幾種藥劑對煙苗白粉病防效初探及抗氧化代謝影響

左應萍,朱丹瑞,陳明珠,魏嘉妤,彭麗娟,3*

(1.貴州大學 煙草學院,貴州 貴陽 550025；2.貴州省黔東南州煙草公司岑鞏縣分公司,貴州 岑鞏 557801；3.貴州大學 貴州省煙草品質研究重點實驗室,貴州 貴陽 550025)

煙草(L.) 是我國主要葉用經濟作物,近年來種植面積和產量均居世界前列。隨著煙草的集約化育苗和集中化田間種植,煙草白粉病高發,影響煙葉質量,降產值,且不利于煙葉的存放,嚴重影響煙葉價值和經濟效益。近年來廣東、云南等產區成為煙草白粉病的重要災區,在貴州主要煙區也常有發生,安順市曾經連續36天陰雨寡照導致白粉病大面積爆發,造成嚴重減產降質。

煙草生產中曾用20%三唑酮乳油、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑和50%苯菌靈可濕性粉劑等來防治煙草白粉病,但長期使用化學農藥使土壤中農藥殘留超標,產生了耐藥性等問題。目前煙草上多用12.5%腈菌唑微乳劑來防治煙草白粉病,前人施用12.5%腈菌唑微乳劑對煙草白粉的防治效果達到了81.48%；氟吡菌酰胺和1%蛇床子素水乳劑在草莓白粉的防治效果上達到了90%和68.7%～79.5%以上。大蒜、碳酸氫鈉預防白粉病也有較明顯的效果,但上述2種試劑對煙草白粉病防治鮮有報道。

相對防效是植物抗病性的外在表現,植物生理代謝的強弱是植物生命活動和抗病性內在表現,通過測定超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)和過氧化氫(HO)的等抗病性相關生理指標的變化,了解和判斷植物抗病性強弱。過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)是植物酶促防御系統的重要保護酶,根據不同的金屬輔基分為：鐵超氧化物歧化酶(Fe-SOD)、錳超氧化物歧化酶(Mn-SOD)和銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD),位于不同的區室。Cu/Zn-SOD位于細胞質或葉綠體,其具有獨特的結構和不同于其他類型的超氧化物歧化酶的分子進化起源,且存在于大多數真核生物中。若煙葉SOD酶活性增強,MDA含量降低,則煙葉抗氧化能力增強,膜脂過氧化程度降低,使得煙株抗逆性增強。

為篩選出防治煙草白粉病的高效低毒藥劑,本試驗選用41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑、12.5%腈菌唑乳油和植物源殺菌劑1%蛇床子素微乳劑,以及大蒜、碳酸氫鈉對烤煙幼苗白粉病進行處理。測量煙株農藝性狀和抗病性相關生理指標,篩選出高效低毒藥劑,以期為煙草白粉病的防治提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

..試驗材料

供試烤煙品種為K326。

..施用藥劑

95% 碳酸氫鈉(分析純)(天津恒興化學試劑制造有限公司),1% 蛇床子素微乳劑(云南南寶生物科技有限公司),12.5% 腈菌唑乳油(東莞市瑞德豐生物科技有限公司),41.7% 氟吡菌酰胺懸浮劑(拜耳作物科學有限公司),4%大蒜溶液(稱取0.04 g大蒜泥放到15 mL離心管中加入10 mL無菌水混勻備用)。

1.2 方法

..試驗設計

選用長72 mm、寬 49 mm、高 62 mm 規格的育苗盆育苗,每盆 1 株。待煙苗長到5葉1心時,選取長勢整齊一致的植株移栽到外口徑100 mm、內口徑92 mm、底徑68 mm、高83 mm規格的育苗盆中,盆中黃壤土和有機質3∶1混合,每盆1株。試驗共設8個處理(表 1)。每個處理10株,重復3 次,共240 株。每個處理選取長勢一致的煙苗,重復取3 株定株。置于室外自然發病,待葉片病斑超過葉面積50%以上,開始處理。在0 d、7 d、14 d先取樣(煙苗葉片)后噴施葉面(噴液量以葉片正反面均勻噴施至形成細霧狀小液珠欲滴為準),并在21 d取樣,取樣前進行病害調查。用液氮研磨處理后放置于-80 ℃冰箱保存待測。

表1 盆栽試驗施用藥劑及濃度Tab.1 Chemicals applied in pot experiment and their concentrations

..農藝性狀的測定

用15 cm直尺測量烤煙幼苗最大葉長、葉寬、莖高；參照YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》計算葉面積。

..生理代謝指標的測定及方法

參考文獻[18]測定葉綠體色素含量。過氧化氫(HO),過氧化氫酶(CAT),超氧化物歧化酶(SOD),銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)和丙二醛(MDA)等生理指標測定試劑盒,均購于南京建成生物科技有限公司,按照試劑盒說明書進行測定。

