硅肥施用方式對小麥白粉病防治效果及籽粒淀粉含量與粉質特性的影響

王東勇+楊習文+賀德先+吳寅

摘要：以西農979和周麥18為材料，在大田條件下研究了硅肥不同施用方式對小麥白粉病防控效果及籽粒淀粉含量和粉質特性的影響。結果表明，增施硅肥能顯著降低白粉病感病植株的病情指數(shù)，提高抗病能力，尤其是底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理的防控效果為最佳，灌漿中后期效果最為明顯。硅肥不同施用方式均能提高籽?？偟矸酆椭ф湹矸鄣暮?，其中底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理增幅分別達到10.4%和24.7%，降低直鏈淀粉的含量；同時可延長面團形成時間和穩(wěn)定時間，提高面粉吸水率，降低弱化度。

關鍵詞：小麥；硅肥施用方式；白粉??；淀粉含量；粉質特性

中圖分類號：S512.1+1文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）09-0078-05

對大多數(shù)高等植物來說，硅并不是生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素[1，2]，但其對植物生長發(fā)育是有益的[3，4]，不僅能成為植物體的一部分，而且參與調節(jié)植物的生理功能。研究表明，水稻施硅可促進幼苗的生長和細胞的伸長，吸收硅營養(yǎng)充足的植株比較健壯，葉片挺立[5]；麥田施硅可促進小麥對N、P、K元素的吸收[6，7]。另有研究表明缺硅時植株蒸騰加快，生長受阻，易受真菌感染，發(fā)生倒伏，而施硅則可抑制多種植物病害的侵染與危害[8，9，22]。水稻施硅后，能有效提高對稻瘟病、白葉枯病和稻飛虱等病蟲害的抵抗力[10，11]。甘蔗進行硅酸鈉處理后，能抵御蛀蟲侵害，且葉中的硅含量與蛀蟲發(fā)生率呈顯著的負相關關系[12]。白粉病歷史上就是黃淮麥區(qū)的重要病害之一，其發(fā)生和蔓延嚴重影響了小麥的產量和品質[17，18，22，23]。近年來，由于抗病品種不能滿足需要以及病原菌復雜多變等原因，其危害程度進一步加劇[19，20]。雖然殺菌劑在一定程度上能夠防治白粉病的發(fā)生與流行，但嚴重影響了農業(yè)生態(tài)環(huán)境和農產品衛(wèi)生質量安全。因此，尋求安全、經濟、有效的防控白粉病的技術措施（殺菌劑的替代）便是擺在農業(yè)科技工作者面前的主要課題。前人曾報道小麥施硅肥可有效防控白粉病[13～16]，但對品質影響如何，硅肥的施用方式比較等則尚未見報道。鑒于此，特開展本研究，以期為施用硅肥防控白粉病、提高產量、改善品質提供理論基礎。

1材料與方法

試驗于2011～2012年在河南農業(yè)大學科教試驗園區(qū)進行。0～30 cm耕層土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀含量分別為11.6 g/kg、0.99 g/kg、20 mg/kg和160 mg/kg，pH值7.8。

1.1供試材料

供試材料為黃淮麥區(qū)種植面積較大小麥品種：強筋品種西農979（國審麥2005005）、中筋品種周麥18（國審麥2005006）。

1.2試驗設計與方法

采用完全隨機區(qū)組設計。品種2個，西農979（A1）和周麥18（A2）。硅肥施用方式設4個處理：CK（接種后不進行任何處理，B1）；底施硅肥（硅肥600 kg/hm2，SiO2含量為25%，B2）；挑旗期（4月1日）噴施硅肥（B3）；底施硅肥+挑旗期噴施硅肥（B4）。兩因素共8個處理組合，重復4次，小區(qū)面積為3 m×3 m=9 m2。行距20 cm，15行區(qū)。每處理底施純N 150 kg/hm2，過磷酸鈣750 kg/hm2和氯化鉀180 kg/hm2。2011年10月15日播種。種植密度為240萬株/hm2。拔節(jié)期追施純N 150 kg/hm2。其它試驗管理同一般高產田。

