几种植物诱导剂对烤烟抗病性、农艺性状及产量品质的影响

袁莲莲, 李 伟, 肖志新, 张 静, 李永亮, 王凤龙, 杨金广*

(1.中国农业科学院烟草研究所,国家烟草行业烟草病虫害监测与综合治理重点开放实验室, 青岛 266101;2. 红云红河烟草(集团)有限责任公司, 昆明 650231; 3.云南省烟草公司保山市公司, 保山 678000)

几种植物诱导剂对烤烟抗病性、农艺性状及产量品质的影响

袁莲莲1, 李 伟2, 肖志新3, 张 静2, 李永亮3, 王凤龙1, 杨金广1*

(1.中国农业科学院烟草研究所,国家烟草行业烟草病虫害监测与综合治理重点开放实验室, 青岛 266101;2. 红云红河烟草(集团)有限责任公司, 昆明 650231; 3.云南省烟草公司保山市公司, 保山 678000)

以‘云烟87’为供试品种,研究了11种植物诱导剂对烤烟病毒病的防控作用以及对烟株的农艺性状和烟叶产量品质的影响。结果显示,阿泰灵、碧护、烟望素和抗病丰等4种药剂对病毒病的相对防效超过35%,其余7种植物诱导剂对病毒的防效稍差。各种植物诱导剂均在一定程度上促进了烟株生长,烤烟农艺性状指标均有所提高,烤后烟叶外观质量总体较好,部分诱导剂能够提高烟叶上中等烟比例和产量,提高了收购均价和产值。同时,烟叶成分有所改变,除融地美、阿泰灵外,其余9种植物诱导剂处理后中部叶片烟碱含量均低于清水对照,其中彩特美细胞酶叶面营养剂处理的中部叶片烟碱含量最低,为3.27%,糖碱比均优于清水对照,烟叶的钾、氯含量均较适宜。研究结果表明,对烤烟喷施植物诱导剂能够抗病、增产、改善品质。

植物诱导剂; 烤烟; 病毒病; 农艺性状; 产量; 品质

烟草病毒病的发生遍及我国各植烟区,属侵染性病害,具有分布范围广、种类多等特点。20世纪50年代后,世界各国相继发生烟草病毒病,并不时暴发流行,造成严重危害[1]。1996年、2000年先后在我国各地出现烟草病毒病的大发生,病毒病高频发生严重制约了烟草生产的发展[2]。烟草病毒病不仅对烤烟产量产生严重影响,降低中上等烟的比例,还影响烟叶的内在成分及外观质量,使烟叶的可用性降低[3]。

近年来对烟草病毒病的发生与防治已进行了大量研究,生产上一般从栽培措施、抗病品种及化学农药等方面综合防治病毒病,在一定程度上抑制了该病的发生与蔓延。但同时也存在一些问题,如化学农药造成的抗性及环境污染的问题。植物诱导剂是对植物生长具有诱导调节作用的一类天然生物活性物质,具有安全卫生、高抗及多抗等特点,是防治植物病害的一条重要途径[4]。植物本身存在一定的保护机制,具有抵抗病害的潜能,当被某种因子刺激过后,就可激活这种能力,从而有效地抵抗病菌等的再次侵染[5-6]。植物诱导剂并不能直接杀灭农作物的病虫害,当其施用在农作物上后,通过诱导或激活农作物产生抵御或防控烟草病虫害的物质,从而达到防治病虫害的目的[7]。目前,在粮食作物、果蔬和花卉等经济作物生产上已广泛使用植物诱导剂[8-11],并建立了较为完善的应用配套技术和推广评价体系,但在烤烟上的使用技术和评价体系尚属空白,有待进一步进行系统完善试验验证。因此,本研究针对我国农业上常用的几种植物诱导剂,在云南腾冲县界头镇烟区开展一定面积的示范对比试验,着重考察其对烤烟病毒病的防控作用、对烟株的农艺性状和烟叶品质及产量的影响,以期为我国烟草病虫害绿色防控和烟叶品质保证及提升提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 供试材料

