木霉菌在土壤中的定殖不只受到其中微生物种类和数量的影响,还受到包括土壤理化性质等方面的影响,酸性土壤环境有利于木霉菌分生孢子的萌发和菌丝生长。

参󰀁考󰀁文󰀁献

1󰀁郭润芳,刘晓光,高克祥,等.拮抗木霉菌在生物防治中的应用与研究进展.中国生物防治,2002,18(4):180~1842󰀁赵󰀁蕾.木霉菌的生物防治作用及其应用.生态农业研究,1999,7(1):66~683󰀁喻子牛.微生物农药及其产业化.北京:科学出版社,2000.13~20

4󰀁杨依军,王󰀁勇,杨秀荣,等.拮抗木霉菌在生物防治中的应用.天津农业科学,2000,6(3):29~32

5󰀁焦󰀁踪,路炳声.康氏木霉制剂对棉花和菜豆幼苗几个生理生化指标的影响.中国生物防治,1995,11(1):30~326󰀁王󰀁芊.不同条件对木霉菌菌丝生长影响的研究.中国农学通报,2002,18(5):57~597󰀁方中达.植物病理学研究方法.北京:中国农业出版社,1998.86~97

8󰀁FravdD󰀁R.,LarkR.P.Availabilityandapplicationofbiocontrolproducts.BiologicalandCulturalTests,1996,11:1~7

9󰀁KrishnamurthyJ.,SamiyappanR.,VidhyasekaranP.,etal.EfficacyofTrichodermaChitinaseagainstRhizoctoniasolani,thericesheath

blightpathogen.JournalofBiosciences,1999,6:207~213