一种真菌型田间杂草抑制剂及其制备方法
【专利摘要】一种真菌型田间杂草抑制剂，是含有丛枝菌根真菌的土沙混合物，内含菌种孢子、被该菌侵染的根系和根外菌丝，丛枝菌根真菌为摩西球囊霉HDSF1，以玉米和白三叶草作为宿主繁殖摩西球囊霉，这种真菌型田间杂草抑制剂的生产是在其宿主植物根系进行的，其特点是劳动力成本低、不产生副产品、无需分离活性成分、无菌状态容易保持及生产条件容易控制等特点，其施用量小，环境适应性强，对田间常见的五种杂草都有较强的抑制作用。
【专利说明】一种真菌型田间杂草抑制剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种真菌型田间杂草抑制剂，同时提供这种真菌型田间杂草抑制剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]杂草是农田生态系统中的重要组成部分，也是影响农作物生长并导致产量下降的重要因素之一。以水稻为例，每年由于杂草导致的水稻产量下降高达25%。在中国，稻田杂草为害面积为1500万公顷，每年损失稻谷1000万吨，损失率高达15%以上。具体原因是水稻秧田土含有较多的杂草种子，从而使得水稻秧田杂草种类多且发生密度大，水稻秧苗瘦弱、矮小、叶少且分蘖较少。为了使得水稻秧苗成为该生态系统中的优势种群，农户通过大量使用化学除草剂对杂草进行防除。而化学除草剂价格昂贵、且易导致环境污染、物种多样性下降及水土流失等问题，因此开发环境友好的、可持续发展的、同时能够维持甚至提高作物产量的生物杂草抑制剂迫在眉睫。
[0003]传统的真菌除草剂专一性强，往往只能去除一种杂草。另外传统的真菌除草剂的活性成分是真菌孢子，主要通过发酵技术进行生产，而发酵生产存在劳动力投资高、易产生副产品、孢子收集困难、无菌状态保持困难及发酵条件缺乏控制等问题。鉴于其目标杂草单
一、专业技术要求高且需要专用设备进行生产的问题，传统的真菌除草剂在中国水稻种植区的推广应用存在一定困难。
【发明内容】
[0004]本发明正是为了克服上述不足，提供了一种真菌型田间杂草抑制剂。这种真菌型田间杂草抑制剂发挥作用的理论基础是田间杂草和作物形成丛枝菌根的难易程度和对丛枝菌根的依赖程度不同。一方面，藜科、苋科和菊科杂草为轴根植物，此类植物难以形成丛枝菌根。对此类杂草,丛枝菌根真菌能够穿过杂草的根系对其造成损伤,从而抑制其生长。另一方面，禾本科和早熟禾科杂草能够在其根系形成丛枝菌根。然而，与作物对丛枝菌根的依赖程度相比，此类杂草其对丛枝菌根的依赖程度较低。作物的存在往往能够诱导丛枝菌根真菌对此类杂草的抑制作用。在杂草、作物和丛枝菌根真菌共同存在时，丛枝菌根真菌的菌丝网络将形成丛枝菌根的不同植物个体之间连接成一体，并通过这一网络进行物质和信息的交流。而在物质和能量交流过程中，对丛枝菌根依赖程度低的植物(如禾本科和早熟禾科杂草)往往作为供体，而对丛枝菌根依赖程度高的植物(作物)往往作为受体。这一过程的最终结果是使较多的资源分配至作物，较少的资源分配至杂草，使杂草的生长受到抑制。
[0005]具体是这样实施的:一种真菌型田间杂草抑制剂，是含有丛枝菌根真菌的土沙混合物，内含菌种孢子、被该菌侵染的根系和根外菌丝，其特征在于丛枝菌根真菌为摩西球囊霉HDSF1，以玉米和白三叶草作为宿主繁殖摩西球囊霉。采用的摩西球囊霉HDSFl是黑龙江大学在专利2009100723480公开的，其保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC N0.3012。白三叶草单独作为宿主时繁殖得到的摩西球囊霉孢子少、菌丝多。玉米单独作为宿主时繁殖得到的摩西球囊霉菌丝少但孢子多。二者共同作为宿主贝IJ可以增加摩西球囊霉繁殖体的类型和密度，促进菌剂的稳定性和侵染成功率。
[0006]另外，针对不同作物田间的杂草可以采用相应的作物作为附加宿主，即以玉米、白三叶草和田间种植作物作为宿主繁殖摩西球囊霉，以增加菌剂-宿主的亲和性。
[0007]这种真菌型田间杂草抑制剂的制备方法，其步骤为:
一、培养基质的配制:以田间土壤、沙、蛭石混合配制的营养土为丛枝菌根菌剂基质，其中田间土壤、沙、蛭石的体积比例为2:5:3;
二、培养基质灭菌及盆钵消毒:基质121°C高压蒸汽灭菌2h，培养盆钵洗净后用0.1%的高锰酸钾溶液浸泡30 min ；
三、宿主种子催芽:玉米、白三叶草或者玉米、白三叶草和田间种植作物种子用75%的酒精浸泡10 min，28°C催芽，70%种子露白即可；
四、加入促进剂:于无菌室内每盆钵先装入6kg基质，之后每盆均匀拌入研磨成粉末后的几丁质IOg ；
五、接种与播种:蒸馏水浇透，接种量为每个花盆20个丛枝菌根真菌孢子，均匀撒入已发芽的种子，覆盖基质Ikg;
六、培养:出苗I周后每盆每种宿主留苗10株，培养时间为6周；
七、室温保存:去掉宿主植物地上部分，回收基质及根系，自然风干，放置于通风、阴凉、干燥处保存。
[0008]这种真菌型田间杂草抑制剂的施用方式是在播种时期施加到田间，且在整个使用过程中避免杀真菌剂的使用。`
[0009]本发明一种真菌型田间杂草抑制剂的功能菌为丛枝菌根真菌，其孢子、菌丝、泡囊及含有菌丝的根段都有抑制杂草生长的能力。另外，这种真菌型田间杂草抑制剂的生产是在其宿主植物根系进行的，其特点是劳动力成本低、不产生副产品、无需分离活性成分、无菌状态容易保持及生产条件容易控制等特点，其施用量小，环境适应性强，对田间常见的五种杂草都有较强的抑制作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为丛枝菌根真菌在水稻秧床不同植物根系的侵染状况。
[0011]图2为水稻秧床不同植物对丛枝菌根真菌的依赖程度。
[0012]图3为本发明对水稻秧床杂草的总鲜重防效。
[0013]图4为本发明对水稻秧床杂草的密度防效。
[0014]图5为本发明对水稻秧床杂草的单株鲜重防效。
【具体实施方式】
[0015]一种真菌型田间杂草抑制剂，以抑制水稻秧床杂草为例，是含有丛枝菌根真菌的土沙混合物，内含菌种孢子、被该菌侵染的根系和根外菌丝,丛枝菌根真菌为摩西球囊霉HDSF1，采用玉米、白三叶草和水稻三种植物共同作为宿主繁殖摩西球囊霉。其中:丛枝菌根真菌为摩西球囊霉HDSFl，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC N0.3012。白三叶草种子购自沈阳边坡植生袋厂(联系电话:024-89150311 ;联系地址:沈阳市苏家屯区山茶街)。玉米和水稻种子购自黑龙江省种子公司学府路种子门市部(联系电话:0451-1394814043 ;联系地址:黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路368号)。
[0016]其制备方法是:
一、培养基质的配制:由田间土壤、沙、蛭石(体积比例为2: 5: 3)组成的营养土为丛枝菌根菌剂基质；
二、培养基质灭菌及盆钵消毒:基质121°C高压蒸汽灭菌2h，培养盆钵洗净后用0.1%的高锰酸钾溶液浸泡30 min ；
三、宿主种子催芽:玉米、白三叶草和水稻种子用75%的酒精浸泡10min，28°C催芽，70%种子露白即可； 四、加入促进剂:于无菌室内每盆钵先装入6kg基质，之后每盆均匀拌入研磨成粉末后的几丁质IOg ；
五、接种与播种:蒸馏水浇透，接种量为每个花盆20个丛枝菌根真菌孢子，均匀撒入已发芽的种子，覆盖基质Ikg;
六、培养:出苗I周后每盆每种宿主留苗10株，培养时间为6周；
七、室温保存:去掉宿主植物地上部分，回收基质及根系，自然风干作为原始丛枝菌根菌剂，放置于通风、阴凉、干燥处保存。
[0017]施用方法:施加上述真菌型田间杂草抑制剂的处理和不施加此杂草抑制剂两个设置。每个设置3个重复，每个重复为6个育秧盘，各处理小区间隔50cm，小区四周用包裹塑料薄膜的砖块隔离。先把育秧盘软盘(子盘)放在硬盘(母盘)里，之后在软盘内放过筛之后的秧床用土，并用木板刮平，厚度为2.5cm。每育秧盘均匀拌入一种真菌型田间杂草抑制剂250g。之后用喷壶在秧床上喷水2次，保证完全湿透。称量40g发芽率达95%以上的水稻种子40g，均匀地撒入每一盘内，使三面入土，最后秧床覆土 0.5cm。之后按正常步骤进行播种和秧床管理。在管理过程中要避免杀菌剂的使用。6周后调查不同设置对五种秧床杂草的作用。