1.3白粉病接種與控制方法

在園區(qū)偏僻地邊設置繁菌畦，選用偃展4110（國審麥2003032）和豫麥50（1998年河南省審定通過品種）為繁菌材料。于2月下旬在室內進行白粉病病菌培養(yǎng)，3月上旬將溫室菌苗接種至繁菌畦麥苗上。4月初獲得大量菌苗。另設置接菌盆，接菌時將接菌盆放置于田間，從繁菌畦取來帶有大量白粉菌分生孢子的植株，在試驗小區(qū)上方抖動以使孢子散落到植株之上，隨后就地定植。對接菌盆和定植苗澆水以保證菌苗存活，并作為菌源不斷向周圍散發(fā)孢子。

1.4病情指數(shù)調查方法

1.4.1調查時間4月5日接種后，每隔10 d調查一次。即于4月15、25日，5月5、15、25日和6月1日進行田間病情指數(shù)調查。

1.4.2調查內容每小區(qū)挑選具有代表性的植株30株，調查項目如下：

①發(fā)病率：病株率、病穗率、病葉率。

②嚴重度：采用改進的0～9級法進行整株葉片發(fā)病情況調查。

③病情指數(shù)：病情指數(shù)=Σ（各級病葉數(shù)×發(fā)病級別）/（調查總葉數(shù)×最高級別）×100

1.5測定項目及方法

1.5.1淀粉含量及直支比的測定用雙波長比色法測定淀粉含量。根據(jù)直鏈淀粉和支鏈淀粉與碘相遇產生的反應不同，用兩種淀粉的標準溶液分別與碘反應，然后在同一個坐標系里進行掃描，可得到兩種淀粉的標準吸收曲線。對含有直鏈淀粉和支鏈淀粉的未知樣品與碘顯色后，在選定的波長λ1 、λ2、λ3、λ4 處作 4 次比色，利用直鏈淀粉和支鏈淀粉標準曲線即可分別求出樣品中兩類淀粉的含量。兩者之和就是總淀粉含量，進而還可以得出直支比。

1.5.2淀粉粉質特性的測定用德國Brabcnder公司生產的粉質儀按GB/T14614-93方法測定面團形成時間、面團穩(wěn)定時間、吸水率、弱化度等。

1.6數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2003和DPS v6.55對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2結果與分析

2.1硅肥施用方式對小麥白粉病的防控效果

從圖1可以看出，在整個調查分析期間，不同處理的病情指數(shù)均呈現(xiàn)出先緩慢上升后急劇下降的變化趨勢。在白粉病菌接種初期（4月15日），不同處理區(qū)均未發(fā)現(xiàn)病株。隨著生育進程推進，不同處理開始出現(xiàn)不同程度的發(fā)病情形，葉片不同程度失綠，部分葉上產生灰白色粉狀霉層，其中以對照處理（B1）最為明顯，這說明不同硅肥處理對白粉病均有一定防控效果。另據(jù)調查，4月15日之后，不同處理間白粉病病情指數(shù)差異越來越大，不同硅肥處理與對照間的差異均達顯著水平（α=0.05）。在不同調查時期，底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理的發(fā)病程度均最輕，而對照區(qū)（B1）發(fā)病最為嚴重，其病指在5.17～29.20之間變化，這表明從防控效果上看以底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理為最佳。調查結果還顯示，不同處理白粉病發(fā)病程度均在灌漿中后期（5月25日）達最大值，此時對照植株葉片失綠、55%～75%枯黃，葉上布滿病菌孢子，此前形成的灰色白霉層逐漸變?yōu)闇\褐色病斑。而到生育末期，發(fā)病程度均急劇減弱，不同處理之間的差異達顯著水平（α=0.05）。綜合分析認為，無論是底施硅肥，還是在挑旗期噴施硅肥，均能夠有效防控白粉病，但單一的底施或噴施處理均比底施硅肥+噴施硅肥處理的防控效果略差。endprint

