中圖分類號(hào): 5481+ .9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào): 1000-4440(2025)05-0883-10
Abstract:This study employed both hydroponic and soil cultivation methods to investigate the effectsof threemicronutrient fertilizers(lanthanum,seleniumand boron)on the uptake of thifluzamide by the rice plants. Additionally,this studyanalyzed the impact of combining thesemicronutrient fertilizers withthifluzamide on theactivityof antioxidant enzymesin rice and the efficacy of sheath blightcontrol.The results showed thatunderhydro
ponicconditions,thethifluzamidecontentinabovegroundpartsofrice treatedwithLal(O.5mg/Lthifluzamide + 43.3 mg/LLaNO3?6H2O ),B1( 0.5mg/L thifluzamide + 0.286 mg/L H3BO3 ),and Se2(O.5 mg/L thifluzamide + 0. 10 (204 mg/L NaSeO)wassignificantlyhigher thanthatintheO.5mg/Lthifluzamidecontrol group.Moreover,therelativediseaseseverityof sheath blight inLa1 treatment,B1 treatment,and Se2 treatment wassignificantlylower than that inthe 0.5 (20 mg/L thifluzamide control and other treatments ( Plt;0.05 ). The activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (2 (POD). ,chitinase,and β -1,3-glucanase in the aboveground parts of rice in La1 treatment,B1 treatment,and Se2 treatmentwere significantly higherthan those intheO.5mg/Lthifluzamidecontrol group.Undersoilcultivationconditions,the Se4 treatment ( 14.56g thifluzamide ( 24% )+ 0.2 g NaSeO3),La4 treatment ( 14.56g thifluzamide ( 24% ) + 0.6 g LaNO 3 ·6H2O),and B4 treatment (14.56 thifluzamide (24%)+ 0.1gH3BO3 ) exhibited minimal impact on rice seed germination.Twenty daysafter seed dressing,compared with the 14.56g/kg thifluzamide( 24% )control,the thifluzamide content in the aboveground parts of rice in the Se4, La4 ,and B4 treatments increased by 20.36% , 36.72% ,and 36.00% , respectively ( Plt;0.05 ).Therefore,appropriate application of lanthanum,selenium,and boron micronutrients in combinationwiththifluzamidecanenhancetheuptakeandtranslocationofthifluzamideinriceplants,increasetheactivityofantioxidantenzymesinrice plants,andtherebyimprovethecontroleficacyof thifluzamideagainstricesheathblight.Thefindings ofthis studyprovideatheoreticalbasisfortheeficientutilizationofthifluzamideandthecontrolofricesheathblight,and areof great significance for advancing pesticide reduction and eficacy enhancement.
