水楊酸不同施用方式對誘導煙草抗病性的影響

王　錚,　顧毓敏,　潘義宏,　李興勇,　李　彪,　鄭　武,　邵小東

(1. 上海煙草集團有限責任公司, 上?！?00082; 2. 云南瑞升煙草技術(集團)有限公司,昆明　650106; 3. 云南紅河州煙草公司瀘西分公司, 瀘西　652409)

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水楊酸不同施用方式對誘導煙草抗病性的影響

王錚1,顧毓敏1,潘義宏2*,李興勇3,李彪2,鄭武2,邵小東3

(1. 上海煙草集團有限責任公司, 上海200082; 2. 云南瑞升煙草技術(集團)有限公司,昆明650106; 3. 云南紅河州煙草公司瀘西分公司, 瀘西652409)

本研究比較了以0.25、0.50和0.75 mol/L水楊酸(SA)進行噴施、穿刺和化學農藥防治煙草病害對田間煙草抗病性的影響。結果表明:外源噴施SA和吸附SA插簽兩種給藥方式均能誘導煙草產生對煙草番茄斑萎病、黑脛病、普通花葉病、野火病和赤星病的抗性。SA誘導的抗性具有廣譜性,且防效隨著施用濃度的增加而增加,在0.75 mol/L時達到最大。相同濃度下,SA穿刺處理對煙草的抗性誘導較噴施處理更佳。處理后,隨時間的推移,噴施SA處理抗性誘導呈逐漸降低的趨勢,而SA穿刺處理,對煙株的抗性誘導作用在處理后第20～30 天達到最大,在后期對煙草番茄斑萎病、野火病以及赤星病的抗性誘導作用顯著高于對照(P<0.05)。綜合分析表明,SA穿刺施藥技術對煙株病害具有廣譜性、持久性以及安全性等特點,能保持高抗性誘導作用40 d以上,并能有效減少農藥使用量和次數,降低煙葉原料農藥殘留,具有較好的推廣應用價值。

煙草;病害;水楊酸;穿刺;誘導抗性

研究發現煙草病蟲害引起的煙草損失占所有損失的80%以上,嚴重制約著煙草行業的發展[1]。目前煙草病害的防治以化學農藥為主,其不僅有較高的防治成本,而且長期頻繁使用化學農藥會導致病菌產生抗藥性、增加煙葉原料中的農藥殘留、污染環境以及破壞生態系統中生物的多樣性和相互平衡關系等一系列問題[2]。隨著人們生活質量的提高,對煙葉安全性的需求日漸增長,尋找新的無污染、無公害的病害防治方法迫在眉睫。農藥緩釋劑型的研究是目前農藥使用方式方法研究的熱點和重點,也是未來發展的方向和趨勢[3]。

植物內源水楊酸(SA)是誘導植物產生系統獲得抗性(SAR)的信號物質,它在植物體內具有多種生理調節作用,外源SA處理同樣可以誘導多種植物對病害產生抗性。例如外源水楊酸能夠誘導煙草對煙草普通花葉病[4-7]、黑脛病[8]、野火病[9]等常見病害的抗性,減少病害對煙草造成的損失。

為了減少有毒化學農藥在煙草上的使用,一定程度上降低煙葉原料農藥殘留,本研究擬通過用竹簽吸附一定濃度抗逆誘導劑(SA)后,在煙株生長的團棵期,直接在煙株莖部插簽,通過緩慢釋放SA,誘導煙株產生抗病性,實現對煙草病害的有效防治。目前,通過吸附SA后插簽防治煙草病害的研究未見報道。因此,本研究針對幾種常見煙草病害，比較了不同濃度水楊酸(SA)噴施、穿刺處理和常規化學農藥防治的效果,旨在篩選出較優的施藥方式,為新型綠色施藥方式在煙草中的應用提供一定理論基礎和借鑒。

