摘 要 為篩選有效防治危害大理州植煙區(qū)的煙草番茄斑萎病毒?。═omato spotted wilt virus, TSWV)的生物農(nóng)藥(Biological pesticides, BP),以烤煙品種K326為材料開(kāi)展氨基寡糖素、超敏蛋白、香菇多糖、寧南霉素4種高活性抗病毒BP、廣譜化學(xué)農(nóng)藥嗎胍·乙酸銅對(duì)煙草TSWV田間防效比較試驗(yàn)。結(jié)果:1)施用BP能提高TSWV防治效果,其中超敏蛋白和香菇多糖能顯著降低發(fā)病率(44.07%~55.44%)和病情指數(shù)(46.63%~58.24%)(p<0.05),抗病性提高24.47%~56.37%。2)施用BP能提高烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀,其中超敏蛋白顯著提高烤煙產(chǎn)值(24.35%)和產(chǎn)量(16.14%)(p<0.05)。3)Mantel檢驗(yàn)、冗余分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析共同證實(shí)了超敏蛋白和香菇多糖提高TSWV防治效果、產(chǎn)量及中上等煙比例的效果優(yōu)于其他處理,同時(shí)TSWV發(fā)病率和病情指數(shù)會(huì)顯著降低烤煙產(chǎn)值,而產(chǎn)量和中上等煙比例則是決定產(chǎn)值的主要因素。綜上,超敏蛋白和香菇多糖可以作為大理州植煙區(qū)煙草TSWV防治的主要BP推廣使用。
關(guān)鍵詞 煙草;番茄斑萎病毒病;生物農(nóng)藥;防治效果;農(nóng)藝性狀;經(jīng)濟(jì)性狀
中圖分類(lèi)號(hào):S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.03.001
煙草產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)支柱之一,煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)直接決定了國(guó)家稅收及煙農(nóng)的利益[1-2]。云南省植煙面積和卷煙產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模位居中國(guó)首位[3-4],其煙葉金黃、鮮亮、清甜香味突出、工業(yè)可用性強(qiáng),具有特色鮮明的香韻特征和感官評(píng)吸質(zhì)量,是中式卷煙不可替代的優(yōu)質(zhì)煙葉原料[5]。大理白族自治州(大理州)是云南省典型的優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)地之一,自《大理州“十四五”煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》實(shí)施以來(lái),進(jìn)一步確立了大理州植煙區(qū)在全省煙草產(chǎn)業(yè)的牢固地位[6]?!扒逑阈汀碧厣緹熎贩NK326是大理州植煙區(qū)核心地位的重要保障,以煙葉顏色橘黃、色澤飽滿(mǎn)、香氣宜人、口感醇和為特點(diǎn)[7]。2023年大理州K326的產(chǎn)量超過(guò)全州收購(gòu)計(jì)劃的20.25%,供應(yīng)云南中煙紅塔集團(tuán)主料煙生產(chǎn)[8]。K326在田間栽培過(guò)程中的重點(diǎn)問(wèn)題是對(duì)病毒病的抗性較差,病原僅需輕微摩擦煙葉導(dǎo)致微傷口、蚜蟲(chóng)口器吸食、煙粉虱和薊馬傳播等即可侵染煙草,也可以通過(guò)病殘?bào)w、肥料、土壤、種子及帶病的其他寄生植物進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播[9]。病毒病導(dǎo)致的植株矮化、黃葉斑駁、煙葉變形壞死、烤后顏色不均等是嚴(yán)重危害K326煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的原因[10]。因此,針對(duì)大理州K326病毒病的防治研究對(duì)于穩(wěn)定大理州植煙區(qū)煙葉高質(zhì)量生產(chǎn)具有重要意義。K326極易感染煙草番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV),TSWV廣泛分布于云南植煙區(qū),2020年在云南省10個(gè)主要植煙區(qū)的檢出率為31.58%[11]。于海芹等人調(diào)查發(fā)現(xiàn)云南主要植煙區(qū)的TSWV發(fā)病率正呈逐年上升的趨勢(shì),局部煙區(qū)超60%,嚴(yán)重制約了煙葉高質(zhì)量發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益[12]。TSWV主要通過(guò)薊馬以持久增殖性方式傳播。薊馬僅在幼蟲(chóng)期(若蟲(chóng)階段)通過(guò)取食感染植物獲取病毒,病毒隨后在其體內(nèi)中腸上皮細(xì)胞復(fù)制,并通過(guò)血淋巴遷移至唾液腺,完成跨齡期傳遞(transstadial transmission)。一旦成功定殖,成蟲(chóng)薊馬無(wú)需再次取食感染源即可終身傳播病毒[13]。楊軍章等人發(fā)現(xiàn)銀黑色、銀灰色地膜均能有效降低煙田TSWV的發(fā)病率和病情指數(shù),對(duì)傳毒介體西花薊馬具有明顯的趨避作用[14]。