CN114276964B - 一种复合微生物菌剂及其在防治棉花黄萎病中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合微生物菌剂及其在防治棉花黄萎病中的应用，包括以下重量份配比的原料：微生物菌粉30～60份、生长辅料20～50份、干燥剂10～20份；所述微生物菌粉包括球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌。通过球毛壳菌、绿色木霉菌拮抗真菌和解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌有益细菌的协同作用增强了对黄萎病菌的抑制效果，同时提高了土壤中微生物的多样性，使土壤微生态达到平衡，进而增强了棉花根系养分的吸收及利用效率，提高了根系活力，进一步提高棉花产量，改善纤维品质。

Description

一种复合微生物菌剂及其在防治棉花黄萎病中的应用
技术领域
本发明属于农业微生物菌剂生产技术领域，具体涉及一种复合微生物菌剂及其在防治棉花黄萎病中的应用。
背景技术
棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的棉花土传维管束病害，病原菌通常侵染棉花根部，引起棉花根部乃至全株的病害，造成重大的经济损失，俗称“癌症”病害，国内外尚无理想的防治措施。棉花黄萎病难以防治的主要原因：一是陆地棉对棉花黄萎病的抗性较差，生产上推广的品种多数为耐病品种，中等病田和重病田仍会造成严重的产量损失；二是由于滴灌、秸秆还田、矮密早等栽培模式，导致土壤中病原菌大量积累，且病原菌的休眠体抗逆能力强，可长期存留在土壤中；三是病原菌从根部侵染棉花后，通过植物的维管束进行蔓延，从叶面喷施的化学杀菌剂很难被运输到维管束中，防治效果欠佳。近年来，微生物防治因其无污染、易开发等优点，成为防控黄萎病的重要手段。研究应用较多的为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、哈茨木霉、淡紫拟青霉等。
前期，本团队利用微生物组学方法，结合宏基因组测序技术，系统分析了健康土壤、健康棉株的内生和根际的微生物群落结构，微生物与病原菌之间的互作，与病害发生危害的关系。分离筛选到了大量有益微生物，建立了棉花生防菌种群资源数据库。在门水平上，根际细菌占据主导地位的主要包括变形菌门Proteobacteria、厚壁菌门Firmicutes，在属水平上的优势物种为乳酸菌属Lactobacillus、沙雷氏菌属Serratia；根际真菌在门水平上占主导地位的主要包括子囊菌门Ascomycota、毛霉菌门Mucoromycota，在属水平上的优势物种为镰刀菌属Fusarium、毛壳菌属Chaetomium。通过生态防治理论，将内生拮抗真菌与根际有益细菌进行组合，组成一个复合微生物组群，将之释放到土壤中，集促生、占位、拮抗、诱导免疫于一体，对于防治棉花黄萎病，提高棉花经济效益具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：如何提供一种防治棉花黄萎病的复合微生物菌剂。
本发明的技术方案为：一种复合微生物菌剂，包括以下重量份数的原料：微生物菌粉30～60份、生长辅料20～50份、干燥剂10～20份，所述微生物菌粉包括球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌，所述球毛壳菌保藏编号为CGMCC NO.11313，该菌株已经在申请号为CN201510744233.7的专利中公开，本发明对绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌菌种的来源没有特殊限定，市售菌种或分离培养后保藏的菌种均可。
进一步地，所述球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的活菌数之比为3～4︰2～3︰1～2︰1～2︰1～2︰1～2。优选为3︰2︰1︰1︰1︰1。
进一步地，所述复合微生物菌剂的总活菌数不低于5×109CFU/g。
进一步地，所述生长辅料为壳聚糖、海藻素、腐殖酸、黄腐酸的一种或它们的任意混合。
进一步地，所述干燥剂为膨润土、硅胶、白炭黑、凹凸棒土中的一种或它们的任意混合。
本发明还公开了一种复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别制备球毛壳菌、绿色木霉菌种子液和解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌种子液。
(2)将麦麸、玉米糁、油枯中的一种或它们的任意混合作为基质，控制含水量为30～70％，加入步骤(1)中制备的微生物种子液，微生物种子液的接菌量为10～100ml种子液/kg基质。
(3)将步骤(2)中添加了微生物种子液的基质进行发酵培养，培养温度为25～35℃，培养时间为5～7d，然后将发酵培养物在35～40℃烘干，粉碎，即获得微生物菌粉。
(4)将步骤(3)中的微生物菌粉与生长辅料、干燥剂混合，获得复合微生物菌剂。
