乙酰氨糖蝦殼復合素在棉花上的應用效果研究

馬麗娟，劉 凱，劉少華，何 萌，胡雪芳，侯振安

（1.石河子大學農學院，新疆 石河子 832003；2.新疆奧海生物技術有限公司；3.農業農村部規劃設計研究院）

氨基寡糖素是將海洋生物如蝦類、蟹類等外殼中提取的甲殼素，經過脫乙酰化和酶法降解得到的一種寡糖類生物農藥，也稱農業專用殼寡糖[1]。作為一種新型植物免疫誘抗劑，氨基寡糖素可通過激活植物自身的免疫反應從而增強植物抗逆、抗病等能力[2]。氨基寡糖素還能刺激植物根系生長，提高葉片葉綠素含量和凈光合速率，促進植物對氮、磷、鉀等養分的吸收[3-4]。

新疆是我國最大的棉花產區，2022年棉花播種面積249.7萬hm2，占全國棉花種植面積的83.2%；棉花產量539.1萬t，占全國棉花總產量的90.2%[5]。由于棉花常年連作，黃萎病已成為新疆棉花生產的重要制約因素。近年來，國內外學者就氨基寡糖素對各種農作物、蔬菜和果樹病害的防治效果方面已開展了大量研究[6-8]。研究表明，氨基寡糖素能增強棉花抗病性，提高產量[9]。有研究發現，大田噴施氨基寡糖素對棉花黃萎病的防治效果最高可達70%，且防效顯著高于乙蒜素[6]。氨基寡糖素采用滴施和噴施兩種施用方式均能誘導棉花抗黃萎病，其中噴施的誘導效果優于滴施[10]。此外，也研究表明噴施氨基寡糖素能夠促進棉花主根及側根生長，有利于保花保鈴，防止棉株早衰，提高產量[11-12]。

乙酰氨糖蝦殼復合素是一種富含氨基寡糖素的新型生物農藥，與傳統的氨基寡糖素生產工藝相比，乙酰氨糖蝦殼復合素的生產采用低溫裂解后水解的方式，大大提高了資源利用率，且零排放無污染。目前，關于乙酰氨糖蝦殼復合素對棉花黃萎病的防治效果，以及對棉花生長和產量影響的研究還較少。本文通過田間試驗研究乙酰氨糖蝦殼復合素誘導棉花抗枯黃萎病的表現，比較分析不同施用方式對棉花生長、養分吸收和產量的影響，為乙酰氨糖蝦殼復合素在棉花上的推廣應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藥劑：乙酰氨糖蝦殼復合素（水劑），其氨基寡糖總量≥90 g/L（乙酰氨基寡糖≥60 g/L，小分子寡糖≥5 g/L，大分子寡糖≥25 g/L），由新疆奧海生物技術有限公司提供。

供試作物：棉花，品種為新陸早64號。

1.2 試驗地概況

試驗于2021年在石河子大學農學院實驗教學中心（44°33′N，85°98′E）進行。試驗區屬溫帶大陸性氣候，年均降水量230 mm，蒸發量1 820 mm。土壤類型為灌耕灰漠土，質地為壤土。耕層（0～20 cm）土 壤 基 礎 性 狀：pH 值8.15，有 機 質17.99 g/kg，有效磷16.02 mg/kg，速效鉀421.20 mg/kg。該試驗地連續種植棉花26年，黃萎病發生情況較為嚴重。

1.3 試驗設計

試驗設置乙酰氨糖蝦殼復合素不同噴施濃度和施用方式處理，分別為：（1）對照（CK），（2）噴施500倍液（P1），（3）噴施1 000倍液（P2），（4）噴施1 500倍液（P3），（5）滴施（每次250 g/667m2，D），（6）滴施+噴施1000倍液（D+P2）。噴施處理分別在棉花苗期（2次）、蕾期、初花期分四次進行；對照處理噴等量清水；滴施處理分別在出苗水和生育期第一、二、三次灌水時分四次隨水滴施。試驗共6個處理，每個處理重復3次，18個試驗小區在田間隨機排列，小區面積60 m2。

