王 立,鄭 果,李繼平,惠娜娜,郭子坤
(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護研究所,蘭州 730070;2.農(nóng)業(yè)部天水作物有害生物科學(xué)觀測試驗站,甘肅天水 741299)
21世紀(jì),中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的資源與環(huán)境數(shù)量、質(zhì)量雙重約束形勢日益趨緊,中國農(nóng)業(yè)更應(yīng)該進入產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約和環(huán)境友好的生態(tài)轉(zhuǎn)型階段[1]?!皽p藥減肥” “保健栽培” “綠色植保”成為近年來農(nóng)業(yè)研究推廣的主旋律。發(fā)展中藥西藥結(jié)合防控農(nóng)作物病蟲害亦為一種創(chuàng)新研究[2]。馬鈴薯糧菜兼用,營養(yǎng)全面,適應(yīng)性廣,是繼玉米、小麥和水稻之后的世界第四大糧食作物[3]。甘肅省是馬鈴薯種植大省,馬鈴薯種植區(qū)域和規(guī)模不斷擴大,年播種面積穩(wěn)定在66.67萬hm2左右,占全省三大糧食作物總播種面積的36%[4]。近年來,隨著甘肅降雨量的增多,馬鈴薯早疫病和晚疫病也在逐年加重。生產(chǎn)中主要依賴化學(xué)農(nóng)藥進行防控[5-6],化學(xué)農(nóng)藥的噴施次數(shù)和噴施量均有增長。化學(xué)農(nóng)藥的大量使用,對馬鈴薯品質(zhì)提升存在潛在威脅。探尋更多安全高效的防控方法已成目前相關(guān)研究的熱點。植物免疫誘抗劑阿泰靈、中藥類葉面處理劑香芹酚和禾奇正、植物調(diào)節(jié)劑蕓苔素內(nèi)酯及部分馬鈴薯專用葉面肥,廣傳具有增產(chǎn)和抗病功效而備受馬鈴薯產(chǎn)業(yè)人士關(guān)注,部分馬鈴薯種植大戶已在推廣應(yīng)用[7]。該系列產(chǎn)品均有部分相關(guān)研究報道,但缺乏系統(tǒng)的對比研究。因此,本試驗選擇植物免疫誘抗劑阿泰靈、中藥類葉面處理劑禾奇正和香芹酚、植物調(diào)節(jié)劑蕓苔素內(nèi)酯、氯化膽堿及微量元素類葉面肥多美滋等,分別在馬鈴薯苗期、花期、團顆期進行葉面噴施,綜合分析各葉面處理劑對馬鈴薯長勢和產(chǎn)量的影響及對馬鈴薯早晚疫病的防控效果,以期為馬鈴薯的提質(zhì)增效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
馬鈴薯品種‘新大坪’(原種,切塊種薯),為甘肅定西審定品種,生育期115 d,抗病毒病,中抗旱疫病和脆疫病。
60%氯化膽堿水劑,重慶雙豐化工有限公司;5%香芹酚水劑,蘭州世創(chuàng)生物科技有限公司;阿泰靈(6%寡糖·鏈蛋白可濕性粉劑),中國農(nóng)科院植保所廊坊農(nóng)藥中試場;0.04%蕓苔素內(nèi)酯水劑,浙江來益生物技術(shù)有限公司;98%磷酸二氫鉀晶體,陜西拜因生物科技有限公司;雙駕車(微量元素水溶肥),青島科光生物技術(shù)有限公司;禾奇正(中藥類葉面肥),中德合資.禾正科技發(fā)展(海南)有限公司;多美滋(多元微肥),西班牙嘉兒制藥有限公司;碧護(赤.吲乙.蕓苔),德國阿格福萊農(nóng)林環(huán)境生物技術(shù)股份有限公司。
試驗設(shè)在甘肅省定西市安定區(qū)團結(jié)鎮(zhèn)小山村,海拔2 100 m,年平均降雨量430 mm,年均積溫2 300 ℃,年均氣溫6.5 ℃。土壤為黃黏土,前茬種植高粱,地力均勻。馬鈴薯播前結(jié)合整地每667 m2施馬鈴薯撒可富專用肥(16-12-12)80 kg,尿素(N≥46.4%)10 kg,過磷酸鈣(P2O5≥18%)50 kg,鈣鎂肥(總含量≥30%,CaCO3≥25.0%,MgO≥5.0%)10 kg,以旋耕方式施入。采用黑膜微壟溝穴播種植模式(壟高15 cm,壟寬60 cm,溝寬40 cm),株行距為35 cm×50 cm,使用手動穴播機開穴點播。試驗設(shè)計見表1,共10個處理,3次重復(fù),小區(qū)面積30 m2(3 m×10 m),小區(qū)間隔1 m,隨機區(qū)組排列。試驗于2018年4月25日播種,6月8日首次噴施,6月25日第2次噴施,8月10日第3次噴施,10月8日收獲。
