不同微生物菌劑對辣椒疫病防控效果及

土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

表1各處理及所用藥劑來源

Tab.IOriginoftestsampleindillerenltreatments

編號No.處理Treatment含hlContent劑型Fonn來源Origin

A,牯有芽泡桿菌lxlOtCFU/g微膠囊粒劑成都特外生物科技股份々.限公司

A?哈茨木相曲1X10*CFU/g水分散粒劑成都特普生物科技股份九.限公司

A,熒光假單胞桿菌5xl0*CFU/g顆粒劑成都特普生物科技股份行限公.'1

Z淡紫褐能寄菌NBF7I54xl09CFU/g粉劑武漢楚強(qiáng)生.物科技有限公司

A,枯草芽胞桿菌1x101°CFU/g可海性粉劑德強(qiáng)生物股份有限公司

N哈茨木灰菌3x10*CFU/g可濕性粉劑中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物片種資源研究所

A?多常靈50%可濕性粉劑四川澗爾科技有限公司

辣椒疫戒菌施「濃度』/中岡熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物片種資源研究所

A8lxlOmL

CK等打清水,不接菌

發(fā)病株數(shù)

發(fā)病率二xlOO%

調(diào)查總株數(shù)

Z（各級病株數(shù)X各病級值）|八八

病情指數(shù)=---------------------------------------x100

調(diào)查總株數(shù)x最局級值

Key：微生物菌劑；辣液疫??；防控效果；土壤細(xì)菌群落

：S436.418.1：A

辣椒疫病是由辣椒疫霉菌(Phytophthoracapsici)引起的一種毀滅性的

上傳病害[1],自該病在我國被發(fā)現(xiàn)以來，在有辣椒種植的省份均有發(fā)生與危

害，可為害辣椒莖稈、果實、葉片等部位，常造成全株萎蔚死亡，一般可造成

20%?30%的產(chǎn)量損失，嚴(yán)重時甚至絕收，辣椒疫病的防控已成為辣椒生產(chǎn)中亟

需解決的重大難題[27]。辣椒是海南主要冬季瓜菜之一，種植面積約

4X10W,占冬季瓜菜種植面積的20%[4],其產(chǎn)品主要在“兩節(jié)”期間銷往國

內(nèi)各大城市，因此，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全方面實行最嚴(yán)格的規(guī)定，為了杜絕農(nóng)藥

殘留超標(biāo)，在2021年海南省印發(fā)的《海南省化學(xué)農(nóng)藥化肥減量實施總體方

案》中指出，到2025年化學(xué)農(nóng)藥使用量較2020年減少15%,在此背景下，尋

我能夠減少化學(xué)農(nóng)藥施用的高效防控辣椒疫病的手段成為辣椒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康

發(fā)展的關(guān)鍵。

目前，化學(xué)農(nóng)藥、輪作、嫁接等常規(guī)措施均能在辣椒疫病防控中起到一定的效

果，但受到抗藥性、農(nóng)藥殘留與環(huán)境污染、土地因素、生產(chǎn)成本等問題的影

響，在實際生產(chǎn)中均存在一定的限制［5-6］,而有益微生物的應(yīng)用將不受這些因

素的限制，是一種高效、綠色、環(huán)境友好的防控技術(shù)，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求.

