全 文 :中国农学通报 2011,27(10):280-283
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
作为中国5大农区商品蔬菜基地之一的农业大市
淮安,是中国重要的以设施蔬菜为主体的早春菜集中
地,全市蔬菜播种面积近20万hm2,其中大棚设施蔬菜
占地面积达2万hm2,获有淮安丁集黄瓜和淮安青浦红
椒国家地理标志,但由于种植蔬菜作物仅限黄瓜、椒
类、番茄、茄子等少数集中作物,再加上其特殊的环境
条件及管理方法以及菜农只追求眼前高产利益,超量
施用和单一施用化学肥料,使得随着栽培年限的延长,
出现蔬菜产量下降,品质变劣,植株早衰,病虫害严重
基金项目:江苏省“333人才工程”科研项目;江苏省环洪泽湖生态农业生物技术重点实验室开放基金(HZHL0819);江苏省农业科学院科研创新基金
(6210423);江苏省农业科技自主创新资金项目([cx(10)205]);淮安市专利转化补助资金项目(HAZL1002);淮安市科技局农业科技攻关项目
(SN1023);博士人才科研启动资金项目。
第一作者简介:杜小凤,女,1974年出生,陕西宝鸡人,助理研究员,硕士,主要从事植物生长调节剂及植物农药研发。通信地址:223001江苏省淮安
市淮海北路104号江苏省淮安市农业科学研究院,Tel:0517-83800119,E-mail:haxfdu@163.com。
通讯作者:王伟中,男,1959年出生,江苏武进人,研究员,副所长,本科,主要从事作物高产栽培及相关农化制剂研发。通信地址:223001江苏省淮安
市淮海北路104号江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,Tel:0517-83675988,E-mail:wang3675988@yahoo.com.cn。
收稿日期:2010-11-15,修回日期:2011-01-14。
壳聚糖和水杨酸对黄瓜根结线虫的防治
杜小凤 1,吴传万 1,杨文飞 2,顾大路 2,文廷刚 1,王伟中 1,2
(1江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,江苏淮安 223001;
2江苏省植物生长调节剂工程技术研究中心,江苏淮安 223002)
摘 要:为了探讨外源壳聚糖(CTS)和水杨酸(SA)处理对黄瓜根结线虫的诱抗效果,以及对黄瓜生长的
影响。以黄瓜为材料,通过盆栽和田间药效试验,测定CTS)和SA处理对黄瓜根结线虫的卵块形成抑制
率、病情指数及防效和黄瓜产量的影响。不同浓度CTS和SA均对黄瓜根结线虫具有一定的防效,且两
者具有协同增效作用,田间试验喷施叶面处理和灌根处理中均以150 mg/L SA与100 mg/L CTS混合处
理防效最佳,且灌根处理优于喷雾叶面处理,防效达44.55%,小区产量比对照增加27.3%。150 mg/L SA
与100 mg/L CTS混合灌根处理对黄瓜根结线虫具有良好的防效与增产作用,显示出一定的应用价值。
关键词:黄瓜根结线虫;壳聚糖;水杨酸;防效
中图分类号:S482.2 文献标志码:A 论文编号:2010-3294
Effects of Chitosan and Salicylic Acid on the Control of Cucumber Root Knot Nematode
Du Xiaofeng1,Wu Chuanwan1, Yang Wenfei2, Gu Dalu2,Wen Tinggang 1 ,Wang Weizhong1,2
(1Institute of Agricultural Science of Huaiyin in Xuhuai District of Jiangsu Province, Huai’an Jiangsu 223001;
2Jiangsu Provincial Engineer and Research Center for Plant Growth Regulators, Huai,an Jiangsu 223002)
Abstract: The effects of exogenous chitosan (CTS) and salicylic acid (SA) on the control of cucumber root knot
nematode and cucumber yield were investigated. The influences of CTS and SA treatment on the control
efficacy of root knots and eggs, disease index, field control efficacy and cucumber yield were detected in pot
and field experiments. The results showed that CTS and SA both possessed nematocidal activity, and had
synergetic effects. In field experiments, a mixture solution of 150 mg/L SA and 100 mg/L CTS was effective in
controlling cucumber root knot nematode, and root pouring treatment had better control effect than spraying
treatment with 44.55% control effect and a 27.3% increase in cucumber productivity. A mixture solution of
150 mg/L SA and 100 mg/L CTS root pouring treatment had best control efficacy of cucumber root knot
nematode and could increase yield.