本发明的复合微生物菌剂用于防治棉花黄萎病的用途，将复合微生物菌剂滴灌施用于棉花根部可以有效防治棉花黄萎病，提高棉花产量、改善纤维品质。具体方法如下：
将本发明的复合微生物菌剂在6月中下旬、7月初，滴灌施用于棉花根部，每次用量0.25～0.75kg/亩，施用1～2次，可以有效防治棉花黄萎病，提高棉花产量、改善纤维品质。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的复合微生物菌剂中的球毛壳菌、绿色木霉菌对棉花黄萎病菌具有拮抗作用，解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌为土壤有益菌，其代谢产物中含有生长素、抗菌素、细胞分裂素等作物生长所必需的调节物质，此外还具有抑制黄萎病菌繁殖，功能菌的定殖和生长。通过球毛壳菌、绿色木霉菌拮抗真菌和解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌有益细菌的协同作用增强了对黄萎病菌的抑制效果，同时提高了土壤中微生物的多样性，使土壤微生态达到平衡，进而增强了棉花根系养分的吸收及利用效率，提高了根系活力，进一步提高棉花产量，改善纤维品质。
本发明的制备方法工艺简单，易于操作，制得的复合微生物菌剂对环境无污染、成本低。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
本发明提供一种复合微生物菌剂，包括以下重量份数的原料：微生物菌粉30～60份、生长辅料20～50份、干燥剂10～20份，所述微生物菌粉包括球毛壳菌、绿色木霉绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌。所述球毛壳菌保藏编号为CGMCC NO.11313，该菌株已经在申请号为CN201510744233.7的专利中公开，本发明对绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌菌种的来源没有特殊限定，市售菌种或分离培养后保藏的菌种均可。
本发明中，优选的，球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的活菌数之比为3～4︰2～3︰1～2︰1～2︰1～2︰1～2，更优选的为3︰2︰1︰1︰1︰1。所述微生物复合菌剂的总活菌数不低于5×109CFU/g。
在本发明中，微生物种子液制备方法：将球毛壳菌、绿色木霉菌的菌种分别液体活化培养2d，活化培养基以l L计，包括NaNO3 2g、K2HPO4 1g、KCI 0.5g、MgSO4·7H2O 0.5g、FeSO4 0.01g、蔗糖30g，活化温度为25℃，获得球毛壳菌、绿色木霉菌的种子液。将解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌分别液体活化培养1d，活化培养基以lL计，包括蛋白胨10g、酵母膏5g、NaCl 10g，活化温度为28℃，获得解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的种子液。
在本发明中，微生物发酵基质制备方法：将麦麸、玉米糁、油枯的一种或它们的任意混合作为基质，优选的为麦麸和油枯混用；控制含水量为30～70％，优选的为30～50％；加入球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液，微生物种子液的接菌量为10～100ml种子液/kg基质。
在本发明中，将添加球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液的基质进行发酵培养，培养温度为25～35℃，优选的为32℃；培养时间为5～7d。持续监测微生物复合菌剂的总活菌数，当微生物复合菌剂的总活菌数为5×109CFU/g时，将发酵培养物在35～40℃烘干，优选的为37℃；粉碎，过200目筛，即获得微生物菌粉。
在本发明中，将微生物菌粉与生长辅料、干燥剂混合，获得复合微生物菌剂。优选的，所述生长辅料为壳聚糖、海藻素、腐殖酸、黄腐酸的一种或它们的任意混合。优选的，所述干燥剂为膨润土、硅胶、白炭黑、凹凸棒土的一种或它们的任意混合。
实施例1复合微生物菌剂的制备
微生物复合菌剂包括以下重量份数的原料：微生物菌粉40份、生长辅料40份、干燥剂20份。所述微生物菌粉包括球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌。球毛壳菌采用保藏编号为CGMCC NO.11313的球毛壳菌。
在本实施例中，球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的活菌数之比为3︰2︰1︰1︰1︰1，所述微生物复合菌剂的总活菌数不低于5×109CFU/g。
在本实施例中，微生物种子液制备方法：将球毛壳菌、绿色木霉菌的菌种分别液体活化培养2d，活化培养基以l L计，包括NaNO3 2g、K2HPO4 1g、KCI 0.5g、MgSO4·7H2O 0.5g、FeSO4 0.01g、蔗糖30g，活化温度为25℃，获得球毛壳菌、绿色木霉菌的种子液。将解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌分别液体活化培养1d，活化培养基以l L计，包括蛋白胨10g、酵母膏5g、NaCl 10g，活化温度为28℃，获得解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的种子液。