因此，有效微生物菌劑的篩選和應(yīng)用是辣椒疫病綠色防治的重要工作。近年

來，許多研究表明，多種有益微生物對辣椒疫病具有生物防治作用，包括芽抱

桿菌、木霉菌及放線菌等［7T0］。芽泡桿菌和木霉菌繁殖速度快、生命力強(qiáng)，

在與棲居微生物競爭時，因有較強(qiáng)的定殖能力而具有明顯的優(yōu)勢，并能產(chǎn)生有

機(jī)酸、酶以及抗菌肽等豐富的代謝物，從而有效抑制病原菌生長［11T4］。韓永

琴等［15］利用109CFU/g多黏類芽胞桿菌可濕性粉劑、25%喀菌酯懸浮劑和68%

精甲霜-鎰鋅水分散粒劑對辣椒疫病進(jìn)行防效試瞼，防效分別為74.35%、

71.54%和76.30%；胡建坤等［16］利用50%烯酰嗎林可濕性粉劑、687.5g/L氟

菌?霜霉威懸浮劑和15%木霉可濕性粉劑對辣椒疫病進(jìn)行田間防效試驗，防效

分別為65.08%、68.99%和67.04%,這些研究結(jié)果說明多黏類芽胞桿菌、木霉菌

已經(jīng)達(dá)到與化學(xué)農(nóng)藥同等的防治效果。

目前用于防治辣椒疫病的微生物菌劑較多，但防治效果的穩(wěn)定性存在不確定性

［17］,導(dǎo)致種植戶選擇困難；另外，已有的研究大多關(guān)注防病效果、地上部性

狀和基于傳統(tǒng)方法可培養(yǎng)微生物群落分析［18］。而運(yùn)用高通量測序技術(shù)可對辣

椒根際中的細(xì)菌群落進(jìn)行全面地鑒定分析，可更精準(zhǔn)地挖掘出影響辣椒疫病防

控效果的關(guān)鍵土壤微生物群落?；诒菊n題組前期收集、篩選獲得對辣椒疫霉

菌有較好抑制作用的枯草芽抱桿菌、哈茨木霉菌等6種微生物菌劑，為了探究

其對辣椒疫病的防控效果及其對土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化，.本研究擬通過盆栽

試驗開展6種微生物茵劑對辣椒疫病的防控效果研究，通過高通量測序技大分

析辣椒根際土壤細(xì)菌卷落結(jié)構(gòu)的變化，以期明確不同微生物菌劑的防治效果及

其對辣椒根際土壤微生物種群的影響，為應(yīng)用微生物菌劑綠色防治辣椒疫病提

供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

供試微生物菌劑和化學(xué)藥劑共7種（表1）。供狀菌株辣椒疫霉菌分離保存于

中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所冬季瓜菜研究中心。供試?yán)苯菲?/p>

種為海椒309,購于海南瓊研瓜菜良種開發(fā)有限公司。

1.2方法

1.2.1試驗設(shè)計試驗于2021年11—12月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品

種資源研究所五隊科所基地大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗設(shè)9個處理（表1）,設(shè)3次重

復(fù)，每次重復(fù)4株。將苗齡一致，4?5葉期健壯的辣椒幼苗移栽至裝有土的栽

培盆（14.8cmX13.5cm）中，移栽當(dāng)天進(jìn)行藥劑灌根，A1?A?處理的藥劑均

稀釋300倍液，&處理的藥劑稀釋500倍液，進(jìn)行均勻灌根，每次每株灌根

300mL藥水，小、CK處理等量清水，每隔5d灌根1次，連續(xù)2次。待第2

次灌根后3d采用^根法接種辣椒疫霉菌，Ai?h處理接種辣椒疫霉菌游動泡

子懸浮液10磯/株(濃度1。6個/111),等量清水不接菌為對照(CK)o

1.2.2病情調(diào)查與樣品采集接種后15d進(jìn)行病情指數(shù)調(diào)查，辣椒疫病調(diào)查分

級［19］。0級：無?。?級：幼苗根莖部輕微水流狀變褐，葉片不萎鬻或可恢

復(fù)性萎菁；2級：幼苗根莖部變水漬狀褐色，發(fā)病部位長度1~2cm,葉片不

可恢復(fù)性萎菁，下部葉片偶有脫落；3級：幼苗根莖部變水漬狀褐色，發(fā)病部

位長度超過2cm,葉片明顯萎篇或落葉明顯；4級：幼苗根莖部變水漬狀褐

色，并且莖稈有縊縮現(xiàn)象，除生長點外全部落葉或植株萎惹；5級：植株枯

死。

辣椒幼苗移栽30d后采集土樣。采集9個處理辣椒根際土壤，每個重復(fù)取3

株混合土樣為1個樣本，每個處理取3個樣本，共27個樣本，分別用無菌袋

封裝，做好標(biāo)記帶回實驗室，置于-40℃保存?zhèn)溆?。將采集?7個土樣送至

上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司，并采用高通量測序技術(shù)完成細(xì)菌群落的結(jié)構(gòu)

分析。

1.3數(shù)據(jù)處理

1.3.1計算發(fā)病率及病情指數(shù)

采用Excel2003軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理，計算發(fā)病率和病情指數(shù)。

1.3.2土壤細(xì)菌群落數(shù)據(jù)分析采用DPS軟件進(jìn)行方差分析。利用上海美吉生物

醫(yī)藥科技有限公司提供的云數(shù)據(jù)分析平臺T-sangAr進(jìn)行辣椒根際土壤細(xì)菌多

樣性分析，構(gòu)建物種組成群落圖。細(xì)菌多樣性指數(shù)選用Ace指數(shù)、Chao1指

數(shù)、Shannon指數(shù)及Simpson指數(shù)。Ace指數(shù)和Chao1指數(shù)是衡量物種豐富

度的指數(shù)，數(shù)值的大小表示物種豐富度的高低，指數(shù)越大，說明物種的豐富度

越高；Shannon指數(shù)用于衡量物種多樣性，而Simpson指數(shù)表示在群落中隨機(jī)

