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摘 要：植物益生菌（乳酸菌）在水稻上的益生作用，主要表现为促生、抗病及生物修复等。为了研究植物益生菌在水稻生产上的应用效果，2015年在湖南和河南2省4个基地进行了试验示范。结果表明：超级杂交稻施用益生菌增产率为1.89%～2.74%，纹枯病防效为55.35%～72.30%，稻曲病防效为64.97%～72.38%，除草剂药害恢复率为99.16%。
关键词：水稻；植物益生菌；超级杂交稻；病害；防控效果；稻谷产量
中图分类号：S435.11 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2016）06-0039-03
Application and Demonstration of Plant Probiotics （Lactobacillus） on Rice Production
HUANG Zhi-nong1，Cao Yi-jia2，WEN Ji–hui1，Tang Wen-yan2，Wang Gui-lin3，Tu De-ye4，Ma Chuan-hong4
（1. Hunan Hybrid Rice Research Center， Hunan Academy of Agricultural Science， Changsha 410125， PRC； 2. Hunan Plant Protection Institute， Hunan Changsha 410125； 3. China National Hybrid Rice Research and Development Center， Changsha 410125； 4. Hunan Hybrid Rice Research Center， Changsha 410125； 5. Agricultural Bureau of Guangshan County， Henan Province， Guangshan， 465450， PRC）
Abstract：The functions of plant probiotics （lactobacillus） on rice， mainly shows effect of growth promotion， disease resistance and bioremediation. In order to study the functions， four experiments were respectively carried out through spraying on rice at the 4 super hybrid rice demonstration bases in Hunan Province and Henan Province. The results showed that the yield increase rate was 1.85%-2.67%， the effect for control sheath blight was 55.35%-72.30%， the effect for control rice false smut was 64.97%-72.38%， and the herbicide injury recovery rate was 99.16%.
Key words： rice （Oryza sativa L.）； botanic probiotics； super hybrid rice； disease； control effect； rice yield
