殺菌劑對(duì)花生發(fā)芽期低溫冷害的防控效果

吳莎莎，穆 青，李雨晴，何紫瑩，邵慧萍，劉登望，李 林*

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128；2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128)

殺菌劑對(duì)花生發(fā)芽期低溫冷害的防控效果

吳莎莎1，穆 青2，李雨晴1，何紫瑩1，邵慧萍1，劉登望1，李 林1*

(1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128；2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128)

低溫常造成南方春花生爛種缺苗而減產(chǎn)，大籽花生減產(chǎn)尤為嚴(yán)重。為研究低溫對(duì)花生種子的傷害，利用人工氣候箱模擬低溫環(huán)境，選用甲基硫菌靈、福美雙、惡霉靈3種殺菌劑對(duì)花生種子進(jìn)行拌種，分析殺菌劑對(duì)花生種子低溫冷害的防控效果。結(jié)果表明：10℃低溫對(duì)花生種子發(fā)芽造成嚴(yán)重影響，殺菌劑拌種后發(fā)芽率無明顯改善。15℃低溫下，殺菌劑拌種處理顯著提高了花生發(fā)芽率，以惡霉靈拌種效果最好，發(fā)芽率提高41%～48.7%，至20℃以惡霉靈拌種效果更好。殺菌劑處理的花生種子的SOD活性高于對(duì)照；15℃低溫處理，均以甲基硫菌靈拌種的CAT活性最高。甲基硫菌靈拌種處理，小籽花生MDA含量降低。說明殺菌劑拌種能增強(qiáng)低溫冷害條件下花生種子的抗逆性，從而提高發(fā)芽率。

花生；低溫冷害；殺菌劑；發(fā)芽率

花生的生長發(fā)育受諸多環(huán)境因素影響，溫度是影響種子萌發(fā)的重要因素之一[1，2]。我國南方春花生播種時(shí)常出現(xiàn)“倒春寒”低溫天氣，造成爛芽，影響全苗，或雖出苗也會(huì)因冷害而染病死苗。施藥[3，4]與覆膜[5，6]是發(fā)芽期防控低溫、陰雨、病害等的常用措施。傳統(tǒng)施藥方法多采用噴霧、灑藥，存在靶標(biāo)不準(zhǔn)、傷害天敵、效率低、污染重等弊端[7]。覆膜后的殘膜不利于土壤中水分、養(yǎng)分的循環(huán)及土地可持續(xù)利用。筆者選用3種新型殺菌劑拌種不同粒型的花生種子，比較其對(duì)花生發(fā)芽期低溫冷害的防控作用，以期篩選高效低毒的花生拌種殺菌劑，提高花生種子的抗逆性，培育壯苗。

1 材料與方法

1.1 材料

供試花生品種為湘花2008(大籽)、湘花55(中籽)、蘭山小籽(小籽)。殺菌劑為惡霉靈(98%原藥)、福美雙(50%WP)、甲基硫菌靈(70%WP)。供試土壤為上一年連作花生的土壤，以保證土壤帶菌，減小試驗(yàn)誤差。

1.2 試驗(yàn)處理

花生種子分別用甲基硫菌靈(A)、福美雙(B)、惡霉靈拌種(C)，藥種比(藥粉質(zhì)量與種子質(zhì)量的比值)分別為1∶300、1∶200、1∶1 000，以不用藥劑拌種為對(duì)照(CK)。將殺菌劑用適量清水稀釋、調(diào)勻后，拌和花生種子，使種子被充分、均勻地包裹，待種皮稍晾干后，播種于裝有土壤基質(zhì)的培養(yǎng)缽內(nèi)。每缽播種30粒種子。營養(yǎng)缽分置在模擬自然界播種發(fā)芽期低溫(10℃、15℃)和適宜溫度(20℃，對(duì)照)的發(fā)芽箱內(nèi)。各處理3次重復(fù)。

1.3 觀測項(xiàng)目及方法

播種后14 d觀察記錄發(fā)芽數(shù)，計(jì)算發(fā)芽率。發(fā)芽率(%)=全部發(fā)芽種子數(shù)/播種總數(shù)×100。

參照文獻(xiàn)[8]方法，測定可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物酶(POD)活性、過氧化氫酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與方法

采用Excel作圖，利用SPSS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 殺菌劑拌種對(duì)花生種子發(fā)芽的影響

由表1可知，未經(jīng)拌種處理時(shí)，10℃低溫對(duì)花生種子發(fā)芽造成極為嚴(yán)重影響，小籽品種發(fā)芽率僅1.11%，中、大籽品種不發(fā)芽。15℃低溫對(duì)種子發(fā)芽仍有較大影響，各品種發(fā)芽率均低于70%，未達(dá)到生產(chǎn)要求的80%的標(biāo)準(zhǔn)，其中，大、小籽品種發(fā)芽率均為67.78%，中籽品種僅為41.11%。20℃已經(jīng)接近花生種子發(fā)芽的最適溫度，各品種發(fā)芽率顯著提高，且都在80%以上，小籽品種發(fā)芽率達(dá)90%以上，大籽品種達(dá)95%以上。