抽樣的個體屬于同一物種的概率，也用來衡量物種多樣性，Shannon指數(shù)越

大，Simpson指數(shù)越小，說明樣品的物種多樣性越高［20-23］。

2結(jié)果與分析

2.1不同微生物菌劑次辣椒疫病的防控效果

在接種后第15天進(jìn)行發(fā)病情況調(diào)查（表2）,A1處理的辣椒植株病情指數(shù)為

13.33,防治效果為85.58版A2處理的病情指數(shù)為16.67,防治效果為

81.97%；A3處理的病喟指數(shù)為48.33,防治效果為47.17%；A4處理病情指數(shù)

46.67,防治效果為49.12%；A5處理病情指數(shù)為63.33,防治效果為30.60%；

A6處理病情指數(shù)為55.00,防治效果為39.86%；A7處理的病情指數(shù)為

68.33,防治效果為25.83機(jī)結(jié)果表明，A1和A2處理具有較好的防治效果，

防效均達(dá)80%以上。

2.2不同微生物菌劑左根際土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1根際土壤細(xì)菌多樣性Ai?人處理的辣椒根際土壤的細(xì)菌Ace指數(shù)、Chao

1指數(shù)和Shannon指數(shù)顯著高于A?處理（多菌靈），而Simpson指數(shù)顯著低于

A?處理，并且其他微生物菌劑處理之間無顯著差異（表3）。本次測序各樣本

文庫的覆蓋率（coverage）均大于97%,因此，研究結(jié)果可以代表樣本中微生

物的真實情況，表明利用微生物菌劑對辣椒疫病進(jìn)行防控不僅有助于顯著提高

辣椒根際土壤細(xì)菌的多樣性，而且也有利于顯著最高土壤細(xì)菌的豐富度。

2.2.2基于門分類水平的優(yōu)勢菌群分析基于門分類水平分析發(fā)現(xiàn)，A1?人(微

生物菌劑)、A?(多菌靈)、人(辣椒疫霉菌)、CK處理的辣椒根際土壤中共

有的優(yōu)勢細(xì)菌門有12個(圖1)。其中，變形菌門(Proteobacteria)細(xì)菌占

比最高，幅度在31.72%?37.73%之間；其他優(yōu)勢細(xì)菌中放線細(xì)菌門

(Actinobacteria)、酸桿菌門(Acidobacteria)、藍(lán)藻菌門

(Cyanobacteria)在各處理間的占比差異不大。但不同微生物菌劑處理均提高

了變形菌門、擬桿菌門(Bacteroidota)的占比，尤其是4和A,處理顯著提高

了變形菌門、擬桿菌門的豐富度；同時上處理改變了骸骨細(xì)菌門

(Patescibacteria)、厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門、芽單胞菌門

(Gemmatimonadota).粘細(xì)菌門(Myxococcota)的占比,其中嵌骨細(xì)菌門的

豐度顯著升高，而綠彎菌門(Chloreflexi)、厚壁菌門、擬桿菌門、芽單胞菌

門、粘細(xì)菌門的豐度明顯降低。

2.2.3基于科分類水平的優(yōu)勢菌群分析基于科分類水平分析發(fā)現(xiàn)(圖2),

Ai?4(微生物菌劑)、&(多菌靈)、&(辣椒疫霉菌)、CK處理的辣椒根際

土壤中組成占比大于通的優(yōu)勢細(xì)菌科有16個，還有占比小于設(shè)的未知菌科

(以others表示)。其中黃色桿菌科(Xanthobacteraceae)占比最高，嗝度

在5.36%?7.80%之間。而且黃色桿菌科、高溫單胞菌科(Thermo

monosporaceae)、微單抱菌科(Micromonosporaceae)、

Rhizobiales_Incertae_Sedis、芽單胞菌科(Gemmatimonadaccae)、

Devosiaceae,熱微菌科(Thermomicrobiaceae)、羅丹諾桿菌科

(Rhodanobacteraceae)、生絲微菌科(Hyphomicrobiaceae)、鞘脂單胞菌科

(Sphingomonadaceae)、類諾卡氏菌科(Nocardioidaceae)在Ai?An、Ax、CK

處理之間的占比差異不大。

Ai?AG與A?、A8.CK處理相比，在噬幾丁質(zhì)菌科(Chitinophagaceae),類固

醇桿菌科(Steroidobacteraceae)和微球菌科(Micrococcaceae)的粵富度均

有提高，尤其是4和A2處理，顯著提高微球菌科、噬幾丁質(zhì)菌科和類固醇桿菌

科的豐富度；A1?Ae與山、CK處理相比，降低了諾卡氏菌科(Nocardiaceae)

