施钾肥对烟草白粉病发生的防控效果

陈娜

摘要[目的]探讨施用钾肥对烟草白粉病的防控效果。[方法]通过田间试验研究施用不同量钾肥对烟草白粉病的防控效果及其机理。[结果]田间施用钾肥能有效防控烟草白粉病的发生。当钾肥用量为150 kg/hm2时，对烟草白粉病的防治效果最好，其病情指数为41.3，显著低于其他处理；钾肥用量为75和225 kg/hm2时的防治效果次之，无钾肥处理效果最差。当钾肥用量为150 kg/hm2时，其烟草生物量最高，烟草叶片的钾含量提高，烟草叶片的总酚和类黄酮含量增加；PPO和PAL活性也显著提高。[结论]施用适量的钾肥能提高烟草白粉病的防治效果，但过量投入钾肥反而加重了病害的发生程度。

关键词 烟草白粉病；钾肥；防控效果；抗病性指标

中图分类号 S435.72 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）03-0171-03

Abstract[Objective] The aim was to study control effect of tobacco powdery mildew on application of potassium （K） fertilizer in the field. [Method] We studied the effect and mechanism on application of potassium fertilizer to control tobacco powdery mildew by field experiments. [Result] The application of potassium fertilizer could effectively control the occurrence of tobacco powdery mildew in the field. When the amount of potassium was 150 kg/hm2， the best control effect on tobacco powdery mildew， the disease index was 41.3， significantly lower than other treatments. When the K fertilizer was 75 kg/hm2 and 225 kg/hm2， the control efficiency was the second， and no K treatment was the worst. When the application of potassium was 150 kg/hm2， it could enhance the biomass of tobacco， concentration of potassium in tobacco leaves， also increased the total phenol and flavonoids contents in tobacco leaves；PPO and PAL activity was also significantly increased.[Conclusion] It showed that applying the suitable amount of potassium fertilizer could improve the control of tobacco powdery mildew， but the excessive input of potassium fertilizer could increase the occurrence degree of the disease index.

Key words Tobacco powdery mildew；Potassium fertilizer；Control efficiency；Resistance index

煙草（Nicotiana tabacum）是世界上重要的经济作物。我国是世界上最大的烟草生产国，种植面积和产量均居世界第一位[1-2]。贵州省是我国重要的烟草生产省份，源于其优越的自然生态条件，年均气温10～20 ℃，年均积温4 500 ℃，适宜烟草的种植[2-3]。贵州省烟草的生产总量占全国的15%左右[4]。长期以来，随着贵州省烟草种植业的发展，其病虫害发生也愈加严重，其中烟草白粉病（Erysiphe cichoracearum）是生產上的主要病害之一，在贵州烟草种植区域发生普遍[5]。烟草白粉病通常从下部叶片开始发生，自下而上蔓延，发病严重时叶片全部脱落[2]。贵州烟草种植地区受天气和耕作制度等因素的影响，白粉病在种植区域连年发生，制约了烤烟产业的发展。目前，防治烟草白粉病主要是喷施农药，但会影响烟草的品质，因此，需要寻求一种有效的防治方法，在保证烟草品质的同时也能有效防治病害。

钾元素对植物病害的影响在国内外已有许多报道[6-7]。其主要功能在于钾能使植物的细胞壁增厚，提高木质化程度，维持侵染部位正常的糖代谢水平，为防御病原菌的入侵提供充足的能量，也能够激发植物体内多种合成酶和氧化还原酶的应激反应，调控植物次生代谢产物酚类物质的合成速率[8-9]。叶片喷钾肥可以提高小麦叶片上酚类物质的含量和多酚氧化酶的活性，从而提高小麦对白粉病的抵抗能力[10]。施钾是否对烟草白粉病有防治效果目前鲜见报道。鉴于此，笔者通过田间试验研究了施钾肥对烟草白粉病的防治效果及其潜在的抗病机理，旨在为施钾肥防控烟草白粉病提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

种植烟草品种为K326。烟草白粉病病原菌为田间自然发病接种，发病后病原菌鉴定为Erysiphe cichoracearum。

1.2 试验地概况

试验在贵州省毕节地区烟草试验种植基地进行，烟草种植土壤的基本理化性状：pH 5.6，有机质12.6 g/kg，速效氮103.7 mg/kg，速效磷9.8 mg/kg，速效钾93.1 mg/kg。烟草移栽时间为2015年4月15日，烟草白粉病调查时间为7月25日。

1.3 试验设计

大田采用随机区组设计，设4个处理，分别为K0无钾肥；K75施用75 kg/hm2 钾肥；K150 施用150 kg/hm2 钾肥；K225施用225 kg/hm2 钾肥，钾肥为K2O。每个处理施用肥料如下：氮肥90 kg/hm2，磷肥（P2O5）75 kg/hm2。每个处理小区面积为64 m2，设置4个重复，田间管理参照当地烤烟栽培生产。

1.4 調查方法

在進行烟草白粉病害调查时，每株烟草调查最下3片叶。病害分级标准[5]：0级，全叶无病斑；1级，病斑面积占叶面积的10%以下；2级，病斑面积占叶面积的11%～20%；3级，病斑面积占叶面积的21%～30%；4级，病斑面积占叶面积的31%～50%；5级，病斑面积占叶面积的51%以上。发病率=发病叶片数/调查叶片数 × 100%。病情指数=∑（各级数×该级叶数）/（最高等级数×调查总叶片数）×100。每个处理5个点取样调查，每个点10株，逐叶记载病害分级，计算发病率。调查完叶片后随即采集叶片采样，取回实验室进行检测，主要测定指标包括整株生物量、叶片钾含量、叶片的类黄酮和总酚含量、叶片多酚氧化酶（PPO）和苯丙氨酸裂解酶（PAL）活性，每个指标测定为4次生物学重复。