Keywords:micronutrient fertilizers;sheath blight;thifluzamide;rice
稻瘟病、白葉枯病和紋枯病被公認(rèn)為是水稻三大關(guān)鍵病害。這些病害在各主要稻作區(qū)廣泛分布且頻繁暴發(fā),對(duì)水稻產(chǎn)量構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,導(dǎo)致嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[1]。紋枯病菌作為一種半腐生真菌,能夠通過(guò)形成抗逆性強(qiáng)的菌核結(jié)構(gòu)在土壤中長(zhǎng)期存活,該病原菌通常通過(guò)土壤和水流傳播,發(fā)病期間也可通過(guò)水稻發(fā)病組織進(jìn)行橫向傳播。其寄主范圍較廣,可感染約32種植物[2]。水稻紋枯病通常從葉鞘部分開(kāi)始發(fā)病,發(fā)病部位具有隱蔽性。目前,紋枯病的防治措施主要包括培育抗病品種以及施用化學(xué)、生物或RNA農(nóng)藥。噴霧施藥是一種常見(jiàn)的農(nóng)藥施用方法,為確保農(nóng)藥充分到達(dá)病害部位往往需要大量噴施,這不僅增加了環(huán)境負(fù)擔(dān),也造成了農(nóng)藥浪費(fèi)。
種子處理技術(shù)作為一種有效的病害防治方法,能夠預(yù)防和控制土壤或種子攜帶的病原體,保護(hù)作物幼苗免受病蟲(chóng)侵害[3]。姚克兵等[4]研究結(jié)果表明,采用噻呋酰胺干拌和濕拌水稻種子,對(duì)水稻紋枯病的控制效果較好。何東兵等[5采用噻呋酰胺、氯蟲(chóng)苯甲酰胺和三氟苯嘧啶3種藥劑拌種,對(duì)拔節(jié)孕穗期水稻紋枯病防治效果達(dá)到 75%~89% 。劉嘉楠等[6]發(fā)現(xiàn),噻呋酰胺在水稻體內(nèi)的遷移系數(shù) (TF)lt; 1,噻呋酰胺主要富集于根部,其由地下部向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)能力較弱,與張碩佳等7的研究結(jié)論一致。噻呋酰胺作為一種強(qiáng)內(nèi)吸性琥珀酸脫氫酶抑制劑,對(duì)水稻紋枯病具有良好的防治效果[8]。內(nèi)吸性農(nóng)藥經(jīng)作物吸收后可以在植株體內(nèi)傳導(dǎo),能夠到達(dá)噴霧難以直接覆蓋的隱蔽部位,在病蟲(chóng)害防治方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。因此,提高噻呋酰胺從地下部向地上部的遷移效率,對(duì)減少用藥量并實(shí)現(xiàn)紋枯病高效防治具有重要意義。
微量元素在促進(jìn)植物生長(zhǎng)、緩解藥害等方面發(fā)揮重要作用。據(jù)調(diào)查,耕作層土壤中,貧硒與嚴(yán)重貧硒土壤累計(jì)超過(guò) 76% ,局部耕地稀土元素缺乏現(xiàn)象也較為明顯[9]。通過(guò)微量元素與農(nóng)藥吸收轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)化合物的協(xié)同作用,有望實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效,在促進(jìn)植株生長(zhǎng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥靶向傳輸。已有研究結(jié)果表明,適宜濃度的硒能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)、增強(qiáng)抗氧化能力、減少活性氧含量和脂質(zhì)過(guò)氧化物含量,并通過(guò)防止細(xì)胞鐵死亡提高植物抗逆性[10]。有機(jī)硒溶液處理可抑制禾本科鐮刀菌在小麥穗部的擴(kuò)展,降低病穗率[1]。此外,硒能夠破壞植物組織內(nèi)病原體的細(xì)胞膜,抑制病原菌的細(xì)胞延伸,硒還能改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu),從而保護(hù)植物細(xì)胞免受真菌入侵[12]。稀土元素鑭對(duì)植物生長(zhǎng)和抗逆性具有雙重影響。研究結(jié)果表明,鑭可通過(guò)改善抗氧化防御系統(tǒng)提高龍葵對(duì)重金屬的耐受性,施用適宜濃度的鑭可促進(jìn)龍葵的生長(zhǎng),同時(shí)增強(qiáng)龍葵的抗逆性[13]。鑭既能刺激植株生長(zhǎng)和光合作用,也能誘發(fā)氧化應(yīng)激,對(duì)植物產(chǎn)生負(fù)面影響[14-16]。此外,適宜濃度的鑭能激活植物細(xì)胞的內(nèi)吞作用,鑭通過(guò)與鈣調(diào)蛋白的2個(gè)鈣結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,使鈣調(diào)蛋白的分子結(jié)構(gòu)更加緊密有序,從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[17-18]。