王紅霞,楊傳倫,張心青,牟文杰,蔡穎輝,潘冬梅
(1.黃河三角洲京博化工研究院有限公司,山東 濱州 256500;2.京博農(nóng)化科技有限公司,山東 濱州 256500)
作為生活中的主要蔬菜作物之一,番茄()在我國(guó)種植面積非常廣泛,產(chǎn)量高。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年,我國(guó)番茄種植面積占全球番茄種植面積的21.84%,產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的35.79%,而且我國(guó)番茄的種植,在棚室栽培蔬菜中占地面積最大。由于棚室栽培高溫、高濕、低通風(fēng)等特有的環(huán)境,番茄常常暴發(fā)一些病毒性病害、細(xì)菌性病害和真菌性病害。番茄葉霉病,就是番茄常見(jiàn)的真菌性病害之一,致病菌為,其主要危害部位為番茄的葉片,影響其生理功能,嚴(yán)重時(shí)蔓延到莖、花和果子,進(jìn)而影響番茄產(chǎn)量。每年因?yàn)榉讶~霉病導(dǎo)致?lián)p失10%~25%的產(chǎn)量,有的地區(qū)甚至?xí)^收,其對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的危害非常巨大。
對(duì)于番茄病害的防治,越來(lái)越多的研究開(kāi)始擺脫化學(xué)藥的桎梏,向綠色環(huán)保的生物農(nóng)藥的方向發(fā)展。殼寡糖鋅(Cos-Zn),作為生物有機(jī)肥,不僅可以避免無(wú)機(jī)鋅肥被固定失效的缺點(diǎn),而且兼具殼寡糖和鋅肥兩者的優(yōu)點(diǎn),是近年來(lái)被開(kāi)發(fā)應(yīng)用到植物營(yíng)養(yǎng)和治病方面的藥肥兩用產(chǎn)品。殼寡糖鋅是殼寡糖糖鏈中的-OH和-NH與鋅結(jié)合,而形成的有機(jī)物螯合鋅,具有廣譜抑菌性和較好的防病、促生長(zhǎng)、提質(zhì)、增產(chǎn)的功效。作為可以調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的有機(jī)生物藥,殼寡糖鋅不僅可以避免無(wú)機(jī)鋅肥被固定失效的缺點(diǎn),而且兼具殼寡糖和鋅肥兩者的優(yōu)點(diǎn)。番茄苗生長(zhǎng)和生物量的積累直接影響番茄后期的生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)。鋅作為合成吲哚乙酸的必需元素,可以通過(guò)參與生長(zhǎng)素的代謝影響植物的光合作用,進(jìn)而影響植物根莖葉的生長(zhǎng)。鋅還可以作為酶的金屬活化劑,通過(guò)參與呼吸、氧化還原反應(yīng),以及核蛋白的合成等重要代謝過(guò)程,提高植物體SOD、POD的活性,提高植株的抗逆性。大量試驗(yàn)證實(shí),有機(jī)螯合態(tài)鋅肥比無(wú)機(jī)鋅肥的有效性更高。螯合態(tài)鋅比單質(zhì)鋅穩(wěn)定性更好;鋅的擴(kuò)散速度更快,更有利于根和植物吸收。虞鳳慧等發(fā)現(xiàn)殼寡糖鋅對(duì)黃瓜角斑病原菌、姜瘟病原菌、小麥赤霉病原菌等多種植物病原菌有較好的抑制作用,同時(shí)可以促進(jìn)番茄株高、莖粗的增長(zhǎng)。目前關(guān)于殼寡糖鋅在防治植物致病菌和調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)方面的應(yīng)用研究比較少,應(yīng)用范圍還比較局限,需要更多的應(yīng)用研究來(lái)拓寬使用范圍。
本試驗(yàn)通過(guò)殼寡糖鋅在番茄上的應(yīng)用研究,考察了不同濃度殼寡糖鋅對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)和葉綠素影響,以及其對(duì)番茄葉霉病的防治效果,為殼寡糖鋅的實(shí)際應(yīng)用提供參考。