采用葉面噴施。先將表1各處理施用倍數(shù)、按每667 m215 kg藥液配制,分別在馬鈴薯苗期(6月8日)、花期(6月25日)、團顆期(8月10日)葉面噴施1次。
表1 供試葉面處理劑及用量Table 1 Foliar treatment agents and usage kg·hm-2
株高、葉色:收獲前,每小區(qū)五點取樣,每點5株測每株株高。記錄不同處理對馬鈴薯地上部生長發(fā)育的影響。觀察各處理小區(qū)整體葉色程度,評價各處理對馬鈴薯成熟期的影響。
產(chǎn)量調(diào)查:采收期每小區(qū)隨機選3點,每點3.6 m2,測總產(chǎn)和商品薯產(chǎn)量(商品薯為50 g以上、未腐爛薯塊),并清洗馬鈴薯,調(diào)查病薯情況。計算總增產(chǎn)率和商品薯增產(chǎn)率。
總增產(chǎn)率=[(處理區(qū)總產(chǎn)量-空白對照區(qū)總產(chǎn)量)/空白對照區(qū)總產(chǎn)量]×100%
商品薯增產(chǎn)率=[(處理區(qū)商品薯產(chǎn)量-空白對照區(qū)商品薯產(chǎn)量)/空白對照區(qū)商品薯產(chǎn)量]×100%
病害調(diào)查:每小區(qū)對角線五點取樣,每點選10株,調(diào)查每株的全部葉片,以每一片葉上的病斑面積占整個葉面積的百分率來分級并計算病情指數(shù)及防治效果[8]。
馬鈴薯早疫病、晚疫病按照馬鈴薯區(qū)域試驗調(diào)查記載9級標(biāo)準(zhǔn)進行。
0級:無病斑;1級:病斑面積占整個葉片面積的5%以下;3級:病斑面積占整個葉片面積的6%~10%;5級:病斑面積占整個葉片面積的11%~25%;7級:病斑面積占整個葉片面積的26%~50%;9級:病斑面積占整個葉片面積的50%以上。
病情指數(shù)和藥劑防效為:病情指數(shù) =100×Σ(各級病株數(shù)×相對級數(shù)值)/(調(diào)查總株數(shù)×9);防治效果= (CK1-PT1)/CK1×100%。(CK1 為空白對照藥后病情指數(shù),PT1 為藥劑處理藥后病情指數(shù))。
采用Excel 2010、DPS(V7.05版)對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,并用鄧肯氏新復(fù)極差法 (DMRT) 對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析。
由表2可知,空白對照成株期平均株高為79.67 cm,碧護、氯化膽堿、香芹酚、阿泰靈、磷酸二氫鉀、多美滋處理組成株期平均株高為 82.00~88.33 cm,顯著高于對照,具有促進馬鈴薯植株長高的作用。葉色比較可見,空白對照、氯化膽堿處理、香芹酚處理和阿泰靈處理,均為正常成熟后的枯黃色,表明氯化膽堿、香芹酚、阿泰靈處理不會影響馬鈴薯正常成熟;0.04%蕓苔素內(nèi)酯處理、磷酸二氫鉀處理、微量元素水溶肥處理、禾奇正處理和多美滋處理均呈黃綠色,表明這5種處理均會輕微造成馬鈴薯貪青晚熟;碧護處理呈綠色,表明該處理會明顯導(dǎo)致馬鈴薯貪青晚熟,不利于馬鈴薯病害防控和正常收獲。
表2 不同處理馬鈴薯出苗及長勢Table 2 Potato emergence and growth under different treatments
通過對噴施前后馬鈴薯早疫病調(diào)查分析,各處理均對馬鈴薯早疫病具有一定的防控效果(表3),與空白對照比較,相對防控效果為22.54%~ 42.25%,其中香芹酚處理防控效果最高,達(dá)到42.25%,顯著于其他處理;其次為阿泰靈處理和禾奇正(中藥類)處理,防控效果分別為38.97%、37.50%;0.04%蕓苔素內(nèi)酯處理防控效果為 34.29%,位居第3。其余處理防控效果均低于30.95%(表3)。
