钾、钙、硼、硅对茄子抗黄萎病效果的影响

周宝利 谢玉宏 陈志霞 杜 亮 叶雪凌

（沈阳农业大学园艺学院，辽宁 沈阳 110866）

茄子黄萎病是由大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）引起的一种顽固的土传病害。随着蔬菜专业化生产和设施栽培的发展，茄子连作栽培越来越普遍，致使茄子黄萎病逐年加重，轻者减产30%～40%，重者绝收。目前，生产上用来防治茄子黄萎病的抗病品种尚不具备理想的抗病性，只是耐或感病程度的差异。用于防治黄萎病的化学药剂也不十分理想，且大量用药会造成环境污染和蔬菜体内残留，影响生态环境和人类健康。近年来，许多研究表明，很多化学物质对植物抗性具有诱导作用（廖春燕 等，2003；郭海渊和云兴福，2005；侯珲 等，2006；蔡洪生 等，2007；姚秋菊 等，2008，2009）。有研究表明，过氧乙酸、氟乐灵、草酸钾和水杨酸浸种处理对茄子黄萎病诱导抗性的防效较高（唐保宏，2003）；井冈霉素A、核黄素、VK3、水杨酸、硫酸铜处理茄子后对黄萎病的抗性均有不同程度的提高（王庆芳，2008）。但关于矿质元素诱导茄子黄萎病抗性的研究较少。矿质元素是植物正常生长发育所必需的。一方面，矿质元素可作为植物组织的构成成分或直接参与新陈代谢；另一方面，矿质元素还可改变植物的生长方式、形态和解剖学特性，改变生物化学特性来增强或减弱植物对病虫害的抵抗力，影响植物的生长。鉴于此，本试验以茄子黄萎病为研究对象，采用田间施用钾（K）、钙（Ca）、硼（B）、硅（Si）的方法，探讨 4种元素对接种茄子黄萎病菌后茄子幼苗的发病率、植株生长状况及防御酶活性的影响，从而筛选出最佳处理组合，为生产上防治茄子黄萎病提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试茄子品种为西安绿茄，由沈阳农业大学园艺学院提供。试验中 4种矿质元素分别以硫酸钾（K2SO4）、硝酸钙〔Ca（NO3）2〕、硼酸（H3BO3）、硅酸钠（Na2SiO3）形式施用，均为化学分析纯，采购于沈阳国药集团化学试剂沈阳有限公司。试验中黄萎病病原菌大丽轮枝菌来源于茄子连作病圃中的发病植株，分离纯化后经沈阳农业大学植物保护学院真菌室鉴定，备用。

1.2 试验处理

试验中将4种物质分别设计成5个不同浓度处理，即：K2SO4120、160、200、240、280mg·L-15种浓度梯度的水溶液（简称K处理）；Ca（NO3）280、100、120、140、180mg·L-15种浓度梯度的水溶液（简称Ca处理）；H3BO330、40、50、60、70mg·L-15种浓度梯度的水溶液（简称B处理）；Na2SiO350、100、200、400、800mg·L-15种浓度梯度的水溶液（简称Si处理）；以清水作对照。

试验于2009年3～6月在沈阳农业大学蔬菜基地10号温室内进行，常规育苗，选取子叶展平、生长势一致的茄子幼苗移栽于盛有珍珠岩、草炭与蛭石（3 V∶2 V∶1 V）基质的育苗钵（11 cm×12 cm）中，每钵1株。待幼苗长至两片真叶展平时，选取健康、长势一致的茄子幼苗施用K、Ca、B、Si溶液，每个处理在植株根际约10cm范围内均匀施100mL，每5 d施1次，连续3次。每处理20株，3次重复，随机区组排列。

1.3 田间病情与生长指标调查

施用元素处理后，采用灌根法接种黄萎病菌。黄萎病菌孢子悬浮液浓度为2×107cfu·mL-1，每株接种10mL。接种后第14天开始发病，第20天调查田间发病情况，计算发病率和病情指数。黄萎病病情分级标准：0级，无病株；1级，全株黄化萎蔫叶片少于1/4；2级，全株黄化萎蔫叶片占1/4～2/4；3级，全株黄化萎蔫叶片占2/4～3/4；4级，全株黄化萎蔫叶片达到 3/4以上至全部萎蔫枯死。

同时取样调查茄子幼苗的株高、茎粗、根长、全株鲜质量。每处理取样5株，3次重复。

1.4 根系活力及防御酶活性的测定

接菌后第 20天取根系和叶片进行根系活力及防御酶活性的测定，每处理取样 5株。根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定；过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法测定；多酚氧化酶（PPO）活性采用邻苯二酚法进行测定；苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性采用 L-苯丙氨酸的硼酸缓冲液反应测定（郝建军和刘延吉，2001）。

2 结果与分析

2.1 不同浓度K、Ca、B、Si对茄子黄萎病发病率和病情指数的影响

由表1可知，施加不同浓度K、Ca、B、Si能显著降低茄子黄萎病的发病率和病情指数。各元素最佳浓度为 K 240mg·L-1、Ca 160mg·L-1、B 50mg·L-1、Si 400mg·L-1，发病率分别为23.33 %、33.34 %、21.67 %、31.67 %。综合4种元素比较，最好的处理为B 50mg·L-1，其发病率比对照低46.66个百分点。