在本实施例中，微生物发酵基质制备方法：将麦麸和油枯混合作为基质，控制含水量为35％，加入球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液，微生物种子液的接菌量为10ml种子液/kg基质。
在本实施例中，将添加球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液的基质进行发酵培养，培养温度为32℃；培养时间为5～7d。持续监测微生物复合菌剂的总活菌数，当微生物复合菌剂的总活菌数为大于5×109CFU/g时，将发酵培养物在37℃烘干，粉碎，过200目筛，即获得微生物菌粉。
在本发明中，将微生物菌粉与生长辅料、干燥剂混合，获得复合微生物菌剂。所述生长辅料为壳聚糖、海藻素它们的任意混合。优选的，所述干燥剂为膨润土。
实施例2复合微生物菌剂的制备
微生物复合菌剂包括以下重量份数的原料：微生物菌粉50份、生长辅料40份、干燥剂10份。所述微生物菌粉包括球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌。
在本实施例中，球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的活菌数之比为4︰3︰1︰1︰1︰1，所述微生物复合菌剂的总活菌数为5×109CFU/g。
微生物种子液制备方法同实施例1。
在本实施例中，微生物发酵基质制备方法：将油枯作为基质，控制含水量为40％，加入球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液，微生物种子液的接菌量为100ml种子液/kg基质。
在本实施例中，将添加球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液的基质进行发酵培养，培养温度为35℃；培养时间为5～7d。持续监测微生物复合菌剂的总活菌数，当微生物复合菌剂的总活菌数为5×109CFU/g时，将发酵培养物在37℃烘干，粉碎，过200目筛，即获得微生物菌粉。
在本发明中，将微生物菌粉与生长辅料、干燥剂混合，获得复合微生物菌剂。所述生长辅料为腐殖酸、黄腐酸它们的任意混合。所述干燥剂为硅胶。
实施例3复合微生物菌剂的制备
微生物复合菌剂包括以下重量份数的原料：微生物菌粉45份、生长辅料30份、干燥剂20份。所述微生物菌粉包括球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌。
在本实施例中，球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的活菌数之比为4︰2︰1︰1︰1︰1，所述微生物复合菌剂的总活菌数为5×109CFU/g。
在本实施例中，微生物种子液制备方法同实施例1。
在本实施例中，微生物发酵基质制备方法：将麦麸作为基质，控制含水量为45％，加入球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液，微生物种子液的接菌量为10～100ml种子液/kg基质。
在本实施例中，将添加球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌微生物种子液的基质进行发酵培养，培养温度为37℃；培养时间为5～7d。持续监测微生物复合菌剂的总活菌数，当微生物复合菌剂的总活菌数为5×109CFU/g时，将发酵培养物在40℃烘干，粉碎，过200目筛，即获得微生物菌粉。
在本发明中，将微生物菌粉与生长辅料、干燥剂混合，获得复合微生物菌剂。所述生长辅料为海藻素、腐殖酸它们的任意混合。所述干燥剂为白炭黑。
试验例1复合微生物菌剂在温室的防病效果
将连续种植棉花的新疆棉田土壤和蛭石按2﹕3的体积比混匀，分别添加实施例1、实施例2、实施例3所得复合微生物菌剂，使复合微生物菌剂的质量分数为2％，配制成营养土，作为处理组1、处理组2、处理组3。其中，未添加复合微生物菌剂的营养土为对照组。分装到纸钵(直径6cm，高度10cm)，浇水润湿营养土，每个纸钵中分散放置10粒棉花种子，覆盖1cm厚的沙土，按压抚平，每个处理10个纸钵，3次重复，共计30个纸钵。播种结束后按照常规方法进行抚育管理，每钵留苗5～6株。当棉花第1片真叶平展时，进行黄萎病菌接种，每个纸钵接种10mL的孢子悬浮液(孢子含量为1×107mL-1)，跟踪监测棉花长势情况，播种后25d、35d调查棉花黄萎病发病症状。播种后49d，每个处理随机测量10株棉花株高、根长、鲜物质质量等生物量指标。结果如表1、表2所示，复合微生物菌剂处理棉花，能显著降低棉花黄萎病危害，播种后25d的病情指数为7.96～10.28，防病效果64.31～72.36％，播种后35d的病情指数为13.41～16.65，防病效果60.71～68.36％。复合微生物菌剂对棉花生物量也有显著促进作用，其中，处理组1中棉花，株高为10.60cm，比对照增加11.93％；根长为9.40cm，比对照增加5.98％；地上部鲜物质质量为0.73g，比对照增加23.73％。