乳酸菌是一类能在动植物体内广泛定殖的有益微生物，也是被公认的食品级安全微生物，其主要功能为促生作用、抗病作用及生物修复作用[1]。“康代”植物益生菌的主要活性成分有乳酸菌及生物酶等，具有改善水稻微生态环境，加速土壤中有机质分解和营养物质的释放，增强光合作用，促进水稻生长，抑制病原微生物，增强水稻抗病性等功效。“蒙羊淝”生物绿肥是由绿色植物体发酵制成，主要成分为酵素菌及多种微量元素。这些生物活菌产品具有多功能的生物药肥作用，据林吉恒等[2]报道，益生菌能产生与宿主植物相同或相似的活性代谢产物，并与宿主植物形成互益共生体系。另外，强磊、姚国强和高鹏飞等报道，乳酸菌对减轻病害发生，增强抗性，提高产量和改善品质都具有重要意义，特别是在有机农产品种植及其质量安全中可发挥独有的优势[3-4]。若以乳酸菌为主的生物活菌制剂在农业生产中广泛应用，将有助于提高农产品质量，确保质量安全，促进生态农业的可持续发展。2015年在湖南省宁乡、新宁和长沙县，河南省光山县等地，开展了超级杂交稻和优质稻应用植物益生菌、生物绿肥的试验示范，旨在为这些生物活菌制剂的大面积示范和推广提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
“康代”植物益生菌（广州康代生物科技有限公司）；“蒙羊淝”生物绿肥（内蒙古祥森瑞农业科技有限公司）。供试品种（组合）：超级杂交稻“超优1000”（湖南年丰种业科技有限公司）、“Y两优900”（湖南袁创超级稻技术有限公司），常规优质稻“湘晚籼17号”（湖南省水稻研究所生产）。
1.2 试验地点
试验地点设在湖南省宁乡县双凫铺镇余新村超级杂交稻示范基地、新宁县飞仙桥乡飞仙桥村杂交稻示范基地、长沙县果园镇新明村优质稻示范基地，以及河南省光山县砖桥镇高阳村超级稻示范基地等。
1.3 试验方法
稻种先用40%强氯精300倍液或80% 402抗菌剂1000倍液浸种12 h，捞出用清水冲洗干净，然后再用植物益生菌50倍液浸泡8 h，以提高种子发芽率。秧田播种后，当秧苗生长到3叶一心时，用植物益生菌100倍液加生物绿肥200倍液喷施第一次，在秧苗移栽前7 d，第二次喷施植物益生菌100倍液。大田移栽10 d后，分蘖期用植物益生菌0.5 kg/667m2加生物绿肥液0.25 kg/667m2对水50 kg均匀喷施第一次，圆秆拔节期用植物益生菌0.5 kg/667m2对水50 kg/667m2均匀喷施第二次，孕穗期喷施第三次，植物益生菌用量与第二次相同。生物绿肥主要在翻耕整田时用复合肥30 kg/667m2作基肥的基础上，同时施入生物绿肥营养液20～30 kg/667m2，一般用瓢均匀泼施。湖南宁乡示范基地全年主要在纹枯病、稻瘟病、稻曲病、二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱发生危害盛期先后共施药4次。主要药剂为康宽（20%氯虫苯甲酰胺）、75%三环唑、20%苗腾（井岗·嘧甘素）、杜邦普尊（5%氯虫苯甲酰胺悬浮剂）、20%壮谷动力、25%吡蚜酮、10%氟苯虫酰胺、歼倒（10%烯啶虫胺）等。河南光山县示范基地为了尽快降解除草剂药害，恢复秧苗正常生长，使用益生菌进行了生物降解试验示范。除草剂药害田在分蘖期6月5～6日，施用植物益生菌1.0 kg/667m2对水100 kg（即100倍液）进行叶片正反两面喷雾。
2 结果与分析
2.1 湖南宁乡县的应用与示范结果
湖南省宁乡县双凫铺镇余新村是超级杂交稻“百千万”高产攻关示范工程中的万亩片示范区，种植品种（组合）为“Y两优900”，应用植物益生菌和生物绿肥试验示范面积1.33 hm2。2015年9月8日对超级稻“Y两优900”施用益生菌试验示范田不同处理分别进行调查，在药剂防治4次，用益生菌浸种和秧田施用1次益生菌的同等条件下，大田在不同生育期用益生菌100倍液喷施不同次数的试验处理，纹枯病和稻曲病的防控效果见表1。试验结果表明，在同用益生菌浸种和秧田施用一次，病虫防治4次的条件下，施用益生菌1次和2次，纹枯病的防效分别为60.16%和90.38%，稻曲病的防效分别为64.97%和72.38%。另外，在同用益生菌浸种和秧田施用1次，病虫防治仅1次的条件下，先在翻耕整田时泼施生物绿肥用25 kg/667m2，施用益生菌3次，纹枯病防效为59.72%，稻曲病防效为58.19%。
2.2 湖南新宁县的应用与示范结果