經(jīng)殺菌劑拌種處理后，10℃低溫條件下，花生種子發(fā)芽率比對(duì)照略有提高，惡霉靈效果優(yōu)于甲基硫菌靈和福美雙。15℃低溫條件下，花生種子發(fā)芽率有所提高，惡霉靈處理后發(fā)芽率提高了41%～48.7%，甲基硫菌靈提高了8.1%～21.3%，福美雙提高了2.7%～16.4%，惡霉靈效果優(yōu)于甲基硫菌靈和福美雙。20℃時(shí)，發(fā)芽率比對(duì)照略有提高，惡霉靈處理的發(fā)芽率平均提高了5.7%，甲基硫菌靈平均提高了3.3%，福美雙平均提高幅度不足1%，福美雙處理的中籽品種的發(fā)芽率還稍有降低。

經(jīng)過殺菌劑處理后，小籽花生品種，15℃低溫下惡霉靈拌種發(fā)芽率提高27.78%，甲基硫菌靈與福美雙拌種效果不佳；20℃時(shí)，甲基硫菌靈、福美雙、惡霉靈拌種發(fā)芽率分別提高7.78%、6.67%、8.89%。中籽花生，15℃低溫下惡霉靈拌種發(fā)芽率提高20.00%；20℃時(shí)，各殺菌劑拌種發(fā)芽率提高均不明顯。大籽花生，15℃低溫下甲基硫菌靈、福美雙、惡霉靈拌種發(fā)芽率分別提高13.44%、6.66%、27.78%；20℃時(shí)，惡霉靈拌種發(fā)芽率提高至100%，效果較好。

表1 殺菌劑拌種的花生種子發(fā)芽率

2.2 殺菌劑拌種對(duì)花生生理生化指標(biāo)的影響

由于在10℃低溫下處理的種子遭受嚴(yán)重傷害，幾乎全部發(fā)霉?fàn)€種，導(dǎo)致無法取樣，故僅對(duì)15℃、20℃的處理進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測定。

2.2.1 超氧化物歧化酶活性的變化

圖1表明，殺菌劑處理種子的SOD活性明顯高于對(duì)照。其中，以福美雙拌種的小籽花生SOD活性最高。20℃各處理的SOD活性均高于15℃各處理的活性。20℃條件下，中籽、小籽的拌種效果較好，其中福美雙拌種的最顯著。

圖1 不同溫度下殺菌劑拌種種子的SOD活性

2.2.2 過氧化氫酶活性的變化

圖2表明， 20℃時(shí)，未使用殺菌劑拌種，花生種子的CAT活性高于15℃下種子的CAT活性。15℃低溫時(shí)，各粒型花生種子均以甲基硫菌靈拌種的CAT活性最高，20℃時(shí)，大籽、小籽花生以惡霉靈拌種的CAT活性最高，而中籽花生以甲基硫菌靈拌種的CAT活性最高。

圖2 不同溫度下殺菌劑拌種種子的CAT活性

2.2.3 過氧化物酶活性的變化

圖3 表明，殺菌劑拌種對(duì)花生種子的POD活性無明顯影響，其中，福美雙拌種的小籽花生的POD活性最高。20℃時(shí)，POD活性高于15℃時(shí)的。15℃時(shí)，以福美雙拌種的POD活性最高，且在同一粒型中，福美雙拌種的POD活性最高，甲基硫菌靈拌種的最低，粒型間變化一致。20℃時(shí)，各處理的POD活性無明顯差異。

圖3 不同溫度下殺菌劑拌種種子的POD活性

2.2.4 丙二醛含量的變化

圖4表明，20℃時(shí)，殺菌劑處理的大籽品種種子MDA含量均高于對(duì)照，15℃時(shí)，福美雙拌種的小籽品種的MDA含量最高。15℃時(shí)，未拌種花生種子MDA含量高于20℃時(shí)的。甲基硫菌靈拌種小籽的MDA含量明顯降低，說明甲基硫菌靈拌種后增強(qiáng)了花生種子抗低溫脅迫能力。

圖4 不同溫度下殺菌劑拌種種子的MDA含量

2.2.5 可溶性糖含量的變化

圖5表明，15℃時(shí)，均以惡霉靈拌種處理的大、小籽花生種子的可溶性糖含量最高，中籽也較高，福美雙拌種處理的各粒型可溶性糖含量偏低。20℃時(shí)，福美雙拌種處理的種子可溶性糖含量較高。

圖5 不同溫度下殺菌劑拌種種子的可溶性糖含量

3 小結(jié)與討論

低溫可對(duì)花生種子造成不可逆的傷害，導(dǎo)致出苗率下降，嚴(yán)重影響花生的產(chǎn)量與質(zhì)量。低溫對(duì)花生的傷害可分為直接傷害與間接傷害，殺菌劑拌種處理正是從這兩方面來減少低溫冷害。