硼作為植物必需的微量元素,在細(xì)胞壁形成、細(xì)胞分裂、果實(shí)和種子發(fā)育、糖運(yùn)輸以及激素合成等生理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[19]。此外,硼還與氮、磷、鉀和鈣等其他營(yíng)養(yǎng)元素相互作用,對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)提升具有不可替代的作用[20]。本研究擬對(duì)水稻施用鑭、硒、硼3種微量元素肥料,探究微量元素肥料對(duì)水稻吸收、傳導(dǎo)噻呋酰胺的影響,以期為微量元素肥料與農(nóng)藥配合施用提高農(nóng)藥利用率、減少農(nóng)藥損失和環(huán)境污染、推進(jìn)農(nóng)藥減量增效提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1化學(xué)試劑和儀器
儀器:液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(型號(hào)SCIEXTripleQuad 5500+ ,美國(guó)ABSciex公司產(chǎn)品);離心機(jī)(型號(hào)Centrifuge5804R,美國(guó)Eppendorf公司產(chǎn)品);研磨機(jī)(型號(hào)A11,德國(guó)IKA公司產(chǎn)品);高速粉碎機(jī)(型號(hào)FW80,天津泰斯特儀器有限公司產(chǎn)品);多管渦旋振蕩器(型號(hào)SCDEALLVX-II,北京安簡(jiǎn)科技有限公司產(chǎn)品)。
試劑:乙腈(色譜純)、無(wú)水硫酸鎂(純度 gt; 98% )、氯化鈉(優(yōu)級(jí)純)、C18、 N. 丙基乙二胺(PSA) ,24% 噻呋酰胺懸浮劑(純度 gt;96% )、噻呋酰胺標(biāo)準(zhǔn)品。植物 β -1,3-葡聚糖酶ELISA科研試劑盒、植物幾丁質(zhì)酶ELISA科研試劑盒、植物內(nèi)二醛ELISA科研試劑盒、植物過(guò)氧化物酶ELISA科研試劑盒、植物超氧化物歧化酶ELISA科研試劑盒均購(gòu)自晶美生物科技有限公司。
1.2水稻品種
供試水稻品種為南粳5055。水稻紋枯病菌(Rhizoctoniasolania)菌株RH-2,中等致病力,由省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供。
1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.3.1水稻育苗水稻種子經(jīng) 30% 過(guò)氧化氫浸泡15min 消毒后,用去離子水清洗3次,置于 32qC 恒溫黑暗培養(yǎng)箱中浸泡催芽。待種子破胸后點(diǎn)播,繼續(xù)在相同條件下催芽直到芽鞘長(zhǎng)至 2cm 。將發(fā)芽種子轉(zhuǎn)移到光照環(huán)境中,初期光合有效輻射100μmol/(m2?s),Λ 2d后增至 200μmol/(Ωm2?Ωs) ,光周期為 12h 光照 ′12h 黑暗,溫度設(shè)置為白天30C 夜間 25°C 。一葉期前,僅用去離子水培養(yǎng)水稻;
一葉期,使用1/6濃度木村B營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng);二葉期,使用1/6濃度木村B營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng);三葉期及以后,使用全濃度木村B營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)。水稻生長(zhǎng)至三葉一心期(25d),挑選生長(zhǎng)狀態(tài)和大小一致的健康幼苗用于水培試驗(yàn)。
1.3.2紋枯病菌培養(yǎng)將紋枯病菌接種到PDA培養(yǎng)基上, 28°C 下倒置培養(yǎng)2~3d進(jìn)行活化,待培養(yǎng)基表面長(zhǎng)滿白色菌絲后,取菌塊接種到新鮮PDA培養(yǎng)基中, 28°C 倒置培養(yǎng)2~3d,直至白色菌絲鋪滿培養(yǎng)皿。
1.3.3水培試驗(yàn)參照前人研究方法[21-22],設(shè)置如下處理,CK1:清水對(duì)照; CK2:0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照; B1:0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.286mg/L H3BO3 ;B2 :0.5mg/L 噻呋酰胺 +2.860mg/L (2 H3BO3 ; B3: 0. 5mg/L 噻呋酰胺 +14.300mg/L (204 H3BO3 ;La1 : 0.5mg/L 噻呋酰胺 ÷43.3mg/LLaNO3?6H2O;La2;0.5mg/L 噻呋酰胺 Σ;+86.6mg/LLaNO3?6H2O;La3;0.5mg/L 噻呋酰胺 +216.5mg/LLaNO3?6H2O;Se e1:0.5mg/L噻呋酰胺 +0.05mg/L (204 Na2SeO3 Se2:0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.10mg/L (20 Na2SeO3 Se3:0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.50mg/LNa2SeO3 。