同時(shí),基因工程培育抗病品種不僅技術(shù)成本較高,而且周期長(zhǎng)、見(jiàn)效緩慢,生產(chǎn)上推廣應(yīng)用較為困難。使用病毒抑制劑仍然是植物病毒病綜合治理中的常用防治手段,其中生物農(nóng)藥(Biological pesticides,BP)作為安全高活性、環(huán)境友好型的綠色農(nóng)藥廣泛應(yīng)用于烤煙病毒病的防治,來(lái)源于活體生物及其代謝產(chǎn)物,不僅能防治病毒病,還能提高作物的免疫抗性[15-16]。陳永對(duì)等人成功利用植物源自然產(chǎn)物3-丙酮基-3-羥基羥吲哚(3-acetonyl-3-hydroxyoxindole,AHO)防治煙草TSWV,其防治效果高達(dá)79.86%,這一成果展示了BP在防治TSWV屬病毒方面的應(yīng)用前景和巨大潛力[17]。游堂貴等通過(guò)香菇多糖水劑、超敏蛋白微粒劑、氨基寡糖素水劑和嘧肽霉素水劑4種BP對(duì)田間煙草TSWV進(jìn)行防治取得了良好效果[18]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)作物病害防治效果進(jìn)行評(píng)價(jià),因?yàn)樽魑锔腥静『髸?huì)產(chǎn)生復(fù)雜的農(nóng)藝性狀、生理生化和產(chǎn)量變化,數(shù)學(xué)模型則是將一系列定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo),從而分析導(dǎo)致或防治病害發(fā)生的因子,同時(shí)對(duì)病害進(jìn)行預(yù)防,甚至預(yù)測(cè)人為防治措施實(shí)施后對(duì)作物產(chǎn)量的影響[19]。現(xiàn)有研究表明,開(kāi)展問(wèn)卷收集、病害植保調(diào)查、遙感監(jiān)測(cè)、地理氣象等多來(lái)源生境數(shù)據(jù)綜合數(shù)學(xué)模型可以充分挖掘病害動(dòng)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)[20-21]。曹哲銘等通過(guò)6種數(shù)學(xué)模型篩選出7個(gè)關(guān)鍵預(yù)測(cè)因子對(duì)煙草赤星病和靶斑病病情進(jìn)行預(yù)測(cè)和防治,擬合度可達(dá)86.49%[22]。黃海榮等利用灰色關(guān)聯(lián)度分析了274個(gè)甘蔗常用親本的白條病、葉焦病等8種葉部病害和黑穗病的抗性,將親本抗病害能力分為6類(lèi),進(jìn)一步對(duì)甘蔗雜交親本材料的選擇和優(yōu)化提供參考[23]。譚壯生等利用MATLAB軟件的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊對(duì)20種常見(jiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[19]。灰色關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)模型常應(yīng)用于社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中多因素變化趨勢(shì)異同性的評(píng)價(jià)手段[24],但目前針對(duì)農(nóng)藥防治作物病害方面的研究較少,尤其在對(duì)烤煙病毒病的生物農(nóng)藥防治方面有待深入研究。本研究綜合前期田間試驗(yàn)基礎(chǔ)和前人關(guān)于烤煙病毒病的農(nóng)藥防治研究進(jìn)展[18,25-27],選擇廣泛用于TSWV防治的化學(xué)農(nóng)藥(嗎胍·乙酸銅)和4種BP(氨基寡糖素、超敏蛋白、香菇多糖、寧南霉素)進(jìn)行大田試驗(yàn),利用多元線性回歸模型和灰色關(guān)聯(lián)度模型對(duì)不同農(nóng)藥防治煙草TSWV的效果及烤煙生產(chǎn)力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),為進(jìn)一步篩選防治TSWV的綠色BP提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
1" 材料與方法
1.1" 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)于2022年在大理州灣橋鎮(zhèn)下灣橋村(100°12′E,25°78′N(xiāo))進(jìn)行,海拔1 986 m,屬于北亞熱帶高原性季風(fēng)氣候,年平均氣溫15~22 ℃,年均降水量1 065.7 mm。試驗(yàn)田為長(zhǎng)期烤煙定位田,土質(zhì)為黏壤土,前茬作物為小麥。試驗(yàn)地區(qū)歷年烤煙TSWV發(fā)生嚴(yán)重。
1.2" 試驗(yàn)材料和農(nóng)藥
供試品種為K326,由云南省煙草公司大理白族自治州公司培育。
供試農(nóng)藥:1)嗎胍乙酸銅可濕性粉劑(農(nóng)藥登記證號(hào):PD20100257),300 g·袋-1。2)氨基寡糖素水劑(農(nóng)藥登記證號(hào):PD20150246),10 g·袋-1。3)超敏蛋白微粒劑(農(nóng)藥登記證號(hào):PD20070120),10 g·袋-1。4)香菇多糖水劑(農(nóng)藥登記證號(hào):PD20181937),15 g·袋-1。5)寧南霉素水劑(農(nóng)藥登記證號(hào):PD20097122),15 g·袋-1。
