王 胤，張傲雪，付思蕊，劉玉婷，李云龍，胡 彬，孫 海，曹金娟，王帥宇

（1.北京市植物保護(hù)站，北京 100029；2.河北北方學(xué)院，河北 張家口 075000；3.北京農(nóng)學(xué)院生物與資源環(huán)境學(xué)院，北京 102206）

黃瓜（Cucumis sativusL.），屬葫蘆科（Cucurbitaceae）黃瓜屬（Cucumis），是我國(guó)設(shè)施生產(chǎn)中的主要蔬菜類(lèi)經(jīng)濟(jì)作物之一[1]，占我國(guó)蔬菜總栽培面積的10%左右[2]，居世界首位。隨著北京市種植業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及黃瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，黃瓜育種育苗技術(shù)越來(lái)越受到重視，因通過(guò)改善黃瓜育種育苗技術(shù)，可提高秧苗質(zhì)量，進(jìn)而提高黃瓜產(chǎn)量[3]。

氨基寡糖素大多是以海洋生物殼聚糖為原材料，經(jīng)多元化發(fā)展催化水解反應(yīng)后合成的新型環(huán)保植物免疫殺菌劑，被植物吸收后，能增強(qiáng)細(xì)胞壁對(duì)病原菌的抵抗能力[4]，與傳統(tǒng)的植保產(chǎn)品不同的是，植物免疫誘抗劑不直接作用于害蟲(chóng)，而是通過(guò)刺激植物自身的免疫系統(tǒng)獲得系統(tǒng)性抗性，因此具有增強(qiáng)抗逆性、抗病性，提高產(chǎn)量的功效[5]。氨基寡糖素也是一種以低聚糖為基礎(chǔ)的生物免疫誘導(dǎo)物質(zhì)，可有效改善果樹(shù)黑斑病的抗藥性，從而提高果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量，還對(duì)番茄和小麥的生長(zhǎng)均有明顯的促進(jìn)作用[6-8]；氨基寡糖素與其他化學(xué)藥品混合后，可顯著減少其他化學(xué)藥品用量，并可確保對(duì)番茄葉片真菌性病害的防治效果超過(guò)80%[9]；因此，植物免疫誘抗劑的應(yīng)用對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及糧食安全等具重要意義[10]。在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上，基于寡糖類(lèi)免疫誘抗劑的研發(fā)與應(yīng)用取得重大進(jìn)展，研究人員通過(guò)添加殼聚糖、薄荷純露、生物炭、海藻提取液、皂苷以及有機(jī)活性物質(zhì)制取藥劑，并通過(guò)開(kāi)展大量田間試驗(yàn)明確其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果。例如，韓國(guó)旭成化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的Chitosan，其活性成分是從蝦和蟹的殼中提取的殼聚糖，可用于處理農(nóng)作物種子，具有預(yù)防病害和提高產(chǎn)量的效果，且對(duì)環(huán)境無(wú)害；中國(guó)大連化學(xué)物理研究所在以低聚糖為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也取得了重大研究成果，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的試驗(yàn)，研究人員還開(kāi)發(fā)出幾種以殼寡糖為主要原材料的低聚糖植物免疫誘抗和復(fù)合藥物[11-16]。

本文在已有研究的基礎(chǔ)上，設(shè)置不同濃度的5%氨基寡糖素，開(kāi)展黃瓜種子萌發(fā)和苗期誘抗促生的試驗(yàn)，明確最適于黃瓜種子發(fā)芽和育苗的最適濃度，以期為下一步系統(tǒng)性開(kāi)展植物免疫誘抗劑對(duì)作物誘抗促生研究提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 供試材料

黃瓜品種：中農(nóng)26號(hào)（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所）。

供試藥劑：5%氨基寡糖素（海南正業(yè)中農(nóng)高科股份有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響