于2015年在云南腾冲县界头镇进行大田试验,烟田肥力中等,供试烤烟品种为‘云烟87’。试验共设13个处理,包括国内外农业上广泛使用的植物诱导剂11种,以亮叶(8%宁南霉素水剂)为病毒病防治阳性对照药剂(CK1),以清水为空白对照(CK2)(表1)。每处理3次重复,共计39个小区,每小区栽烟6行,每行60株,计360株/小区,随机区组排列,四周设保护行。行株距110 cm×60 cm,按当地方式施肥,各处理总施氮量均为6 kg/667 m2,常规烟草专用复合肥N∶P2O5∶K2O=12∶6∶24。

表1本研究所使用的诱导剂及对照药剂1)

Table1Theplantinducedagentsandcontrolagentusedinthisstudy

名称Name有效成分Effectiveconstituent剂型Formulation稀释倍数Dilutionratio功能Function生产公司Manufacture芸天力Yuntianli0．01%芸苔素内酯0．01%Brassinolide粉剂3000植物生长调节剂上海绿泽生物科技有限责任公司碧护Bihu0．135%赤霉酸、0．00052%吲哚乙酸、0．00031%芸苔素内酯0．135%Gibberellicacid，0．00052%indoleaceticacid，0．00031%brassinolide粉剂15000植物生长调节剂德国阿格福莱农林环境生物技术股份有限公司烟望素Yanwangsu复方中药成分CompoundChineseherbalmedicinalingredients粉剂一粒红粉一粒白粉配水15kg植物生长调节剂郑州丰农科技发展有限公司安融乐Anrongle大豆蛋白等Soyproteinetc．水剂5000植物生长调节剂南非西北大学融地美Rongdimei单硅酸Monosilicicacid水剂2000调节剂、叶面肥类美国大瑞科技国际有限公司彩特美细胞酶叶面营养剂Caitemeicell⁃enzymeleafsurfacednutrient蛋白、微量元素Protein，traceelements水剂500调节剂、叶面肥类哈尔滨细胞酶农业发展有限公司聚能100Juneng100大豆蛋白等Soyproteinetc．水剂600调节剂、叶面肥类新乡博凯生物技术有限公司海藻早发剂Seaweedprematureagent海藻多糖多肽Seaweedpolysaccharidepeptide水剂1000植物生长调节剂中国海洋大学生物工程开发有限公司阿泰灵Atailing6%寡糖·链蛋白6%Oligosaccharidechainprotein粉剂1000抗植物病毒剂中国农科院植物保护研究所壳聚糖Chitosan壳聚糖Chitosan粉剂300植物生长调节剂、杀菌剂沈阳市沈北新区绿色春天科技农资中心抗病丰Kangbingfeng6%抗坏血酸6%Ascorbicacid水剂2000植物生长调节剂贵阳市花溪茂业植物速丰剂厂亮叶(CK1)Liangye8%宁南霉素8%Ningnanmycin水剂800杀菌剂德强生物股份有限公司清水(CK2)Water-----

1) 亮叶(8%宁南霉素水剂)作为病毒病防治阳性对照药剂。 Liangye (8% ningnanmycin AS)was the positive control agent for preventing virus disease.

1.2 施药方式

壳聚糖、芸天力、烟望素、碧护、聚能100分别于烟苗小十字期、大田伸根期和团棵期各进行1次叶面喷雾,喷药时叶片正反两面均匀喷雾,保证各处理喷雾量基本一致,喷雾量以烟苗和基质湿透为宜。壳聚糖处理在高温雨季来临前灌根1次。

安融乐、融地美、彩特美细胞酶叶面营养剂于烟叶旺长期喷施,第1次喷施后20 d重复喷施1次。

海藻早发剂于苗床期施药2次,第1次于大十字期喷雾,第2次移栽后1周喷雾,喷雾时保证各处理喷雾量基本一致,喷雾量以烟苗和基质湿透为宜,第3次在旺长前期1周整株喷药。

阿泰灵、亮叶在烟草病毒病发生前或发生初期施药,叶面喷雾,连喷2～3次。

抗病丰分别于苗期、团棵期、旺长期各喷1次,喷药时叶片正反两面均匀喷透。

1.3 调查项目及方法

3月10日播种,采用集约化漂浮育苗,4月24日进行大田移栽。于移栽后40 d左右及采收前,分别在每小区中间4行随机挑选5株烟株调查其株高、腰叶长、腰叶宽、茎围、下部叶宽、下部叶长等。调查方法参照中华人民共和国烟草行业标准(YC/T142-1988)[12]。