1.3" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),2022年3月進(jìn)行漂浮苗培育,5月膜上小苗移栽,株行距為130 cm×50 cm。試驗(yàn)田總面積約為0.70 hm2,分別設(shè)置5個(gè)農(nóng)藥處理和1個(gè)空白對(duì)照,3次重復(fù),共18個(gè)小區(qū),各小區(qū)四周均設(shè)置保護(hù)行。各處理所用農(nóng)藥及用量詳見(jiàn)表1。
試驗(yàn)期內(nèi)除了施用供試農(nóng)藥外,不施用其他任何抗病毒農(nóng)藥,其他農(nóng)事操作及病蟲(chóng)害防控措施均采用當(dāng)?shù)乜緹焹?yōu)質(zhì)管理方式進(jìn)行。生育期內(nèi)施用的復(fù)合肥料為云南云煙化肥股份有限公司生產(chǎn)的煙草專(zhuān)用肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=10∶10∶24]。
1.4" 施藥方式
煙苗移栽后的第3天噴施第1次農(nóng)藥,以后每隔10 d再?lài)娛?次,共噴施3次。第1次施藥時(shí)間為2022年5月13日,第2次為5月23日,第3次為6月2日,連續(xù)施藥3次,于每日傍晚施藥,采用3WBD-20型背負(fù)式電動(dòng)噴霧器噴施。
1.5" 測(cè)定指標(biāo)及方法
調(diào)查各小區(qū)的煙草TSWV發(fā)病情況,計(jì)算5種農(nóng)藥對(duì)煙草TSWV的防治效果。每次施藥后的第3天仔細(xì)觀察煙株生長(zhǎng)狀況和葉片的狀態(tài),判斷有無(wú)藥害發(fā)生。在煙株生長(zhǎng)的團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期和成熟期進(jìn)行農(nóng)藝性狀測(cè)定,在采烤結(jié)束后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查。
1.5.1" TSWV發(fā)病調(diào)查
每次施藥后7~10 d,以株為單位對(duì)試驗(yàn)田的煙株進(jìn)行煙草TSWV發(fā)病調(diào)查,調(diào)查均在晴天下午進(jìn)行,記錄各小區(qū)煙株數(shù)量及調(diào)查的各級(jí)病株數(shù)。TSWV病害的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煙草病蟲(chóng)害分級(jí)及調(diào)查方法》(GB/T 23222—2008)執(zhí)行(見(jiàn)表2)。
發(fā)病率、病情指數(shù)和抗病性計(jì)算公式如下:
[發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)調(diào)查總株數(shù)×]100% (1)
[病情指數(shù)=∑(各級(jí)病株或葉數(shù)×該病級(jí)值)調(diào)查總株或葉數(shù)×最高級(jí)值×]100%"(2)
[抗病性=對(duì)照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù)對(duì)照區(qū)病情指數(shù)×]100%"(3)
1.5.2" 農(nóng)藝性狀調(diào)查
按照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法》(YC/T 142—2010),在煙草生長(zhǎng)的不同階段(團(tuán)棵期、旺長(zhǎng)期、成熟期),從各小區(qū)中選取最具代表性的5株煙草進(jìn)行株高、莖圍、有效葉片數(shù)、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積的測(cè)量和記錄。這些數(shù)據(jù)將有助于分析煙草生長(zhǎng)過(guò)程中不同因素對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的影響,從而優(yōu)化煙草種植管理策略。
葉面積計(jì)算公式如下:
[葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×葉面積系數(shù)(0.634 5)] (4)
1.5.3" 經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定
烤后煙葉按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2635—92進(jìn)行分級(jí),供試煙葉請(qǐng)當(dāng)?shù)責(zé)熣痉旨?jí)手進(jìn)行評(píng)估,價(jià)格均為當(dāng)年當(dāng)?shù)貎r(jià)格。統(tǒng)計(jì)初烤煙葉的各等級(jí)煙葉比例、均價(jià)、產(chǎn)量和產(chǎn)值。
1.6" 數(shù)據(jù)處理