和類諾卡氏菌科的豐富度。小處理改變了類諾卡氏菌科的占比，與其他處理相

比，提高了類諾卡氏菌科的豐富度，而黃色桿菌科、諾卡氏菌科、高溫單抱菌

科、噬幾丁質(zhì)菌科、微單抱菌科、Rhizobiales_Incertae_Sedis^芽單胞菌

科、熱微菌科、羅丹諾桿菌科、生絲微菌科、鞘脂單胞菌科、類固醇桿菌科的

豐度均明顯降低。

2.2.4基于OTU水平的Venn圖分析Vonn圖主要用于統(tǒng)計多個樣本中所共有

和獨有的可操作性分類單元(operationaltaxonanicunits,OTU)數(shù)量。由

圖3可知，/I(枯草芽泡桿菌)、A2(哈茨木霉茵)、(多菌靈)、A8(辣椒

疫霉菌)和CK處理的辣椒根際土壤中細(xì)菌總OTU數(shù)量分別為3366、3379、

2994、3406和3365人。其中，共有的OTU有2032個，％、MA?、A8和CK

處理的辣椒根際士康中特有的細(xì)菌OTU數(shù)分別為112、128、70,118和100

個。由此結(jié)果表明，經(jīng)過兒、由處理增加了辣椒根際土壤中特有的優(yōu)勢細(xì)菌數(shù)

量，特有優(yōu)勢細(xì)菌豐富度和多樣性的提高可能是辣椒抗性提高的主要機(jī)制。A7

處理降低了土壤細(xì)菌豐富度和多樣性，長期使用可能會造成土壤細(xì)菌的豐富度

和多樣性持續(xù)降低，土壤微生態(tài)失衡，進(jìn)而可能引起土壤向易感病土壤發(fā)展的

趨勢。As處理也增加了特有的細(xì)菌數(shù)量，這些增加的菌群可能是引起細(xì)菌菌群

穩(wěn)態(tài)失調(diào)，與辣椒疫霉菌協(xié)同引起辣椒疫病持續(xù)發(fā)病的原因。

3討論

微生物菌劑藥效的穩(wěn)定性一直是研發(fā)者和使用者重點關(guān)注的問題，生防菌的活

菌數(shù)、制劑加工、使用方法以及田間環(huán)境因素等都可能影響農(nóng)用微生物菌劑的

作用效果［24-27］。肖小露［28］利用枯草芽抱桿筐B(yǎng)S193防治辣椒疫病，BS193

發(fā)酵液灌根后間隔0、24、48、72h后接種病原菌，9d后各處理的防治效果

分別為23.43%、41.25%、49.41%、51.44%,間隔48、72h后接種的防病效果

均顯著高于灌根后立即接種病原菌的處理。結(jié)果表明微生物菌劑需要一定時間

進(jìn)行定殖、繁殖或誘導(dǎo)作物產(chǎn)生抗性，才能更高效地防治靶標(biāo)病菌。本研究采

用灌根2次后間隔72h接種病原菌，使供試的6種微生物菌劑有充分的時間

進(jìn)行定殖和繁殖。但是，供試的6種微生物菌劑對辣椒疫病的防治效果仍有較

大差異，A.（IXlOtFU/g枯草芽泡桿菌微囊粒劑）和丸（1XlOtFU/g哈茨木

霉菌水分散粒劑）處理的防效較好，防治效果分別為85.58%和81.97%；A3

（5X10sCFU/g熒光假單胞桿菌顆粒劑）、A,（淡紫褐鏈霉菌NBF715粉劑）、

10s

A5（lX10CFU/g枯草芽匏桿菌可濕性粉劑）、鼠（3X10CFU/g哈茨木霉茵可

濕性粉劑）的防治效果分別為47.17%、49.12%、30.60%、39.86%。這些微生物

菌劑對辣椒疫病防效的差異性可能與其生防遺傳特性和藥劑劑型有關(guān)。席亞東

等［17］收集了30株木霉菌并對辣椒疫霉菌進(jìn)行防控研究，其中17株菌為同一

菌種（鉤狀木霉菌），平板對峙3d后抑菌率為0.09%?68.99%,施用木霉菌

后30d盆栽防控效果為17.90與?71.70%,該研究結(jié)果表明，相同菌種不同菌

株的生防效果存在差異，這可能與其生防遺傳特哇等有關(guān)。并且劑型對于生防

菌的活性至關(guān)重要，起著保護(hù)、稀釋或緩釋有效成分，優(yōu)化使用效果以及擴(kuò)大

使用范圍等作用，雖然生防菌具有生防效果，但其不溶于水將會使其喪失生防

效力，因此，生防菌需輔以助劑以保持其在分散或儲藏過程中的活性狀態(tài)

