不同种衣剂处理对黄瓜生长及其根际微生态的影响

王 娟，陈 鹏，丁方丽，刘东平，文才艺，闫凤鸣，申顺善

(河南农业大学植物保护学院，河南 郑州 450002)

不同种衣剂处理对黄瓜生长及其根际微生态的影响

王 娟，陈 鹏，丁方丽，刘东平，文才艺，闫凤鸣，申顺善

(河南农业大学植物保护学院，河南 郑州 450002)

为明确多·福悬浮剂、福·克悬浮剂和克·醇·福美双悬浮剂在黄瓜上的应用安全性，采用穴盘试验研究了3种种衣剂对黄瓜出苗、生长发育及其根际微生态的影响。结果表明，3种供试种衣剂不同程度影响黄瓜出苗和苗期生长发育。多·福和福·克对黄瓜出苗率、出苗势和出苗指数没有显著影响，克·醇·福美双对黄瓜出苗率无显著影响，而显著降低出苗势和出苗指数；三种种衣剂对黄瓜苗期地上部生长有不同程度的影响，多·福显著减少叶面积，福·克显著促进株高和茎粗，克·醇·福美双显著抑制株高；均显著抑制黄瓜根系发育和根系活力，根鲜重和根系活力分别比对照降低9.58%～34.90%和46.73%～71.37%。供试种衣剂均影响苗期黄瓜根际基质酶活性和微生物数量。克·醇·福美双显著降低黄瓜根际脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性，分别比对照降低23.56%、36.90%和25.35%；福·克和克·醇·福美双显著减少黄瓜根际细菌的数量，增加真菌的数量。

种衣剂；黄瓜；根际微生态；酶活性；微生物

种衣剂是根据种子、种苗的生理特性加工制成的一种种子处理剂，以农药、肥料、激素等作为活性成分，以成膜剂、乳化剂等作为非活性成分[1]，具有保护种子、提供营养、增强抗逆性、缓慢释放药肥等作用[2]。种衣剂能够提高种子科技含量、实现种子质量标准化，广泛应用于农业生产，在控制农作物种传和土传病害、地下害虫和苗期病虫害、提高种苗抗逆性和作物产量等方面均发挥着重要作用。但随着种衣剂的大面积推广应用，种衣剂的使用也存在着药效不稳、发生药害、残留污染、受环境条件影响等问题[3]。目前，蔬菜作物专用种衣剂种类较少，大多是以大田作物种衣剂为基础调配使用。因此，因种衣剂质量差异、使用技术不规范，会造成抑制种子发芽、影响根系发育和植株生长，并污染根际土壤生态环境等副作用[4-6]。前期研究中发现，17%多·福(Carbendazim·Thiram)悬浮剂、18%福·克(Thiram·Carbofuran)悬浮剂和16%克·醇·福美双(Thiram·Carbofuran·Triadimenol)悬浮剂对白菜具有明显的副作用，影响出苗、苗期生长和根际土壤微生态等[7]。本研究供试17%多·福悬浮剂、18%福·克悬浮剂和16%克·醇·福美双悬浮剂，研究其对黄瓜的出苗、生长发育、根际基质酶活性和根际微生物种群的影响，了解3种种衣剂在黄瓜作物上的应用安全性，为减少种衣剂所产生的副作用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试种衣剂 供试种衣剂为17%多·福悬浮剂(5%多菌灵和12%福美双，简称为多福)、18%福·克悬浮剂(10%福美双和8%克百威，简称为福克)及16%克·醇·福美双悬浮剂(8%福美双、7%克百威和1%三唑醇，简称为克醇福美双)。

1.1.2 供试作物 供试作物为101黄瓜， 由郑州市蔬菜研究所提供。

1.1.3 供试基质 供试育苗基质为常用蔬菜育苗基质，其理化性质为：速效氮、速效磷、速效钾含量分别为15.54 、135 、174 mg·kg-1，EC值为1 560 μs·cm-1，pH值为7.3。

1.1.4 供试培养基 供试培养基为PDA培养基(马铃薯200 g，葡萄糖20 g，琼脂18 g，蒸馏水1 000 mL)、TSA培养基(胰蛋白大豆肉汤30 g，琼脂18 g，蒸馏水1 000 mL)和AIA培养基(放线菌分离琼脂22 g，甘油5 g，蒸馏水1 000 mL)。