將水稻幼苗置于含0.5mg/L 噻呋酰胺和不同濃度微量元素肥料的水稻營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng),每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。 48h 后水稻對(duì)噻呋酰胺的吸收達(dá)到平衡,因此本試驗(yàn)中水培時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為 48h 。
1.3.4酶活性測(cè)定水培 48h 后,采集水稻地上部,洗凈擦干后于 -80°C 保存,采用試劑盒測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD) β-1,3 -葡聚糖酶、幾丁質(zhì)酶活性以及丙二醛含量。操作步驟嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。
1.3.5水稻紋枯病防治效果測(cè)定水稻幼苗水培48h 后,用去離子水沖洗水稻根系,將水稻幼苗轉(zhuǎn)移至不含噻呋酰胺和微量元素肥料的營(yíng)養(yǎng)液中,用打孔器取直徑為 7mm 的菌塊,將菌塊接種于水稻苗基部,菌絲面與水稻莖基部相貼,在光合有效輻射200μmoL/(m2?s) 、溫度 30% 、濕度 85% 條件下培養(yǎng),7d后剪去水稻根部,測(cè)量水稻的苗高(莖基部至水稻拉直后最高葉尖的高度)和發(fā)病水稻的病斑高度,相對(duì)病級(jí) Σ=Σ (病斑高度/苗高) ×9 。
1.3.6土培試驗(yàn)參照前人研究方法,每 1kg 種子使用 14.56g24% 噻呋酰胺懸浮劑拌種[23-25]。設(shè)置如下處理,CK1:清水對(duì)照; CK3:14.56g/kg 噻呋酰胺( 24% 對(duì)照; 噻呋酰胺 (24%)+0.1 g/kgH3BO3 ;1
噻呋酰胺 (24%)+0.2 g/kgH3BO3 : 86:14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+0.4 g/kgH3BO3;La4;14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+0.6 g/kg LaNO3?6H2O ; La5: 14.56g/kg 噻呋酰胺
塞呋酰胺 (24%)+3.0g/kgLaNO3?6H2O;Se4;14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+0.2g/kgNa2SeO3 Se5:14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+1.0g/kgNa2SeO3 Se6:14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+2.0g/kgNa2SeO3 。選取100粒飽滿的水稻種子進(jìn)行拌種處理,每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),將種子放置在無(wú)光照培養(yǎng)箱中, 25°C 條件下進(jìn)行催芽,于第 1d.4d.7d 觀察出芽情況,以破胸露白為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)種子發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果,選擇對(duì)種子發(fā)芽影響較小的微量元素肥料濃度拌種。選擇如下處理,CK3:14.56g/kg 噻呋酰胺( 24% 對(duì)照; B4:14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+0.1g/kgH3BO3 La4;14.56g/kg 噻呋酰胺 噻呋酰胺 (24%)+0.2g/kgNa2SeO3 。拌種后,將種子播種于穴盤(pán)中,每穴5粒,每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。于播種后第 10d 和 20d 時(shí)取樣,并測(cè)定地上部噻呋酰胺含量。
1.3.7水稻中噻呋酰胺含量的測(cè)定用去離子水充分清洗水稻根部,以去除殘留在水稻根系表面的農(nóng)藥,用吸水紙擦干水稻植株表面的水分。將水稻植株分為地下部、地上部2個(gè)部分,并記錄各部分重量。水稻地上部經(jīng)洗凈、擦干后,用液氮速凍并進(jìn)行研磨。接著,加入 5mL 乙腈,振蕩 20min ,加入 1g NaCl,渦旋 5min ,以5 000r/min 離心 5min 。取上清液 1mL ,加入 150mg 無(wú)水硫酸鎂 C18,充分渦旋 2min ,以 8000r/min 離心 2min 。最后,將上清液通過(guò) 0.2μm 有機(jī)濾膜過(guò)濾,濾液用于后續(xù)檢測(cè)分析。