烟叶成熟后,分小区进行采集、烘烤,按国家烤烟分级标准对烤后烟叶进行定级,且统计各个小区的产量、产值以及中上等烟叶比例,同时,选取C3F等级烟叶按照李强的方法对烟叶化学成分进行测定[13]。

于烤烟移栽后35 d,对每处理小区采用五点取样法开展烤烟病毒病发生程度的调查,每点固定10株,共50株,并按照下列公式分别计算其发病率、病情指数和控制效果。

发病率(%)=100×发病株数/调查总株数;

病情指数=100×(∑各级病株数×该病级值)/(调查总株数×最高级值);

控制效果(%)=100×(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数。

1.4 数据分析与处理

将所得病毒病发生情况、农艺性状、烤烟品质等采用Excel 2010、SPSS 15.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 植物诱导剂对烟草病毒病的防治效果

以亮叶(8%宁南霉素水剂)作为抗病毒对照药剂,移栽后35 d,对供试植物诱导剂的抗病毒效果进行调查统计,结果表明,对病毒病的相对防效超过35%的分别为阿泰灵、亮叶、碧护、烟望素和抗病丰等5种药剂,其余7种药剂对病毒的防效均低于35%。按照防治效果由高到低依次为阿泰灵>亮叶>碧护>烟望素>抗病丰>海藻早发剂>壳聚糖>彩特美细胞酶叶面营养剂>聚能100>芸天力>融地美>安融乐(表2)。

表2不同诱导剂对烤烟病毒病的防治效果

Table2Controleffectsofdifferentplantinduceragentsontobaccovirusdiseases

处理Treatment病情指数Diseaseindex相对防治效果/%Relativecontroleffect芸天力Yuntianli6．86bcd31．99碧护Bihu2．92f42．10烟望素Yanwangsu4．85e40．67抗病丰Kangbingfeng7．24b38．57融地美Rongdimei6．85bcd27．51安融乐Anrongle7．13bc24．55彩特美细胞酶叶面营养剂Caitemeicell⁃enzymeleafsurfacednutrient6．52cd33．86海藻早发剂Seaweedprematureagent6．75bcd34．88阿泰灵Atailing2．06gh44．20壳聚糖Chitosan2．58fg34．69聚能100Juneng1006．37d32．59亮叶Liangye(CK1)1．98h43．05清水Water(CK2)9．45a-

2.2 植物诱导剂对烟草农艺性状的影响

从表3可以看出,在烟叶旺长期,各种植物诱导剂对烟草生长均有促进作用,经其处理的烟草株高、腰叶长宽和茎围均优于清水对照;其中,安融乐、壳聚糖、聚能100处理的烟草株高较高、腰叶及茎围较宽;抗病丰、安融乐、海藻早发剂、壳聚糖、聚能100处理的烟草腰叶较长。在烟叶生殖生长期,株高较高的处理有安融乐、海藻早发剂、壳聚糖、聚能100,腰叶较长的处理有安融乐、壳聚糖、聚能100,腰叶较宽的处理有安融乐、壳聚糖、聚能100。综合比较,安融乐、壳聚糖、聚能100在各个时期表现突出,尤其是在株高方面比对照及某些处理都要稍高一些。而两个对照处理烟株的各项指标之间不存在显著性差异,这表明亮叶(8%宁南霉素)没有促进烟株生长的功效。

表3不同植物诱导剂处理烟叶旺长期及生殖生长期的农艺性状1)

Table3Theagronomictraitsoftobaccoleavestreatedbydifferentplantinduceragentsduringvigorousgrowingandreproductivestage

