劉美菊，余亞琳，李江舟，樊苗苗，代 快，納紅艷，顧 茜，木農(nóng)布，張立猛，林 杉

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南昆明 650201；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；3.云南省煙草公司玉溪市公司技術(shù)中心和煙草行業(yè)病蟲害生物防治工程研究中心，云南玉溪 653100)

根結(jié)線蟲病害是嚴(yán)重危害烤煙生長的土傳病害之一，據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，線蟲病害對(duì)全球煙草造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)每年4億美元。根結(jié)線蟲侵染根系，不僅危害煙株對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收，導(dǎo)致煙葉產(chǎn)量和質(zhì)量大幅度降低；還會(huì)增加其他病原體對(duì)煙株的侵染，加大煙草黑脛病和赤星病等發(fā)生的概率。生產(chǎn)中常使用化學(xué)藥劑來控制煙草根結(jié)線蟲病害，但因農(nóng)藥殘留將降低煙葉品質(zhì)，并可能造成次生環(huán)境污染。農(nóng)藝防治方法如輪作和選用抗病品種等措施，周期較長，見效甚微。通過施用腐殖酸和微量元素肥料，提高煙株御害抗病能力，并結(jié)合使用生物制劑來防治根結(jié)線蟲，是目前煙草生產(chǎn)中的研究熱點(diǎn)。

腐殖酸是進(jìn)入土壤的有機(jī)物料經(jīng)微生物降解后重新合成的一類非均質(zhì)黑色或黑褐色的高分子有機(jī)聚合物，其中含有多種活性成分和微量元素，對(duì)增強(qiáng)植物抗逆性，具有不可替代的積極作用。研究表明，腐殖酸可顯著提高煙株生物量，促進(jìn)煙草根系吸收養(yǎng)分，增加煙草香氣物質(zhì)的形成，提高煙草品質(zhì)。此外，腐殖酸與生物菌劑配施可以促進(jìn)煙株生長，提高土壤微生物活性，有效防控?zé)煵萸嗫莶∨c黑脛病。然而，關(guān)于腐殖酸是否能夠預(yù)防煙草根結(jié)線蟲病害的研究，則鮮見報(bào)道。

植物礦質(zhì)營養(yǎng)元素，一方面，作為植物組織構(gòu)成成分直接參與植物新陳代謝；另一方面，通過調(diào)節(jié)植物抗病的生理生化反應(yīng)機(jī)制，影響作物自身的抗病能力。葉面噴施中微量元素肥料可以顯著提高作物產(chǎn)量，提高煙草品質(zhì)。鉬是硝酸還原酶的組成成分，施用鉬肥能夠提高烤煙光合速率，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累。施用鎂肥可以降低大豆孢囊線蟲病的發(fā)病率，添加硼肥則可提高植株表皮細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，抑制病原菌侵染與繁殖。鉬肥、鎂肥和硼肥同時(shí)施用，可以促進(jìn)煙株早生快發(fā)，促進(jìn)根系生長，改善煙株農(nóng)藝性狀。改善植物中微量元素營養(yǎng)狀況，進(jìn)而提升植物自身的抗病能力，以及利用植物提取物來防治作物病害，一直是植物營養(yǎng)與植物病害學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。

植物源生物制劑防治煙草花葉病的研究相對(duì)較多，如馬藍(lán)醇提取物和中草藥材料混合提取物可有效防治煙草花葉病。然而，關(guān)于腐殖酸與微量元素和植物源提取物配合施用防治煙草根結(jié)線蟲病害的研究，則相對(duì)較少。筆者通過大田試驗(yàn)，評(píng)價(jià)腐殖酸、腐殖酸與植物源殺線劑和微量元素配施對(duì)煙草根結(jié)線蟲病害的綜合防治效果。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2019年在云南省玉溪市通?？h四街鎮(zhèn)四寨村小新莊進(jìn)行，該地屬于亞熱帶半濕潤高原季風(fēng)氣候，多年平均降雨量900 mm，多年平均氣溫 15.7 ℃，年日照時(shí)間2 300 h。試驗(yàn)設(shè)置在煙菜輪作多年、常年發(fā)生煙草根結(jié)線蟲病害的煙田，其根結(jié)線蟲病害程度為中等，地塊坐標(biāo)為102°41′18″E，24°12′10″N，海拔1 960 m。