［29］o相關(guān)研究表明，枯草芽胞桿菌在水劑和可漏性粉劑中，芽抱會隨著儲存

期的延長，其存活率也逐漸降低，導(dǎo)致田間防效不穩(wěn)定［30］。MA等［31］研究表

明，微膠囊劑型的枯草芽泡桿菌在室溫條件下貯藏540d后，其存活率為

87.53%,顯著高于其可濕性粉劑的存活率（47.06%）o微膠囊劑是當(dāng)前農(nóng)藥新

劑型中技術(shù)含量最高的一種，具有抑制因多種環(huán)境因素（如光、熱、空氣、雨

水、土壤）和其他化學(xué)物質(zhì)等造成的分解和流失，提高藥劑的穩(wěn)定性和控制藥

效釋放等功能，從而提高藥劑的利用率，延長其特效期［32-33］。裴文亮等［34］

開展了木霉菌水分散粒劑熱儲穩(wěn)定試驗，以可濕，生粉劑木霉菌作為對照，經(jīng)過

熱貯處理后（54°C、14d）,木霉菌可濕性粉劑的存活率僅為50%,而木霉菌

水分散粒劑的存活率高達(dá)90%,由此可見，水分散粒劑對木霉菌袍子有很好的

保護(hù)作用，增加了藥效的穩(wěn)定性。水分散粒劑是一種可在水中迅速分散的劑

型，工藝技術(shù)含量也比可濕性粉劑高，其藥劑粒徑更小，在施用到作物或者是

防治靶標(biāo)上時，水分散粒劑更容易進(jìn)入作物體內(nèi)或抑制防治靶標(biāo)［29］。筆者就

我國已登記的枯草芽匏桿菌和木霉菌的劑型種類（截至2022年9月有效的單

劑）［35］進(jìn)行統(tǒng)計分析，可濕性粉劑占比為79.8%,水分散粒劑占7.1%,懸浮

劑占6.1%,顆粒劑占2.0胎其他占5.0%（微囊粒劑、水劑、水乳劑等），與

有益微生物的其他研究領(lǐng)域（如生防機(jī)理、生防菌篩選、生防菌培養(yǎng)等）相

比，國內(nèi)有關(guān)劑型的講究相對較薄弱，微生物菌劑殺菌劑劑型比較單一，主要

為可濕性粉劑。因此，建議加強(qiáng)農(nóng)用微生物殺菌劑劑型的相關(guān)基礎(chǔ)研究，并通

過新劑型的研發(fā)和原有劑型技術(shù)的優(yōu)化，提高微生物殺菌劑的防治效果，降低

其生產(chǎn)成本。本研究中，A1(1X108CFU/g枯草芽袍桿菌微囊粒劑)和用

(IXlOtFU/g哈茨木霉菌水分散粒劑)處理相對于其他4種微生物菌劑處理

的藥效穩(wěn)定性更好，這跟生防菌較好的生防特性和藥劑劑型有一定的相關(guān)性。

Ai和”處理具有較好的防治效果，防效均達(dá)80%以上，Ai處理與黃大野等［36］

利用lX10“CFU/g枯苣芽袍桿菌水分散粒劑通過盆栽試驗對辣椒疫病進(jìn)行防

治，防效為86.67%的紿果相當(dāng)。A?處理的防效與張量［37］利用5.43X10+FU/g

木霉菌可濕性粉劑對辣椒疫病的防治效果為83.89%的結(jié)果相當(dāng)。

優(yōu)良的微生物菌劑不僅具有良好的藥效穩(wěn)定性，應(yīng)還具有影響土壤微生物多樣

性的能力，其作為外源功能微生物可以通過改變土壤原有微生物群落的組成和

優(yōu)勢種群的數(shù)量繼而達(dá)到防控病害的效果［38-39］。葉旻碩等［18］、涂璇等［40］

在盆栽條件下，發(fā)現(xiàn)施用微生物菌劑和拮抗放線菌能影響辣椒根系微生物數(shù)量

并控制辣椒疫霉菌的生長繁殖，從而降低辣椒疫霉菌對根系的侵染。這些圻究

均與本研究結(jié)果一致，經(jīng)微生物菌劑處理的發(fā)病率均低于接種處理，同時本