采用Excel 2019和R(Version 4.2.1)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。對(duì)不同農(nóng)藥處理數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA),并采用Duncan法檢驗(yàn)差異顯著性(p<0.05),用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行事后多重比較。分析前利用Levene's test檢驗(yàn)方差齊性與否,方差齊性時(shí)使用鄧肯多重檢驗(yàn)(Duncan's Multiple Range Test)法進(jìn)行多重比較,方差不齊時(shí)使用T2 Tamhane's test進(jìn)行多重比較(α=0.05)。使用R的ggcor包并利用dplyr程序進(jìn)行Mantel檢驗(yàn)TSWV防治效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀之間的相關(guān)性。采用CANOCO 5.0(Biometris-Plant Research International,Wageningen,Netherlands)對(duì)不同農(nóng)藥處理的TSWV防治效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行多重相關(guān)的冗余分析(Redundancy analysis,RDA)。利用MATLAB 2022b (MathWorks Incorporated,USA)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度數(shù)學(xué)模型構(gòu)建,設(shè)置特征序列和母數(shù)列,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量綱一化后計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)[28],公式如下:
[γik=Δmin+ρΔmaxΔik+ρΔmax]" "(5)
式中,[γik]為關(guān)聯(lián)系數(shù),
[Δmin=miniminkX0k-Xik],
[Δmax=maximaxkX0k-Xik],
[Δik=X0k-Xik],[ρ=0.5]為分辨系數(shù)。
進(jìn)一步計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)的加權(quán)平均值,根據(jù)權(quán)重系數(shù)和關(guān)聯(lián)度的積記為加權(quán)關(guān)聯(lián)度,公式如下:
[γi'=k=1XWkγik]" "(6)
式中,[γi']為加權(quán)關(guān)聯(lián)度,[Wk]為[k]的權(quán)重系數(shù),[γik]為灰色關(guān)聯(lián)度。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 不同農(nóng)藥處理對(duì)煙草TSWV的防治效果比較
由圖1可知,每次施用化學(xué)農(nóng)藥(Chemical pesticide, CP)和生物農(nóng)藥(Biological pesticides,BP)后均能顯著降低煙草TSWV的發(fā)病率和病情指數(shù)(p<0.05),其中以超敏蛋白(T3)降低效果最好,其次為香菇多糖(T4)。與CK相比,平均3次施藥后的煙草TSWV發(fā)病率和病情指數(shù)分別顯著降低了26.39%~55.44%、29.95%~58.24%(p<0.05),其中T3分別顯著降低了55.44%、58.24%(p<0.05),T4分別顯著降低了44.07%、46.63%(p<0.05)。在煙草TSWV的抗病性方面,與嗎胍·乙酸銅(T1)相比,除氨基寡糖素(T2)以外,每次施用BP后煙株的抗病性均有提升,其中以T3的效果最佳,其次為T(mén)4;與T1相比,平均3次施藥后T3對(duì)煙草TSWV的抗病性顯著提高56.37%(p<0.05),T4提高了24.47%。
2.2" 不同農(nóng)藥處理對(duì)煙株農(nóng)藝性狀的影響
由表3可知,施用CP、BP對(duì)烤煙農(nóng)藝性狀沒(méi)有顯著性影響,其中T3在提高農(nóng)藝性狀方面最具有優(yōu)勢(shì),其次為T(mén)4。烤煙的株高、葉長(zhǎng)、葉寬、莖圍、葉面積在團(tuán)棵期的最高值分別為T(mén)4、清水(CK)、寧南霉素(T5)、CK、T3處理,旺長(zhǎng)期分別為T(mén)3、T3、T4、T3、T4處理,成熟期分別為T(mén)6、T4、T3、T3、T3處理。與CK相比,T3各時(shí)期的株高、葉寬、莖圍、有效葉片數(shù)、葉面積分別提高5.20%、3.29%、3.32%、2.78%、2.46%。有效葉片數(shù)方面,與CK相比,在旺長(zhǎng)期和成熟期以T4更具有優(yōu)勢(shì),分別提高了8%、5%。
2.3" 不同農(nóng)藥處理對(duì)煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響
由表4可知,施用CP、BP均能提高初烤煙葉的經(jīng)濟(jì)性狀,其中T3的提升效果最好,T4其次,但僅T3處理能顯著提高產(chǎn)值和均價(jià)(p<0.05)。與CK相比,T1~T5處理初烤煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上等煙比例和中等煙比例分別提高了1.67%~7.07%、2.61%~24.35%、0.92%~16.14%、0.69%~6.62%、4.61%~22.99%,其中T3的產(chǎn)值和均價(jià)分別顯著提高了24.35%、16.14%(p<0.05);下等煙比例方面,T1~T5處理較CK降低了18.78%~78.82%,其中T3的降低效果最佳。
2.4" 不同農(nóng)藥處理下TSWV防治效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的關(guān)系