收获的烟草样品先在105 ℃下杀青30 min，然后75 ℃烘干至衡重后称重为生物量；将样品粉碎，利用H2SO4-H2O2进行消煮，用火焰光度计法测定叶片的钾浓度；取1 g样品，加入5 mL含有1% HCl的甲醇溶液，提取24 h，取0.1 mL 提取液稀释定容至5 mL，摇匀，采用分光光度计测定280 nm波长处OD值为总酚含量，325 nm波长处OD值为类黄酮；PPO和PAL酶活方法参考周冀衡等[11]的研究。

1.5 数据统计

用Excel 2010软件对原始数据进行处理，应用SAS 9.0软件对数据进行 Duncan′s多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 不同施用量钾肥的烟草白粉病发病程度

由图1可知，施钾肥均能显著降低烟草白粉病的发生。当施钾量为K150（150 kg/hm2 K）时，发病率最低，比K75（75 kg/hm2 K）和K225（225 kg/hm2 K）处理分别降低了27%和12%，无钾肥处理K0（0 kg/hm2 K）的防治效果最差。在病情指数方面也有相似的趋势，K150的发病严重度最低，比K75和K225分别降低了22%和12%，K0处理的发病程度最高。说明施钾能有效防治烟草白粉病的发生。

2.2 不同施用量钾肥对烟草生物量和钾含量的影响

由图2可知，施钾显著提高了烟草的生物量和叶片的钾浓度。在生物量方面，K150处理的烟草生物量最高，比K0和K75处理分别显著提高了100%和37%，虽然K225处理施用的钾肥量最高，但其烟草生物量反而比K150处理略有降低。说明钾肥不是施用量越多，烟草的生物量就越高。在叶片的钾浓度方面，施用的钾肥越高，叶片的钾浓度越高。其中，K225处理的钾浓度是最高的，比K0、K75和K150处理分别提高了58%、38%和13%。

2.3 施钾对烟草类黄酮和总酚含量的影响

由图3可知，施钾提高了烟草叶片的类黄酮和总酚含量。在类黄酮指标上，K150处理的含量是最高的，比K0和K75处理分别显著提高了143%和74%，虽然K225处理的施钾量最高，但类黄酮的含量却比K150处理下降了17%。总酚含量和类黄酮有相同的趋势，在K150处理上，烟草叶片的总酚含量比K0和K75处理分别显著提高了95%和48%，而K225处理比K150降低了37%。说明施用钾肥能调控烟草叶片中的类黄酮和总酚含量。

2.4 不同施用量钾肥对烟草酶活性的影响

由图4可知，施钾提高了烟草叶片的酶活性。在K150处理时，其PPO活性是最高的，比K0和K75处理分别显著提高了129%和50%；K75和K225处理的酶活性次之，无钾处理的酶活性最低。PAL的活性与PPO有相同的趋势，其K150处理的PAL活性比K0和K75处理分别提高了118%和107%，在K225处理中，虽然钾肥用量最高，但与K0和K75处理无显著差异。说明施用钾肥能调控烟草叶片的酶活性，但不是施用量越多，酶活性就越高。

3 结论与讨论

研究结果表明，在田间施用钾肥对烟草白粉病有一定的防治效果。其中，施钾肥用量为150 kg/hm2时对烟草白粉病的防治效果最好，病害的发病程度最低。K150处理对烟草白粉病的防控效果最好，主要是由于增加了与抗病相关的生理指标，如提高了烟草叶片的总酚和类黄酮含量，PPO和PAL 2种防御酶的活性以及叶片的钾浓度。同时，适当的钾肥用量，对烟草的生物量有促进作用。通过施钾肥来防控病害的发生，并不是施用肥料越多越好，过量施肥不仅会影响作物的产量，同时也促进了作物病害的发生。

钾元素能提高植物对干旱、盐害、病虫害等逆境的胁迫[9，12-13]。其中，钾元素能调控酚类代谢，而酚类代谢与植物抗病性是密切相关的，当植物受到外界病原物侵染时，可通过自身的酚类代谢来抵御病原菌的入侵，从而提高植物的抗病性[14]。在酚类代谢过程中，PPO和PAL与抗病性关系密切，它们与细胞壁的增厚和酚类物质的氧化相关[7，15-16]。该研究表明，适当供给钾肥时，能显著提高作物的PPO和PAL活性，从而降低了烟草白粉病的发病严重度。同时植物受病原菌侵染后，产生的酚类物质是植物重要的抗病机理[13]。李文娟等[6]研究指出，当玉米接种禾谷镰刀菌后，施钾处理的玉米精髓中的总酚含量显著高于无钾处理，从而降低了玉米茎腐病的发病严重度。该研究发现相似的结果，当施钾量为150 kg/hm2时总酚和类黄酮的含量最高，说明适当施钾可通过调节烟草的总酚和类黄酮含量来提高作物的抗病性。同时，增加作物的钾浓度，能使植物的细胞壁增厚，从而抵御病原菌的入侵[10]。该研究也发现，施钾肥后能显著提高烟草叶片的钾浓度，钾浓度是随着钾肥用量的提高而升高。

同时，施钾提高作物对病害的抗性机制，并非酚类代谢一条途径，钾对防治烟草病害的抗性机理有待深入探讨。

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