1.4 田間管理

棉花種植采用機采棉模式（66 cm+10 cm），一膜三管六行，株距10 cm。滴灌毛管置于窄行中間，滴頭流量2.8 L/h。棉花于2021年4月18日播種，播種后滴出苗水40 mm。棉花生長期間共灌水9次，灌水周期為7～9 d，總灌水量450 mm。其他栽培管理同當地大田。

1.5 試驗方法

黃萎病調查：分別在7月25日（施藥結束后15 d）和8月20日調查棉花黃萎病發生情況。具體調查方法、病情分級標準以及病株率和病情指數的計算，參照棉花黃萎病防治技術規程（NY/T 3690-2020）和棉花黃萎病測報技術規范（NY/T 3700-2020）。防治效果采用下式計算[9]：

防治效果（%）＝（對照區病情指數-處理區病情指數）／對照區病情指數×100%

棉花生長和養分吸收：在棉花不同生長階段，定期測定棉花農藝性狀。在棉花吐絮前（8月20日），每個試驗小區隨機采集5株植物樣品，分成莖、葉、鈴三部分，烘干后測定各器官干物質重。植物樣品粉碎后，采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏法測定全氮含量，釩鉬黃比色法測定全磷含量，火焰光度法測定全鉀含量。

棉花產量：吐絮期測定棉花產量，實收計產。

1.6 數據統計與分析

使用Microsoft office Excel 2016進行數據處理和繪圖，SPSS 21.0軟件進行單因素方差分析，當方差分析達到顯著性水平后（P ＜0.05），采用Duncan法進行處理間的多重比較。

2 結果與分析

2.1 乙酰氨糖蝦殼復合素對棉花黃萎病的影響

乙酰氨糖蝦殼復合素噴施和隨水滴施對棉花黃萎病均有一定的控制作用（表1）。三個噴施處理中，P1處理病株率和病情指數顯著低于P3處理，P2處理介于二者之間。兩次調查結果（7月25日和8月20 日）均表現為P1 處理的防效最高（40.70%～41.67%），其次是P2處理（27.62%～35.00%），P3處理最低（16.39%～25.00%）。D處理黃萎病的發病情況與P3處理無顯著差異。D+P2處理的病株率和病情指數顯著低于其他處理，防效最高（56.28%～65.00%）。說明乙酰氨糖蝦殼復合素滴施結合噴施對棉花黃萎病的防治效果最好。

2.2 乙酰氨糖蝦殼復合素對棉花生長的影響

不同處理對棉花植株干物質積累和分配影響見表2。D+P2處理棉花植株總干重最大，較CK增加33.94%；其次是P1、D和P2處理，分別較CK增加12.79%、12.12%和11.74%，P3處理與CK差異不顯著。從棉花各器官干重來看，P2和D處理棉花莖干重與CK差異不顯著；P1、P3、D+P2處理顯著低于CK。D+P2處理葉干重最高，其他處理與CK無顯著差異。不同處理棉花鈴干重的變化趨勢與總干物質重一致，均表現為D+P2處理最高，其次是P1、D和P2處理，P3處理和CK最低。D+P2和P1處理顯著提高了干物質向棉鈴的分配比例，分別較CK提高了13.22%和13.85%。表明乙酰氨糖蝦殼復合素有助于促進棉花生長，增加棉花干物質積累及其向棉鈴的分配比例。

2.3 乙酰氨糖蝦殼復合素對棉花養分吸收的影響

如圖1所示，乙酰氨糖蝦殼復合素滴施結合噴施處理（D+P2）棉花氮素吸收量最高，較CK增加33.27%；其次是D、P1 和P2 處理，分 別較CK 增加21.49%、17.74%和15.03%；P3處理與CK差異不顯著。D+P2處理顯著提高棉花磷素吸收量，較CK增加20.14%；其他處理與CK均無顯著差異。與CK相比，P2和P3處理對棉花鉀素吸收量影響不顯著（P ＞0.05），P1、D和D+P2處理棉花鉀素吸收量較CK分別增加16.13%、15.05%和26.16%。說明乙酰氨糖蝦殼復合素滴施結合噴施可顯著促進棉花對氮磷鉀養分的吸收。