处理Treatment旺长期Vigorousgrowingstage株高/cmPlantheight腰叶长/cmMiddleleaflength腰叶宽/cmMiddleleafwidth茎围/cmStemgirth生殖生长期Reproductivestage株高/cmPlantheight腰叶长/cmMiddleleaflength腰叶宽/cmMiddleleafwidth下部叶宽/cmLowerleafwidth下部叶长/cmLowerleaflength芸天力Yuntianli80．2b53．2c20．9ab5．5b153．5b74．3b19．4ab19．4a59．2b碧护Bihu80．4b54．9bc19．4b5．5b152．2b75．5b18．4b22．0a59．2b烟望素Yanwangsu76．3c53．1c19．5b5．2b145．2b74．2b18．4b21．5a60．2b抗病丰Kangbingfeng84．3ab57．5b17．4b5．8b152．6b78．3b16．7b19．5a61．3b融地美Rongdimei82．2ab55．6bc19．6b5．6b151．5b76．2b18．4b21．4a60．2b安融乐Anrongle87．3a61．8a22．4a6．7a155．4a80．5a21．1a19．9a61．7b彩特美细胞酶叶面营养剂Caitemeicell⁃enzymeleafsurfacednutrient76．3c52．5c16．8b5．7b152．3b73．5b16．9b21．5a58．2b海藻早发剂Seaweedprematureagent83．3ab58．0b17．8b5．9b160．3a79．4ab17．2b22．1a62．4b阿泰灵Atailing82．9ab54．8bc16．9b5．3b162．4a75．6b16．8b20．3a63．7ab壳聚糖Chitosan86．5a61．2a24．3a6．8a157．4a81．3a22．9a21．6a62．4b聚能100Juneng10086．4a62．2a23．4a6．5a157．3a81．9a21．9a20．4a64．3a亮叶Liangye(CK1)77．2c52．4c18．4b5．5b153．3b76．2b17．3b20．4a61．6b清水Water(CK2)75．3c51．5c16．4b5．1b145．2b71．2b20．2b19．3a60．2b

1) 同列数据后附有不同小写字母者表示在0.05水平上差异显著。 The data in same column followed by different small letters are significantly different (P<0.05).

2.3 植物诱导剂对烤烟外观质量的影响

由表4可知,各处理烤后烟叶外观质量总体较好,烟叶大多成熟、结构疏松、油分多、色度较强。相对而言,碧护、阿泰灵、芸天力、安融乐和海藻早发剂处理烟叶外观质量较好,色泽光鲜,以橘黄为主,油分多,身份适中;其他6种诱导剂和清水对照差异不明显,外观质量稍差,有少数青黄烟,总体身份中等。

表4植物诱导剂对‘云烟87’上部烟叶外观质量的影响

Table4Effectofdifferentplantinduceragentsontopleavesappearancequality

处理Treatment成熟度Maturity颜色Color光泽Luster油分Oilcontent结构Structure身份Identity芸天力Yuntianli绝大多数成熟以橘黄为主较强多尚疏松⁃稍密中等⁃薄碧护Bihu绝大多数成熟以橘黄为主较强多尚疏松⁃稍密中等⁃薄烟望素Yanwangsu大部分成熟，少数尚未成熟以橘黄为主，少数青黄强多稍密⁃密中等抗病丰Kangbingfeng大部分成熟，少数尚未成熟以橘黄为主，少数青黄强较多稍密⁃密中等融地美Rongdimei大部分成熟，少数尚未成熟以橘黄为主，少数青黄强多稍密⁃密中等安融乐Anrongle绝大多数成熟以橘黄为主较强多尚疏松⁃稍密中等⁃薄彩特美细胞酶叶面营养剂Caitemeicell⁃enzymeleafsurfacednutrient大部分成熟以橘黄为主强较多稍密⁃密中等海藻早发剂Seaweedprematureagent绝大多数成熟以橘黄为主较强多尚疏松⁃稍密中等⁃薄阿泰灵Atailing绝大多数成熟以橘黄为主较强多尚疏松⁃稍密中等⁃薄壳聚糖Chitosan大部分成熟，少数尚未成熟以橘黄为主较强多尚疏松⁃稍密中等⁃薄聚能100Juneng100大部分成熟，少数尚未成熟以橘黄为主，少数青黄强多稍密⁃密中等清水Water(CK)大部分成熟，少数尚未成熟以橘黄为主，少数青黄强较多尚疏松⁃稍密中等