2015年新宁县农业局土肥站、植保站在该县飞仙桥乡飞仙桥村，杂交中稻“内五优8015”高产示范基地开展了应用植物益生菌和生物绿肥试验示范。施
用益生菌加生物绿肥的田和施用化肥农药的田比较，稻瘟病、纹枯病、稻曲病发生危害程度明显轻于对照田。施用益生菌和生物绿肥的试验示范田稻瘟病病情指数1.07，与对照田的1.83比较，防效为41.53%；纹枯病病情指数为2.24，与对照田的6.24比较，防效为64.10%，且发病始期迟7 d左右；稻曲病病穗率9.64%，与对照田的17.43%比较，防效为44.69%。试验示范田成熟收割后分别取样考查其经济性状和实测产量，施用益生菌加生物绿肥的田和农民习惯施肥喷药田比较，每穗实粒数增加12.60%，结实率提高10.20%，实测产量增加13.60%。
2.3 湖南长沙县的应用与示范结果
2015年湖南省水稻研究所在长沙县果园镇新明村优质稻基地开展了植物益生菌试验示范，优质晚稻品种为湘晚籼17号，示范面积0.4 hm2。9月10日调查，施用益生菌的田纹枯病病株率和病情指数分别为48.99 %和14.25，与对照田病情指数18.85比较，其防效为24.41%，施药田病株率和病情指数分别为41.64%和11.85，和对照田病情指数比较，其防效为37.11%。由于抛秧过密，不均匀，田间湿度大，通风透光性差，纹枯病发生较为严重，防效均较低。10月中旬单收单晒测产结果，施用益生菌的田平均产量408.35 kg/667m2，大面积施药田平均产量412.35 kg/667m2，未施药对照田平均产量362.81 kg/667m2，施用益生菌田比对照田增产11.15%，但与施药田产量相近，略有减少。
2.4 河南光山县的应用与示范结果
河南省光山县砖桥镇高阳村也是超级杂交稻“百千万”高产攻关示范工程中的万亩片示范区，种植品种（组合）为“超优1000”和“Y两优900”，2015年开展了应用植物益生菌降解除草剂药害和防控纹枯病的试验示范。
2.4.1 益生菌对除草剂药害的生物降解作用 二氯喹啉酸（杀稗王）是用于防除稻田稗草及其他禾本科杂草的除草剂品种之一，除稗效果虽好，但易产生药害。在示范基地种植的超级稻品种（组合）“超优1000”，5月下旬至6月上旬移栽大田后，因施用除草剂二氯喹啉酸出现了药害，药害田秧苗当时出现心叶扭曲、叶片卷筒、生长停滞等现象，稻株中毒情况较为严重。据有关文献报道，二氯喹啉酸在稻田土壤中的自然降解主要与土壤酸碱度、水分含量和温、湿度等条件有关，降解速度缓慢。施用一次益生菌后在齐穗期7月31日调查，除草剂二氯喹啉酸药害田和没有使用除草剂的正常田比较，施用了益生菌100倍液的药害田，稻株药害恢复率达99.16%，而没有施用益生菌的药害田，其稻株药害恢复率为85.71%，前者比后者提高了13.45个百分点。示范结果说明，二氯喹啉酸等除草剂在稻田出现药害后，可应用植物益生菌进行生物降解，能提高降解速度，同时，益生菌与其宿主植物可协同发挥生物修复作用，促进受害水稻迅速恢复生长。
2.4.2 益生菌对纹枯病的防控效果 水稻纹枯病的发生流行主要受菌源（菌核）数量，气候条件，施肥水平 和田间管理等因素的影响。超级杂交稻由于施肥（氮肥）水平高，茎粗叶茂，田间郁闭，再因多雨高湿，往往发生严重。7月下旬齐穗期调查纹枯病发生危害程度和防控效果，“超优1000”施用益生菌的田纹枯病平均病蔸率、病株率分别为15.0%和9.72%；而没有施用益生菌的对照田，平均病蔸率、病株率分别为40.0%和35.09%，益生菌对纹枯病的防效为72.30%。“Y优900”施用益生菌的稻田纹枯病病蔸率、病株率分别为10.0%和4.59%，未施用益生菌的对照田纹枯病病蔸率、病株率分别为30.0%和10.28%，其防效为55.35%。在分蘖期施用植物益生菌一次就可明显减轻纹枯病的发生危害，如连续使用2～3次的效果将会更好。由于长期使用井岗霉素，已使纹枯病菌产生了了抗药性，使用次数和用量都在加大，益生菌和井岗霉素结合使用能否提高防效，延缓抗药性，还有待进一步探讨。