圖1 不同處理對棉花養分吸收的影響

2.4 乙酰氨糖蝦殼復合素對棉花產量的影響

不同處理對棉花產量的影響如圖2所示，除P3處理棉花產量與CK無顯著差異外，其他乙酰氨糖蝦殼復合素處理均顯著提高了棉花產量。D+P2處理棉花產量最高，較CK增加38.89%。P1、P2和D處理棉花產量差異顯著，分別較CK增加22.75%、14.26%和13.08%。

圖2 不同處理對棉花產量的影響

3 討論與結論

黃萎病的是一種土傳維管束真菌病害，被視為棉花的“毒瘤”，已成為造成我國棉花產量與質量下降的重要原因[13]。棉花黃萎病采用常規化學防治方法難以實現有效防治，培育抗病品種是解決這一難題的有效途徑，但目前尚無大面積成功栽培的高抗病品種[14]。近年來，利用各類生物及其代謝物等生物資源進行生物防治具有環境友好的特點，受到廣泛關注[13]。袁新琳等[6]研究發現，在棉花枯黃萎病發病前或發病初期噴施氨基寡糖素，對棉花枯萎病和黃萎病的防治效果為17.38%～80%，且防治效果隨著噴施次數的增加而提升。本研究表明乙酰氨糖蝦殼復合素噴施對棉花黃萎病的防治效果為13.25%～65%，增加噴施濃度（稀釋500～1 500倍）可顯著提高其對棉花黃萎病的防治效果，這與前人的研究結果基本一致。本研究比較了乙酰氨糖蝦殼復合素不同施用方式對棉花黃萎病的防治效果，發現滴施的效果與低濃度（稀釋1 500倍）噴施相當，但顯著低于中高濃度（稀釋1 000倍和500倍）噴施。于絲絲[10]研究結果也表明氨基寡糖素噴施處理棉花黃萎病的發病程度低于滴施處理。此外，本研究結果顯示，乙酰氨糖蝦殼復合素滴施結合噴施對棉花黃萎病的防治效果最好，明顯優于單獨噴施或滴施。

大量研究表明氨基寡糖素能增強植物的抗逆性，促進作物生長和養分吸收，提高產量[15]。張素新等[12]報道噴施氨基寡糖素能夠促進棉花生殖生長，降低脫落率，具有保花保鈴和防止棉株早衰的作用。羅樹凱等[11]研究發現噴施氨基寡糖素能促進棉花莖粗、真葉數等生長量的增加，增產效果顯著（9.70%）。也有研究表明，噴施氨基寡糖素顯著降低棉花黃萎病發病株率，增加蕾鈴數，增產幅度達到20%以上[9]。本研究中，乙酰氨糖蝦殼復合素處理（除稀釋1 500倍噴施處理）顯著增加棉花植株干物質重，促進養分吸收，增加棉花產量，增產幅度為13.08%～38.89%。這與前人的研究結果一致。同時，本研究發現，乙酰氨糖蝦殼復合素滴施結合噴施對于促進棉花生長、養分吸收和產量提高的作用優于其他處理。

綜上所述，乙酰氨糖蝦殼復合素噴施或滴施可以抑制棉花黃萎病發生，促進棉花生長，增加棉花干物質重、氮磷鉀養分吸收量和產量。其中，乙酰氨糖蝦殼復合素滴施（250 g/667 m2）結合噴施（稀釋1 000倍）的效果最佳，對棉花黃萎病的防治效果可達56.28%～65.00%，并促進棉花干物質積累及其向棉鈴的分配比例。與對照相比，乙酰氨糖蝦殼復合素滴施結合噴施處理的棉花，氮、磷、鉀養分吸收量分別增加33.27%、20.14%、26.16%，產量增加38.89%。