[0018]检测结果如图1所示，五种杂草和丛枝菌根真菌形成共生结构的难易程度不同。其中马唐最易形成丛枝菌根结构，灰藜、凹头苋和鳢肠不易形成丛枝菌根结构，而稗草和水稻形成菌根的能力相似；图2表明在水稻秧床生态系统中，稗草、凹头苋、马唐和灰藜对丛枝菌根的依赖程度为负值，即丛枝菌根的存在不利于这些杂草的生长；图3表明一种真菌型田间杂草抑制剂对五种秧田杂草都有鲜重防效，其对五种杂草鲜重防效从高到低排列顺序为:灰藜〉凹头苋~稗草〉马唐〉鳢肠；图4表明一种真菌型田间杂草抑制剂能够通过降低杂草密度来缓解杂草和水稻之间对空间的竞争来实现除草的目的；图5表明一种真菌型田间杂草抑制剂能够通过降低杂草个体大小来实现抑制杂草生长的目的。
[0019]因此，本实施例的真菌型田间杂草抑制剂，在抑制水稻秧床杂草上，降低了水稻秧苗生产中化学除草剂的用量，降低了水稻秧苗的生产成本，同时减轻了对环境造成的负面影响。另外，该田间杂草抑制剂属于环境友好型真菌制剂，施用量小，环境适应性好。在调查的五种杂草中，灰藜、凹头苋和鳢肠是轴根植物(主根植物)，核心功能菌不易在其根部形成菌根结构，但其能够穿过根系并造成损伤，从而抑制其生长。而马唐和稗草同水稻一样都为须根植物，能够在其根系形成丛枝菌根。然而，与水稻对丛枝菌根的依赖程度相比，马唐和稗草对丛枝菌根的依赖程度较低。马唐、稗草和水稻三种植物不同个体之间通过丛枝菌根真菌的菌丝网络将连接成一体，并通过这一网络进行物质和信息的交流。在这一过程中，对丛枝菌根依赖程度低的马唐和稗草获得了较少的资源而被抑制。本发明一种真菌型田间杂草抑制剂对北方(黑龙江省双城市)水稻秧田常见的稗草、凹头苋、鳢肠、马唐和灰藜的具有良好抑制效果， 有利于该真菌型田间杂草抑制剂在大范围内推广使用。
【权利要求】
1.一种真菌型田间杂草抑制剂，是含有丛枝菌根真菌的土沙混合物，内含菌种孢子、被该菌侵染的根系和根外菌丝，其特征在于丛枝菌根真菌为摩西球囊霉HDSF1，以玉米和白三叶草作为宿主繁殖摩西球囊霉。
2.根据权利要求1所述的一种真菌型田间杂草抑制剂，其特征在于针对不同作物田间的杂草采用相应的作物作为附加宿主，即以玉米、白三叶草和田间种植作物作为宿主繁殖摩西球囊霉。
3.根据权利要求2所述的一种真菌型田间杂草抑制剂，其特征在于以玉米、白三叶草和水稻作为宿主繁殖摩西球囊霉。
4.权利要求1-3之一所述的一种真菌型田间杂草抑制剂的制备方法，其特征在于步骤为: 一、培养基质的配制:以田间土壤、沙、蛭石混合配制的营养土为丛枝菌根菌剂基质，其中田间土壤、沙、蛭石的体积比例为2:5:3; 二、培养基质灭菌及盆钵消毒:基质121°C高压蒸汽灭菌2h，培养盆钵洗净后用0.1%的高锰酸钾溶液浸泡30 min ； 三、宿主种子催芽:玉米、白三叶草或者玉米、白三叶草和田间种植作物种子用75%的酒精浸泡10 min，28°C催芽，70%种子露白即可； 四、加入促进剂:于无菌室内每盆钵先装入6kg基质，之后每盆均匀拌入研磨成粉末后的几丁质IOg ； 五、接种与播种:蒸馏水浇 透，接种量为每个花盆20个丛枝菌根真菌孢子，均匀撒入已发芽的种子，覆盖基质Ikg; 六、培养:出苗I周后每盆每种宿主留苗10株，培养时间为6周； 七、室温保存:去掉宿主植物地上部分，回收基质及根系，自然风干，放置于通风、阴凉、干燥处保存。
【文档编号】A01N63/04GK103814953SQ201410011819
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月11日 优先权日:2014年1月11日
【发明者】王立, 张淑娟, 马放, 张雪, 刘贵祥, 姜晓峰, 李世阳, 王金娜 申请人:哈尔滨工业大学宜兴环保研究院