一種真菌型田間雜草抑制劑及其制備方法
【專利摘要】一種真菌型田間雜草抑制劑，是含有叢枝菌根真菌的土沙混合物，內含菌種孢子、被該菌侵染的根系和根外菌絲，叢枝菌根真菌為摩西球囊霉HDSF1，以玉米和白三葉草作為宿主繁殖摩西球囊霉，這種真菌型田間雜草抑制劑的生產是在其宿主植物根系進行的，其特點是勞動力成本低、不產生副產品、無需分離活性成分、無菌狀態容易保持及生產條件容易控制等特點，其施用量小，環境適應性強，對田間常見的五種雜草都有較強的抑制作用。
【專利說明】一種真菌型田間雜草抑制劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種真菌型田間雜草抑制劑，同時提供這種真菌型田間雜草抑制劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]雜草是農田生態系統中的重要組成部分，也是影響農作物生長并導致產量下降的重要因素之一。以水稻為例，每年由于雜草導致的水稻產量下降高達25%。在中國，稻田雜草為害面積為1500萬公頃，每年損失稻谷1000萬噸，損失率高達15%以上。具體原因是水稻秧田土含有較多的雜草種子，從而使得水稻秧田雜草種類多且發生密度大，水稻秧苗瘦弱、矮小、葉少且分蘗較少。為了使得水稻秧苗成為該生態系統中的優勢種群，農戶通過大量使用化學除草劑對雜草進行防除。而化學除草劑價格昂貴、且易導致環境污染、物種多樣性下降及水土流失等問題，因此開發環境友好的、可持續發展的、同時能夠維持甚至提高作物產量的生物雜草抑制劑迫在眉睫。
[0003]傳統的真菌除草劑專一性強，往往只能去除一種雜草。另外傳統的真菌除草劑的活性成分是真菌孢子，主要通過發酵技術進行生產，而發酵生產存在勞動力投資高、易產生副產品、孢子收集困難、無菌狀態保持困難及發酵條件缺乏控制等問題。鑒于其目標雜草單
一、專業技術要求高且需要專用設備進行生產的問題，傳統的真菌除草劑在中國水稻種植區的推廣應用存在一定困難。

【發明內容】

[0004]本發明正是為了克服上述不足，提供了一種真菌型田間雜草抑制劑。這種真菌型田間雜草抑制劑發揮作用的理論基礎是田間雜草和作物形成叢枝菌根的難易程度和對叢枝菌根的依賴程度不同。一方面，藜科、莧科和菊科雜草為軸根植物，此類植物難以形成叢枝菌根。對此類雜草,叢枝菌根真菌能夠穿過雜草的根系對其造成損傷,從而抑制其生長。另一方面，禾本科和早熟禾科雜草能夠在其根系形成叢枝菌根。然而，與作物對叢枝菌根的依賴程度相比，此類雜草其對叢枝菌根的依賴程度較低。作物的存在往往能夠誘導叢枝菌根真菌對此類雜草的抑制作用。在雜草、作物和叢枝菌根真菌共同存在時，叢枝菌根真菌的菌絲網絡將形成叢枝菌根的不同植物個體之間連接成一體，并通過這一網絡進行物質和信息的交流。而在物質和能量交流過程中，對叢枝菌根依賴程度低的植物(如禾本科和早熟禾科雜草)往往作為供體，而對叢枝菌根依賴程度高的植物(作物)往往作為受體。這一過程的最終結果是使較多的資源分配至作物，較少的資源分配至雜草，使雜草的生長受到抑制。
[0005]具體是這樣實施的:一種真菌型田間雜草抑制劑，是含有叢枝菌根真菌的土沙混合物，內含菌種孢子、被該菌侵染的根系和根外菌絲，其特征在于叢枝菌根真菌為摩西球囊霉HDSF1，以玉米和白三葉草作為宿主繁殖摩西球囊霉。采用的摩西球囊霉HDSFl是黑龍江大學在專利2009100723480公開的，其保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC N0.3012。白三葉草單獨作為宿主時繁殖得到的摩西球囊霉孢子少、菌絲多。玉米單獨作為宿主時繁殖得到的摩西球囊霉菌絲少但孢子多。二者共同作為宿主貝IJ可以增加摩西球囊霉繁殖體的類型和密度，促進菌劑的穩定性和侵染成功率。
[0006]另外，針對不同作物田間的雜草可以采用相應的作物作為附加宿主，即以玉米、白三葉草和田間種植作物作為宿主繁殖摩西球囊霉，以增加菌劑-宿主的親和性。
[0007]這種真菌型田間雜草抑制劑的制備方法，其步驟為:
一、培養基質的配制:以田間土壤、沙、蛭石混合配制的營養土為叢枝菌根菌劑基質，其中田間土壤、沙、蛭石的體積比例為2:5:3;
二、培養基質滅菌及盆缽消毒:基質121°C高壓蒸汽滅菌2h，培養盆缽洗凈后用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡30 min ；
三、宿主種子催芽:玉米、白三葉草或者玉米、白三葉草和田間種植作物種子用75%的酒精浸泡10 min，28°C催芽，70%種子露白即可；
四、加入促進劑:于無菌室內每盆缽先裝入6kg基質，之后每盆均勻拌入研磨成粉末后的幾丁質IOg ；
五、接種與播種:蒸餾水澆透，接種量為每個花盆20個叢枝菌根真菌孢子，均勻撒入已發芽的種子，覆蓋基質Ikg;
六、培養:出苗I周后每盆每種宿主留苗10株，培養時間為6周；
七、室溫保存:去掉宿主植物地上部分，回收基質及根系，自然風干，放置于通風、陰涼、干燥處保存。
[0008]這種真菌型田間雜草抑制劑的施用方式是在播種時期施加到田間，且在整個使用過程中避免殺真菌劑的使用。`
[0009]本發明一種真菌型田間雜草抑制劑的功能菌為叢枝菌根真菌，其孢子、菌絲、泡囊及含有菌絲的根段都有抑制雜草生長的能力。另外，這種真菌型田間雜草抑制劑的生產是在其宿主植物根系進行的，其特點是勞動力成本低、不產生副產品、無需分離活性成分、無菌狀態容易保持及生產條件容易控制等特點，其施用量小，環境適應性強，對田間常見的五種雜草都有較強的抑制作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為叢枝菌根真菌在水稻秧床不同植物根系的侵染狀況。
[0011]圖2為水稻秧床不同植物對叢枝菌根真菌的依賴程度。
[0012]圖3為本發明對水稻秧床雜草的總鮮重防效。
[0013]圖4為本發明對水稻秧床雜草的密度防效。
[0014]圖5為本發明對水稻秧床雜草的單株鮮重防效。
【具體實施方式】
[0015]一種真菌型田間雜草抑制劑，以抑制水稻秧床雜草為例，是含有叢枝菌根真菌的土沙混合物，內含菌種孢子、被該菌侵染的根系和根外菌絲,叢枝菌根真菌為摩西球囊霉HDSF1，采用玉米、白三葉草和水稻三種植物共同作為宿主繁殖摩西球囊霉。其中:叢枝菌根真菌為摩西球囊霉HDSFl，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC N0.3012。白三葉草種子購自沈陽邊坡植生袋廠(聯系電話:024-89150311 ;聯系地址:沈陽市蘇家屯區山茶街)。玉米和水稻種子購自黑龍江省種子公司學府路種子門市部(聯系電話:0451-1394814043 ;聯系地址:黑龍江省哈爾濱市南崗區學府路368號)。
[0016]其制備方法是:
一、培養基質的配制:由田間土壤、沙、蛭石(體積比例為2: 5: 3)組成的營養土為叢枝菌根菌劑基質；
二、培養基質滅菌及盆缽消毒:基質121°C高壓蒸汽滅菌2h，培養盆缽洗凈后用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡30 min ；
三、宿主種子催芽:玉米、白三葉草和水稻種子用75%的酒精浸泡10min，28°C催芽，70%種子露白即可； 四、加入促進劑:于無菌室內每盆缽先裝入6kg基質，之后每盆均勻拌入研磨成粉末后的幾丁質IOg ；
五、接種與播種:蒸餾水澆透，接種量為每個花盆20個叢枝菌根真菌孢子，均勻撒入已發芽的種子，覆蓋基質Ikg;
六、培養:出苗I周后每盆每種宿主留苗10株，培養時間為6周；
七、室溫保存:去掉宿主植物地上部分，回收基質及根系，自然風干作為原始叢枝菌根菌劑，放置于通風、陰涼、干燥處保存。
[0017]施用方法:施加上述真菌型田間雜草抑制劑的處理和不施加此雜草抑制劑兩個設置。每個設置3個重復，每個重復為6個育秧盤，各處理小區間隔50cm，小區四周用包裹塑料薄膜的磚塊隔離。先把育秧盤軟盤(子盤)放在硬盤(母盤)里，之后在軟盤內放過篩之后的秧床用土，并用木板刮平，厚度為2.5cm。每育秧盤均勻拌入一種真菌型田間雜草抑制劑250g。之后用噴壺在秧床上噴水2次，保證完全濕透。稱量40g發芽率達95%以上的水稻種子40g，均勻地撒入每一盤內，使三面入土，最后秧床覆土 0.5cm。之后按正常步驟進行播種和秧床管理。在管理過程中要避免殺菌劑的使用。6周后調查不同設置對五種秧床雜草的作用。