采用AB-SciexExion液相色譜系統(tǒng)與AB-SciexQtrap 5500+ 三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-MS/MS)檢測(cè)濾液中噻呋酰胺含量。色譜柱為KinetexF5( 2.6μm 100cm×30mm ),柱溫 30qC 。流動(dòng)相為 10% 甲酸水溶液和 90% 乙腈,流速 0.3mL/min ,進(jìn)樣體積 2μL ,保留時(shí)間 2.5min 。
1.4數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)
試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用IBMSPSSStatistics26.0軟件
進(jìn)行差異顯著性分析,使用Origin2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖。
2 結(jié)果與分析
2.1微量元素肥料對(duì)種子發(fā)芽的影響
如表1所示,與CK3相比,Se5處理和Se6處理水稻種子發(fā)芽勢(shì)分別顯著降低 61.35%.81.69% ( ?Plt;0.05) ;其余處理水稻種子發(fā)芽勢(shì)與CK3相比無(wú)顯著差異( Pgt;0.05) 。與CK3相比,Se5處理和Se6處理水稻種子發(fā)芽率分別顯著降低 59.06% 、81.38%(Plt;0.05) ;其余處理水稻種子發(fā)芽率與CK3相比無(wú)顯著差異( Pgt;0.05 )。與CK3相比,Se5處理和Se6處理水稻種子發(fā)芽指數(shù)分別顯著降低76.89%.88.38%(Plt;0.05 );Se5處理和Se6處理水稻種子發(fā)芽指數(shù)顯著低于其他處理( Plt;0.05 。表明中、高質(zhì)量濃度 Na2SeO3 處理使水稻種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)以及發(fā)芽指數(shù)顯著降低,對(duì)水稻種子萌發(fā)產(chǎn)生顯著抑制作用,而 H3BO3 和 LaNO3?6H2O 對(duì)水稻種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)影響較小。
2.2微量元素肥料對(duì)水稻吸收噻呋酰胺的影響
為進(jìn)一步驗(yàn)證3種微量元素肥料對(duì)水稻吸收噻呋酰胺的促進(jìn)效果,將微量元素肥料與噻呋酰胺混合拌種,進(jìn)行土培試驗(yàn)。如圖1A所示,拌種后10d,0.6g/kgLaNO3?6H2O 和 0.1g/kgH3BO3 均能顯著提高水稻幼苗地上部噻呋酰胺含量,與CK3相比,La4處理與B4處理水稻地上部噻呋酰胺含量分別顯著提高 76.47% 和 84.87%(Plt;0.05) 。如圖1B所示,拌種后 20d,0.2g/kgNa2SeO3,0.6g/kg LaNO3?6H2O 和 0.1g/kgH3BO3 均能顯著提高水稻幼苗地上部噻呋酰胺含量,與CK3相比, Se4 處理、La4 處理與B4處理水稻地上部噻呋酰胺含量分別顯著提高 20.36%.36.72% 和 36%(Plt;0.05) 。
A:拌種后10d水稻幼苗地上部噻呋酰胺含量;B:拌種后20d水稻幼苗地上部噻呋酰胺含量。 CK3:14.56g/kg 噻呋酰胺( 24% 對(duì)照; Se4 ·14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+0.2g/kgNa2SeO3 La4;14.56g/kg 噻呋酰胺 (24%)+0.6g/kgLaNO3? (20 6H2O ; B4 :14. 56 Y kg噻呋酰胺 (24%)+ 0.lg/kgH3BO3 。同一圖中圖柱上不同小寫(xiě)字母表示差異顯著( Plt;0.05) 。
如圖2A所示,隨著硝酸鑭質(zhì)量濃度的增加,水稻幼苗地上部和地下部噻呋酰胺含量呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)。La1處理地上部噻呋酰胺含量顯著高于CK2( Plt;0.05 ),與CK2相比,La2處理水稻地下部噻呋酰胺含量顯著提高 205.88%(Plt;0.05) 。如圖2B所示,隨著硼酸質(zhì)量濃度的增加,水稻幼苗地上部和地下部噻呋酰胺含量呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)。B1處理水稻地下部與地上部噻呋酰胺含量最高,分別為0.49mg/kg 和 0.31mg/kg ,與CK2相比,B1處理水稻地下部與地上部噻呋酰胺含量分別顯著提高 36.11% 和 29.17%(Plt;0.05) 。如圖2C所示,Se2處理水稻地上部噻呋酰胺含量最高,達(dá)到 0.39mg/kg ,與CK2相比,Se2處理水稻地上部噻呋酰胺含量顯著提高105. 26% ( Plt;0.05 ),Se3處理水稻地下部噻呋酰胺含量最高,達(dá)到 0.77mg/kg ,與CK2相比,Se3處理水稻地下部噻呋酰胺含量顯著提高 126.47%(Plt;0.05) 。綜上,水培條件下, 43.3mg/LLaNO3?6H2O?0.1 mg/L Na2SeO3 和 0.286mg/LH3BO3 可以顯著提高水稻地上部噻呋酰胺含量。