在北京市植物保護(hù)站有害生物檢測(cè)室，采用紙上法[17]，設(shè)置5%氨基寡糖素500倍液、800倍液、1 000倍液和1 200倍液4個(gè)處理組，以清水作為對(duì)照組，每個(gè)處理重復(fù)3次。取黃瓜種子100粒，分別放入鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，再將培養(yǎng)皿放入培養(yǎng)箱進(jìn)行種子萌發(fā)，并按照采集地點(diǎn)氣候特征，設(shè)置變溫和光照（白天光照12 h，溫度25 ℃；夜間黑暗12 h，溫度15 ℃），之后向培養(yǎng)皿中適時(shí)噴施不同濃度的5%氨基寡糖素，以保證濾紙濕潤(rùn)。每24 h進(jìn)行1次萌發(fā)檢測(cè)，胚根長(zhǎng)至1～2 mm即可定為已萌發(fā)，直到每皿內(nèi)種子全部萌發(fā)或連續(xù)10 d不再有發(fā)芽種子出現(xiàn)，至此萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束[18]。按公式計(jì)算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)等萌發(fā)指標(biāo)，萌發(fā)率＝發(fā)芽末期全部正常種苗數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；發(fā)芽勢(shì)＝發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)＝Σ（Gt/Dt），其中Gt為在第t天發(fā)芽的種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.2.2 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜幼苗誘抗促生的效果

在北京市昌平區(qū)銀黃農(nóng)業(yè)園育苗棚室內(nèi)，采用穴盤(pán)法（72孔穴盤(pán)），每孔播2粒黃瓜種子，每次澆水時(shí)隨水施用5%氨基寡糖素500倍液、800倍液、1 000倍液和1 200倍液，以清水作為對(duì)照組，每個(gè)處理重復(fù)3次。種子發(fā)芽后，每日觀(guān)察苗期病害發(fā)生情況，直到作物幼苗達(dá)到可移栽高度為止。育苗盤(pán)采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)調(diào)查5株黃瓜幼苗株高、根長(zhǎng)、莖粗、地上部鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響

由表1可知，植物免疫誘抗劑5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜種子萌發(fā)具有較好的促進(jìn)效果，可在一定程度上提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)。5%氨基寡糖素800倍液處理組黃瓜種子萌發(fā)旺盛，活力強(qiáng)，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均最高，分別為98.19%和31.71%，較對(duì)照組（94.43%和26.57%）分別提高了3.76百分點(diǎn)和5.14百分點(diǎn)。5%氨基寡糖素500倍液處理組發(fā)芽指數(shù)最高，為21.42，較對(duì)照組（17.83）提高了3.59；其次是5%氨基寡糖素800倍液，為21.04。5個(gè)處理間發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均不存在顯著性差異。

表1 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜種子萌發(fā)的影響

2.2 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜幼苗誘抗促生的效果

2.2.1 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜幼苗促生的效果

由表2可知，5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜幼苗具有較好的促生效果，各處理組幼苗莖粗、地上部鮮質(zhì)量、根質(zhì)量、株高和根長(zhǎng)均有所提高。5%氨基寡糖素1 000倍液處理組各項(xiàng)指標(biāo)均最高，分別為3.12 mm、1.35 g、0.39 g（與5%氨基寡糖素800倍液相同）、18.85 cm和9.33 cm，分別較對(duì)照組提高了11.0%、9.8%、5.4%、4.3%和2.5%，其次為5%氨基寡糖素800倍液處理組。5個(gè)處理的5個(gè)黃瓜幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)均不存在顯著性差異。

表2 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜幼苗促生的效果

2.2.2 5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜幼苗誘抗的效果

試驗(yàn)調(diào)查中，黃瓜幼苗未發(fā)生病害，僅有零星蚜蟲(chóng)發(fā)生；5%氨基寡糖素各處理組幼苗整體生長(zhǎng)茁壯、長(zhǎng)勢(shì)良好、葉片深綠色，未出現(xiàn)萎蔫及其他藥害癥狀；表明5%氨基寡糖素試驗(yàn)劑量對(duì)黃瓜幼苗安全。

3 結(jié)論與討論

氨基寡糖素是從海洋生物中提取的天然有機(jī)藥劑，本身含有豐富的C、N，可被微生物分解利用而合成新型環(huán)保植物免疫誘抗劑，誘導(dǎo)作物提高抗病、抗逆性，促進(jìn)生長(zhǎng)[19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，5%氨基寡糖素對(duì)黃瓜種子萌發(fā)具有較好的促進(jìn)效果，同時(shí)可促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)。5%氨基寡糖素8 0 0 倍液處理組黃瓜種子萌發(fā)旺盛，活力強(qiáng)，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均最高，分別為98.19%和31.71%；5%氨基寡糖素1 000倍液處理組黃瓜幼苗莖粗、地上部鮮質(zhì)量、根質(zhì)量、株高和根長(zhǎng)均最高，分別為3.12 m m、1.35 g、0.39 g、18.85 c m和9.33 cm，其中根質(zhì)量與5%氨基寡糠素800倍液處理并列；且黃瓜幼苗生長(zhǎng)茁壯、長(zhǎng)勢(shì)良好、葉片顏色深綠，無(wú)病害發(fā)生，僅有零星蚜蟲(chóng)。