2.2硅肥施用方式對小麥籽粒淀粉含量及直支比的影響

綜合分析結果（表1）表明，不同處理的小麥籽粒總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉含量分別為519.83～593.42、153.89～189.21、333.42～429.54 mg/g，直支比為0.36～0.55。無論是底施硅肥還是挑旗期噴施硅肥處理均對小麥籽粒淀粉及組分含量產生顯著影響。不同品種不同硅肥處理的籽?？偟矸酆颗c對照相比均明顯提高，其中強筋品種西農979不同處理間總淀粉含量的差異達顯著水平，而底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理與對照的差異達極顯著水平（α=0.01），提高幅度達10.4%；而對中筋品種周麥18來說，硅肥底施與挑旗期噴施處理間的差異未達顯著水平。進一步分析淀粉組分含量可知，不同品種不同硅肥處理的支鏈淀粉含量與對照相比，均有提高，且差異達顯著水平（α=0.05）。其中底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理兩品種的支鏈淀粉含量比對照平均提高24.7%。由于直鏈淀粉含量降低，而支鏈淀粉含量升高，最終使得不同方式硅肥處理間籽粒淀粉直支比顯著降低（α=0.05）。該研究結果說明，不同方式施用硅肥處理不僅能顯著提高籽?？偟矸酆浚腋淖兊矸劢M分比例，進而影響到面粉品質。

2.3硅肥施用方式對小麥粉粉質特性的影響

表2結果表明，不同處理的面團形成時間和穩(wěn)定時間、吸水率、弱化度分別為2.1～4.3 min和2.7～6.2 min、55.8%～63.5%、97～126 BU。增施硅肥延長小麥粉面團形成時間和穩(wěn)定時間，西農979品種底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理的面團形成時間和穩(wěn)定時間與對照的差異均達顯著水平（α=0.05），而周麥18品種底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理的穩(wěn)定時間與對照間的差異達顯著水平；不同品種底施硅肥和挑旗期噴施硅肥處理的面團形成和穩(wěn)定時間與對照相比都有提高，但差異均未達顯著水平。試驗結果還表明，硅肥不同施用方式處理的面粉吸水率與對照相比均有提高，最大提高幅度為10.6%，差異達顯著水平，而不同處理的弱化度與對照相比有所降低，其中底施硅肥+挑旗期噴施硅肥處理與對照間差異達顯著水平。研究表明，不同施用方式的硅肥處理影響小麥粉主要粉質特性，其中對延長面團形成時間和穩(wěn)定時間的效果尤為明顯。

3結論與討論

硅成為繼N、P、K之后的第四要素，隨著研究的深入，人們對硅的作用有了較深的認識，其中，在土壤硅素肥力和植物硅營養(yǎng)方面取得重要進展。本研究表明，不同方式施用硅肥能提高小麥對白粉病的抵抗能力，降低病情指數(shù)，然而對硅的作用機理并沒有深入研究。前人研究認為，植物對硅的吸收是一個依賴于蒸騰流的被動過程，土壤溶液中的硅含量和蒸騰的水量控制著植株體內的硅含量，但也有學者認為作物對硅的吸收是一個主動過程，國外更有人發(fā)現(xiàn)一種新的吸硅方式——胞吞過程。至于硅對于植物的抗病機理，也存在不同的假說。早期的研究發(fā)現(xiàn)硅可增加植物細胞壁的厚度，并以此來阻礙病蟲害的侵染[13，14，24]，而新近的研究則認為硅可以誘導感病植株產生一些多酚類化學抑制劑來抵御病害的入侵[25]。具體的是那種方式占主導地位，還是兩者共同的作用，需要做進一步的研究。

本試驗結果表明，硅肥不同施用方式均能提高小麥籽?？偟矸酆亢椭ф湹矸酆?，降低直鏈淀粉含量，延長面團形成時間和穩(wěn)定時間，提高吸水率，降低弱化度。目前，由于有機肥使用的減少，秸稈未全量還田，致使土壤有效硅含量減少，曾經有利用造氣渣作為硅肥使用的報道[26]，馬同生[27]曾開發(fā)出了以硅酸鈉和偏硅酸鈉為主要成分的高效硅肥。總之，在不同作物上，越來越多的研究表明，硅肥的使用對于提高農作物產量和品質方面均具有重要意義，因此硅肥在今后的農業(yè)生產上將具有廣泛的應用前景。

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