1.1.1 供試藥劑 殼寡糖鋅,由黃河三角洲京博化工研究院有限公司提供。50%嘧菌酯懸浮劑,購(gòu)買(mǎi)自山東施高德植物營(yíng)養(yǎng)科技有限公司。
1.1.2 供試菌種 葉霉病病原菌:本試驗(yàn)室保存(山東省濱州市博興店子蔬菜大棚葉霉病病株中分離純化,并進(jìn)行菌種鑒定,確定其致病能力)。
1.1.3 番茄 品種為‘大柿子’(紅粉)。
1.1.4 培養(yǎng)基PDA培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,瓊脂17 g,蒸餾水1 000 mL,用于番茄葉霉病菌的培養(yǎng)。
1.1.5 葉霉病致病菌孢子懸浮液 先用PDA固體培養(yǎng)基培養(yǎng)葉霉病致病菌,直至產(chǎn)生病原菌孢子。用無(wú)菌水將孢子沖入無(wú)菌的三角瓶中,同時(shí)用4層紗布過(guò)濾。顯微鏡計(jì)數(shù),制成濃度為1.0×10個(gè)孢子·mL的懸浮液,備用。
1.2.1 育苗 選取番茄種子,種子經(jīng)催芽后播種于花盆中,盆內(nèi)育苗營(yíng)養(yǎng)土經(jīng)過(guò)滅菌處理,每盆生長(zhǎng)時(shí)間相同,肥水管理?xiàng)l件一致。待番茄苗長(zhǎng)出3~4葉株齡時(shí),分組進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
1.2.2 殼寡糖鋅對(duì)番茄生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量的影響 試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10株番茄苗。具體方法如下:待番茄苗長(zhǎng)出3~4葉株齡時(shí),分別噴施清水、0.6 g·L嘧菌酯、0.2 g·L殼寡糖鋅、0.4 g·L殼寡糖鋅、0.6 g·L殼寡糖鋅和0.8 g·L殼寡糖鋅3次,每次間隔7 d,最后1次施藥10 d后測(cè)量生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量。對(duì)所有處理組的番茄苗定量施肥和澆水,肥水管理?xiàng)l件一致。
1.2.3 殼寡糖鋅對(duì)番茄葉霉病預(yù)防效果的影響試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10株番茄苗。具體處理方法如下:選取長(zhǎng)勢(shì)一致的三葉一心期番茄幼苗進(jìn)行試驗(yàn)處理。將殼寡糖鋅分別稀釋到0.2、0.4、0.6、0.8 g·L4個(gè)濃度進(jìn)行處理,以噴施清水作為空白對(duì)照,以噴施0.6 g·L的嘧菌酯為陽(yáng)性對(duì)照。先用小型噴霧器對(duì)番茄葉片正反面均勻噴布,共噴施2次,每次間隔7 d,第2次噴施7 d后再接種濃度為1.0×10個(gè)孢子·mL的番茄葉霉病致病菌。處理過(guò)的番茄植株置于溫度25℃、濕度90%以上、正常光照環(huán)境中,培養(yǎng)10 d后調(diào)查結(jié)果,并計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。對(duì)所有處理組的番茄苗定量施肥和澆水,肥水管理?xiàng)l件一致。