由Mantel檢驗(yàn)(圖2)可知,煙草TSWV防治效果對(duì)烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值具有顯著性影響(p<0.05),其中發(fā)病率、病情指數(shù)與烤煙產(chǎn)量的顯著負(fù)相關(guān)系數(shù)分別為0.57、0.59,與烤煙產(chǎn)值的顯著負(fù)相關(guān)系數(shù)分別為0.71、0.68;抗病性與烤煙產(chǎn)值的顯著正相關(guān)系數(shù)為0.21。同時(shí),產(chǎn)值主要受產(chǎn)量、中上等煙比例和葉寬的正向顯著影響,株高和葉長(zhǎng)顯著正相關(guān),葉面積則主要受葉寬的正向顯著影響。
由RDA分析(圖3)可知,第一軸能夠解釋所有信息的94.62%,第二軸能夠解釋5.36%,累計(jì)解釋信息量達(dá)99.98%,蒙特卡洛置換檢驗(yàn)表明,產(chǎn)值(F=12.1,p=0.036)、產(chǎn)量(F=10.4,p=0.016)和中上等煙比例(F=9.5,p=0.028)是多元線性回歸中3個(gè)最重要的貢獻(xiàn)者。圖3表明4種BP處理與TSWV抗病性均具有正相關(guān)性,同時(shí)T3、T4與經(jīng)濟(jì)性狀及除葉長(zhǎng)以外的烤煙農(nóng)藝性狀均具有較強(qiáng)的正相關(guān)性,CK則與發(fā)病率、病情指數(shù)和株高具有正相關(guān)性。
2.5" 灰色關(guān)聯(lián)度分析及綜合評(píng)價(jià)
由表5可知,BP處理的TSWV防治效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀排名優(yōu)于CK和化學(xué)農(nóng)藥(T1),其中T3、T4的效果最優(yōu)。利用灰色關(guān)聯(lián)度分析,以產(chǎn)值為母序列,以TSWV防治效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀為特征序列,得到產(chǎn)值與其余指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度,由表5可知產(chǎn)量、中上等煙比例和葉寬是影響產(chǎn)值的重要指標(biāo)。進(jìn)一步對(duì)CK和5種農(nóng)藥進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),可知T3、T4對(duì)TSWV防治效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的提高具有優(yōu)勢(shì)。
3" 討論與結(jié)論
病毒病的增殖有5個(gè)步驟,分別是吸附、注入、合成、裝配、釋放,通過(guò)阻斷或限制病毒生命周期的任何一個(gè)環(huán)節(jié)便可以達(dá)到防治病毒病的目的,因此田間施用阻斷農(nóng)藥來(lái)防治病毒病仍是主要措施之一[29]。本研究選用廣譜抗病毒農(nóng)藥,對(duì)大理州灣橋鎮(zhèn)的烤煙開(kāi)展TSWV防治試驗(yàn),結(jié)果表明生物農(nóng)藥的防治作用較優(yōu),其中以超敏蛋白微粒劑(T3)和香菇多糖(T4)對(duì)TSWV的防控效果、烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀提升最佳。超敏蛋白是一種能夠增強(qiáng)植物抗病性的蛋白質(zhì),在1992年被美國(guó)康奈爾大學(xué)的韋忠民團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)[30],雖然其本身無(wú)法直接對(duì)病原體產(chǎn)生作用,但是可以通過(guò)誘導(dǎo)植株產(chǎn)生過(guò)敏性壞死現(xiàn)象來(lái)提高植物的抗病性,從而抑制病原體的進(jìn)入和繁殖。大量研究表明超敏蛋白能促進(jìn)煙草、水稻的農(nóng)藝性狀指標(biāo)[31-32],這與本研究結(jié)果一致。陳永對(duì)等人的研究表明,超敏蛋白對(duì)煙草TSWV的防治效果最佳(72.17%~79.86%),本研究中超敏蛋白微粒劑對(duì)烤煙TSWV發(fā)病率、病情指數(shù)的降低和防治效果提升最優(yōu),與前人研究結(jié)果保持一致[17]。香菇多糖作為一種植物提取物,其主要機(jī)制作用于病毒的侵染位點(diǎn),通過(guò)鈍化其活性進(jìn)而抑制病毒在植物體內(nèi)的復(fù)制過(guò)程[33]。張超群等人研究表明香菇多糖素水劑500倍液對(duì)煙草病毒病的防效為55.77%[34],本研究中香菇多糖第3次施藥的防治效果僅次于超敏蛋白,達(dá)24.47%。值得一提的是,香菇多糖第2次、第3次施藥的防治效果優(yōu)于第1次,與游堂貴等人的研究結(jié)果不一致[18],可能是香菇多糖屬于真菌多糖,可誘導(dǎo)植株和細(xì)胞緩慢產(chǎn)生并積累抗病性物質(zhì)[33],導(dǎo)致香菇多糖的防效后期更好,前期的防治效果并不明顯。