1.2 方法

1.2.1 种子处理方法 选取健康的黄瓜种子，用种衣剂多福、福克和克醇福美双分别按推荐药种质量比1∶40、1∶40和1∶30进行拌种，晾干备用，以无药剂处理种子为对照。

1.2.2 黄瓜出苗及苗期生育指标的测定 将黄瓜播种至穴盘，在自然光周期温室里培育。开始出苗后，连续调查其出苗情况，直至总出苗数不再变化，并按照下列公式计算最终出苗率、出苗势(日最多出苗数)和出苗指数。培育第20天测定黄瓜株高、叶面积、茎粗、叶绿素含量和根系活力。黄瓜株高测定范围为植株根颈部到主茎顶部之间的距离；叶面积为单株总叶面积；茎粗测定范围为地上植株根颈部0.5 cm处；叶绿素含量测定采取第2片真叶，采用分光光度法；根系活力测定采取整个根系，采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[8]。

出苗率=测试种子出苗数/测试种子总数×100%

出苗势=日最多出苗数/测试种子总数×100%

出苗指数= ∑(日出苗种子数/出苗天数)

1.2.3 黄瓜根际基质酶活性的测定 黄瓜幼苗在穴盘培育20 d后，拨开表层基质，将黄瓜根际基质轻轻抖落到干净的自封袋，收集黄瓜根际基质，过60目筛，测定黄瓜根际基质脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性。脲酶活性测定采用苯酚钠-次氯酸钠比色法，以24 h后1 g基质中NH3-N的毫克数表示脲酶活性；磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法，以24 h后1 g基质中释放的酚的毫克数表示磷酸酶活性；过氧化氢酶活性测定采用高锰酸钾滴定法，以高锰酸钾溶液滴定过氧化氢分解剩余过氧化氢的量表示过氧化氢酶的活性；蔗糖酶活性测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法,以24 h后1 g基质中生成葡萄糖的毫克数表示蔗糖酶活性[9-10]。

1.2.4 黄瓜根际基质微生物的测定 黄瓜幼苗在穴盘培育20 d后，采用稀释平板涂布法测定黄瓜根际基质微生物。黄瓜根际基质的采集方法同1.2.3，称取1 g 基质，倒入装有100 mL无菌水的三角瓶，充分震荡，然后用无菌水进行梯度稀释，配置成一定浓度稀释液，将0.1 mL的稀释液涂抹在含五氯硝基苯的TSA平板上，置于28 ℃恒温箱中培养3 d后调查细菌种群数量，由此推算黄瓜根际基质中的细菌数量；将0.1 mL的稀释液涂抹在含乳酸的PDA平板上，置于28 ℃恒温箱中培养5 d后调查真菌种群数量，由此推算黄瓜根际基质中的真菌数量；将0.1 mL的稀释液涂抹在含乳酸的AIA平板上，置于28 ℃恒温箱中培养7 d后调查放线菌种群数量，由此推算黄瓜根际基质中的放线菌数量。调查细菌和真菌采用新鲜基质样品，调查放线菌采用自然风干基质样品。

1.3 数据分析

采用Excel 2003和SPSS 13.0软件进行数据分析，用Duncan氏新复极差法(SSR法)进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 供试种衣剂对黄瓜出苗的影响

3种供试种衣剂中，多福和福克对黄瓜出苗率、出苗势和出苗指数均没有显著影响，克醇福美双对出苗率没有显著影响，而显著降低黄瓜出苗势和出苗指数，导致出苗不整齐(表1)。

表1 供试种衣剂对黄瓜种子出苗的影响Table 1 Effects of coating treatments on seed germination of cucumber

注：表中同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note：Different letters in the same column indicate significant difference (P<0.05).The same as below.

2.2 供试种衣剂对黄瓜苗期生长发育的影响

3种供试种衣剂不同程度影响苗期黄瓜的生长发育。多福显著减少黄瓜叶面积，比对照减少4.82%；福克促进黄瓜苗期生长，显著提高株高和茎粗，分别比对照提高9.20%和2.91%；克醇福美双显著抑制黄瓜株高，比对照降低4.97%(表2)。另外，多福显著增加黄瓜叶绿素含量，而福克和克醇福美双对叶绿素含量没有显著影响(表2)。

供试种衣剂均显著抑制黄瓜根鲜重和根系活力。多福、福克和克醇福美双处理的根鲜重分别比对照降低6.19%、19.32%和32.46%，根系活力分别比对照降低32.66%、46.73%和71.36%(表3)。