2.4 植物诱导剂对烤烟品质的影响

烤烟经不同植物诱导剂处理烤后中部叶不同化学成分的含量见表5。可以看出,喷施植物诱导剂后烟叶化学成分有所改变,中部叶烟碱含量比清水对照高的有融地美和阿泰灵,其余9种植物诱导剂处理后中部叶片烟碱含量均低于清水对照,其中彩特美细胞酶叶面营养剂处理的中部叶片烟碱含量最低,为3.27%。所有处理的糖碱比均优于清水对照,烟叶的钾、氯含量均较适宜。总体认为植物诱导剂施用不会显著引起烤后烟叶糖碱比变化。

表5不同植物诱导剂处理对烤后中部叶常规化学成分的影响

Table5Effectofdifferentplantinduceragentsonchemicalpropertiesofmiddleleaves

处理Treatment还原糖/%Reducedsugar总糖/%Totalsugar烟碱/%Nicotine糖碱比Sugar/nicotine总氮/%TotalnitrogenK2O/%Cl/%芸天力Yuntianli28．3abc35．2abcd3．45d10．2ab2．04a2．35abc0．27abc碧护Bihu28．1c35．5abc3．50d10．1bc2．07a2．34abc0．35a烟望素Yanwangsu29．3a32．8fg3．47d9．5e2．11a2．14d0．18bcd抗病丰Kangbingfeng25．5e33．8defg3．64bc9．3fg2．07a2．13d0．16cd融地美Rongdimei29．2a36．3a3．87a9．4ef2．08a2．40ab0．13cd安融乐Anrongle27．0d34．6bcde3．42d10．1bc2．09a2．46a0．23abcd彩特美细胞酶叶面营养剂Caitemeicell⁃enzymeleafsurfacednutrient27．5cd32．6g3．27e10．0c1．96ab2．15d0．11d海藻早发剂Seaweedprematureagent28．2bc35．3abc3．52cd10．0c2．03a2．27bcd0．17bcd阿泰灵Atailing29．2a36．3a3．88a9．4ef2．03a2．31abc0．15cd壳聚糖Chitosan29．1ab35．9ab3．49d10．3a2．06a2．37abc0．32ab聚能100Juneng10027．7cd33．5efg3．41d9．8d1．83a1．99e0．13cd清水Water(CK)28．1c34．1cdef3．70b9．2g2．05b2．24cd0．15cd

2.5 植物诱导剂对烤烟产值的影响

由表6可知,喷施植物诱导剂在一定程度上提高了上中等烟比例(尤其是上等烟比例)和产值。其中碧护、安融乐、彩特美细胞酶叶面营养剂、海藻早发剂和阿泰灵处理后上等烟比例比清水对照的上等烟比例提高3.83%～15.59%,其直接表现为产品均价的提高,其中阿泰灵处理的均价比清水对照提高了3.1元/kg。通过计算烟叶的产值,可以看出芸天力、碧护、安融乐、彩特美细胞酶叶面营养剂、海藻早发剂和阿泰灵处理的产值比清水对照增加了33.4～551元/hm2。综合分析表明喷施植物诱导剂后,部分诱导剂能够提高‘云烟87’烤后烟叶上中等烟比例和产量,从而提高了收购均价和产值,对烟农增收、提高种烟经济效益都有积极意义,按照其产值由高到低依次为阿泰灵>彩特美细胞酶叶面营养剂>海藻早发剂>碧护> 芸天力>安融乐>清水(CK)>壳聚糖>抗病丰>烟望素>融地美>聚能100。

表6植物诱导剂对‘云烟87’经济性状的影响

Table6Effectofdifferentplantinduceragentson‘Yunyan87’economiccharacters

处理Treatment上等烟比例/%Proportionofhighgradetobaccoleaves上中等烟比例/%Proportionofhigh⁃middlegradetobaccoleaves均价/元·kg-1Meanprice产量/kg·(hm2)-1Yield产值/元·(hm2)-1Outputvalue芸天力Yuntianli25．0110019．9150．83000．9碧护Bihu28．9910021．1152．43215．6烟望素Yanwangsu25．1610018．4149．62752．6抗病丰Kangbingfeng25．6510019．0150．52859．5融地美Rongdimei24．1410018．3149．12728．5安融乐Anrongle27．1610019．6151．62971．4彩特美细胞酶叶面营养剂Caitemeicell⁃enzymeleafsurfacednutrient29．5910022．0150．33306．6海藻早发剂Seaweedprematureagent26．8110020．9156．23264．6阿泰灵Atailing26．5810022．7153．73489．0壳聚糖Chitosan25．6410019．3149．82891．1聚能100Juneng10023．2810018．2149．52720．9清水Water(CK)25．6010019．6149．92938．0