1.2.4 殼寡糖鋅對(duì)番茄葉霉病治療效果的影響試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)10株番茄苗。具體處理方法如下:選取長(zhǎng)勢(shì)一致的三葉一心期番茄幼苗進(jìn)行試驗(yàn)處理。先接種濃度為1.0×10個(gè)孢子·mL的番茄葉霉病致病菌,處理過(guò)的番茄植株置于溫度25~30℃、濕度大于90%環(huán)境中培養(yǎng)。對(duì)所有處理組的番茄苗定量施肥和澆水,肥水管理?xiàng)l件一致。接種48 h后再噴施藥液,將殼寡糖鋅分別稀釋到0.2、0.4、0.6、0.8 g·L4個(gè)濃度進(jìn)行噴施,以噴施清水作為空白對(duì)照,以噴施0.6 g·L的嘧菌酯為陽(yáng)性對(duì)照。噴施2次,每次間隔7 d。第2次施藥10 d后調(diào)查結(jié)果,并計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。
1.2.5 番茄生長(zhǎng)指標(biāo)和干質(zhì)量 生長(zhǎng)指標(biāo):株高為子葉節(jié)到生長(zhǎng)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度,用直尺測(cè)定;根長(zhǎng)為子葉節(jié)到根末梢之間的長(zhǎng)度;莖粗為子葉節(jié)往上莖的三分之一處的直徑,用游標(biāo)卡尺測(cè)定。
干質(zhì)量:在105℃下殺青30 min后置于80℃的烘箱中下烘干至恒質(zhì)量,放入干燥器中冷卻到室溫后分別用千分之一電子天平稱質(zhì)量,再計(jì)算出單株干質(zhì)量。
1.2.6 葉綠素含量測(cè)定 參照丙酮-乙醇提取法。
1.2.7 病情調(diào)查及分析 番茄葉霉病防效試驗(yàn)參考NY/T 1156.10—2008(農(nóng)藥室內(nèi)生物測(cè)定試驗(yàn)準(zhǔn)則殺菌劑第10部分:防治灰霉病試驗(yàn)盆栽法)。
1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析 采用Microsoft Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖,采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析,采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行不同處理之間的差異顯著性分析。
殼寡糖鋅不同處理對(duì)番茄苗生長(zhǎng)的影響見(jiàn)表1。噴施3次后,殼寡糖鋅對(duì)番茄苗的株高、莖粗和根長(zhǎng)均表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用,且促進(jìn)作用的強(qiáng)弱與藥劑濃度存在較大依存關(guān)系。殼寡糖鋅濃度范圍在0.4~0.6g·L時(shí),其促生長(zhǎng)作用最為明顯,試驗(yàn)組株高、莖粗、根長(zhǎng)分別比對(duì)照組提高了34%~36%、21%~22%、53%~57%。
表1 殼寡糖鋅處理后對(duì)番茄生長(zhǎng)的作用
殼寡糖鋅對(duì)番茄苗干質(zhì)量的影響見(jiàn)表2。由表2可知,隨著殼寡糖鋅濃度的增加番茄苗地上、根和總干質(zhì)量均呈先增加后降低的趨勢(shì),其中在0.4~0.6 g·L濃度范圍時(shí)番茄苗的干質(zhì)量最高。地上、根和總干質(zhì)量較空白組分別增加68%、48%、66%。由此可見(jiàn),殼寡糖鋅對(duì)番茄苗生物量的積累具有顯著的促進(jìn)作用。
表2 不同處理對(duì)番茄苗生物量的影響
不同濃度的殼寡糖鋅對(duì)番茄幼苗葉綠素的影響見(jiàn)表3。由表3可知,噴施0.2~0.6 g·L濃度范圍的殼寡糖鋅后,番茄苗的葉綠素a和葉綠素b的含量均比空白對(duì)照有所提高。在0.2~0.6 g·L濃度范圍,葉綠素含量隨著殼寡糖鋅濃度的增加而增加,在0.6 g·L濃度,番茄苗葉綠素含量達(dá)到最高。繼續(xù)增加殼寡糖鋅的用量,葉綠素含量略有降低。在0.6 g·L濃度,嘧菌酯的葉綠素含量均比空白對(duì)照偏高,但是差距不顯著。與相同噴施量的殼寡糖鋅對(duì)比,葉綠素含量均偏低。