Key words: cucumber root knot nematode; chitosan; salicylic acid; control effect
杜小凤等:壳聚糖和水杨酸对黄瓜根结线虫的防治
等一系列问题,还使土壤出现结构破坏,肥力衰退等现
象,特别是根结线虫发生严重,该病已成为淮安地区设
施黄瓜栽培的最主要障碍之一。
长期以来,对根结线虫的防治主要依赖于化学防
治和农业防治,由于化学杀线剂毒性强、残留高,对环
境污染大,而农业防治中,通过水旱轮作,可以达到很
好的效果,但是由于大棚等设施栽培,很难有条件进行
水旱轮作[1-3]。为此,笔者运用植物系统获得性抗性理
论和土壤生态生物修复机制,将对植物病害和逆境具
有显著诱抗效果的水杨酸(salicylic acid,SA)[4-6]和壳
聚糖(Chitosan,CTS)[7-11]运用到黄瓜根结线虫的防治,
通过采用SA和CTS对黄瓜幼苗进行叶面喷雾和浸根
处理,研究了 SA和CTS对黄瓜幼苗抗根结线虫病的
诱导抗性作用,取得了较好的效果,为黄瓜根结线虫病
的可能防治途径提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究田间试验于2009年2月—2009年6月在淮安
市城南乡柴米河蔬菜基地的温室大棚内进行,前茬作
物为番茄,土壤肥力均衡。区组按处理随机排列,每处
理面积为0.5 m×10 m(宽×长)=5 m2,种植黄瓜(黄瓜品
种:露丰)23株×2行=46株,试验设 3重复。室内试验
于2009年5月—2009年9月在江苏省植物生长调节剂
工程技术研究中心试验温室进行。
1.2 试验材料
根结线虫采自淮安柴米河农业科技发展有限公司
蔬菜大棚番茄病株,从番茄根结挑取新鲜卵囊,置于培
养皿(d=12 cm),皿底垫湿润滤纸 1张,置于(25±1)℃
培养箱,5~7天后待卵孵化产生大量 2龄幼虫时,收集
线虫备用。
取田园土经160℃高温高压灭菌30 min后,晒干,
粉碎过筛;河沙过筛后,在 120℃烘箱中高温灭菌
20 min。取田园土、河沙和黑炭肥料土按 2:2:1(质量
比)混合作为盆钵试验用土。盆钵高 12 cm,直径
16 cm。每盆种植 1棵黄瓜,每周浇施 1/2 Hoagland营
养液2次。
1.3 试验方法
1.3.1 盆钵试验 接种根结线虫前 48 h分别用 5、50、
500 mg/L CTS和 5、50、500 mg/L SA对六叶期黄瓜进
行灌根处理,以清水为对照,以0.5、2 mg/L阿维菌素原
药处理为对照药剂。以后每周以相同药剂灌根处理1
次,以加强药效。45天后统计植株病情指数,记录根
结上的根结数及卵块数,并计算各处理对根结形成及
卵块形成的抑制率。每处理重复3次。
1.3.2 田间防效试验 连续 4次喷施或灌根处理,处理
时间分别为移栽定植后10、17、24、31天处理。
(1)喷施处理。A:30 mg/L SA,B:150 mg/L SA,
C:100 mg/L CTS,D:500 mg/L CTS,E:30 mg/L
SA+100 mg/L CTS,F:30 mg/L SA+500 mg/L CTS,G:
150 mg/L SA + 100 mg/L CTS,H:150 mg/L SA +
500 mg/L CTS,以清水为对照。
(2)灌根处理。A:30 mg/L SA,B:150 mg/L SA,
C:100 mg/L CTS,D:500 mg/L CTS,E:30 mg/L
SA+100 mg/L CTS,F:30 mg/L SA+500 mg/L CTS,G:
150 mg/L SA + 100 mg/L CTS,H:150 mg/L SA +
500 mg/L CTS,I:1.8%阿维菌素乳油,以清水为对照。
每个处理3个小区重复。
试验中分别记录各小区产量,并于最后一次采摘
后立即对各处理分别进行根系随机取样20株,并考察
根结线虫病情指数。考察标准分 5级,记录并计算病
情指数和相对防效。调查分级标准:0级:根系健康,
无根结;1级:根系有少量根结,占全根系的1%~25%;2
级:根系上根结数中等,占全根系的26%~50%;3级:根
系上根结数较多,占全根系的 51%~75%;4级:根系上
根结数很多,占全根系的76%~100%。按公式(1)、(2)
计算病情指数和防治效果。
病情指数(%)=[∑(各病级病株数×病级级数)/(调查
总株数×最高级数)]×100% ………………………(1)
防治效果(%)=[(对照病情指数-处理病情指数)/对
照病情指数]×100% ………………………………(2)
2 结果与分析
2.1 温室盆钵防效试验
由表 1可以看出,相对于对照药剂阿维菌素和空
白对照清水处理,不同浓度CTS和 SA灌根处理均对
黄瓜根结线虫具有较好的防治效果,且防治效果与
CTS和 SA使用浓度呈正比,其中 500 mg/L CTS处理
处理
CTS
SA
阿维
菌素
CK
浓度/(mg/L)
5
50
500
5
50
500
0.5
2
清水
根结形成抑制率/%
28.9