..病害調查及病情指數

每處理定點3株,每株調查全株病斑面積占全株面積百分比。病害分級參照GB/T 23222—2008《煙草病蟲害分級及調查方法》進行調查。按如下公式計算：

病情指數=[∑(各級病株數×相對級數值)/(調查總株數× 9)]× 100

防治效果(%)=[1-(CK×PT/CK×PT) ]× 100

公式中,CK為空白CK區施藥前病情指數；CK為空白CK區施藥后病情指數；PT為藥劑處理區施藥前病情指數；PT為藥劑處理區施藥后病情指數。

..數據分析

所有數據均采用Excel 2017整理,采用SPSS 26軟件進行Duncan分析。

2 結果與分析

2.1 不同藥劑對烤煙幼苗葉片農藝性狀的影響

由表2可知,7 d時,各處理最大葉長、莖高、葉面積與CK比較無顯著差異,B2與B3、B5、B6、B7間最大葉寬差異顯著,其中B2比B6寬了1.2 cm。14 d時,B5與B2、B3間最大葉長差異顯著,B5與B1、B3、B6、B7間最大葉寬差異顯著,B5與B2莖高差異顯著,B5與其他藥劑處理間葉面積差異顯著；21 d時,B5與B1、B2、B3間最大葉長差異顯著,其最大葉寬顯著高于B1、B3、B4、B6、B7,葉面積顯著高于其他藥劑處理。B6與B2、B7間莖高差異顯著。

2.2 不同藥劑對烤煙幼苗葉片葉綠體色素含量的影響

由表3可知,7 d時,B3、B5和B6的葉綠體色素含量顯著高于CK,其中B3的葉綠素b含量顯著高于除B4之外的其他處理,與CK相比葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素分別比CK增加了0.85 mg/g、0.26 mg/g、和0.19 mg/g；其次是B5,其葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量比CK提高0.71 mg/g、0.17 mg/g和0.18 mg/g,最后是B6,其葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量比CK提高0.39 mg/g、0.13 mg/g和0.08 mg/g；處理14 d,各處理間葉綠素b無顯著差異,B4處理葉綠素a和類胡蘿卜素含量顯著高于各處理,與CK相比分別增加了0.36 mg/g和0.13 mg/g；其次是,B5與CK相比分別增加了0.27 mg/g和0.09 mg/g,B7葉綠素a和類胡蘿卜素含量顯著低于其他處理。

2.3 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)活性的影響

由圖1可知,在0 d各處理的銅鋅超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)活性無顯著差異。7 d,B4酶活性顯著低于其他各處理,B5、B6、B7均顯著高于其他處理,與CK相比增加了1003 U/mg以上；14 d,B3、B5、B6、B7顯著高于其他處理,且B3酶活性活性顯著低于B5、B6、B7,但在第21 天時,B3的酶活性顯著高于其他處理。

2.4 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

由圖2可知,在0 d各處理的超氧化物歧化酶(SOD)活性無明顯差異,處理后各時期B5、B6、B7 3個處理均顯著高于各時期CK；7 d,B5、B6、B7 3個處理與CK相比酶活性增加了925 U/mg以上;14 d,B5、B6、B7 3個處理與CK相比T-SOD活性增加了1019 U/mg以上；21 d,B5、B6、B7 3個處理與CK相比酶活性增加了630 U/mg以上。

表2 不同藥劑對烤煙幼苗葉片農藝性狀的影響Tab.2 Effects of different pesticides on leaf agronomic traits of flue cured tobacco seedlings

表3 不同藥劑對烤煙葉片葉綠體色素含量的影響Tab.3 Effects of different chemicals on chloroplast pigment content of flue cured tobacco leaves

續表3

圖1 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中銅鋅超氧化物歧化酶活性的影響Fig.1 Effect of different medicaments on the activity of copper zinc superoxide dismutase in leaves of flue-cured tobacco seedlings

圖2 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中超氧化物歧化酶活性的影響Fig.2 Effects of different pesticides on the activity of superoxide dismutase in leaves of flue-cured tobacco seedlings

2.5 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中過氧化氫酶(CAT)活性的影響

由圖3知,處理0 d各處理的葉片中過氧化氫酶(CAT)的活性無顯著差異。7 d,B7能顯著提高CAT的活性,B7與CK相比增加29.44 U/mg,其他處理酶活性顯著低于CK。14 d,各處理的酶活性顯著高于CK,其中B5的活性與CK相比提高了13.93 U/mg,B6的活性與CK相比提高了15.71 U/mg,B7的活性與CK相比提高了26.11 U/mg。21 d,各處理的CAT的活性均高于CK,其中與CK相比較B5的活性提高了17.43 U/mg,B6的活性與CK相比提高了19.96 U/mg,B7提高了26.20 U/mg。

