生物多肽在番茄上的抗病促生試驗(yàn)研究

王 胤，寧鈞暉，劉 丹，曹金娟，王曉青，李云龍，胡 彬，孫 海，鄭建秋，張愛(ài)環(huán)

（1.北京市植物保護(hù)站，北京 100029；2.北京農(nóng)學(xué)院植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102206）

蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸不僅是動(dòng)物所需要的能源，而且是植物所需的精華物質(zhì)。通常情況下，人們將多于100個(gè)肽鍵相連接的氨基酸稱(chēng)作蛋白質(zhì)，2個(gè)以上、100個(gè)以下肽鍵相連接的氨基酸稱(chēng)作多肽[1-4]。早在20世紀(jì)初，作為植物體內(nèi)天然存在的一類(lèi)生理活性物質(zhì)——多肽就已經(jīng)被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)[5]，但直到1991年化學(xué)家Pearce報(bào)道了多肽與植物傷害信號(hào)有關(guān)之后，人們才開(kāi)始對(duì)多肽進(jìn)行系統(tǒng)的研究[5-6]。近年來(lái)，人們通過(guò)對(duì)植物體內(nèi)多肽物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)：植物體內(nèi)的多肽類(lèi)物質(zhì)，有促進(jìn)細(xì)胞活性，加速作物傷口愈合的作用[7-8]；并且多肽信號(hào)分子在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生殖，以及對(duì)外界環(huán)境的效應(yīng)中具有重要的調(diào)節(jié)作用[9-10]。

番茄作為京郊百姓喜食的茄果類(lèi)蔬菜，在順義、密云、房山等區(qū)大面積種植。針對(duì)可供參考的在番茄上施用多肽研究資料較少的問(wèn)題，作者以番茄作為供試作物，在設(shè)施內(nèi)開(kāi)展多肽不同使用濃度對(duì)番茄抗病促生的試驗(yàn)，意在明確多肽對(duì)番茄的抗病促生效果，掌握其最佳田間使用方法，為其解決番茄實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題提供理論依據(jù)，并為推廣提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試番茄品種為天豐5號(hào)，購(gòu)于順義北石槽供銷(xiāo)社趙全營(yíng)化肥站；供試藥劑為齊民多肽，由中農(nóng)齊民（北京）科技發(fā)展有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在北京市順義區(qū)北務(wù)鎮(zhèn)郭家務(wù)村北京新地綠源番茄種植專(zhuān)業(yè)合作社春秋棚內(nèi)進(jìn)行，前茬作物為生菜，棚室面積667 m2，番茄每667 m2種植2 000株，行株距50 cm×66 cm。

1.3 試驗(yàn)處理及田間設(shè)計(jì)

2017年5月9日，番茄3穗花開(kāi)花期葉面噴施多肽400、700、1 000倍稀釋液為處理組，設(shè)清水對(duì)照組，試驗(yàn)共計(jì)4個(gè)處理組，各組3次重復(fù)，共12個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積45 m2，各小區(qū)用水量為6 L，多肽400、700、1 000倍稀釋液用藥量分別為15.0、8.5、6.0 mL。

1.4 調(diào)查內(nèi)容及統(tǒng)計(jì)方法

在各小區(qū)內(nèi)采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)3株，共調(diào)查15株，2017年5月31日測(cè)量番茄株高、開(kāi)花數(shù)量、開(kāi)花直徑、葉長(zhǎng)和葉寬。

2017年7月7日，在番茄采收期，各小區(qū)內(nèi)5點(diǎn)取樣法摘收大小相近的番茄30個(gè)，測(cè)定單果質(zhì)量及還原糖含量。

2017年7月28日，番茄生產(chǎn)結(jié)束后，調(diào)查番茄地上部鮮質(zhì)量。

2017年5月9日和30日，在番茄3穗花開(kāi)花期和坐果期調(diào)查番茄病害發(fā)生情況，每小區(qū)隨機(jī)調(diào)查30株，每株5片葉，每片葉按病斑面積占整片葉面積的百分率分級(jí)，記錄各級(jí)病葉數(shù)。0級(jí)：無(wú)病斑；1級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉面積的5%以下；3級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉面積的6%～10%；5級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉面積的11%～20%；7級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉面積的21%～40%；9級(jí)：病斑面積占整個(gè)葉面積的40%以上。按以下公式計(jì)算病株率、病情指數(shù)和防治效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度多肽對(duì)番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1和圖1，在番茄3穗花開(kāi)花期施用多肽，處理組番茄株高、葉片長(zhǎng)、葉片寬和地上部鮮質(zhì)量均高于對(duì)照組，說(shuō)明多肽對(duì)番茄生長(zhǎng)有較好的促進(jìn)作用。多肽700倍液處理組番茄株高最高為141.5 cm，較對(duì)照組（126.9 cm）增高11.5%，多肽400、700倍液2個(gè)處理組番茄株高與對(duì)照組間存在顯著性差異；多肽1 000倍液處理組番茄株高與對(duì)照組間不存在顯著性差異。多肽400倍液處理組番茄葉片長(zhǎng)15.5 cm、寬7.7 cm，優(yōu)于其他各組，與多肽700、1 000倍液2個(gè)處理組無(wú)顯著性差異，與對(duì)照組存在顯著性差異。番茄生產(chǎn)結(jié)束后，對(duì)番茄地上部鮮質(zhì)量調(diào)查，多肽700倍液處理組番茄地上部鮮質(zhì)量為1 483.4 g，較對(duì)照組（1 067.7 g）增重38.9%；其次為多肽1 000倍液處理組番茄鮮質(zhì)量為1 319.8 g；多肽400倍液處理組番茄鮮質(zhì)量最低，為1 257.9 g，但高于對(duì)照組。