馬鈴薯晚疫病試驗首次噴施之前,晚疫病沒有發(fā)生,3次噴施后,馬鈴薯晚疫病發(fā)生較重。通過調(diào)查分析,與空白對照比較,各處理對馬鈴薯晚疫病均有顯著的防控效果,其中香芹酚處理防控效果最高,為47.78%,較其他處理達(dá)顯著水平;其次為禾奇正(中藥類)處理,防控效果為 41.17%;阿泰靈處理防控效果為39.15%,位居第3;0.04%蕓苔素內(nèi)酯處理防控效果為 31.21%,位居第4。其余處理對馬鈴薯晚疫病防控效果均低于27.91%(表3)。
表3 不同處理對馬鈴薯早晚疫病的防控效果Table 3 Control effects of different treatments on potato early blight and late blight
由表4可見,0.04%蕓苔素內(nèi)酯處理和阿泰靈處理商品薯率分別為96.55%和96.40%,顯著高于CK的商品薯率94.93%,其他處理的商品薯率均為95.08%~95.64%,較CK商品薯率,無顯著差異。產(chǎn)量比較,多美滋處理為3.19 kg·m-2、碧護處理為3.28 kg·m-2,與CK 3.07 kg·m-2無顯著差異,其他處理產(chǎn)量為 3.36~3.59 kg·m-2,顯著高于CK的產(chǎn)量。增產(chǎn)率比較,各處理均能促進馬鈴薯增產(chǎn),其中香芹酚處理、阿泰靈處理、微量元素水溶肥處理總增產(chǎn)率最高,分別為17.21%、15.76%、15.40%,顯著高于磷酸二氫鉀處理、碧護處理和多美滋處理的增產(chǎn)率3.99%~9.60%,較0.04%蕓苔素內(nèi)酯處理、氯化膽堿處理、禾奇正處理增產(chǎn)率12.68%~14.86%,無顯著差異(表4)。綜合比較,香芹酚、阿泰靈、微量元素水溶肥、0.04%蕓苔素內(nèi)酯、氯化膽堿、禾奇正均能顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量,0.04%蕓苔素內(nèi)酯、阿泰靈能顯著提高馬鈴薯商品薯率。
表4 不同處理馬鈴薯的產(chǎn)量Table 4 Potato yield under different treatments
該試驗針對馬鈴薯早晚疫病防控發(fā)現(xiàn),植物免疫誘抗劑阿泰靈、中藥類葉面處理劑禾奇正和香芹酚、植物調(diào)節(jié)劑蕓苔素內(nèi)酯對馬鈴薯早晚疫病具有較好的防控效果,同時具有顯著的增產(chǎn)功效。該結(jié)果對馬鈴薯病害防控及提質(zhì)增效具有一定的參考意義。
相關(guān)研究報道,阿泰靈(6% 寡糖.鏈蛋白wp)主效蛋白激發(fā)子Pea T1 和Hrip1與氨基寡糖,可誘導(dǎo)刺激植物產(chǎn)生水楊酸、茉莉酸,提高植物免疫和抗性[9-10],阿泰靈可提高馬鈴薯葉片抗氧化酶活性而增強抗病性[11]。本研究通過大田試驗驗證阿泰靈的免疫防控效果,但增產(chǎn)效果源于病害防控或產(chǎn)品本身具有的增產(chǎn)功效,尚需進一步研究。
蕓苔素內(nèi)酯為甾醇內(nèi)酯化合物,相關(guān)研究較多[12-16],具有較強的調(diào)節(jié)功效,能增強植物的抗逆性,顯著提高農(nóng)作物的經(jīng)濟產(chǎn)量,已廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。該研究得出的馬鈴薯病害防控和增產(chǎn)效果與已有報道基本吻合。
香芹酚具有抗菌滅菌功效[17-19],5%香芹酚水劑已登記為生物殺菌劑,對馬鈴薯早晚疫病體現(xiàn)了顯著的防控效果。禾奇正為中藥類葉面處理劑,對馬鈴薯早晚疫病的防控效果源于免疫力的提高或是對病原菌的抑制,相關(guān)機理研究報道較少,有待進一步研究。
徐軍[20]報道,碧護在馬鈴薯苗期相隔10 d噴霧2次,‘莊薯3號’成熟期提前3 d,增產(chǎn)率達(dá)13.58%。本研究發(fā)現(xiàn),碧護在馬鈴薯苗期、花期和團顆期各噴施1次,‘新大坪’馬鈴薯品種成熟期推遲4 d,增產(chǎn)率為7.07%。經(jīng)對比分析和多方討論,該差距主要與碧護噴施時期有關(guān),馬鈴薯葉面噴施碧護,最佳時期為苗期-初花期。
該研究已在甘肅省山丹縣、渭源縣、靜寧縣、臨洮縣不同馬鈴薯品種上開展了2 a試驗,對馬鈴薯早晚疫病的防效及增產(chǎn)功效基本一致,該技術(shù)可用于馬鈴薯生產(chǎn)。