表2 供试种衣剂对黄瓜苗期地上部生长和叶绿素含量的影响Table 2 Effects of coating treatments on shoot growth and development of cucumber at seedling stage

表3 供试种衣剂对黄瓜苗期根部鲜重和根系活力的影响Table 3 Effects of coating treatments on root fresh weight and activity of cucumber at seedling stage

2.3 供试种衣剂对黄瓜根际基质酶活性的影响

3种供试种衣剂不同程度影响苗期黄瓜根际基质酶活性。多福显著增加黄瓜根际基质脲酶和蔗糖酶活性，分别比对照增加14.07%和12.57%，而显著降低根际基质磷酸酶的活性，比对照降低31.58%；福克显著降低根际基质磷酸酶活性，比对照降低31.58%，而对脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶没有显著影响；克醇福美双显著降低根际基质脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性，分别比对照降低23.56%、36.90%和25.35%(表4)。

表4 供试种衣剂对黄瓜苗期根际基质酶活性的影响Table 4 Effectsof coating treatments on the substrate enzyme activities of cucumber at seedling stage

2.4 供试种衣剂对黄瓜根际基质微生物的影响

3种供试种衣剂不同程度影响苗期黄瓜根际基质微生物数量。福克和克醇福美双均显著减少黄瓜根际基质细菌数量，而显著增加根际基质真菌数量，对放线菌数量没有显著影响；多福对黄瓜根际基质微生物数量没有显著影响(表5)。

表5 供试种衣剂对黄瓜苗期根际基质微生物种群的影响 Table 5 Effects of coating treatments on substrate microbial population of cucumber at seedling stage

3 讨论

种衣剂在中国起步较晚，主要应用在玉米、小麦、水稻、蔬菜、棉花等作物上，能够提高种子成活率、出芽率，促进作物苗期生长并达到增产作用，且能有效防治病虫草害，应用十分广泛[11]。然而，种衣剂在实际生产实践中，因种衣剂质量差异、随意选用种衣剂和改变用药量等使用技术不规范，导致产生药害、污染环境、降低种子发芽、抑制幼苗生长等副作用[12]。本研究中，供试种衣剂对黄瓜出苗率没有显著影响，但克醇福美双显著降低黄瓜出苗势和出苗指数，导致出苗不整齐，进一步影响黄瓜根系发育，显著降低根系活力。3种供试种衣剂不同程度影响黄瓜苗期生长发育及根际微生态环境。每种种衣剂的不同使用浓度对作物的影响不尽相同[13]，本研究供试的种衣剂在黄瓜上的适用浓度需要进一步的探索。

植物土壤和土壤微生物构成了植物根际土壤微生态，是植物与外界环境交流的主要场所，是土壤质量的重要表征[14-15]。土壤酶是土壤的重要组成部分，对土壤的修复作用起着关键作用[16]，土壤酶活性与土壤微生物数量密切相关。有研究报道，有些种衣剂影响土壤酶活性和土壤微生物数量。氧化乐果可显著抑制土壤脲酶活性，二者呈显著或极显著负相关[17]；乐果和辛硫磷能够抑制土壤中真菌和放线菌的数量，辛硫磷能刺激土壤中细菌的数量[18]；甲胺磷抑制土壤中细菌、放线菌和固氮菌，而对土壤真菌则表现出微弱的刺激效应[19]。本研究结果，克醇福美双显著抑制黄瓜根际基质脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性，多福和福克显著抑制根际基质磷酸酶的活性；福克和克醇福美双均显著减少根际基质细菌的数量，而显著增加基质真菌的数量。供试种衣剂与黄瓜根际酶活性和微生物数量之间的具体相关性有待于进一步研究。

[1] 潘立刚,刘惕若,陶岭梅,等.种衣剂及其关键技术评述[J].农药,2005,44(10): 437-440.

[2] 胡凯军,赵桂琴,刘永刚,等.不同种衣剂对燕麦苗期生长及根系活力的影响[J].草地学报,2010,18(4): 560-567.

[3] 吉庆勋,韩松,王娟,等.小麦、玉米种衣剂副作用研究进展[J].农药,2013,52(12): 865-867,870.

[4] 周美兰,唐启源,邹应斌,等.种子包衣剂对棉花育苗的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2006,32(4): 357-361.