表1 番茄長(zhǎng)勢(shì)比較 cm

圖1 番茄地上部鮮質(zhì)量比較

2.2 不同濃度多肽對(duì)番茄生殖生長(zhǎng)的影響

由表2可知，在對(duì)番茄3、4穗花開(kāi)花數(shù)量及3穗花開(kāi)花直徑的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，多肽處理組番茄開(kāi)花數(shù)量多于對(duì)照組，開(kāi)花直徑較長(zhǎng)，說(shuō)明多肽對(duì)番茄開(kāi)花有較好的促進(jìn)作用。多肽700倍液處理組3、4穗花開(kāi)花數(shù)量最多，平均開(kāi)花數(shù)量為10.4朵，開(kāi)花直徑為2.9 cm，較對(duì)照組3、4穗花開(kāi)花數(shù)量多開(kāi)2.7朵，開(kāi)花數(shù)量增加35.1%；其次是多肽1 000倍液處理組，開(kāi)花數(shù)量為9.5朵，開(kāi)花直徑為1.9 cm；多肽700倍液與對(duì)照組存在顯著性差異。

2.3 不同濃度多肽對(duì)番茄產(chǎn)量的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，在對(duì)番茄3穗果單果質(zhì)量、單果直徑和番茄單株產(chǎn)量的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，多肽處理組番茄增產(chǎn)效果明顯。多肽700倍液處理組番茄單果質(zhì)量高于其他各處理組，為260.83 g，較對(duì)照組（224.40 g）增加16.2%；其次為多肽1 000倍液處理組，單果質(zhì)量為255.96 g，兩者間不存在顯著性差異，且均與對(duì)照組有顯著性差異。多肽700、1 000倍液?jiǎn)喂睆捷^長(zhǎng)，分別為82.71 mm和81.62 mm，較對(duì)照組單果直徑增長(zhǎng)4.91 mm和3.82 mm，兩者間不存在顯著性差異。對(duì)番茄單株產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果顯示，多肽700倍液?jiǎn)沃戤a(chǎn)量最高，為4 250.6 g，較對(duì)照組（3 619.8 g）增加17.4%。

表2 番茄開(kāi)花效果比較

表3 番茄增產(chǎn)效果比較

表4 番茄病害調(diào)查表

2.4 不同濃度多肽對(duì)番茄抗病性的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4，番茄3穗花開(kāi)花期、坐果期的2次病害情況調(diào)查中發(fā)現(xiàn)有灰霉病和細(xì)菌性病害發(fā)生，多肽400倍和700倍液處理組番茄無(wú)病害發(fā)生，說(shuō)明多肽對(duì)番茄具有誘導(dǎo)抗病性，可在番茄生長(zhǎng)期內(nèi)降低病害發(fā)生。多肽1 000倍液病株率分別為5.19%和6.41%，低于對(duì)照組1.15和1.38個(gè)百分點(diǎn)，病情指數(shù)分別為1.29和2.72，低于對(duì)照組病情指數(shù)（1.74和3.14）。

2.5 不同濃度多肽對(duì)番茄糖度的影響

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2，對(duì)番茄糖度值檢測(cè)結(jié)果表明，多肽可提高番茄糖度，改善番茄品質(zhì)。多肽400倍液處理組番茄糖度值最高為4.80，其次為多肽700倍液處理組，多肽1 000倍液處理和對(duì)照組糖度值相同均為4.63，多肽400倍液處理組糖度值較對(duì)照組提高3.7%。

圖2 番茄糖度比較

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在番茄3穗花開(kāi)花期，采用葉面噴施的方式施用不同濃度的多肽，多肽各處理組番茄植株粗壯、葉片面積增加、開(kāi)花數(shù)量增多、花朵直徑增長(zhǎng)，多肽700倍液處理組番茄株高增加11.5%，開(kāi)花數(shù)量增加35.1%，說(shuō)明多肽對(duì)番茄生長(zhǎng)、開(kāi)花有較好的促進(jìn)作用。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，在番茄苗期，施用多肽400、700倍液，可促進(jìn)番茄營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，植株更高、葉片更大，幫助番茄更好地進(jìn)行光合作用和吸收養(yǎng)分，在番茄花期施用多肽700、1 000倍液，促進(jìn)番茄開(kāi)花，增加開(kāi)花數(shù)量和花朵直徑。