2.3微量元素肥料與噻呋酰胺聯(lián)合施用對(duì)水稻酶活性的影響
2.3.1微量元素肥料與噻呋酰胺聯(lián)合施用對(duì)水稻抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響膜脂過(guò)氧化的終產(chǎn)物是丙二醛,其含量可以反映植物受損程度。如圖 3A~ 圖3C所示,與CK2相比,La3處理和Se3處理水稻地上部丙二醛含量分別顯著降低 17.34%.22.32% ( Plt; 0.05);與CK2相比,La1處理與Se2處理水稻地上部丙二醛含量分別顯著提高 28.60% 和 27.49%(Plt;0.05) 。表明適宜質(zhì)量濃度的微量元素肥料可有效降低水稻地上部丙二醛積累量,從而增強(qiáng)水稻抗逆性。
過(guò)氧化物酶( POD?? )作為重要的抗氧化酶,可通過(guò)催化過(guò)氧化氫( H2O2 )分解從而減少活性氧的積累,保護(hù)植物細(xì)胞免受氧化損傷。如圖3D~圖3F所示,與CK2相比,La1處理、B1處理、Se1處理、Se2處理水稻地上部POD活性分別顯著提高 11.00% 、23.64%.54.81% 與 72.10% ( Plt;0.05 。超氧化物歧化酶(SOD)催化超氧物陰離子自由基歧化為過(guò)氧化氫和分子氧,在保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷過(guò)程中發(fā)揮重要作用。如圖3G~圖3I所示,L1處理、L2處理、B1處理Se1處理、Se2處理水稻地上部 SOD 活性均顯著高于CK2( Plt;0.05 )。綜上,適宜質(zhì)量濃度的微量元素肥料能夠增強(qiáng)水稻抗氧化能力,使水稻維持正常的光合作用和呼吸作用,增強(qiáng)水稻應(yīng)對(duì)干旱、鹽堿、高溫等非生物脅迫的能力。
CK2:0.5mg/I 噻呋酰胺對(duì)照; Lal:0.5mg/I 噻呋酰胺 塞呋酰胺 +86.6mg/LLaNO3?6H2O;La3 (20 0.5mg L噻呋酰胺 +216.5mg/L LaNO3 : 6H2O B1:0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.286mg/L H3BO3 B2:0.5mg/L 噻呋酰胺 +2.860mg/L H3BO3 :B3:0.5mg/L 噻呋酰胺 +14.300mg/L H3BO3 Sel:0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.05mg/L (20號(hào) Na2SeO3 Se2:0.5mg/1 噻呋酰胺 +0 10mg/L (204號(hào) Na2SeO3 ;Se3:0.5mgΩ L噻呋酰胺 +0.50mg/L Na2SeO3 。同一圖中圖柱上不同小寫(xiě)字母表示差異顯著( Plt;0.05) 。
2.3.2微量元素肥料與噻呋酰胺聯(lián)合施用對(duì)水稻紋枯病病程相關(guān)酶活性的影響 β-1,3 -葡聚糖是許多病原真菌細(xì)胞壁的主要組成成分,當(dāng)植物受到真菌侵染時(shí),β-1,3-葡聚糖酶可以降解真菌細(xì)胞壁,抑制病原菌的生長(zhǎng)。如圖4A~圖4C所示,與CK2相比,La1處理、La2處理、B1處理與Se2處理水稻地上部 β-1,3 葡聚糖酶活性分別顯著提高 20.56%.7.18%.26.43% 和 12.20%(Plt;0.05) 。與CK2相比,La3處理與Se3處理水稻地上部 β-1,3 葡聚糖酶活性分別顯著降低16.91% 和 36.82%(Plt;0.05) 。幾丁質(zhì)酶可以降解病原真菌的細(xì)胞壁,從而提高水稻對(duì)紋枯病等真菌病害的抵御能力。圖4D~圖4F所示,與CK2相比,La1處理、B1處理、B2處理與Se2處理水稻地上部幾丁質(zhì)酶活性分別顯著提高 33.23% 、 45.48% 、 35.72% 和50.46%(Plt;0.05) 。綜上,適宜質(zhì)量濃度的微量元素肥料可以提升水稻 β-1,3 葡聚糖酶和幾丁質(zhì)酶活性,增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病的抗病能力。
2.4微量元素肥料與噻呋酰胺聯(lián)合施用對(duì)水稻紋枯病的防治效果