[5] 房锋,姜兴印,纪春涛,等.种衣剂对山农饲玉7号玉米幼苗生长和相关酶活性的影响[J].农药学学报,2009,11(1): 98-103.

[6] 牛兴奎.除草剂、种衣剂对玉米产量、品质和根际环境的影响[D].泰安: 山东农业大学,2007.

[7] 陈鹏,王娟,丁方丽,等.不同种衣剂对白菜生长及其根际土壤微生态的影响[J].北方园艺,2016 (3): 169-173.

[8] 高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社,2005.

[9] 关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京: 农业出版社,1986.

[10] 李阜棣.土壤微生物学[M].北京: 中国农业出版社,1996.

[11] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社,1999.

[12] 吴学宏,刘西莉,王红梅,等.我国种衣剂的研究进展[J].农药,2003,42(5): 1-5.

[13] 刘同业,韩盛,杨渡,等.四种种衣剂对籽瓜种子的安全性评价[J].北方园艺,2014,(22): 117-120.

[14] 李会珍,赵文志,张剑民,等.生物种衣剂对作物种子发芽及苗期生理特性的影响[J].种子,2009,28(3): 49-51.

[15] 巩彪,张丽丽,隋申利,等.大蒜秸秆对番茄根结线虫病及根际微生态的影响[J].中国农业科学,2016,49(5): 933-941.

[16] 边雪廉,岳中辉,焦浩,等.土壤酶对土壤环境质量指示作用的研究进展[J].土壤,2015,47(4): 634-640.

[17] 王百慧,焦浩,刘宝林,等.土壤酶对农药降解作用机制的研究进展[J].中国农学通报,2012,28(32): 253-257.

[18] 和文祥,郑粉莉,田海霞.氧化乐果对土壤酶活性的影响[J].中国农业科学,2009,42(12): 4282-4287.

[19] 时立波,王振华,刘静,等.几种杀线剂对土壤微生物数量及真菌多样性影响[J].农药,2008,47(12): 917-919.

[20] 朱南文,胡茂林,高廷耀.甲胺磷对土壤微生物活性的影响[J].农业环境保护,1999,18(1): 4-7.

Effectsofdifferentcoatingagentsoncucumbergrowthandtherhizospheremicroecology

WANG Juan,CHEN Peng,DING Fangli,LIU Dongping,WEN Caiyi,YAN Fengming,SHEN Shunshan

(College of Plant Protection,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

To specify the application security of three seed coating agents on cucumber,the effects of three seed coating agents of Carbendazim·Thiram,Thiram·Carbofuran and Thiram·Carbofuran·Triadimenol on seeds germination,seedling growth and development and its rhizosphere soil microecology were studied by tray experiment.The results showed that all the seed coating agents affected seeds germination and seedling growth and development to different degrees.Carbendazim·Thiram and Thiram·Carbofuran had no significant influences on germination rate,germination vigor and germination index of cucumber;Thiram·Carbofuran·Triadimenol had no significant influence on the seeds germination rate,while it significantly reduced the germination vigor and germination index. The three seed coating agents influenced shoot growth and development of seedling-stage at different levels:Carbendazim·Thiram significantly reduced leaf area; Thiram·Carbofuran significantly increased plant height and stem diameter; Thiram·Carbofuran·Triadimenol significantly reduced plant height. The three seed coating agents significantly inhibited root development and activity of cucumber,compared to the control, fresh weight of roots and root activity reduced by 9.58% to 34.90% and 46.73% to 71.37%,respectively.The three seed coating agents affected enzymatic activities and microbes in cucumber rhizosphere substrate.Compared to control,Thiram·Carbofuran·Triadimenol significantly reduced the activities of urease,phosphatase, and catalase in cucumber rhizosphere by 23.56%,36.90% and 25.35% respectively;Thiram·Carbofuran and Thiram·Carbofuran·Triadimenol significantly reduced bacterial density of cucumber rhizosphere,while increasing fungal density.

seed coating agent; cucumber; rhizosphere microbiology; enzyme activity; microorganism

2017-03-29

公益性行业(农业)科研专项资助项目(201303030)

王 娟(1991-)，女，河南信阳人，硕士研究生，从事植物生态病理学和植物病害生物防治。

申顺善(1966-)，女，吉林龙井人，教授。

1000-2340(2017)06-0792-05

S436.3

A

蒋国良)