在對(duì)番茄增產(chǎn)效果調(diào)查中，多肽處理后的番茄3穗果果實(shí)個(gè)大、果形周正、顏色紅潤(rùn)，單果質(zhì)量和成熟度均好于對(duì)照組，單果質(zhì)量增加16.2%，具有明顯的增產(chǎn)效果，這與前人在荔枝、花生、玉米等作物上開(kāi)展的多肽研究結(jié)果相似[12-17]。以北京地區(qū)春季番茄生產(chǎn)為例，按照每667 m2番茄增產(chǎn)15%計(jì)算，番茄667 m2產(chǎn)量約為4 000～5 000 kg，番茄售價(jià)約為0.75元/kg，施用多肽后，可增加經(jīng)濟(jì)收益約2 000元。北京地區(qū)春季溫度回暖，病蟲(chóng)害發(fā)生較輕，連續(xù)低溫、寡照、霧霾天氣較少，適宜番茄等蔬菜作物生長(zhǎng)，在此時(shí)間施用多肽，可更好地激發(fā)作物生長(zhǎng)，促進(jìn)作物進(jìn)行光合作用，吸收養(yǎng)分，作物提早成熟，提早采收，搶占市場(chǎng)先機(jī)，勢(shì)必增加種植戶(hù)經(jīng)濟(jì)收益。

在對(duì)番茄品質(zhì)的檢測(cè)中，多肽400倍液處理組番茄糖度值較對(duì)照提高3.7%，番茄品質(zhì)得到改善。此次試驗(yàn)因人員不足，經(jīng)費(fèi)短缺等因素影響，僅對(duì)番茄糖度值一項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，下一步可申請(qǐng)相關(guān)試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，委托專(zhuān)業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)番茄還原糖、VC含量、總酸等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而明確多肽對(duì)改善番茄品質(zhì)的效果。

在對(duì)番茄3穗果開(kāi)花期和坐果期2次病害調(diào)查中，多肽處理組番茄總體發(fā)病較輕，400和700倍液處理組無(wú)病害發(fā)生，1 000倍液處理組病株率和病情指數(shù)低于對(duì)照組，說(shuō)明多肽可以誘導(dǎo)番茄產(chǎn)生抗病性。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，多肽能夠提高農(nóng)作物的免疫能力，提高作物抗逆性，當(dāng)植物處于不良環(huán)境中，可以用來(lái)調(diào)節(jié)不同基因表達(dá)產(chǎn)生“脅迫蛋白”，以適應(yīng)各種不良環(huán)境[18]。在番茄生產(chǎn)中，還應(yīng)建立起“預(yù)防為主、綜合防控”的理念，從選用抗病品種，應(yīng)用種苗消毒技術(shù)，培育出無(wú)病蟲(chóng)種苗，到產(chǎn)前使用20%辣根素水乳劑等高效低毒生物源藥劑，進(jìn)行棚室表面和土壤消毒，達(dá)到源頭控制病蟲(chóng)害發(fā)生，降低病原菌數(shù)量的目的，再到產(chǎn)中科學(xué)防控，綜合應(yīng)用色板誘殺、防蟲(chóng)網(wǎng)、高效施藥技術(shù)、天敵昆蟲(chóng)等技術(shù)，監(jiān)測(cè)和預(yù)防病蟲(chóng)害發(fā)生；最后，在生產(chǎn)結(jié)束后應(yīng)使用垃圾殘?bào)w處理機(jī)等現(xiàn)代化設(shè)備，將植株病殘?bào)w無(wú)害化處理，保證食品質(zhì)量安全，最終生產(chǎn)出綠色安全的番茄產(chǎn)品[19-21]。

通過(guò)此次試驗(yàn)初步明確了多肽700倍液為番茄的最佳施用濃度，且多肽對(duì)番茄生長(zhǎng)、開(kāi)花具有較好的促進(jìn)作用及增產(chǎn)增收效果，可極大提高農(nóng)戶(hù)經(jīng)濟(jì)收益；同時(shí)，多肽可誘導(dǎo)番茄抗病，抵抗不良環(huán)境，降低病害發(fā)生，顯著降低化學(xué)農(nóng)藥使用，保護(hù)種植區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。在試驗(yàn)中，多肽400倍液對(duì)番茄生產(chǎn)安全，番茄無(wú)藥斑以及發(fā)黃、植株矮化等藥害現(xiàn)象發(fā)生。施用多肽后，熊蜂可在番茄上正常授粉，田間無(wú)死蜂現(xiàn)象發(fā)生，說(shuō)明多肽可配合熊蜂授粉技術(shù)應(yīng)用，是一項(xiàng)綠色安全的新型植保產(chǎn)品。

綜上所述，多肽在田間具有較好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值，此次試驗(yàn)僅為在北京地區(qū)春季的一次番茄試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果僅供為日后開(kāi)展多肽相關(guān)試驗(yàn)研究提供數(shù)據(jù)參考，下一步還應(yīng)針對(duì)不同地點(diǎn)、不同番茄種植茬口、不同番茄品種等問(wèn)題開(kāi)展多肽研究工作，進(jìn)一步驗(yàn)證多肽對(duì)番茄的作用效果。