表1 不同浓度K、Ca、B、Si对茄子黄萎病发病率、病情指数的影响

2.2 不同浓度K、Ca、B、Si对茄子幼苗生长发育的影响

从表2可以看出，施加不同浓度K、Ca、B、Si各处理均促进了幼苗的生长发育。随着浓度的升高，促进作用呈现先增加后降低的趋势。K 240mg·L-1、Ca 160mg·L-1、B 50mg·L-1、Si 400mg·L-14个处理组合对茄子幼苗生长发育的促进作用最佳。虽然各元素主要影响的生长指标不同，但综合比较，B 50mg·L-1处理最好，其生长指标较对照显著提高。

2.3 不同浓度K、Ca、B、Si对茄子幼苗根系活力及防御酶活性的影响

如表3所示，施加不同浓度的K、Ca、B、Si促进了根系活力及 PAL、POD、PPO的活性，随着浓度的增加，促进作用表现为先增加后降低的趋势。其中，活性增加最显著的浓度处理为K 240mg·L-1、Ca 160mg·L-1、B 50mg·L-1、Si 400mg·L-1。4个最佳处理的根系活力显著高于对照，分别提高118 %、156 %、286 %、130%；PAL活性分别比对照提高80%、103 %、87 %、92 %；POD活性分别比对照提高18 %、20%、20%、23 %；PPO活性分别比对照提高77 %、65 %、80%、73 %。结合根系活力综合比较，最好的处理为B 50mg·L-1。

表2 不同浓度K、Ca、B、Si对茄子幼苗生长发育的影响

表3 不同浓度K、Ca、B、Si对茄子幼苗根系活力及防御酶活性的影响

3 结论与讨论

本试验结果表明，施用不同浓度4种元素处理均降低了茄子黄萎病的发病率和病情指数，提高了抗病性。在试验浓度范围内，低浓度的 K、Ca、B、Si促进了茄子幼苗生长发育，提高防御酶（POD、PPO、PAL）活性，当达到一定浓度时促进作用最强，而后随着浓度增大，促进作用减弱。这种趋势与田间抗病性调查结果一致。

钙可从维持生物膜的稳定性、加强细胞间的粘结作用、有效抑制多聚半乳糖醛酸酶的活性、提高植物体内多种酶活性等方面影响植物病害的发生，高钙浓度处理植物体，有利于植物清除逆境胁迫下增加的有害自由基，防止膜脂过氧化（Tobias et al.，1993；Wisniewski et al.，1995；冯东昕和李宝栋，1998；关军锋 等，2002；蒲熙和温圣贤，2007）。迄今研究表明，有30多种不同作物病害与钙关系密切（伍烨，2008）。本试验结果表明，钙可降低茄子黄萎病的发病率，并伴随防御酶活性的升高。这与前人的研究结果（钙可提高植物的抗性）相一致（Peng et al.，1999）。钾可调节渗透压，协调运输及控制气孔的开关，增厚细胞壁，提高光合作用，刺激产生木质素、纤维素等（刘晓燕 等，2006）。本试验结果表明，施钾有效控制了黄萎病的发生。这与杨绍聪等（2009）的研究结果相一致。

硼能够促进植物体内碳水化合物的运输和代谢，参与半纤维及有关细胞壁物质的合成，促进细胞伸长和细胞分裂，促进生殖器官的建成和发育，以及调节酚的代谢和木质化作用（牛义和张盛林，2003），在木质素形成和木质部导管分化过程中，硼对羟基化酶和酚类化合物酶的活性起控制作用（刘术新，2009）。迄今研究表明，硼对不同作物、不同真菌引起病害的抗病效果不同（Raese，1991；Gupta et al.，1995）。本试验结果表明，硼能提高茄子防御酶活性，提高茄子对黄萎病的抗性。这与Raese（1991）的报道相反，与Gupta和Singh（1995）的研究结果一致。

硅的特性及其在植物中的作用方式仍不明确，硅在增强植物抗病性中的作用机理还有争议。目前，关于硅抗病的作用机理有两种观点：一种是硅沉积假说，认为硅沉积在乳突体、表皮层或受真菌侵染部位、伤口处。硅增加了植物细胞壁的机械强度，起着天然的“机械或物理屏障”作用（Bowen et al.，1992；Samuels et al.，1993）；另一种观点认为，在寄主—病原菌的相互作用中，硅起代谢调节作用，诱发植物产生对病原菌的一系列抗性反应，而且认为硅的作用是一种系统性作用，可在植物不同器官中增强其抗病性（Bowen et al.，1992；杨艳芳 等，2003）。本试验结果显示，施硅后茄子对黄萎病的抗病性与POD、PAL、PPO 3种防御性酶活性呈正相关。硅可能间接参与了植株的代谢，影响了防御酶的活性，诱导植株产生抗病性，为第2种观点提供了依据。而且，本试验与孙万春等（2009）对硅与水稻稻瘟病的研究结果一致。

综上所述，施加钾、钙、硼、硅能显著降低茄子黄萎病的病情指数和发病率，具有显著的抗病效果。4种元素均能提高防御性酶的活性，直接或间接地参与了植株体内与防卫反应有关的代谢过程，起着积极的生理生化抗病作用。矿质元素的抗病机制复杂，尚需要进一步从生理和分子水平上进行研究。

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