2.4.3 益生菌对超级稻的增产作用 超级杂交稻“超优1000”和“Y两优900”两组合，施用益生菌的示范田和未施用的对照田，在水稻成熟收割后取样考种和测产结果见表2。试验结果表明：“超优1000”施用益生菌的田和对照田比较，有效穗和千粒重虽有减少，但每穗总粒数、实粒数和结实率都明显增加，实际产量890.90 kg/667m2，比对照田（874.40 kg/667 m2）增产1.89%。“Y两优900”施用益生菌的田和对照田比较，有效穗和结实率有所减少，但每穗总粒数、实粒数和千粒重都显著增加，实际产量833.00 kg/667m2，比对照田（810.80 kg/667 m2）增产2.74%。
3 结论与讨论
植物益生菌（乳酸菌）对水稻等农作物的益生作用是多种多样的，但总体上主要是促生作用和抗病作用，还可以表现为提高产量效应，特别是对改善和提高米质的效应更为明显。据林吉恒等[2]报道，植物益生菌的直接促生作用主要包括固定氮作用，合成铁载体协助宿主植物从土壤中吸收铁离子，合成或促进植物合成多种植物生长激素（如乙烯、生长素和细胞分裂素等），促进植物根系生长和对多种无机离子的吸收以及合成某些小分子物质或者酶。抗病作用主要是益生菌中的乳酸菌及其产生的抗生素类物质对病原菌的拮抗作用，乳酸菌可以与水稻纹枯病等病原菌形成营养竞争的对抗关系，使病原菌因得不到正常的营养供给而逐渐消亡。田新莉等[5]研究证明水稻内生真菌可通过竞争铁元素来抑制纹枯病菌的生长。杨海莲等[6]从水稻中分离出的内生细菌阴沟肠杆菌MR12不仅具有固氮活性，而且对稻瘟病和纹枯病具有较好的防控能力。生物修复作用主要是当植株超量吸收某种化学物质后引起生长停滞或变畸等中毒现象，通过益生菌的生物降解和代谢功能，使其恢复生长，净化微生态环境，如除草剂药害等。试验示范结果表明，河南省光山县超级杂交稻万亩示范基地，种植的“超优1000”和“Y两优900”两个组合施用益生菌和未施用的对照田比较，增产率分别为1.89%和2.74%；纹枯病的防效分别为72.3%和55.35%；除草剂药害恢复率达99.16%。湖南省宁乡县超级杂交稻万亩示范基地，种植的“Y两优900”施用益生菌1次和2次的纹枯病防效分别为60.16%和90.38%；稻曲病防效分别为64.97%和72.38%。
基于植物益生菌在植株促生、病害防控和生物修复方面的巨大潜力，特别是在保证农产品质量安全，减少农药使用，改善和提高农产品质量方面将可发挥更大的作用。在今后的大面积推广应用中，可将菌液浸种和菌液叶面喷施结合起来，加强对水稻栽培模式的比较，摸索出稻种稻苗与有益细菌的绿色防控配套技术，以充分发挥拮抗细菌的促生和防病效能及生物修复作用。
参考文献：
[1]Compant S，Duffy B，Nowak J，et al. Use of plant growth-promoting bacteria for biocontrol of plant diseases： principles， mechanisms of action， and future prospects [J]. Applied and environmental microbiology，2005，71（9）：4951-4959.
[2]林吉恒，王睿之，马风兰，等. 植物益生菌对植物的益生效应及其应用[J]. 中国生物防治，2010，26（S1）：100-105.
[3]高鹏飞，姚国强，赵树平，等. 乳酸菌在农产品种植及其质量安全中的研究进展[J]. 中国农业科技导报， 2014， 16（6）：143-148.
[4]强磊. 乳酸菌及其代谢产物对植物病害的防治和增产研究[J]. 中国园艺文摘， 2014，（10）：37-114.
[5]田新莉，蔡爱群，曹理想，等. 水稻内生真菌类群分析及其颉抗病原菌活性研究 [J]. 中山大学学报（自然科学版），2005，44（2）：69-73.
[6]杨海莲，孙晓璐，宋未. 水稻内生阴沟肠杆菌MR12的鉴定及其固氮和防病作用研究 [J]. 植物病理学报，2001，31（1）：92-93.
（责任编辑：高国赋）