此次試驗(yàn)結(jié)果與王胤等[20]在2021年應(yīng)用植物免疫誘抗劑在黃瓜生育期開(kāi)展的試驗(yàn)結(jié)果相似，進(jìn)而驗(yàn)證了氨基寡糖素對(duì)黃瓜生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)效果，黃瓜成株期株高和莖粗、地上部鮮質(zhì)量和干質(zhì)量、單瓜質(zhì)量、產(chǎn)量均有所增加的結(jié)論。

目前氨基寡糖素在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究多集中在作物生育期抗病或促生效果，施藥時(shí)期多為作物定植后，而在長(zhǎng)期試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)作物生育中后期，植株高大，枝葉繁茂，此時(shí)施藥將增加用藥量、用水量及用工成本，同時(shí)耗費(fèi)大量施藥時(shí)間；因此，此次試驗(yàn)將施藥時(shí)間提前，重點(diǎn)明確氨基寡糖素對(duì)打破種子休眠和培育無(wú)病害壯苗的效果，同時(shí)節(jié)省人工成本。此外，調(diào)研中發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)園區(qū)多在育苗中后期施用2～3次化學(xué)藥劑來(lái)防治苗期病害，而本試驗(yàn)在苗期施用植物免疫誘抗劑，有效減少了化學(xué)藥劑用量，且誘導(dǎo)幼苗產(chǎn)生抗病性，降低了苗期病害的發(fā)生，同時(shí)達(dá)到了壯苗、減少施藥成本的效果。

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，種苗期病蟲(chóng)害等植保問(wèn)題是影響種業(yè)發(fā)展的重要因素，應(yīng)從源頭控制病蟲(chóng)害的發(fā)生[21]，此次試驗(yàn)針對(duì)黃瓜種子和苗期開(kāi)展植物免疫誘技術(shù)研究，也為解決果類(lèi)蔬菜生長(zhǎng)中后期植株高大、茂盛而導(dǎo)致施藥費(fèi)時(shí)、費(fèi)工的技術(shù)難題提供了參考，下一步應(yīng)開(kāi)展植物免疫誘抗劑與高效施藥技術(shù)、病蟲(chóng)害專(zhuān)業(yè)化防治等相結(jié)合的研究。北京地區(qū)多為設(shè)施日光溫室栽培，設(shè)施內(nèi)有土墻、棉被等保溫措施，不利于在自然條件下開(kāi)展作物抗病、抗逆試驗(yàn)研究，下一步還可圍繞采用人工接菌、創(chuàng)造低溫凍害條件[22]，系統(tǒng)性地開(kāi)展植物免疫誘抗技術(shù)對(duì)作物抗病、抗逆試驗(yàn)研究，并逐步明確植物免疫誘抗劑在作物育種期打破種子休眠，育苗期促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)和降低苗期病害的發(fā)生，生育期誘導(dǎo)開(kāi)花、抗病、促生和增產(chǎn)的全程作用效果。

試驗(yàn)也存在不足之處，如設(shè)置不同濃度處理組較少、重復(fù)處理設(shè)置較少、單次重復(fù)選擇黃瓜種子數(shù)量較少、調(diào)查人員存在判斷萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等，可能導(dǎo)致試驗(yàn)沒(méi)有顯著性差異。下一步應(yīng)增加供試藥劑濃度梯度，設(shè)置6個(gè)以上濃度，并拉大不同濃度梯度，增加處理內(nèi)重復(fù)次數(shù)和黃瓜種子數(shù)量，如至少達(dá)到4次重復(fù)，每次重復(fù)黃瓜種子100粒，明確專(zhuān)人負(fù)責(zé)單一濃度試驗(yàn)調(diào)查繼續(xù)開(kāi)展深入研究。