供試烤煙品種為K326。腐殖酸制劑購自上海田應(yīng)農(nóng)業(yè)科技有限公司，用量為18 mL/株，基礎(chǔ)性狀：腐殖酸含量30 g/L，有機(jī)質(zhì)含量100 g/L，pH 7.18，密度1.0 g/mL。植物源殺線劑由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院植物抗逆實(shí)驗(yàn)室研制，有效成分為植物源酚酸；根據(jù)前期盆栽試驗(yàn)結(jié)果，確定大田條件下植物源殺線劑用量為20 mL/株。依據(jù)盆栽試驗(yàn)和文獻(xiàn)相關(guān)報(bào)道，中微量元素處理設(shè)計(jì)為鎂、硼和鉬3種元素混合物，其添加量分別為 200 mgMg/株、15 mgB/株和 5 mgMo/株。鎂肥使用無水硫酸鎂(阿拉丁試劑)，硼肥和鉬肥分別使用硼酸和四水鉬酸銨(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)處理：①清水對(duì)照；②腐殖酸(H)；③腐殖酸+植物源殺線劑(H+PGE)；④腐殖酸+微量元素(H+TE)。試驗(yàn)小區(qū)面積為58.8 m，小區(qū)長8.4 m，寬7.0 m；設(shè)3個(gè)區(qū)組(重復(fù))，區(qū)組內(nèi)各處理完全隨機(jī)排列。每個(gè)小區(qū)植煙98株，煙株行距1.2 m，株距0.5 m。4個(gè)處理均施用玉溪烤煙專用復(fù)合肥(N∶PO∶KO =12∶6∶24)和硫酸鉀，用量分別為375和345 kg/hm。所有肥料采用水溶后灌根施用方式，分2次施用。其中，基肥和團(tuán)棵肥各施50%，定植時(shí)每株灌根量為2 L，團(tuán)棵期灌根量為1 L，濃度加倍。按照玉溪市煙草公司制定的《優(yōu)質(zhì)烤煙K326生產(chǎn)指南》進(jìn)行田間管理。

烤煙移栽14 d后，在每個(gè)小區(qū)選取6株長勢(shì)均一的煙苗，編號(hào)掛牌，每14 d測(cè)定一次農(nóng)藝性狀。進(jìn)入打頂期后，進(jìn)行樣品采集和分析，用花枝剪貼土面將煙株地上部剪斷，裝入尼龍網(wǎng)袋中帶回實(shí)驗(yàn)室，依據(jù)國家煙草專賣局制定的《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》(YC/T 142—2010)，分別進(jìn)行農(nóng)藝參數(shù)和烤煙鮮干重測(cè)定。應(yīng)用葉片葉綠素快速測(cè)定儀SPAD(SPAD502，Konica Minolta，Japan)測(cè)定煙株SPAD值，選取煙株自上而下4～6片完全展開葉，每片葉分別測(cè)定兩側(cè)葉尖下 1/3 處、葉片中部、葉基上 1/3 處共 6 個(gè)點(diǎn)，記錄18個(gè)點(diǎn)SPAD值的平均值。記錄自莖基部至打頂處煙株葉片數(shù)，選取最大2片葉進(jìn)行長寬測(cè)定，計(jì)算烤煙最大葉葉面積。用鋼卷尺測(cè)定并記錄烤煙株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量煙株莖基5 cm 處直徑為莖粗。分別稱量煙株葉片與莖稈鮮重，裝入網(wǎng)袋中放入烘箱，于 105 ℃殺青 30 min，75 ℃下烘干至恒重，并部分測(cè)定煙葉與莖稈干重。

用根管(直徑30 cm，高30 cm)將煙株根系完整取出，裝入尼龍網(wǎng)袋中帶回?zé)熣?，進(jìn)行洗根和根系分析。參照國家標(biāo)準(zhǔn)煙草病蟲害分級(jí)及調(diào)查方法，測(cè)定根結(jié)線蟲病級(jí)；參照國際分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定根結(jié)指數(shù)。根結(jié)線蟲病級(jí)和根結(jié)指數(shù)觀測(cè)完成后，將整個(gè)根系分為主根(連接莖與根部的部位)、粗根(≥2 mm除主根外的根系)、細(xì)根(<2 mm的根系)和根結(jié)4部分，稱量并記錄各部分根系鮮重，利用排水法測(cè)量主根、粗根和根結(jié)體積。將細(xì)根剪為1 cm 小段，混合均勻后，將根系放入盛有去離子水的透明塑料托盤中，用鑷子調(diào)整根系位置，使之無交叉，用掃描儀(Epson Perfection V700)進(jìn)行掃描，用根系分析系統(tǒng)軟件(WinRHIZO，Canada)分析細(xì)根長度及體積。用掃描儀將根結(jié)部分掃描成像，計(jì)數(shù)和記錄根結(jié)數(shù)量。最后，將所有根系裝入信封后放入烘箱，75 ℃下烘干至恒重，測(cè)定并記錄根干重。