52.1
67.7
24.5
44.2
56.6
28.5
78.9
—
卵块形成抑制率/%
25.5
49.6
65.1
21.6
41.3
52.4
26.9
75.7
—
表1 不同处理对黄瓜根结线虫的盆钵防效试验
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防治效果最佳,根结形成抑制率和卵块形成抑制率分
别达67.7%、65.1%,说明CTS和SA可抑制根结线虫的
根结和卵块形成,运用于黄瓜根结线虫的防治。试验
中观察发现,500 mg/L SA对黄瓜幼苗具有轻微的药
害,表现为黄瓜叶片出现轻微的小黄斑点,这可能在于
SA的强酸性,这与刘庆安[12]试验结果相似,而其余浓
度处理均没有出现药害。
2.2 田间防效试验
由表 2可以看出,田间试验叶面喷施处理,除
30 mg/L SA处理对黄瓜根结线虫无防效外,其他B、C、
D、E、F、G和H处理均对黄瓜根结线虫具有一定的防
效,防效分别为 29.16%、24.16%、18.16%、34.5%、
31.28%、40.64%和 35.2%,且比对照增产率分别达
2.85%、7.42%、9.54%、16.01%、12.81%、25.31%和
26.76%,其中G和H处理与对照的防效和小区黄瓜产
量达差异显著水平。
由表 3田间灌根处理试验结果可知,从对黄瓜根
结线虫防效来看,B、E、F、G和H这 5个处理对黄瓜根
结线虫的防效均好于对照药剂1.8%阿维菌素微乳剂,
防效均大于 31%。同时,B、E、F、G和H这 5个处理均
表现增产,增产率分别达 11.79%、15.96%、1.23%、
27.28%和28.72%。
此外,由表2和表3可知,灌根处理优于叶面喷施
处理。综合考虑防效与产量,以组合 150 mg/L SA与
100 mg/L CTS混合灌根处理为最佳,具有良好的田间
应用价值。
编号
A
B
C
D
E
F
G
H
CK
喷施处理
30 mg/L SA
150 mg/L SA
100 mg/L CTS
500 mg/L CTS
30 mg/L SA+100 mg/L CTS
30 mg/L SA+500 mg/L CTS
150 mg/L SA+100 mg/L CTS
150 mg/L SA+500 mg/L CTS
清水
病情指数/%
72.6
50.7
54.3
58.6
46.9
49.2
42.5
46.4
71.6
防效/%
-1.40
29.19
24.16
18.16
34.50
31.28
40.64
35.20
小区产量/kg
41.35
43.36
45.29
46.18
48.91
47.56
52.83
53.44
42.16
编号
A
B
C
D
E
F
G
H
I
CK
灌根处理
30 mg/L SA
150 mg/L SA
100 mg/L CTS
500 mg/L CTS
30 mg/L SA+100 mg/L CTS
30 mg/L SA+500 mg/L CTS
150 mg/L SA+100 mg/L CTS
150 mg/L SA+500 mg/L CTS
1.8%阿维菌素微乳剂
清水
病情指数/%
73.4
48.9
50.9
52.5
42.6
45.6
39.7
41.2
49.8
71.6
防效/%
-2.51
31.70
28.91
26.68
40.50
36.31
44.55
42.46
30.45
小区产量/kg
43.44
46.75
47.13
45.65
48.89
42.68
53.66
54.27
44.66
42.16
表2 不同喷施处理对黄瓜根结线虫的田间防效
表3 不同灌根处理对黄瓜根结线虫的田间防效
3 结论
随着保护地蔬菜种植面积的不断扩大,受高温、高
湿、封闭和连茬种植等因素影响,黄瓜根结线虫病逐年
发生严重,已成为黄瓜生产上的重要病害,一般减产
20%~30%,重者 50%以上。本试验结果表明:利用作
为植物抗病反应和诱导植物对非生物逆境反应的抗逆
信号分子CTS和 SA处理,可抑制黄瓜根结线虫病的
根结与卵块形成,降低病情指数,增加产量,并两者具
有协同增效作用,且灌根处理优于喷雾叶面处理,以
150 mg/L SA与100 mg/L CTS混合灌根处理对黄瓜根
结线虫病的防效与增产作用最佳,具有一定的推广应
用价值。
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杜小凤等:壳聚糖和水杨酸对黄瓜根结线虫的防治
4 讨论
SA和CTS作为植物抗病反应和诱导植物对非生
物逆境反应的抗逆信号分子,两者均能诱导植物体内
抗病相关蛋白产生,提高保护酶活性,增加渗透调节物
质及次生代谢产物含量,从而提高植物的抗病性、耐盐
性及抗热性等,说明SA和CTS这2种信号转导途径之
间可能存在交叉作用 [12-13]。张志刚和尚庆茂通过 SA
和CTS对盐胁迫下黄瓜叶片光合参数的调节作用的
研究,发现SA、CTS单一或共同处理增加了盐胁迫下
黄瓜叶片叶绿素含量,降低了净光合速率、胞间CO2体