1　材料與方法

1.1供試地點及品種

以云南省紅河州的植煙區瀘西中樞為研究地點,采用不同濃度的SA進行穿刺和噴施處理,以當地化學農藥防治為常規對照,不施用殺菌劑為空白對照,每處理100株煙,重復3次,每10 d調查1次,供試品種為‘云87’。煙草番茄斑萎病(病原為番茄斑萎病毒Tomatospottedwiltvirus)和煙草普通花葉病(病原為煙草花葉病毒Tobaccomosaicvirus)的化學對照藥劑為8%寧南霉素水劑,30 g/667m2,以1 600倍液噴霧;煙草黑脛病[病原為煙草黑脛病菌Phytophthoraparasiticavar.nicotianae(Breda de Haan)Tucker]的化學對照藥劑為48%霜霉·絡氨銅水劑,30 g/667m2,以1 200～1 500倍液于莖基部澆施;煙草野火病[病原為丁香假單胞桿菌煙草致病變種Pseudomonassyringaepv.tabaci(WolfetFoster) Young,DyeetWilkie]的化學對照藥劑為77%硫酸銅鈣可濕性粉劑,80 g/667m2,以600倍液噴施;煙草赤星病[病原為鏈格孢菌Alternariaalternata(Fries) Keissler]的化學對照藥劑為40%菌核凈可濕性粉劑,100～130 g/667m2,稀釋400～600倍噴霧。5種病害均為當地植煙區煙株上自然發生的病害。

1.2穿刺藥簽的制備

將水楊酸(SA)用無水乙醇稀釋成0.25、0.50和0.75 mol/L,分別將長45～50 mm,直徑1.8～2.2 mm,一端尖銳的竹簽在上述溶液中浸泡24 h以上,待無水乙醇揮發干即得到不同濃度的穿刺藥簽。

1.3使用時期及使用方法

于煙株團棵期,將制備的藥簽插入煙株莖部距地面10 cm處,插簽時嚴格按照先插健康煙株后插感病煙株的順序,防止健康煙株被感染。

1.4病害調查及樣品檢測

調查和記錄各處理區各時間段煙株番茄斑萎病、黑脛病、普通花葉病、野火病和赤星病的病株數和病級。具體調查參照煙草病蟲害分級及調查方法(GB/T 23222-2008)[10]。

1.5數據分析

數據分析用 SPSS 13.0軟件進行單因素方差分析,并采用 Tukey’s HSD 法進行多重比較。差異顯著性水平α=0.05。

煙株發病率(%)=病株數/調查總株數×100;病情指數=∑(各級病株數×相應病級值) /(調查總株數×最高級值)×100;防效(%)=(清水區病情指數-防治區病情指數)/清水區病情指數×100。

2　結果與分析

2.1水楊酸不同施藥方式對煙草番茄斑萎病的防治效果

表1所示為SA不同施藥方式對煙草番茄斑萎病的防治效果,從表中可看出,不同濃度SA噴施處理對煙草番茄斑萎病有一定防效,隨著噴施濃度的增加,對番茄斑萎病的防效逐漸增強,至0.75 mol/L時防效最佳,達到23.08%,但與化學藥劑對照無顯著差異(P>0.05);從防效持續時間來看,噴施處理后各濃度SA對番茄斑萎病的防效均隨時間延長逐漸下降,0.75 mol/L SA的防效從6月27日的23.08%下降到7月27日的10.53%。不同濃度SA穿刺處理對煙草番茄斑萎病有一定防效,且藥效持續時間長、穩定,防效優于化學防治。在3個濃度處理中,0.75 mol/L處理效果最優,該處理防效從7月7日開始顯著高于化學防治(P<0.05),在施藥后第30天(7月17日)達到最高,為30.25%,到第40天仍能保持27.19%的防治效果。而化學防治在施藥后第10天防效達到最佳,為27.88%,但隨著時間推移,防效逐漸降低,到第40天,防效下降至13.16%。

表1　水楊酸不同施藥方式對煙草番茄斑萎病的防治效果1)

1) 表中病情指數為平均值±標準差。同列數據后不同小寫字母表示防效間存在顯著差異(P<0.05)。下同。

Data in the table are mean±SD. The different small letters in the same column indicate significant difference(P<0.05). The same below.

2.2水楊酸不同施藥方式對煙草黑脛病的防治效果

表2所示為SA不同施藥方式對煙草黑脛病的防治效果,從表中可看出,不同濃度SA噴施對煙草黑脛病有一定防效,隨著噴施濃度的增加,對黑脛病的防效逐漸增強,至0.75 mol/L時防效最佳,達到25.37%,但顯著低于化學藥劑對照的防效(P<0.05);從防效持續時間來看,噴施處理后,各濃度SA對黑脛病的防效均隨時間延長逐漸減弱,0.75 mol/L SA的防效從6月27日的25.37%下降到7月27日的15.79%。不同濃度SA穿刺處理對煙草黑脛病均有一定的防治效果,濃度為0.75 mol/L時第20 天達到最佳,為38.27%。穿刺處理的藥效持續時間長、穩定,防效在第30天后與化學防治無顯著差異(P>0.05)。

