叶面喷施壳寡糖对樱桃番茄产质量及晚疫病防控效果的影响

雷 菲, 张冬明， 谭 皓， 潘孝忠, 吴宇佳， 刘国彪， 肖彤斌*

(1.海南省农业科学院 农业环境与土壤研究所， 海南 海口 571100； 2.农业部海南耕地保育科学观测实验站， 海南 海口 571100； 3.海南省耕地保育重点实验室， 海南 海口 571100)

壳寡糖是由2～10个氨基葡萄糖经β-1,4糖苷键连接而成的寡糖聚合物，在农业生产上具有广泛的研究和应用价值[1-2]。壳寡糖作为新一代海洋生物源诱抗剂，具有无毒害、不污染环境、兼有药效和肥效的双重生物调节功能特点，能够诱导作物组织产生结构抗性、生化抗性和分子抗性，可激活植物免疫系统，提高植物抗病能力。壳寡糖作为植物生长调节剂，可提高植物对病害的防御能力[3-4]，而且壳寡糖具有广谱抑菌活性并对人畜无毒[5-6]，施用壳寡糖类物质是减少化学农药施用量、提高作物抗性和产量的有效途径。樱桃番茄属茄科番茄属，又称圣女果、微型番茄和小番茄等，深受广大消费者喜爱，是一种非常有前景的水果型番茄[7]。海南樱桃番茄年种面积约0.67万hm2，但由于种苗质量差和死苗现象等突出问题，制约了海南樱桃番茄产业的发展[8]。壳聚糖既能显著提高作物产量和品质[9-10]，又能诱导作物产生挥发性抗真菌物质[11]，抑制病菌生长[12]。为此，以樱桃番茄为试验对象，研究叶面喷施不同浓度壳寡糖对樱桃番茄生长、产质量及晚疫病防控效果等的影响，以期为壳寡糖在海南樱桃番茄生产上的应用提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2018年10月至2019年3月在海南省澄迈县永发镇海南省农业科学院试验基地进行，澄迈县属热带季风气候北缘，光照充足，高温多雨，年平均气温23.8℃，年均降雨量1 786.1 mm，年均日照时数1 993.8 h。土壤pH 6.01，有机质0.98%，碱解氮84.0 mg/kg，速效磷326.9 mg/kg，速效钾24.6 mg/kg，交换性钙952.3 mg/kg，交换性镁29.0 mg/kg。

1.2材料

1.2.1樱桃番茄品种为千禧，海南省农业科学院蔬菜研究所。

1.2.2植物生长调节剂壳寡糖，购自山东绿陇生物科技有限公司。

1.2.3肥料猪粪有机肥(N∶P2O5∶K2O为1.67∶5.25∶2.39)，临高正余农资服务有限公司；复合肥(基肥N∶P2O5∶K2O为15∶15∶15)，挪威雅苒国际有限公司；复合肥(追肥N∶P2O5∶K2O为20∶20∶20)，以色列化工集团特种肥料公司。

1.2.4仪器SPAD-502便携式叶绿素测定仪，日本柯尼卡美能达。

1.3方法

1.3.1试验设计采用叶面喷施方法，壳寡糖设4个浓度处理和1个清水处理对照(CK)，共计5个处理。T1，壳寡糖浓度为150 mg/L；T2，壳寡糖浓度为300 mg/L；T3，壳寡糖浓度为450 mg/L；T4，壳寡糖浓度为600 mg/L；以喷施等量清水为对照(CK)。所有处理均采用叶面喷施方法，于2018年12月10日、12月26日和2019年1月8日分3次喷施，试验采用露天种植，随机排列，每小区1垄，采用高垄单行栽培方式，小区面积16.8 m2，行距1.1 m，株距0.8 m，3次重复。各处理基肥和追肥用量相同，基肥施有机肥450 kg/667m2和复合肥50 kg/667m2，追肥施复合肥75 kg/667m2，分4次施用。

1.3.2指标调查与测定果实产量，调查时间于1月16日开始采果起至3月25日采果结束止；株高和茎粗，2月26日调查；维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可滴定酸含量采用酸碱中和法测定，叶绿素含量采用SPAD-502便携式叶绿素测定仪测定。晚疫病发病情况，于第3次施用壳寡糖后第10天(2019年1月18日)开始调查，其发病情况参照农药田间药效试验准则(一)杀菌剂防治番茄晚疫病(GB/T 17980.31-2000)方法计算。

发病率=[(发病叶(株)数)/调查总叶(株)数]×100%

病情指数=Σ(各级病叶数×相对级数值)/(调查总叶数×9)×100

防控效果=[1-(对照区施药前病情指数×处理区施药后病情指数)/(对照区施药后病情指数×处理区施药前病情指数)]×100%。

1.4数据处理

采用SPSS 19.0和Excel 2007处理数据和作图。

2结果与分析

2.1不同浓度壳寡糖对樱桃番茄生长及叶绿素含量的影响

从图1看出，不同处理樱桃番茄叶绿素含量、株高和茎粗的变化。株高：不同浓度壳寡糖处理较CK增高16.40～25.60 cm，以T3最高，为254.00 cm，T1～T4间差异不显著，各浓度壳寡糖处理与CK差异极显著。茎粗：不同浓度壳寡糖处理与CK接近，相互间差异均不显著。叶绿素含量：不同浓度壳寡糖处理较清水处理(CK)提高4.16%～12.25%，以T3最高，为49.12 mg/g，T2～T4间差异不显著，三者与CK差异极显著，T3、T4与T1差异显著。总体看，与CK相比，不同浓度壳寡糖处理樱桃番茄叶绿素含量提高，植株高度增加，以T3效果最佳，但对茎粗影响不明显。

注：不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different capital letters indicate that the difference is extremely significant(P<0.01), and different lowercase letters indicate significant difference(P<0.05).The same below.