本研究中另外兩種BP分別是寧南霉素和氨基寡糖素,防治效果不如超敏蛋白和香菇多糖,其原因可能是二者對(duì)病毒病的作用機(jī)制均屬于提高作物抗逆性和緩解病毒發(fā)病能力[35-36]。寧南霉素是一種核苷肽類(lèi)抗菌藥物,具有抗菌活性,已有大量研究表明,寧南霉素在防治病毒方面發(fā)揮著重要作用,其鈍化機(jī)制及誘導(dǎo)植物產(chǎn)生相關(guān)蛋白都是關(guān)鍵因素[37],它通過(guò)延長(zhǎng)病毒的潛育期和破壞其粒體結(jié)構(gòu)來(lái)提高植物的抗病力,并且有效誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗性蛋白,增強(qiáng)植物的耐病能力而發(fā)揮作用,這種強(qiáng)大的功能讓它成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一種備受歡迎的治療和預(yù)防藥物[38]。本研究中寧南霉素防治TSWV的效果并不突出,可能是由于寧南霉素本身延長(zhǎng)病毒潛伏期和提高抗逆性的作用機(jī)制有關(guān),單施寧南霉素的效果不如復(fù)配BP和生防菌的效果佳[27]。氨基寡糖素是一種天然的低聚糖產(chǎn)物,它通過(guò)激發(fā)植物自身的免疫反應(yīng),提高植物自身的抗逆能力,并通過(guò)誘導(dǎo)其產(chǎn)生抗體來(lái)阻止病毒侵染和增殖,更重要的是,它能在一定程度上抑制病毒的活性[39]。趙小明等[40]和龍光泉等[41]的研究結(jié)果表明2%~5%氨基寡糖素對(duì)煙草病毒病的防治效果分別為63.44%~75.07%和69.26%~73.95%,而本研究的防治效果則并不明顯,一方面可能是本研究施藥次數(shù)較少,時(shí)間間隔較長(zhǎng);另一方面可能與氨基寡糖素促進(jìn)作物生長(zhǎng),激活其體內(nèi)的抗病基因,合成與抗病毒有關(guān)的化合物質(zhì)(例如幾丁酶、葡聚糖酶等)需要一定的起效時(shí)間有關(guān)[37]。
嗎胍·乙酸銅作為廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的抗病毒農(nóng)藥,含有鹽酸嗎啉胍有效成分,該成分可有效抑制或破壞病毒核酸和蛋白質(zhì)的合成,阻礙了病毒的復(fù)制過(guò)程,進(jìn)而達(dá)到預(yù)防和治療的效果[42]。本研究中唯一的化學(xué)農(nóng)藥嗎胍·乙酸銅對(duì)烤煙TSWV的防治效果和促進(jìn)烤煙生產(chǎn)力的效果最差。邵彥坡等通過(guò)20%嗎胍·乙酸銅可濕性粉劑500倍液與20%嘧肽·嗎啉胍3種倍液(1 000倍、1 500倍、2 000倍液)對(duì)比研究表明,嗎胍·乙酸銅對(duì)煙草花葉病的防治效果并不明顯[43]。其次,嗎胍·乙酸銅對(duì)作物病毒病的防治需要在發(fā)病后及時(shí)噴施,本研究則是移栽后固定時(shí)間噴施,缺乏發(fā)病時(shí)施用農(nóng)藥的時(shí)效性。最后,有研究表明嗎胍·乙酸銅在強(qiáng)制接毒環(huán)境下的防治效果優(yōu)于自然條件發(fā)病,并且需要發(fā)病后連續(xù)施藥才能獲得較好的防治效果[44]。
目前,國(guó)內(nèi)外都沒(méi)有研發(fā)出防治煙草TSWV的特效農(nóng)藥,植物病毒病作為“惡性腫瘤”長(zhǎng)期脅迫茄科和葫蘆科等作物。同時(shí),由于煙草TSWV的宿主種類(lèi)眾多,抗病品種選育面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。BP的研發(fā)和推廣應(yīng)用已經(jīng)日益成熟,契合國(guó)家倡導(dǎo)的農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展要求,因?yàn)锽P的作用機(jī)制主要為免疫誘導(dǎo)、鈍化和抑制病毒增殖、降低病毒粒子活性表達(dá)等,同時(shí)具有高活性和安全性的特點(diǎn)。本研究下一步將針對(duì)多種BP進(jìn)行復(fù)合使用,同時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)錄組和微生物基因組的多組學(xué)聯(lián)用,探尋復(fù)合BP對(duì)煙草TSWV的防治效果和促進(jìn)烤煙生產(chǎn)力提高的機(jī)制,為安全高效生產(chǎn)和綠色防治煙草TSWV提供科學(xué)依據(jù)。
本研究結(jié)果表明,生物農(nóng)藥對(duì)煙草TSWV具有良好的防治效果,并且能提高烤煙農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀,其中以超敏蛋白的效果最優(yōu),其次為香菇多糖。超敏蛋白能有效提高烤煙各生育期農(nóng)藝性狀(2.46%~5.20%),顯著降低發(fā)病率(55.44%)和病情指數(shù)(58.24%),顯著提高TSWV防治效果(56.37%),顯著提高烤煙產(chǎn)值(24.35%)和均價(jià)(16.14%)。Mantel檢驗(yàn)、RDA和灰色關(guān)聯(lián)度分析綜合表明,煙草TSWV發(fā)病率和病情指數(shù)會(huì)顯著降低烤煙產(chǎn)值,產(chǎn)量和中上等煙比例則是決定產(chǎn)值的主要因素,而超敏蛋白和香菇多糖能有效提高烤煙TSWV防治效果、產(chǎn)量及中上等煙比例。因此,超敏蛋白和香菇多糖可以作為有效防治煙草TSWV和穩(wěn)定TSWV脅迫條件下烤煙生產(chǎn)力的重要生物農(nóng)藥。
參考文獻(xiàn):
[1] 畢延浩.2022年煙草行業(yè)實(shí)現(xiàn)稅利總額和財(cái)政總額創(chuàng)歷史新高[N].東方煙草報(bào),2023-03-07(001).