[0018]檢測結果如圖1所示，五種雜草和叢枝菌根真菌形成共生結構的難易程度不同。其中馬唐最易形成叢枝菌根結構，灰藜、凹頭莧和鱧腸不易形成叢枝菌根結構，而稗草和水稻形成菌根的能力相似；圖2表明在水稻秧床生態系統中，稗草、凹頭莧、馬唐和灰藜對叢枝菌根的依賴程度為負值，即叢枝菌根的存在不利于這些雜草的生長；圖3表明一種真菌型田間雜草抑制劑對五種秧田雜草都有鮮重防效，其對五種雜草鮮重防效從高到低排列順序為:灰藜〉凹頭莧~稗草〉馬唐〉鱧腸；圖4表明一種真菌型田間雜草抑制劑能夠通過降低雜草密度來緩解雜草和水稻之間對空間的競爭來實現除草的目的；圖5表明一種真菌型田間雜草抑制劑能夠通過降低雜草個體大小來實現抑制雜草生長的目的。
[0019]因此，本實施例的真菌型田間雜草抑制劑，在抑制水稻秧床雜草上，降低了水稻秧苗生產中化學除草劑的用量，降低了水稻秧苗的生產成本，同時減輕了對環境造成的負面影響。另外，該田間雜草抑制劑屬于環境友好型真菌制劑，施用量小，環境適應性好。在調查的五種雜草中，灰藜、凹頭莧和鱧腸是軸根植物(主根植物)，核心功能菌不易在其根部形成菌根結構，但其能夠穿過根系并造成損傷，從而抑制其生長。而馬唐和稗草同水稻一樣都為須根植物，能夠在其根系形成叢枝菌根。然而，與水稻對叢枝菌根的依賴程度相比，馬唐和稗草對叢枝菌根的依賴程度較低。馬唐、稗草和水稻三種植物不同個體之間通過叢枝菌根真菌的菌絲網絡將連接成一體，并通過這一網絡進行物質和信息的交流。在這一過程中，對叢枝菌根依賴程度低的馬唐和稗草獲得了較少的資源而被抑制。本發明一種真菌型田間雜草抑制劑對北方(黑龍江省雙城市)水稻秧田常見的稗草、凹頭莧、鱧腸、馬唐和灰藜的具有良好抑制效果， 有利于該真菌型田間雜草抑制劑在大范圍內推廣使用。
【權利要求】
1.一種真菌型田間雜草抑制劑，是含有叢枝菌根真菌的土沙混合物，內含菌種孢子、被該菌侵染的根系和根外菌絲，其特征在于叢枝菌根真菌為摩西球囊霉HDSF1，以玉米和白三葉草作為宿主繁殖摩西球囊霉。
2.根據權利要求1所述的一種真菌型田間雜草抑制劑，其特征在于針對不同作物田間的雜草采用相應的作物作為附加宿主，即以玉米、白三葉草和田間種植作物作為宿主繁殖摩西球囊霉。
3.根據權利要求2所述的一種真菌型田間雜草抑制劑，其特征在于以玉米、白三葉草和水稻作為宿主繁殖摩西球囊霉。
4.權利要求1-3之一所述的一種真菌型田間雜草抑制劑的制備方法，其特征在于步驟為: 一、培養基質的配制:以田間土壤、沙、蛭石混合配制的營養土為叢枝菌根菌劑基質，其中田間土壤、沙、蛭石的體積比例為2:5:3; 二、培養基質滅菌及盆缽消毒:基質121°C高壓蒸汽滅菌2h，培養盆缽洗凈后用0.1%的高錳酸鉀溶液浸泡30 min ； 三、宿主種子催芽:玉米、白三葉草或者玉米、白三葉草和田間種植作物種子用75%的酒精浸泡10 min，28°C催芽，70%種子露白即可； 四、加入促進劑:于無菌室內每盆缽先裝入6kg基質，之后每盆均勻拌入研磨成粉末后的幾丁質IOg ； 五、接種與播種:蒸餾水澆 透，接種量為每個花盆20個叢枝菌根真菌孢子，均勻撒入已發芽的種子，覆蓋基質Ikg; 六、培養:出苗I周后每盆每種宿主留苗10株，培養時間為6周； 七、室溫保存:去掉宿主植物地上部分，回收基質及根系，自然風干，放置于通風、陰涼、干燥處保存。
【文檔編號】A01N63/04GK103814953SQ201410011819
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年1月11日 優先權日:2014年1月11日
【發明者】王立, 張淑娟, 馬放, 張雪, 劉貴祥, 姜曉峰, 李世陽, 王金娜 申請人:哈爾濱工業大學宜興環保研究院