图1不同浓度壳寡糖处理樱桃番茄的生长情况及叶绿素含量

Fig.1 Growth and chlorophyll content of cherry tomato treated with oligosaccharides at different concentrations

2.2不同浓度壳寡糖对樱桃番茄产量的影响

从表1可知，不同处理樱桃番茄的产量和增产率的变化。产量：T3最高，小区产量和折合产量分别为77.86 kg和3 091.33 kg/667m2；T2其次，分别为76.01 kg和3 017.61 kg/667m2；CK最低，分别为73.01 kg和2 898.72 kg/667m2。不同浓度壳寡糖处理(T4除外)均极显著高于CK，T3与T1和T2间差异显著，T1、T2和T4间差异不显著。增产率：随着壳寡糖浓度的增加，呈先升后降趋势，以T3最高，为6.64%；T2其次，为4.10%；T4最低，为3.07%。

表1不同浓度壳寡糖处理樱桃番茄的产量

Table 1 Yield of cherry tomatoes treated with different concentrations of oligosaccharides

处理Treatment小区产量/kgPlot yield折合产量/(kg/667m2)Per unit yield增产率/%Yield growth rateCK 73.01±0.33 Cc2 898.72±13.03 Cc-T175.70±0.49 ABb3 005.30±19.63 ABb3.68 T276.01±0.35 ABb3 017.61±13.72 ABb4.10 T377.86±0.38 Aa3 091.33±15.08 Aa6.64 T475.25±0.20 BCb2 987.78±8.13 BCb3.07

2.3不同浓度壳寡糖对樱桃番茄品质的影响

从表2可见，不同处理樱桃番茄的Vc、可溶性糖和可滴定酸含量等品质指标的变化。Vc：随着壳寡糖浓度的增加，呈逐渐升高趋势，以T4最高，为43.34 mg/100g；T3其次，为41.42 mg/100g；CK最低，为36.88 mg/100g；不同浓度壳寡糖处理均极显著高于CK，T4极显著高于T1～T3，T3极显著高于T1，T1与T2间差异不显著。可溶性糖：随着壳寡糖浓度的增加，呈先升后降趋势，以T3最高，为7.46%；T2其次，为7.45%；CK最低，为7.24%；T1～T4间差异不显著，T2与T3极显著高于CK。可滴定酸：CK最高，0.30%；T1其次，为0.29%；T3最低，为0.27%；CK与T1差异不显著，极显著高于T3，T2～T4差异不显著。糖酸比：随着壳寡糖浓度的增加，呈先升后降趋势，T3最高，为27.64；T2其次，为26.55；CK最低，为24.19；T3极显著高于CK，与T1差异显著，与T2和T4差异不显著。

2.4不同浓度壳寡糖对樱桃番茄晚疫病防控效果的影响

从表3可知，喷施壳寡糖前，不同处理叶片发病率和病情指数差异不显著。喷施第3次壳寡糖后第10天，对照发病率达81.67%，而4个喷施壳寡糖处理的发病率分别为47.5%、42.92%、39.17%和48.75%，与对照相比，叶片发病率显著下降，且病情指数和病情增长率也显著下降。壳寡糖处理对番茄晚疫病的防控效果明显。其中，T3防控效果最好，达75.13%；T2和T1其次，分别为71.19%和69.15%；T4较低，为65.24%。

表2 不同浓度壳寡糖处理樱桃番茄的品质

表3 不同浓度壳寡糖处理对樱桃番茄晚疫病的防控效果

3结论与讨论

壳寡糖可促进植物生长，提高作物产量和品质，张玉凤等[13]研究发现，适量的壳寡糖处理菠菜的生物量、叶绿素含量及品质提高。郭卫华等[14]研究表明，低浓度壳寡糖通过调节植物叶片的气孔导度而对胞间CO2浓度产生影响，促进植株的生长及叶片光合速率的提高；高浓度壳寡糖樱桃番茄叶片气孔的限制值提高，光合作用降低，从而抑制其生长。研究结果表明，叶面喷施适宜浓度壳寡糖能促进樱桃番茄生长，随着喷施浓度的增加，樱桃番茄的叶绿素含量、株高、产量、可溶性糖含量和糖酸比均呈现先升后降的趋势，可滴定酸呈先降后升趋势。可能与壳寡糖对植物光合作用和氮代谢产生的影响有关。

壳寡糖可诱导植物产生抗病性，可提高辣椒、烟草和茄子等[15-19]作物的防御反应。一方面，壳聚糖可以提高植物抗性相关基因的转录水平，诱导活性氧的产生，抑制病原菌生长，另一方面，壳寡糖可激发植物产生病程相关蛋白的表达，诱导植物产生抗菌的水解酶，从而抑制病原菌生长[20]。此外，壳寡糖还可通过改变菌丝细胞膜的离子通透性，使菌丝体内含物渗漏，或可在病原菌细胞壁表面堆积阻止营养物质进入细胞来抑制病原菌的活性[21]。研究结果发现，叶面喷施150～600 mg/L壳寡糖能提高樱桃番茄对晚疫病的防控效果，且防控效果随着浓度的增大呈先升后降的趋势，450 mg/L壳寡糖的防控效果最佳。与陆红霞等[18]对辣椒炭疽病防效的研究结果相近。综合看，叶面喷施450 mg/L壳寡糖对提高樱桃番茄产量、品质和防控效果最佳，但其作用机理还有待进一步深入研究。