[2] 施偉平,王鑫,余凌鋒,等.烤煙產(chǎn)量與品質(zhì)影響因素的研究進(jìn)展[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2010(1): 23-25.
[3] 馬文廣,周義和,劉相甫,等.我國(guó)烤煙品種的發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策展望[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào),2018,24(1):116-122.
[4] 孫計(jì)平,吳照輝,李雪君,等.21世紀(jì)中國(guó)烤煙種植區(qū)域及主栽品種變化分析[J].中國(guó)煙草科學(xué),2016,37(3):86-92.
[5] 張曉龍,潘義宏,周芳芳,等.云南省烤煙致香物質(zhì)含量空間分布特征[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2021,55(3):531-536.
[6] 大理白族自治州人民政府.大理白族自治州人民政府辦公室關(guān)于印發(fā)大理州“十四五”煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的通知[EB/OL]. (2022-05-07)[2024-07-17]. https://www.dali.gov.cn/dlrmzf/xxgkml/202205/093b48d60853485bb68b4fb816fa02f4.shtml.
[7] 黃飛燕,鄭武,楊玉標(biāo),等.大理烤煙品種K326糖含量及其與評(píng)吸質(zhì)量的關(guān)系初步分析[J].中國(guó)煙草科學(xué),2012,33(2):24-27,46.
[8] 大理白族自治州人民政府.大理白族自治州人民政府關(guān)于2023年煙葉生產(chǎn)工作的意見(jiàn)[EB/OL]. (2023-04-06)[2024-07-17]. https://www.dali.gov.cn/dlrmzf/zfgbml/202304/b5815efbd70a4f0ab2bae5 11c1ee312d.shtml.
[9] 程立銳,王元英,蔣彩虹,等.烤煙新品種中煙300選育及其特征特性[J].中國(guó)煙草科學(xué),2019,40(3):1-7.
[10] 文柳瓔,劉旦,龔敏,等.抗病毒病K326新品系Y48抗TMV的細(xì)胞學(xué)機(jī)制研究[J].中國(guó)煙草科學(xué),2018,39(4):18-25,31.
[11] 高雪,王偲博,李正洋,等.云南省煙草正番茄斑萎病毒屬病毒的調(diào)查和鑒定[J].中國(guó)煙草學(xué)報(bào),2020,26(1):84-90.
[12] 于海芹,劉勇,黃昌軍.云南省主要煙區(qū)正番茄斑萎病毒屬(Orthotospovirus)病毒的調(diào)查和檢測(cè)[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),2020,39(11):5194-5200.
[13] 劉澤凡,謝德安,韓家寶,等.無(wú)人機(jī)低容量噴霧技術(shù)對(duì)薊馬及番茄斑萎病毒的防治效果[J].農(nóng)藥,2023,62(2):146-150.
[14] 楊軍章,龔林,馬若,等.有色地膜覆蓋對(duì)煙草番茄斑萎病毒病發(fā)生的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2022,50(2):38-43.
[15] 高瀝文,陳世國(guó),張?jiān)#?基于RNA干擾的生物農(nóng)藥的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2022,38(3):700-715.
[16] 丁雪玲.番茄黃化曲葉病毒病的生物防治研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.
[17] 陳永對(duì),張潔,吳闊,等.植物源天然產(chǎn)物AHO對(duì)番茄斑萎病毒屬病毒病的田間防效[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2014,45(12):2167-2171.
[18] 游堂貴,段艷茹,張燕,等. 4種病毒抑制劑對(duì)昭通煙草番茄斑萎病毒病和馬鈴薯Y病毒病的防治效果[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2021,37(36):135-141.
[19] 譚壯生,齊麗娟,敬海明,等.基于QSAR預(yù)測(cè)模型的有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥急性毒性的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].毒理學(xué)雜志,2023,37(3):189-193.
[20] 李北.煙草野火病和角斑病預(yù)測(cè)模型及防治指標(biāo)的研究[D].吉林:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),2020.
[21] LEE D S, CHOI W, NAM Y, et al. Predicting potential occurrence of pine wilt disease based on environmental factors in South Korea using machine learning algorithms[J]. Ecological Informatics, 2021, 64: 101378.
[22] 曹哲銘,李北,趙昌洲,等.煙草2種病害的增長(zhǎng)模型及赤星病預(yù)測(cè)模型研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2023,45(5):539-546.