2.6 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中過氧化氫(H2O2)含量的影響

由圖4 知,0 d各處理的葉片中過氧化氫(HO)的含量無顯著差異。處理7 d,B1、B2、B3、B6、B7等5個處理HO的含量顯著高于CK,其中B6、B7含量最高且顯著高于其他各處理。14 d,B2、B3、B4、B5、B6、B7等6個處理HO的含量顯著低于CK。21 d,B6處理HO的含量顯著高于其各處理,B6與CK相比較增加了71 nmol/g,B1、B3、B4、B5、B7處理的HO含量顯著低于CK。

2.7 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中丙二醛(MDA)含量的影響

由圖5知,0 d各處理中丙二醛(MDA)的含量無顯著差異。7 d,B1的MDA含量顯著低于其他各處理； 14 d,B5與各處理達到顯著差異,相較CK增加了2.32 nmol/g；B7顯著低于其他各處理,與CK相比降低3.31 nmol/g；21 d,B1、B2、B3、B4、B6、B7 等6個處理MDA的含量顯著降低,較CK分別降低了4.46 nmol/g,4.79 nmol/g,2.25 nmol/g,2.59 nmol/g,3.42 nmol/g,4.74 nmol/g。

2.8 不同藥劑對煙草白粉病的防治效果及病情指數

由表4知,施藥前各處理均有不同程度發病,第1次施藥后調查發現,B5的病情指數最小為1.63,相對防效為80.75%,其次是B6和B7,病情指數分別為3.40和3.33,相對防效為57.66%和55.90%；第2次施藥后發現,B6和B7相對防效有所提升,分別為67.18%和70.25%；第3次施藥后,各處理的相對防效均達到60%以上,其中B5病情指數最低為0.80,相對防效高達90.97%,其次是B6和B7,病情指數分別降至1.80和1.53,防效高達78.27%和80.27%。

圖3 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中過氧化氫酶活性的影響Fig.3 Effect of different chemicals on catalase activity in leaves of flue-cured tobacco seedlings

圖4 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中過氧化氫含量的影響Fig.4 Effect of different chemicals on hydrogen peroxide content in leaves of flue-cured tobacco seedlings

圖5 不同藥劑對烤煙幼苗葉片中丙二醛含量的影響Fig.5 Effects of different pesticides on MDA content in leaves of flue cured tobacco seedlings

表4 不同藥劑對煙草白粉病的防治效果及病情指數Tab.4 Control effect and disease index of different fungicides on tobacco powdery mildew

注：a、b為CK施藥前、后；c、d為B5施藥前、后；e、f為B6施藥前、后；g、h為B7施藥前、后。圖6 CK、B5、B6和B7施藥前和第3次施藥后烤煙幼苗發病情況Fig.6 Incidence of tobacco seedlings before and after the third application of CK,B5,B6 and B7

3 結論與討論

3.1 不同藥劑對煙苗白粉病防效的影響

大蒜和碳酸氫鈉均可食用。本研究發現0.1%碳酸氫鈉溶液(B1)，0.2%碳酸氫鈉溶液(B2),0.1%碳酸氫鈉溶液 + 0.1%蒜溶液(B3)和0.2%碳酸氫鈉溶液 + 0.1%蒜溶液(B4),這4 種處理對煙草白粉病的防效達到60.12%～73.79%。

蛇床子素(B5)又名甲氧基歐芹酚,在蛇床子中的含量最高。彭志國等在用1%蛇床子素微乳劑黃瓜白粉病防治的防效達到了79.33%。孫光忠等用1%蛇床子素水乳劑防治小麥白粉病推薦使用劑量 200 mL/667m的防效達到了89.83%。潘曉皖等研究發現1%蛇床子素水乳劑400倍液處理對膨果期的草莓白粉病的防效達86.58%。本試驗施用蛇床子素對煙苗白粉病同樣具有效果,其相對防效達到了90.97%,效果最佳。

12.5%腈菌唑乳油(B6)處理后的農藝性狀與CK無顯著差異,與馬世斌等的研究結果相同。3次處理后對煙草白粉病的相對防效高達78.27%。譚龍波等在田間種植辣椒施用25%腈菌唑乳油防治辣椒白粉病研究結果表明,對辣椒白粉病的平均防效達89.00%～97.38%。

41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑(B7)在植物的白腐病、炭疽病、灰霉病以及根結線蟲病中均有廣泛研究,但關于白粉病研究結果較少,張博瑞等的試驗表明,氟吡菌酰胺抑制黃瓜和草莓上白粉病苗分生孢子活性均有優異的效果,其有效抑制中濃度為0.225 mg/L,優于生產上常規藥劑戊唑醇的有效抑制中濃度1.961 mg/L。而本次試驗結果表明,41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑對煙苗白粉病的相對防效可達80.27%,防效次之。