應(yīng)用Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SAS 8.2軟件進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan在0.05水平下進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。采用Sigma Plot 10.0進(jìn)行數(shù)據(jù)作圖。

2 結(jié)果與分析

與清水對(duì)照相比，添加腐殖酸、腐殖酸+植物源殺線劑和腐殖酸+微量元素的處理，均顯著提高了烤煙葉干重和莖干重，葉干重增幅分別為34%、45%和32%，莖干重則分別提高了23%、41%和29%(圖1)。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05) Note：Different lowercase letters mean significant difference between different treatments(P<0.05) 圖1 不同處理對(duì)打頂期煙株葉干重及莖干重的影響Fig.1 Effects of different treatments on leaf dry weight and stem dry weight of tobacco plant at the topping stage

由表1可知，團(tuán)棵期，4個(gè)處理對(duì)烤煙最大葉葉面積的影響不存在顯著差異；與清水對(duì)照相比，添加腐殖酸則顯著提高了烤煙葉片SPAD和煙株株高，腐殖酸+微量元素處理顯著提高了烤煙葉片數(shù)。打頂期，與清水對(duì)照相比，3種處理均顯著提高了煙株SPAD和株高；添加腐殖酸、腐殖酸+植物源殺線劑的處理，顯著提高了烤煙莖粗及最大葉葉面積；腐殖酸+微量元素處理，則顯著提高了烤煙葉片數(shù)。

由表2可知，與對(duì)照相比，添加腐殖酸、腐殖酸+殺線劑和腐殖酸+微量元素的處理，均顯著降低了烤煙病級(jí)、根結(jié)指數(shù)、根結(jié)干重、根結(jié)數(shù)量和根結(jié)體積。然而，與僅添加腐殖酸的處理相比，配施殺線劑或微量元素反而提高上述參數(shù)的數(shù)值。

表1 不同處理對(duì)團(tuán)棵期和打頂期煙株地上部主要農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effects of different treatments on main agronomic parameters at the resettling stage and the topping stage

表2 不同處理對(duì)打頂期煙株根系病級(jí)和根結(jié)指標(biāo)的影響Table 2 Effects of different treatments on root disease grade and root knot indexes of tobacco plants at the topping stage

進(jìn)一步分析表明，與對(duì)照相比，添加腐殖酸、腐殖酸+殺線劑和腐殖酸+微量元素的處理對(duì)烤煙根系總干重的影響差異不顯著；然而，腐殖酸+殺線劑、腐殖酸+微量元素顯著提高了烤煙主根干重，腐殖酸、腐殖酸+殺線劑顯著提高了主根直徑。與對(duì)照相比，其他3個(gè)處理對(duì)烤煙粗根干重的影響差異不顯著；但顯著提高了烤煙粗根長度，且顯著提高了烤煙細(xì)根干重、細(xì)根體積和細(xì)根長度(表3)。此外，與對(duì)照(清水)相比，其他3個(gè)處理均顯著提高了細(xì)根長與粗根長的比值，最大值為腐殖酸+微量元素處理(圖2)。

表3 不同處理對(duì)打頂期煙株根系主要指標(biāo)的影響Table 3 Effects of different treatments on main root indexes of tobacco plants at the topping stage

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05) Note：Different lowercase letters mean significant difference between treatments(P<0.05) 圖2 不同處理對(duì)打頂期煙株根系細(xì)根與粗根根長比值的影響Fig.2 Effects of different treatments on the ratio of fine root length to thick root length of tobacco plants at the topping stage

地上部葉干重分別與主根干重、粗根干重、細(xì)根干重、粗根總長和細(xì)根總長呈顯著正相關(guān)(圖3)，其決定系數(shù)分別為0.436 7、0.174 4、0.367 1、0.345 2和0.254 9；而主根長度與葉干重之間則不存在顯著相關(guān)關(guān)系。