[23] 黃海榮,徐林,李翔,等. 274個(gè)甘蔗常用親本主要葉部病害和黑穗病的抗性評(píng)價(jià)[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2022,43(7):1485-1496.
[24] 宋慧,郭巖,邢璐,等.基于灰色關(guān)聯(lián)度、DTOPSIS與灰色局勢(shì)決策法的谷子品種綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2023,28(11):42-56.
[25] 楊玉麗,周義彬.兩種不同類(lèi)型農(nóng)藥防治煙草花葉病毒病藥效的比較研究[J].湖北植保,2010(3):42-43.
[26] 楊森,李向陽(yáng),楊遠(yuǎn)平,等. 4種藥劑對(duì)馬鈴薯Y病毒病防治效果評(píng)價(jià)分析[J].農(nóng)藥,2022,61(2): 136-139,156.
[27] 董慶文,左大為,張文濤.寧南霉素對(duì)番茄病毒病和黃瓜白粉病的田間防效試驗(yàn)[J].廣東蠶業(yè),2021,55(9):48-49.
[28] 鄭永紅,陳芳玲,張治國(guó),等.淮河流域高潛水位農(nóng)用地養(yǎng)分分析及評(píng)價(jià)[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2022,42(2):1-9.
[29] 靳道然.幾種天然多糖類(lèi)化合物抗植物病毒的功能研究[D].遼寧:遼寧師范大學(xué),2023.
[30] 段同釗.植物生化激活超敏蛋白微粒劑(康壯素)[J].中國(guó)植保導(dǎo)刊,2004(2):33-34.
[31] 劉勇,布云虹,李鳳芝,等.超敏蛋白對(duì)煙苗TMV抗性和生長(zhǎng)的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2008(3):14-16.
[32] 李莉,龍先華,雷勢(shì)賢,等. 3%超敏蛋白微粒劑對(duì)感染南方水稻黑條矮縮病稻株的補(bǔ)償作用[J].廣西植保,2011,24(3):6-8.
[33] 王杰,王開(kāi)運(yùn).香菇多糖對(duì)植物真菌和病毒病害的抗病機(jī)理[J].農(nóng)藥,2011,50(1):16-19.
[34] 張超群,肖榮貴,管成偉,等.幾種免疫誘抗劑防治煙草病毒病田間效果比較[J].生物災(zāi)害科學(xué),2019,42(3):195-198.
[35] 神興明,王娜,任士偉,等.氨基寡糖素對(duì)番茄根結(jié)線蟲(chóng)病的防效及其促生效果研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2023(3):109-112.
[36] 馬思思.寧南霉素抗煙草花葉病毒的作用機(jī)理的初步研究[D].廣東:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院,2020.
[37] 劉森.寧南霉素·氨基寡糖素·硫酸鋅混配劑對(duì)煙草花葉病的控制效果及防病機(jī)理[D].重慶:西南大學(xué),2012.
[38] 馮曉菲,張?jiān)?,吳? 4種藥劑對(duì)番茄黃化曲葉病毒病的田間防效[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2019(12):48-50.
[39] 吳玉星,王亞嬌,韓森,等.氨基寡糖素與吡唑醚菌酯混用防治小麥白粉病的減施增效作用[J].農(nóng)藥,2022,61(6):449-452,464.
[40] 趙小明,杜昱光,白雪芳.氨基寡糖素誘導(dǎo)作物抗病毒病藥效試驗(yàn)[C]//第三屆全國(guó)綠色環(huán)保農(nóng)藥新技術(shù)、新產(chǎn)品交流會(huì)暨第二屆全國(guó)生物農(nóng)藥研討會(huì).北京:2004.
[41] 龍光泉,馬登慧,李威. 5%氨基寡糖素水劑防治煙草病毒病藥效試驗(yàn)分析[J].耕作與栽培,2012(5):22.
[42] 周驗(yàn)旭.鹽酸嗎啉胍在水稻田中的殘留消解動(dòng)態(tài)及其水解[D].湖南:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2015.
[43] 邵彥坡,李樹(shù)柏,張黎輝,等. 20%嘧肽·嗎啉胍懸浮劑防治病毒病效果研究[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2018,17(6):50-51,53.
[44] 陳永對(duì), 李宏光, 劉春明, 等. 2種不同類(lèi)型病毒抑制劑防控TMV的田間藥效比較[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 42(6): 80-84.
(責(zé)任編輯:易" 婧)
基金項(xiàng)目:云南省煙草公司大理州公司項(xiàng)目“基于傳毒介體控制與免疫誘抗的煙草番茄斑萎病生物防治研究與應(yīng)用”(DLYC2022003)。
作者簡(jiǎn)介:楊智梅(1994—),碩士,助理農(nóng)藝師,主要研究方向煙草生產(chǎn)技術(shù)與推廣。E-mail:13508803114@163.com。
*為通信作者,E-mail:yzjuan456@163.com。