3 结论与讨论

作为一类新型生物农药,植物诱导剂具有防病、防冻、增产、改善品质的效果,且安全低毒,对环境友好[5]。本研究结果显示,阿泰灵、亮叶(8%宁南霉素水剂，抗病毒对照药剂)、碧护、烟望素和抗病丰等5种药剂对病毒病的相对防效超过35%,其余7种植物诱导剂对病毒的防效稍差。阿泰灵防治烤烟病毒病的效果最佳,与之前的研究一致,分析其原因可能是阿泰灵主要成分为氨基寡糖素和极细链格孢激活蛋白,可激发植物体内基因表达,产生具有抗病作用的几丁质酶、葡聚糖酶及PR蛋白等,诱导烤烟产生多重防御反应,提高自身的抗病、抗逆能力,起到抗病作用[14-16]。

植物诱导剂对农作物可起到抗病增产的效果,其在激活植物体内分子免疫系统,增强植物抗病性的同时,还可激发植物体内的一系列新陈代谢系统,促进植物的生长,提高农作物产量[7]。在本研究中,各种植物诱导剂均一定程度促进了烟株生长,烤烟农艺性状指标均有所提高,烤后烟叶外观质量总体较好,部分诱导剂能够提高烟叶上中等烟比例和产量,从而提高了收购均价和产值。另外,烟叶成分有所改变,除融地美、阿泰灵外,其余9种植物诱导剂处理后中部叶片烟碱含量均低于清水对照,其中彩特美细胞酶叶面营养剂处理的中部叶片烟碱含量最低,为3.27%,糖碱比均优于清水对照,烟叶的钾、氯含量均较适宜。

鉴于这些植物诱导剂均为生物源药剂,在烟叶绿色防控中具有潜在的独特作用,建议进一步试验并研究其最佳配套使用技术和评价机制。

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(责任编辑： 杨明丽)

Effectsofseveralkindsofplantinduceragentsondiseaseresistance,agronomictraits,yieldandqualityintobacco

Yuan Lianlian1, Li Wei2, Xiao Zhixin3, Zhang Jing2, Li Yongliang3, Wang Fenglong1, Yang Jinguang1

(1.TobaccoResearchInstituteofChineseAcademyofAgriculturalSciences,KeyLaboratoryofTobaccoPestMonitoringControlling&IntegratedManagement,Qingdao266101,China; 2.HongyunandHongheTobacco(Group)LimitedCompany,Kunming650231,China;3.YunnanTobaccoCompany,BaoshanTobaccoCooperation,Baoshan678000,China)

Using variety ‘Yunyan 87’ as the material, the effects of 11 kinds of plant inducer agents on disease resistance, agronomic traits, yield and quality were investigated in tobacco. The results showed that the plant inducers, such as Atailing, Bihu, Yanwangsu and Kangbingfeng, had control effect on tobacco virus diseases with the efficacy of over 35%, while the other seven agents had little effect. To some extent, all plant inducer agents could promote tobacco growth and agronomic traits, and increase the proportion of fine tobacco leaves. After baking, appearance quality was relatively superior. Meanwhile, there were some changes in the main chemical quality in tobacco leaves of each treatment. Except Rongdimei and Atailing, the other nine plant inducers treatment reduced the nicotine content of middle leaves, and Caitemei was the best with nicotine content of 3.27%. Compared with the control, the ratio of sugar to nicotine increased, and potassium and nitrogen content were at right levels. In general, combined application of plant inducer agents could improve tobacco quality and production, as well as increase disease resistance.

plant induced agents; flue-cured tobacco; tobacco virus diseases; agronomic traits; yield; quality

S 572.01

： BDOI： 10.3969/j.issn.0529-1542.2017.05.036

2016-08-05

： 2017-04-20

云南烟草公司科技项目(2016YN12);红云红河烟草(集团)有限责任公司科技项目(HYHH2016YL02)

* 通信作者 E-mail: jinguangyang@126.com