2.3水楊酸不同施藥方式對煙草普通花葉病的防治效果

表3所示為SA不同施藥方式對煙草普通花葉病的防治效果,從表中可看出,不同濃度SA噴施處理對煙草普通花葉病的防治效果一般,0.50 mol/L處理防效最佳,達到32.00%,但防效顯著低于化學防治(P<0.05);從防效持續時間來看,噴施處理后SA防效逐漸減弱,從6月27日的32.00%(SA噴施濃度為0.50 mol/L)下降到7月27日的13.16%(SA噴施濃度為0.75 mol/L)。不同濃度SA穿刺處理對煙草普通花葉病均有一定的防治效果,在給藥濃度為0.75 mol/L時第20天達到最佳防效(39.56%),穿刺處理的藥效持續時間長、穩定,并在第30 天后與化學防治無顯著差異(P>0.05)。

2.4水楊酸不同施藥方式對煙草野火病的防治效果

表4所示為SA不同施藥方式對煙草野火病的防治效果,從表中可看出,不同濃度SA噴施處理對煙草野火病的防治效果一般,0.75 mol/L處理防效最佳(22.58%),但顯著低于化學防治(P<0.05);從防效持續時間來看,噴施處理后，水楊酸對野火病的防效隨時間延長逐漸減弱,0.75 mol/L SA的防效從6月27日的22.58%下降到7月27日的10.53%。不同濃度SA穿刺處理對煙草野火病的防治效果良好,0.75 mol/L處理效果最優,在施藥后第20天(7月7日)防效達到最高,為50.00%,到第40天仍能保持47.37%的防治效果,且顯著優于化學防治(P<0.05)。

表2　水楊酸不同施藥方式對煙草黑脛病的防治效果

表3　水楊酸不同施藥方式對煙草普通花葉病的防治效果

2.5水楊酸不同施藥方式對煙草赤星病的防治效果

表5所示為SA不同施藥方式對煙草赤星病的防治效果,從表中可看出,不同濃度SA噴施處理對煙草赤星病均有一定的防效,在0.75 mol/L下防效最佳(30.77%),但防效顯著低于化學防治(P<0.05);從防效持續時間來看,噴施處理后，不同濃度SA對赤星病的防效隨時間延長而逐漸減弱,0.75 mol/L SA的防效從6月27日的30.77%下降到7月27日的15.94%。不同濃度SA穿刺處理對煙草赤星病的防治效果良好,在3個濃度處理中,0.75 mol/L處理效果最優,在施藥后的第30天(7月17日)防效達到最高,為43.75%,第30天后,防治效果顯著優于化學防治(P<0.05),表現出較好的持續性和穩定性。

表4　水楊酸不同施藥方式對煙草野火病的防治效果

表5　水楊酸不同施藥方式對煙草赤星病的防治效果

3　討論與結論

劉太國等[11]的研究發現,應用外源SA可以比較有效地誘導煙草抗病品種對病毒病產生抗病性。趙明敏[7]的研究表明,外源施加SA能有效增強煙草對普通花葉病的抗性。本研究中,外源噴施SA和吸附SA穿刺兩種給藥方式處理均對不同生長時期的煙草病毒病(番茄斑萎病和普通花葉病)、真菌病(黑脛病和赤星病)和細菌病(野火病)有一定防效,表現出廣譜性。研究發現SA不僅是植物產生過敏反應(hypersensitive response, HR)和系統獲得抗性(systemic acquired resistance, SAR)所必需,而且也是病原物侵染植物后活化一系列防衛反應信號傳遞過程中的重要組成部分,且SA誘導植物發生過敏反應之后使其獲得對病原物的廣譜抗性,能同時對若干真菌、細菌、病毒所致病害產生抑制作用[5]。沈文飚等認為SA使植物獲得抗性主要是由于其在植物體內能通過抑制過氧化氫酶的活性,使植物體內活性氧積累,從而提高植物的抗病性[12]。

程小龍研究發現,外源施加SA能提高煙株對青枯病的抗性,并且在一定濃度范圍內,煙株對青枯病的抗性隨水楊酸濃度增加而增強[13]。本研究采用噴施和穿刺兩種方式施用SA均對煙葉病害起到一定的防治效果,且防效隨著SA濃度的增加而增加。說明煙葉表面和煙株莖均能吸收水楊酸。相同濃度下，SA穿刺處理對煙草病害防效更佳,說明穿刺處理更有利于煙株對水楊酸的吸收,提高植物抗病性。徐擎等研究表明,SA進入植物體后在葡萄糖轉移酶的作用下與葡萄糖結合形成葡萄糖水楊酸,能在植物韌皮部中運輸,其中重要的兩種衍生物乙酰水楊酸(ASA)和水楊酸甲酯 (MeSA)在植物體內轉化為游離SA發揮重要作用[14]。研究中藥簽直接作用于煙株韌皮部和木質部,更有利于SA在煙株中的運輸和轉化。