如圖5所示,CK1水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)最高,為5.20;與CK1相比,CK2水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)顯著降低 57.31%(Plt;0.05) ,表明噻呋酰胺對(duì)水稻紋枯病具有一定的防治效果。與CK2相比,La1處理和La2處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)分別顯著降低32.88% 和 17.57%(Plt;0.05) ,La3處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)和CK2相比無(wú)顯著差異( Pgt;0.05) 。B1處理和B2處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)分別為1.14和1.69;與CK2相比,B1處理與B2處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)分別顯著降低 48.65% 和 23.87%(Plt; 0.05);B3處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)為2.63,與CK2相比,B3處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)顯著提升18.47% ( Plt;0.05 ),這可能是由于高濃度硼元素對(duì)水稻產(chǎn)生了毒害作用。所有處理中,Se2處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)最低,為0.96,與CK2相比,Se2處理水稻的相對(duì)病級(jí)顯著降低 56.76%(Plt;0.05) 。Se1處理水稻的相對(duì)病級(jí)為1.37,與CK2相比,Se1處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)顯著降低 38.29% ( Plt; 0.05)。Se3處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)為2.26,Se3處理水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)顯著高于Se1處理與Se2處理( Plt;0.05 ),這可能是由于高濃度硒元素
POD:過(guò)氧化物酶; SOD :超氧化物歧化酶; ΔMDA :丙二醛。 CK2:0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照; Lal:0.5mg/1 噻呋酰胺 +43.3mg/L (204號(hào) LaNO3?6H2O La2:0.5mg/ L噻呋酰胺 :+86.6mg/LLaNO3?6H2O5La3:0.5mg/L 噻呋酰胺 +216.5mg/L LaNO3 : 6H2O 噻呋酰胺 +0.286 mg/L H3B03 B2:0.5mg/l 噻呋酰胺 +2.860mg/L (2號(hào) H3BO3 B3:0.5mg/L 噻呋酰胺 +14.300mg/L (2號(hào) H3BO3 ;Sel 0.5mg/I 噻呋酰胺 +0.05mg/L Na2SeO3 Se2:0.5mg/I 噻呋酰胺 +0.10mg/L Na2SeO3 Se3:0.5mg/I 噻呋酰胺 +0.50mg/L Na2SeO3 。同一圖中圖柱上不同小寫(xiě)字母表示差異顯著( Plt;0.05) °
對(duì)水稻產(chǎn)生了毒害作用。
綜上,La1處理、B1處理與Se2處理對(duì)水稻紋枯病的防治效果較好。高質(zhì)量濃度 LaNO3?6H2O 、H3BO3 ) Na2SeO3 對(duì)噻呋酰胺的防治效果無(wú)促進(jìn)作用。因此需要控制微量元素肥料用量,充分發(fā)揮微量元素肥料與噻呋酰胺配施對(duì)水稻紋枯病的防治效果。
3討論
本研究中,水培 48h 后,與 0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照相比,La1處理、Se1處理、Se2處理、Se3處理和B1處理水稻地上部噻呋酰胺含量顯著增加,表明適宜質(zhì)量濃度的微量元素肥料能夠顯著提高水稻地上部噻呋酰胺含量。硒通過(guò)增強(qiáng)植物的內(nèi)吸作用,促進(jìn)噻呋酰胺在植物體內(nèi)傳導(dǎo),從而提升植物的抗病性[26]。在鹽脅迫下,Badawy等[27]發(fā)現(xiàn),納米硒(NPs-Se)能夠顯著改善水稻(OryzasativaL.)的根系形態(tài)。與對(duì)照相比,浸種和葉面噴施 6.25mg/L 納米硒處理水稻根系直徑和根系長(zhǎng)度顯著增加。硒還能通過(guò)調(diào)節(jié)蒸騰作用和胞吞胞飲過(guò)程,提高植物的生理和生化功能,促進(jìn)植物對(duì)農(nóng)藥的吸收、利用[28]。Jiao等[29]的研究結(jié)果表明,低質(zhì)量濃度鑭( 15~30μmol/L )能夠誘導(dǎo)根細(xì)胞的胞吞作用,增強(qiáng)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的攝取,從而促進(jìn)根系的生長(zhǎng)。缺硼條件下,擬南芥中ACS11相對(duì)表達(dá)量提高,導(dǎo)致乙烯信號(hào)增強(qiáng),抑制主根伸長(zhǎng)[30]。張碩佳等[7]研究了水稻對(duì)多種殺菌劑的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)特性,發(fā)現(xiàn)噻呋酰胺在水稻根部的累積量遠(yuǎn)高于地上部分,其轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) (TF)lt;1 ,表明根部為噻呋酰胺的主要富集器官。
