外源硅配施沼液对大葱紫斑病抗性和苗期生长的影响

苗锦山，张笑笑，棣圣哲，柴佩佩，祝海燕

（1.潍坊科技学院园艺科学与技术研究所，山东寿光 262700；2.山东省沃华农业科技股份有限公司，山东安丘 262100）

大葱是我国重要的大宗蔬菜作物之一，常年播种面积保持在90万hm2左右，收获面积和产量均居世界首位[1]。经多年发展，我国各地形成了诸多大葱生产和加工优势产区，如山东安丘、章丘等地，大葱生产为当地农民增收致富作出了重要贡献。

紫斑病是大葱产区生产中的一种重要病害，可通过土传侵染，对大葱产量和品质影响较大。前人研究表明，单一施用硅或沼液均可提高作物抗病性，并具有一定的促长效果[2-4]，但硅配施沼液施用对作物的抗病性和促长效果尚未见研究报道。该试验研究了植株喷施硅素配施沼液对大葱紫斑病抗性及其苗期生长的影响，以期为大葱绿色清洁高效生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试“潍科1号”大葱由潍坊科技学院园艺科学与技术研究所选育并提供。NaSiO3·9H2O由青岛高喜宝生物技术有限公司提供。新鲜沼液取自产气3个月以上的厌氧发酵池，由寿光奥诺农业科技股份有限公司生产并提供。

1.2 试验方法

试验于2016年6—11月在潍坊科技学院园艺科学与技术研究所智能光照培养箱（GXZ型（多段编程））内进行。根据硅和沼液施用方法不同设置4个处理，CK：不施用硅肥和沼肥；T2：植株喷施1.4 mmol/L Si；T3：浇灌稀释沼液120g/盆（120g/盆≈22500kg/hm2，下同）；T4：植株喷施1.4 mmol/L Si+浇灌稀释沼液120 g/盆。采用随机区组试验设计，重复5次。采用花盆草碳基质栽培（草碳∶珍珠岩∶蛭石=3∶1∶1），均匀搅拌基质施入复合肥（N-P2O5-K2O）2.8 g/盆（上口径15 cm，高12 cm）。将饱满均匀的大葱种子播于育苗盆中，播量3 g/m2，然后将花盆置于光照培养箱中。光照培养箱设置：光照强度5000 lx，光照（12 h）/黑暗（10 h），白天温度（28℃）/夜间温度（15℃）。出苗后视墒情每5 d左右浇水1次。沼液处理前从沼液池中取新鲜沼液用清水稀释3倍备用。分别于出苗后20 d和30 d进行2次植株喷施外源硅和浇灌沼液处理。出苗后35 d参照张军高大葱病菌接种方法[5]，用106cfu/mL的紫斑病菌孢子悬液进行人工喷雾无伤接种。接种后5 d取顶端第2叶片用于与病程相关酶活性等生理指标测定，接种后10 d调查发病株率和病情指数。播后55 d调查植株生长情况。

1.3 项目测定

叶绿素含量采用Arnon法测定；可溶性蛋白质含量用考马斯亮兰比色法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；根系活力采用TTC法测定；超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑光化还原法测定[6]；过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别用愈创木酚法和Chance法测定[7]。

1.4 数据分析

采用SPSS14.0软件对试验数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 外源硅配施沼液对大葱苗期紫斑病抗性的影响

超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）为与作物抗病相关酶，其活性提高有助于作物抗性水平提升。从表1看出，施硅和沼液处理均对大葱叶片3种酶活性产生显著影响。其中其中SOD活性表现为T4＞T2＞T3，CAT活性表现为 T4＞T3＞T2，POD 活性表现为 T4＞T2＞T3，各处理酶活性水平均显著高于对照，处理间差异显著。T2、T3和T4病情指数分别为6.2、8.8和4.6，均显著低于对照。病情指数差异表明，外源硅和沼液处理均可不同程度提高大葱对紫斑病抗性，其作用效果以外源硅配施沼液最佳，其次为单独施硅和沼液。

2.2 外源硅配施沼液对大葱苗期根叶功能的影响

外源施硅和沼液均对大葱叶片功能产生影响。其中叶片叶绿素含量表现为T4＞T3＞T2＞CK，施用沼液处理和硅与沼液配施处理后叶绿素均高于对照，其中T3和T4处理叶绿素含量显著高于对照。3种处理叶片可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量均表现为 T4＞T3＞T2＞CK，均显著高于对照，处理间差异显著。施硅和沼液处理均可促进大葱根系活力提高。硅与沼液配施、单施沼液、单施硅处理根系活力表现为T4＞T3＞T2＞CK，处理间差异均达到显著水平（表 2）。

2.3 外源硅配施沼液对大葱苗期生长的影响

从表3可以看出，施用外源硅和沼液均对大葱幼苗产生一定的促生作用。施用外源硅、施用沼液处理和硅与沼液配施处理大葱幼苗与对照幼苗相比，施用沼液处理和硅与沼液配施处理株高、地上部鲜质量和地上部干质量均显著高于对照，表现出较好的促长作用。施用外源硅处理幼苗株高略低于对照，但地上部鲜质量和干质量均显著高于对照，说明硅对大葱壮苗培育可产生一定效果。

表1 外源硅配施沼液对大葱苗期紫斑病抗性的影响

表2 外源硅配施沼液对大葱苗期根叶功能的影响

表3 外源硅配施沼液对大葱苗期生长的影响

3 讨论与结论

近年来许多研究表明，施用沼液和外源硅均可对作物真菌病害防治产生效果。其中，沼液的防病机理主要包括营养作用、抑菌作用、厌氧发酵液中功能微生物的作用及对植物系统防御的激发作用[8]。而硅的抗病机理主要为硅沉积假说和硅生理代谢调节作用，因所研究作物和病害不同，其抗病作用机理存在差异[9]。

在作物遭受生物和非生物逆境胁迫时，硅和沼液均可能通过调控植物体相关的生理生化反应并诱导植物组织中病程相关蛋白酶活性而产生一系列的抗性反应[10]。该研究发现单施硅或沼液均可提升感染紫斑病大葱叶片SOD、CAT、POD等与抗病性相关酶的活性，抗氧化酶活性的提高有助于作物抗病性[11]，从而显著降低了植株病情指数。二磷酸核酮糖梭化酶是叶片蛋白质的主要存在形式，叶片衰老过程中可溶性蛋白质的含量变化基本上反映了RuBP梭化酶含量的变化，在一定程度上反映了叶片净光合速率的高低[12]。外源硅配施沼液处理叶片叶绿素含量、可溶性蛋白质含量和根系活力均显著高于其他处理，说明处理大葱幼苗根叶代谢功能增强，从而促进了幼苗生长，有助于壮苗培育。

综上，不论单施硅或沼液均可对大葱苗期紫斑病产生一定的防控效果，而硅与沼液配合施用则可发挥更好的防病促长作用。另外，施用外源硅和沼液均属于绿色清洁生产技术，可有效减少化学杀菌剂的施用，有助于大葱品质的改善和安全生产，因此大葱苗期植株喷施1.4 mmol/L Si+冲施纯沼液22500 kg/hm2可作为大葱防病丰产的重要技术措施加以应用。