表3 不同處理對(duì)番茄苗葉綠素的影響
以上結(jié)果表明,一定濃度的殼寡糖鋅對(duì)番茄苗的生長(zhǎng)存在顯著的促進(jìn)作用,該作用隨著濃度的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)。
由表4可知,殼寡糖鋅施藥濃度0.2 g·L時(shí),番茄葉霉病的病情指數(shù)與對(duì)照相比差異不顯著;在0.4~0.8 g·L濃度范圍時(shí),番茄葉霉病的病情指數(shù)顯著低于對(duì)照,其中在濃度0.6 g·L時(shí),殼寡糖鋅對(duì)番茄葉霉病的防治效果達(dá)到80.88%。這表明,0.4~0.8 g·L濃度的殼寡糖鋅對(duì)番茄葉霉病有較好的預(yù)防作用。0.6 g·L的嘧菌酯對(duì)番茄葉霉病的有40.71%的防治效果,但是效果不顯著。
表4 殼寡糖鋅對(duì)番茄植株的病情指數(shù)和防治效果的影響
由表5可知,殼寡糖鋅施藥濃度0.4~0.8 g·L范圍時(shí),番茄葉霉病的病情指數(shù)顯著低于對(duì)照,其中在濃度0.6 g·L時(shí),殼寡糖鋅對(duì)番茄葉霉病的防治效果最高,達(dá)到71.02%。與0.6 g·L的嘧菌酯相比,對(duì)番茄葉霉病的防治效果偏低,但是差異不顯著(>0.05)。
表5 殼寡糖鋅對(duì)番茄植株的病情指數(shù)和防治效果的影響
研究發(fā)現(xiàn),殼寡糖鋅對(duì)番茄苗生長(zhǎng)和生物量的積累表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用,與理論相符。同時(shí),殼寡糖鋅對(duì)番茄苗生長(zhǎng)促進(jìn)作用的強(qiáng)弱與藥劑濃度存在較大依存關(guān)系,高濃度的殼寡糖促進(jìn)作用減弱,這與袁建平等和郭衛(wèi)華等的研究結(jié)果一致,證明殼寡糖鋅確實(shí)對(duì)番茄的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。研究還發(fā)現(xiàn),一定濃度的殼寡糖鋅,可提高番茄葉片中葉綠素的含量,但是高濃度時(shí)促進(jìn)作用會(huì)減弱。推測(cè)原因是殼寡糖鋅濃度偏高所致,這與孫卓等研究發(fā)現(xiàn)的鋅脅迫結(jié)果一致。
在抑菌方面,已有人證實(shí)殼寡糖鋅對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑制活性較好,且顯著優(yōu)于同濃度的殼寡糖處理效果。殼寡糖作為植物免疫的誘抗劑,以誘導(dǎo)子的形式誘導(dǎo)植物對(duì)病害產(chǎn)生有效的防御。低濃度范圍的殼寡糖可以激發(fā)植物的抗性反應(yīng),調(diào)節(jié)植物的免疫作用,從而增強(qiáng)植物的抗逆性和抗病性。已有研究證明,殼寡糖可以抑制番茄早疫病、煤霉病、葉霉病、枯萎病、晚疫病等致病菌的生長(zhǎng)。同時(shí),殼寡糖不僅可以通過(guò)影響菌體的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁來(lái)殺死菌體,還可以通過(guò)影響菌體中酶的活性來(lái)抑制菌體的生長(zhǎng)和繁殖,從而對(duì)多種農(nóng)作物上常見(jiàn)的病原細(xì)菌和病原真菌產(chǎn)生防治效果。
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),殼寡糖鋅對(duì)葉霉病菌同樣具有顯著的預(yù)防和治療作用,其預(yù)防作用更加顯著。研究結(jié)果與虞鳳慧等發(fā)現(xiàn)的殼寡糖鋅對(duì)大多數(shù)植物致病菌均有抑制作用一致。后續(xù),筆者將對(duì)殼寡糖鋅對(duì)葉霉病致病菌的抑菌機(jī)制還需開(kāi)展更深入的研究。