硒元素在植物抗逆生理中也發(fā)揮重要作用,尤其是在蒸騰作用和胞吞胞飲過(guò)程中。Ramkumar等[31]發(fā)現(xiàn),硒通過(guò)增強(qiáng)植物的抗氧化防御系統(tǒng),減少農(nóng)藥誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。Liu等[23]的研究結(jié)果表明, 0.05mmol/L 鑭處理顯著降低了水稻地上部POD,SOD 活性和MDA含量。Ding等[24]發(fā)現(xiàn),在鎘脅迫下,施用 0.2mg/L Se可以降低水稻地上部MDA含量。本研究結(jié)果表明,水培 48h 后,與0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照相比,La1處理、B1處理與Se2處理水稻地上部 POD,SOD 活性顯著上升。 POD 、SOD 活性提高表明水稻的抗氧化能力增強(qiáng)。徐佳[32]發(fā)現(xiàn),向水稻葉片噴施 125μg/L 農(nóng)抗702 和125μg/mL 井岡霉素,3d后,水稻葉片中 β-1,3 葡聚糖酶與幾丁質(zhì)酶活性顯著上升。本研究中,與0.5mg/L噻呋酰胺對(duì)照相比,La1處理、Se2處理和B1處理水稻地上部 β-1,3 葡聚糖酶與幾丁質(zhì)酶活性顯著上升。表明適宜質(zhì)量濃度微量元素肥料能夠顯著提升紋枯病病程相關(guān)酶的活性。
本研究中,La1處理、B1處理與Se2處理對(duì)水稻紋枯病的防治效果較好,水稻紋枯病的相對(duì)病級(jí)顯著降低。硒通過(guò)增強(qiáng)水稻的抗氧化能力和激活防御酶系統(tǒng),提高植物對(duì)病原菌的抵抗力[33]。此外,硒通過(guò)影響病原菌的代謝,進(jìn)一步降低其對(duì)植物的感染能力[34]。鑭能夠激活水稻的內(nèi)吞作用,從而提升水稻的抗病能力[33]。硼與噻呋酰胺的協(xié)同增效作用顯著,與單獨(dú)施用 0.5mg/L 噻呋酰胺相比,0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.286mg/L (204號(hào) H3BO3 處理使紋枯病的相對(duì)病級(jí)顯著降低 48.65%(Plt;0.05) 。硼能夠增強(qiáng)細(xì)胞壁的穩(wěn)定性,提高植物的物理防御能力,從而提高水稻的抗病能力[19]。然而,高濃度硼處理(B3)會(huì)破壞細(xì)胞壁完整性,引發(fā)植物的氧化應(yīng)激和細(xì)胞損傷[35]
4結(jié)論
本研究發(fā)現(xiàn),水培條件下,La1處理( .0.5mg/L 噻呋酰胺 ?+43.3mg/LLaNO3?6H2O )、B1處理(0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.286mg/L H3BO3 ) ΩΩSe2 處理(0.5mg/L 噻呋酰胺 +0.10mg/L 號(hào) Na2SeO3 )水稻地上部噻呋酰胺含量顯著高于 0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照。同時(shí)La1處理、B1處理、Se2處理水稻紋枯病相對(duì)病級(jí)顯著低于 0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照( Plt;0.05) 。Lal處理、B1處理、Se2處理水稻地上部超氧化物歧化酶 (sOD) 、過(guò)氧化物酶( POD )、幾丁質(zhì)酶 β-1,3 葡聚糖酶活性顯著高于 0.5mg/L 噻呋酰胺對(duì)照。土培條件下,Se4處理 [14.56g 噻呋酰胺 (24%)+0.2 g Na2SeO3 ]、 La4 處理 噻呋酰胺( 24%)+ 0.6gLaNO3?6H2O] 與B4處理[
噻呋酰胺(2號(hào) (24%)+0.1gH3BO3] 對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響較小。拌種20d后,與 14.56g/kg 噻呋酰胺( 24% )對(duì)照相比, Se4 處理 .La4 處理與B4處理水稻地上部噻呋酰胺含量分別顯著提高 20.36% 、 36.72% 和36.00%(Plt;0.05) 。因此,適量的鑭、硒、硼微量元素肥料與噻呋酰胺配施可以促進(jìn)水稻對(duì)噻呋酰胺的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn),提高水稻植株抗氧化酶活性,進(jìn)而提升噻呋酰胺對(duì)紋枯病的防治效果。未來(lái)可以進(jìn)一步探究微量元素肥料影響水稻抗紋枯病相關(guān)基因表達(dá)的機(jī)制。
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(責(zé)任編輯:成紓寒)