3.2 不同藥劑對煙苗生理特性的影響

研究表明,煙草的農藝性狀與產量顯著相關。處理后期B5最大葉長顯著高于B2、B3,最大葉寬顯著高于B6,最大葉面積顯著高于其他各施藥處理。B5處理對煙苗葉片農藝性狀有顯著促進作用。楊章樂等以紅花大金元為試驗材料,研究了不同葉面施肥處理對冬春煙生長的影響,發現葉面噴施磷酸二氫鉀處理的煙葉農藝性狀表現最好。李倩等在煙草葉面上噴施天杰鈣后,現蕾期葉面積系數顯著高于清水處理。

葉綠體色素是植物吸收、傳遞、轉化光能,并進行光合作用的重要化學物質,是植物進行光合作用的基礎,在其他條件相同的情況下,葉綠體色素是衡量煙草幼苗長勢的生理指標之一。朱利君等研究發現噴施水楊酸過后能夠提高紅花幼苗的葉綠素含量；陳維維等免疫劑誘導煙草抗病蟲害效應的研究中發現,處理后的葉綠體色素含量有顯著提升。本研究,0.1%碳酸氫鈉溶液+0.1%蒜(B3)在處理后7 d葉綠體色素均高于CK,0.2%碳酸氫鈉溶液 + 0.1%蒜溶液(B4)處理后14 d時,葉綠素a和類胡蘿卜素顯著高于各個處理,推測碳酸氫鈉和蒜液混合液能夠促進葉綠體色素的合成,對葉綠體色素起到保鮮作用,其效果發生在7～14 d之間。趙冬艷等發現大蒜提取液能顯著地降低黃秋葵葉綠素含量的損失。

SOD作為超氧自由基的清除酶在植物體中發揮著重要的作用,其活性的高低能夠反應植物的抗逆性強弱。張鳳俠累計在健康煙株全株噴施3次40%氧化樂果乳油、30%乙酰甲胺磷乳油等4種農藥和2種植物源農藥后均可提高煙草中CAT和SOD活性；石艷華等用硫酸鋅、硫酸錳等4種化學調節物質浸種發現化學調節物質能夠提高種子中CAT和SOD的活性。楊振德等發現噴施1%甲胺基阿維菌素苯甲酸鹽乳油可誘導尾葉桉葉片內CAT活性明顯升高。過氧化氫(HO)這類活性氧物質的積累,將會使細胞膜受到較大的損傷,進而抑制植物的代謝反應降低植物的抗逆性。超氧化物被SOD歧化產生HO,之后被CAT分解。本試驗結果發現處理后期各處理的CAT活性均顯著高于CK,B3、B4、B5、B7的HO顯著低于CK；可能原因是HO產生后被大量CAT迅速氧化還原；B5、B6、B7處理的SOD活性顯著高于CK和其他處理,其中B5、B6、B7處理的SOD顯著高于其他處理。說明上述3種處理能夠顯著提高CAT和SOD的酶活性,增強煙苗抗逆性,使煙苗白粉病防治取得更好的效果。

丙二醛(MDA)是膜脂過氧化重要的產物之一,其濃度在一定程度上代表了膜脂過氧化強度和細胞膜系統被傷害程度,是常用的膜脂過氧化指標。朱利君等研究發現噴施水楊酸過后能夠提高紅花幼苗的MDA含量,與本研究結果相似。張清智等研究發現隨著毒死蜱的噴施濃度增加,小白菜MDA含量也隨之增加,這可能是農藥對小白菜的細胞膜產生了毒害作用,促進了細胞膜膜脂過氧化。本試驗結果表明,處理14 d后B7的MAD含量顯著低于CK,處理21 d后B1、B2、B3、B4、B6等5個處理MAD含量顯著低于CK。

本試驗中,1%蛇床子素微乳劑、41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑和12.5%腈菌唑乳油對于煙草苗期白粉病的防治效果均達到78%以上。1%蛇床子素微乳劑最大葉長顯著高于0.2%碳酸氫鈉溶液、0.1%碳酸氫鈉溶液 + 0.1%蒜溶液,最大葉寬顯著高于12.5%腈菌唑乳油,最大葉面積顯著高于其他各施藥處理。12.5%腈菌唑乳油處理的MDA含量顯著低于CK。上述3種藥劑能夠顯著提高煙苗的CAT和SOD酶活性且相對防效最佳,推測是3 種藥劑處理后煙苗的CAT和SOD酶活性提高,抗逆性增強,使得病情指數降低則相對防效升高。但3種藥劑田間施用后對大田期煙草白粉病防治效果以及煙草生長發育是否有影響還需進一步研究。