积分数、气孔导度的下降幅度,极大地提高黄瓜对盐害
的抗性,且 SA和CTS共同处理的作用效果大于 SA、
CTS单一处理[14]。本试验结果表明,外源CTS和SA对
于根结线虫病具有很好的防治效果,能够显著抑制根
结及卵块的形成,且CTS和SA具有协同增效作用,两
者混合处理可显著降低根结线虫病情指数,增加产量,
减少经济损失。
笔者还发现,CTS和SA混合灌根处理效果优于叶
面喷雾处理,这可能在于线虫病属于维管系统病害,而
SA作为诱导因子可通过植物维管系统在植物中运转,
因此灌根处理可较好地发挥其诱抗作用[15]。
总之,外源CTS和SA,尤其是两者混合使用可以
较好地防治黄瓜根结线虫病,降低对杀虫剂的依赖程
度,避免污染环境,减少根结线虫危害造成的经济损
失,其不失为一种生态防治黄瓜根结线虫的有效途径。
参考文献
[1] 张博,王会利,慕立义.蔬菜根结线虫的发生与防治[J].农药,2002,43
(9):4-5.
[2] Chindo P S, Khan F A, Erinle I D. Reaction of three tomato
cultivars to two vascular diseases in presence of the root-knot
nematode, Meloidogyne incognita Race 1[J].Crop protection,1991,
10(1):62-64.
[3] 黄耀师,梁震,李丽.我国植物线虫研究和防治进展[J].农药,2000,39
(2):11-13.
[4] Malamy J, Carr J P, Klessig D F, et a1. Salicylic acid: a likely
endogenous signal in the resistance response of tobacco to viral
infection[J]. Science,1990,250:1002-1004.
[5] Bari R,Jones J D. Role of plant hormones in plant defence responses
[J]. Plant Mol Biol,2009,69(4):473-488.
[6] 孟雪娇,邸昆,丁国华.水杨酸在植物体内的生理作用研究进展[J].
中国农学通报,2010,26(15):207-214.
[7] Nicole B, Georges T. Treatment with chitoson enhances resistance
of tomato plants to the crown plants to the crown and root rot
pathogen Fusarinm oxysporum f.sp. radicislycopersic[J]. Physiol
Mol Plant Pathol,1992,41:33-52.
[8] 淦国英,蒲金基,张欣,等.壳聚糖抑制植物病害的机制研究进展[J].
广西农业科学,2009,40(6):669-676.
[9] Ghaouth A, Arul J, Grenier J, et al. Effects of chtosan on cucumber
plants: suppression of Pythiumap hanideermatum and induction of
defense reaction[J]. Phytopathology,1994,84:313-320.
[10] 赵蕾,汪天虹.几丁质、壳聚糖在植物保护中的研究与应用进展[J].
植物保护,1999(1):43-44.
[11] 刘桂智,刘微,朱英波,等.壳聚糖在作物生产上的应用进展(综述)
[J].河北科技师范学院学报,2007,21(3):76-80.
[12] Agarwal S, Sairam R K, Srivastava G C, et al. Changes in
antioxidant enzymes activity and oxidative stress by abscisic acid
and salicylic acid in wheat genotypes[J]. Biologia Plantarum,2005,
49(4):541-550.
[13] Romanazzi G, Nigro F, Ippolito A. Short hypobaric treatments
potentiate the effect of chitosan in reducing storage decay of sweet
cherries[J]. Postharv Biol Technol,2003,29(1):73-80.
[14] 张志刚,尚庆茂.水杨酸、壳聚糖对盐胁迫下黄瓜叶片光合参数的
调节作用[J].西北农业学报,2010,19(3):174-178.
[15] 刘庆安,甘立军,夏凯.茉莉酸甲酯和水杨酸对黄瓜根结线虫的防
治[J].南京农业大学学报,2008,31(1):141-145.
·· 283