3 討論

該研究結(jié)果表明，增施腐殖酸顯著降低了煙株根結(jié)線蟲病害，促進(jìn)了煙株地上部生長，進(jìn)而顯著提高了烤煙葉干重和莖干重。作為天然高分子有機(jī)化合物，腐殖酸所含有的活性物質(zhì)能夠刺激植物根系生長，具有提高植物抗逆性的能力，已被以往研究所證實(shí)。施用腐殖酸后，煙株葉片葉綠素含量和葉面積顯著提高，這從施用腐殖酸可以提高葉片光合速率、促進(jìn)烤煙光合作用的報(bào)道中得到很好的驗(yàn)證。此外，研究表明，腐殖酸能顯著提高過氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性，降低丙二酮含量，從而提高烤煙根系活力，增強(qiáng)根系的吸收能力，這可以解釋該研究中，施用腐殖酸顯著增加了細(xì)根干重、體積和長度。

根系作為植物吸收水分和養(yǎng)分的重要器官，可分為主根和側(cè)根兩部分，其中側(cè)根又可分為粗根(除主根外，≥2 mm的根系)和細(xì)根(<2 mm的根系)，各部分功能和被線蟲侵染的程度不同。主根和粗根為植株地上部生長提供支撐和固定，主根是水分和養(yǎng)分的傳輸通道，粗根為細(xì)根的生長發(fā)育提供支撐，同時(shí)，根結(jié)線蟲病害主要發(fā)生在植株粗根部位。而細(xì)根則是植物吸收水分和養(yǎng)分最重要的器官。與對(duì)照相比，所有處理均顯著提高了烤煙細(xì)根干重和長度以及細(xì)根長度與粗根長度的比值；而且，腐殖酸+植物源殺線劑處理的細(xì)根根長最高。龐大的根系為煙草旺長期對(duì)水分和養(yǎng)分的高需求提供了強(qiáng)有力的保障，使葉干重和莖干重顯著增加。

此外，根結(jié)線蟲病害發(fā)生的時(shí)間也可能影響植株地上部生物量形成。在根系基本形成后，根結(jié)線蟲侵染植株根系可能會(huì)使植株根系產(chǎn)生生理反應(yīng)，促進(jìn)根系苯丙烷類代謝，產(chǎn)生大量酚類物質(zhì)和木質(zhì)素等來提高植株的抗病性，刺激植株地上部生長，進(jìn)而提高地上部生物量。腐殖酸中所含有的活性物質(zhì)和微量元素可以改善煙株農(nóng)藝性狀，促進(jìn)煙株根系生長，影響煙株的抗病性。研究表明，施用硼肥可以提高植物細(xì)胞膜穩(wěn)定性，減少根系向外分泌營養(yǎng)物質(zhì)，從而減輕病害侵染，而且適當(dāng)增加硼含量還可以提高細(xì)胞壁的穩(wěn)定性，有效阻礙病原菌的入侵。施用鎂肥可增強(qiáng)作物組織抵抗力，降低大豆孢囊線蟲病的發(fā)病率。硅可以增加植物細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度，而且在硅沉積位置可以促進(jìn)酚類物質(zhì)和木質(zhì)素的積累，提高植物的抗病性?？傊?，增施腐殖酸營養(yǎng)液肥料及其與植物源殺線劑和微量元素配施，促進(jìn)了根系生長，尤其是顯著提高了對(duì)于水分和養(yǎng)分吸收意義更大的細(xì)根體積和長度，進(jìn)而提高了烤煙抗病和抑病能力，但對(duì)其抗病和抑病的機(jī)理，還有待進(jìn)一步研究。

圖3 打頂期烤煙主根、粗根、細(xì)根的干重和長度與葉干重相關(guān)性分析Fig.3 Correlation analysis of dry weight and length of main root，thick root and fine root and leaf dry weight of flue-cured tobacco at the topping stage

4 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，與清水對(duì)照相比，腐殖酸單獨(dú)施用、腐殖酸和植物源殺線劑配施、腐殖酸和微量元素配施，均顯著降低了烤煙根結(jié)線蟲病級(jí)和根結(jié)指數(shù)、根結(jié)干重、根結(jié)數(shù)量和根結(jié)體積，顯著提高了煙株莖粗、葉面積、SPAD、葉片數(shù)和株高，促進(jìn)了植株根系生長，提高了細(xì)根干重與長度，進(jìn)而顯著提高了烤煙葉干重和莖干重。據(jù)此，筆者認(rèn)為腐殖酸可以作為根結(jié)線蟲病害中等發(fā)生程度煙田的調(diào)理劑，來提高煙株抗病性，降低根結(jié)線蟲病害的發(fā)生。但對(duì)其抑制根結(jié)線蟲病害發(fā)生的機(jī)理，還有待進(jìn)一步研究。