表1温室中复合微生物菌剂处理对棉花黄萎病的防治效果
注：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)。
表2温室中复合微生物菌剂处理对棉花生物量测定结果
注：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)。
试验例2复合微生物菌剂在大田的防病效果
将实施例1、实施例2、实施例3所得复合微生物菌剂进行大田试验，鉴定施用复合微生物菌剂后对棉花黄萎病的防病效果。大田试验选择在新疆精河县进行，选取肥力相对均匀、地势平坦、以往高发黄萎病的地块为试验田。试验设4个处理，随机区组排列，重复三次，小区面积100m2。种植密度9500株～11000株/666.67m2，一膜三行种植模式，田间管理按照优质棉栽培技术进行。
处理组1：实施例1所得复合微生物菌剂，于棉花现蕾初期滴灌到棉花根部，每次用量0.5kg/亩，15d一次，共施2次；
处理组2：实施例2所得复合微生物菌剂，于棉花现蕾初期滴灌到棉花根部，每次用量0.5kg/亩，15d一次，共施2次；
处理组3：实施例3所得复合微生物菌剂，于棉花现蕾初期滴灌到棉花根部，每次用量0.5kg/亩，15d一次，共施2次；
对照组：与处理组同样施用方法和剂量的枯草芽孢杆菌微生物菌剂(市购)。
分别于6月15日、6月30日进行滴灌复合微生物菌剂、枯草芽孢杆菌微生物菌剂，7月25日、8月15日调查棉花黄萎病发病情况，9月17日进行田间调查与考种(各小区随机抽取2点，每点连续取20株进行田间调查与考种，调查结铃数、脱落数，并采摘30铃室内称单铃重)。10月1日开始采摘棉花，10月15日采摘全部结束，收获期各小区单收单称累计计产。结果如表3、表4所示，复合微生物菌剂处理棉花，能显著降低棉花黄萎病危害，7月25日的棉花黄萎病病情指数为8.66～11.47，防病效果60.57～70.23％，8月15日的病情指数为15.66～18.34，防病效果61.86～67.44％。复合微生物菌剂对棉花产量也有显著增产作用，复合微生物菌剂处理棉花亩结铃数为76241～79167个，比对照组增幅11.87～16.17％，复合微生物菌剂处理棉花亩产为413.62～425.42kg，比对照组增幅10.35～13.50％。
表3大田中复合微生物菌剂处理对棉花黄萎病的防治效果
注：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)。
表4大田中复合微生物菌剂处理对棉花产量测定结果
注：同列不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)。
综上，本发明中复合微生物菌剂能有效防治棉花黄萎病，防治效果为60％以上，可显著增加棉花产量，增幅为10％以上，此外，还能改善纤维品质，有力推动了新疆棉花黄萎病绿色防控示范区的建立，提高了当地植棉技术水平，助力棉农增收致富，为推进乡村振兴提供有力支撑。

Claims (5)

1.一种复合微生物菌剂，其特征在于，包括以下重量份配比的原料：微生物菌粉30～60份、生长辅料20～50份和干燥剂10～20份；所述微生物菌粉由球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和乳酸菌组成，所述球毛壳菌保藏编号为CGMCCNO.11313，所述球毛壳菌、绿色木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌的活菌数之比为3︰2︰1︰1︰1︰1；所述复合微生物菌剂的总活菌数不低于5×109 CFU/g。
2.根据权利要求1所述的一种复合微生物菌剂，其特征在于，所述生长辅料为壳聚糖、海藻素或腐殖酸中的一种或它们的任意混合。
3.根据权利要求1所述的一种复合微生物菌剂，其特征在于，所述干燥剂为膨润土、硅胶、白炭黑或凹凸棒土中的一种或它们的任意混合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）分别制备球毛壳菌、绿色木霉菌种子液和解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、乳酸菌种子液；
（2）将麦麸、玉米糁、油枯中的一种或它们的任意混合作为基质，控制含水量为30～70%，加入步骤（1）中制备的微生物种子液，微生物种子液的接菌量为10～100 ml种子液/kg基质；
（3）将步骤（2）中添加了微生物种子液的基质进行发酵培养，培养温度为25～35℃，培养时间为5～7 d，然后将发酵培养物在35～40℃烘干，粉碎，即获得微生物菌粉；
（4）将步骤（3）中的微生物菌粉与生长辅料、干燥剂混合，获得复合微生物菌剂。
5.权利要求1-3任一项所述的一种复合微生物菌剂用于防治棉花黄萎病的用途。
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