花生播種后易受外界不良環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致種子在萌發(fā)過程中爛種缺苗[9～10]。爛種的原因與種子本身活力、發(fā)芽時(shí)環(huán)境溫濕度以及病菌感染有關(guān)[11]，其中，細(xì)菌、真菌感染是導(dǎo)致爛種缺苗的重要原因，而低溫將增加種子的感病機(jī)率。本試驗(yàn)結(jié)果表明，采用殺菌劑拌種，其發(fā)芽率普遍高于對(duì)照，說明殺菌劑可通過減少病菌感染，使種子免受低溫冷害的影響，從而提高種子發(fā)芽率。

早在20世紀(jì)70年代，Lyons等就提出，細(xì)胞膜系統(tǒng)是低溫冷害作用的首要部位[12]。在正常條件下，植物體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除之間處于平衡狀態(tài)。植物的自由基清除劑主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸等。在一定的溫度范圍內(nèi)，它們的含量或活性表現(xiàn)上升，有利于保持植物體內(nèi)自由基的平衡，不致造成膜脂過氧化；在低溫冷害條件下，活性氧自由基的產(chǎn)生明顯增加，而自由基清除劑含量下降，導(dǎo)致自由基積累。當(dāng)自由基的積累超過閾值時(shí)，就會(huì)引起膜脂過氧化。此時(shí)植物組織中膜脂過氧化產(chǎn)物MDA(丙二醛)大量積累，膜發(fā)生滲漏，膜透性上升，電解質(zhì)外滲，細(xì)胞質(zhì)相對(duì)電導(dǎo)率上升，造成細(xì)胞膜系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p傷[13]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，拌種處理的SOD、CAT活性均明顯高于對(duì)照組，這說明殺菌劑可能滲透進(jìn)種子細(xì)胞中，參與細(xì)胞代謝，加速細(xì)胞對(duì)低溫的響應(yīng)，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞中超氧化物歧化酶(SOD)的合成，SOD催化超氧自由基產(chǎn)生大量的過氧化氫和分子氧，其中過氧化氫又是誘導(dǎo)CAT和POD基因表達(dá)產(chǎn)生過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)的主要原因。因此，殺菌劑對(duì)花生低溫冷害的防控機(jī)制可能是通過誘導(dǎo)保護(hù)酶的合成，以清除細(xì)胞內(nèi)自由基來實(shí)現(xiàn)的。

綜合比較各殺菌劑處理下的種子發(fā)芽率及生理生化指標(biāo)，可初步得出，惡霉靈的保護(hù)效果最佳，福美雙與甲基硫菌靈的效果差別較小。惡霉靈是一種無公害、無殘留、毒性低、效率高的殺菌劑，有研究表明，惡霉靈單劑使用效果理想，與其他農(nóng)藥復(fù)配使用防病效果更加顯著[14～17]，符合本研究對(duì)殺菌劑進(jìn)行篩選的目的及要求。

殺菌劑拌種后，個(gè)別處理種子的MDA含量高于對(duì)照，尤以甲基硫菌靈處理最顯著，可能是個(gè)別殺菌劑本身有輕微的毒性，對(duì)細(xì)胞膜造成了一定的傷害。20℃時(shí)，福美雙處理的中籽花生發(fā)芽率比對(duì)照稍低，可能也與殺菌劑的低毒性有關(guān)，但新型殺菌劑相對(duì)于傳統(tǒng)藥劑的毒性已經(jīng)大幅度降低，故仍然可以推廣應(yīng)用。

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Control and Prevention of Fungicides on the Chilling Injury during Peanuts Seeds Germination

WU Sha-sha1， MU Qing2，LI Yu-qing1， HE Zi-ying1， SHAO Hui-ping1， LIU Deng-wang1，LI Lin1*

(1 College of Agronomy，Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128，China；2 College of Bio-science and Technology， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128， China)

The low temperature often caused the rotten seed， seedling shortage and reduction in production of spring peanut. Using artificial climate chamber simulating low temperature environment， we chose three different types of fungicides (methyl thiophanate， thiram， hymexazol) on peanut seed dressing to analyze the control and prevention of fungicides on peanuts chilling injury. The results showed that: (1)low temperature at 10℃ had serious influence on seed germination rate， fungicides had no obvious effect，(2) low temperature at 15℃， fungicides significantly increased the peanuts germination percentage， the effect of hymexazol was the best with the germination rate increased by 41%～48.7%， (3) low temperature at 20℃， seed dressing with hymexazol had better effect. The SOD activity of each fungicide was significantly higher than that of control. The CAT activity of each particle type peanut seeds with thiophanate methyl seed dressing was the highest under 15℃ low temperature treatment. MDA content of small seed decreased significantly with thiophanate methyl seed dressing. Fungicide seed dressing enhanced chilling resistance of peanut seeds under the condition and increase the germination.

peanuts；chilling injury；fungicides；germination rate

2015-05-21

吳莎莎(1994-)，女，湖南益陽人，Email：1017743189@qq.com。*通信作者：李 林，博士，教授，從事花生栽培育種和農(nóng)業(yè)生態(tài)研究，Email：lilindw@163.com。

國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2014BAD11B04)；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-14)；湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目。

S565.204.1；S482.2

A

1001-5280(2015)04-0378-04

10.3969/j.issn.1001-5280.2015.04.11