本研究中噴施SA處理對煙草病害的防效均低于穿刺處理,且隨時間的推移呈逐漸降低的趨勢,而SA穿刺處理,在處理后第10天對煙草病害防效較差,顯著低于化學農藥的防治效果(P<0.05),但在穿刺后的第20～30天能達到最大防效,并能持續穩定保持較高的防效,在后期的防效顯著高于化學農藥防治效果(P<0.05)。研究表明,植物在受到物理或化學刺激后會產生一定的系統抗性,并在植物體內存在一定時期,之后抗性逐漸消失,只有持續不斷地刺激才能使植物整個生育期都可能存在系統抗性[13]。這可能是導致本研究中外源一次性噴施SA后防效逐漸減弱的原因。而穿刺后SA能持續穩定地從藥簽中向煙株緩慢釋放,持續對煙株刺激,最終保持防效的穩定、持久。吳獻忠等研究認為誘導劑從開始誘導到植物產生抗性需要一定的時間間隔,且從獲得抗性到達到最大抗性一般需要7～10 d[15]。本研究噴施SA對病害防效在第10天達到最高,與前人研究結果一致。但SA穿刺對病害防效在20～30 d才達到最佳,這可能與SA從藥簽上釋放緩慢以及進入煙株莖稈后運輸較為緩慢有關。

總體上看,SA穿刺處理對煙草病害的防效高于噴施處理,與化學農藥防治相比,SA穿刺處理前期防效顯著低于化學防治,在中后期接近或高于化學藥劑的防效,其中在穿刺處理后第40 天對煙草番茄斑萎病、野火病以及赤星病的防效顯著高于SA噴施處理以及化學防治(P<0.05)，說明SA穿刺對煙株病害具有廣譜性、持久性以及安全性等特點,并能有效減少農藥使用量和次數,具有較好的推廣應用價值。但所有穿刺處理對煙株病害的防治效果均沒有超過50%,如何通過改良吸附材料、優化出最佳施藥濃度以及深入開展吸附藥劑的品種、劑型等方面的研究,提高穿刺施藥方式對煙草病害的防效,實現推廣應用,將是今后研究的重點和方向,也是現代綠色農業發展的必然趨勢。

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(責任編輯：楊明麗)

Effects of salicylic acid on the induced disease resistance of tobacco under different ways of application

Wang Zheng1,Gu Yumin1,Pan Yihong2,Li Xingyong3,Li Biao2,Zheng Wu2,Shao Xiaodong3

(1. Shanghai Tobacco Group Co. Ltd., Shanghai200082, China; 2. Yunnan Reascend Tobacco Technology (Group)Co. Ltd., Kunming650106, China;3. Honghe Tobacco Company Luxi Branch, Yunnan652409, China)

Effects of salicylic acid (SA) on the induced disease resistance of tobacco were investigated by SA spraying and SA puncturing compared with pesticide control. The results showed that, compared with pesticide control, SA spraying and SA puncturing at the concentration of 0.25, 0.50 and 0.75 mol/L could improve the systemic acquired resistance of tobacco against tobacco tomato spotted wilt, tobacco black shank, tobacco mosaic, tobacco wildfire and tobacco brown spot disease. The application of SA with different concentrations showed positive and broad spectrum induced-resistance activities against tobacco diseases, and resistance level was increased with increasing concentrations of SA, moreover, 0.75 mol/L SA treatment reached the maximum resistance level. Puncturing treatment demonstrated a better control effect than spraying treatment at the same SA concentration. Under the SA spraying conditions, the resistance level was reduced with increasing of treatment time. Under the SA puncturing treatment, the maximum control effect was shown on the 20th-30th day. Compared with pesticide control, SA puncturing treatment significantly increased resistance to tobacco tomato spotted wilt, tobacco wildfire and tobacco brown spot disease (P<0.05). The results indicated that SA puncturing could maintain higher control effect for more than 40 days, and also effectively reduce the amount and frequency of applied pesticide and pesticide residues in tobacco. As SA puncturing could improve the disease resistance with broad spectrum, durability and security, it can be recommended for application in practice.

tobacco;disease;salicylic acid;puncturing;induced resistance

2015-06-29

2015-10-08

上海煙草集團有限責任公司科技項目(SZBCW201400878)

E-mail: pyh198311@126.com

S 435.72

B

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.04.041