新型生物刺激素在设施蔬菜冷害预防和缓解救治中的应用技术

张尚卿 孙祥瑞 潘 阳 杨 菲 邸垫平 孙 茜

（1 唐山市农业科学研究院，河北唐山 063001；2 邢台现代职业学校，河北邢台 054000；3 河北农业大学植物保护学院，河北保定 071000；4 河北省农林科学院植物保护研究所，河北保定 071000）

生物刺激素具有诱导作物防御反应、提高植株耐低温能力、缓解冷害症状等作用。设施蔬菜应用生物刺激素冷害预防技术，番茄畸形果率降低40%～50%；甜瓜叶色浓绿，果实亮度好，耐贮运，可溶性固形物含量提高1～2个百分点；黄瓜根系发达，几乎没有冷害症状。设施番茄应用冷害缓解救治方案，10 h（小时）后植株逐渐恢复直立状态，3 d（天）后大部分植株恢复正常生长。

近几年我国设施农业蓬勃发展，设施蔬菜面积大幅增加，2016 年全国设施蔬菜生产面积达到370万hm2（李天来 等，2019），其中北方地区越冬茬和春茬设施蔬菜生产占比不断增加，但是冬季连续雾霾、阴雨雪天气较多，如2013 年河北省唐山、保定等地整个冬季晴天不足10 d（天），这样的天气极易对设施蔬菜造成低温冷害，产量和品质下降（张瑛 等，2018）。因此，减少低温冷害、保障设施蔬菜产业的可持续发展对农业科研、技术人员提出了更高的要求。

1 设施蔬菜冷害的症状

冷害属生理性病害，在多种蔬菜上都会发生（李明远，2017）。冷害按温度变化快慢可分为长期低温冷害（夜间温度长期处于3～10 ℃的低温状态）和急性降温冷害，其症状有所不同。长期低温冷害症状：作物长时间处于低温环境而不能正常生长，初期少量叶片发黄（瓜类）或发紫（部分茄果类、叶菜类）；中期叶片大量黄化或发紫，晴天中午出现叶片萎蔫现象，温度下降后可恢复，植株生长缓慢；后期叶片严重黄化甚至枯死，全天整株萎蔫，无法恢复。急性降温冷害症状：伴随细胞破裂死亡，叶片出现失水萎蔫，温度恢复后受损叶片失绿、干枯，失去功能，但植株可继续生长；如温度骤降幅度过大或温度超过作物耐受极限，会出现整株萎蔫，温度恢复后叶片全部枯死，甚至整株死亡、整棚绝收。

2 生物刺激素对蔬菜冷害预防和缓解救治的作用及其应用现状

据报道，硫化氢、一氧化氮、氯化钙、赤霉酸、5-磺基水杨酸、尸胺、油菜素内酯和生物刺激素等多种物质均可不同程度地增加植物的耐冷性或缓解冷害症状。生物刺激素类产品主要包括功能性物质、微生物及其次生代谢产物等（张强 等，2018），可促进作物养分吸收、增强养分利用效率和作物抗逆性、提高产品质量，如氨基酸、腐殖酸、海藻提取物和促生菌等，在欧美发达国家具有良好的应用基础，近几年在我国推广面积不断扩大（谢尚强 等，2019 年）。2014 年生物刺激素类产品全球销售额14 亿美元，2019 年将增至25 亿美元，我国销量将增加1～2 倍。目前我国市场上销售的有阿速勃系列产品（波兰柏富公司）、益施帮〔先正达（中国）投资有限公司〕、根罗（美国富美实公司）等，主要应用于蔬菜、果树等经济作物，起到刺激根系生长、增加植株长势、提高抗逆能力、调质增效的作用。

3 设施蔬菜冷害预防技术

设施蔬菜冷害主要发生在越冬茬和早春茬，采用生物刺激素预防可激发作物潜能，提高作物耐寒性，但要把握喷施的时间和用量。越冬茬可选用阿速勃叶750 倍液，于12 月中旬进行第1 次叶面喷施，早春茬于缓苗后7～10 d（天）进行第1 次叶面喷施，两个茬口均喷施3 次，每次间隔10～15 d（天）。

预防冷害生产示范：2018 年冬季分别在丰南区、滦南县、任县、乐亭县、饶阳县、昌黎县、定兴县和固安县进行了番茄、甜瓜和黄瓜叶面喷施生物刺激素（阿速勃叶）对作物冷害预防的多点示范，调查参考徐小军等（2015）的冷害分级标准。由表1 可以看出，番茄、甜瓜、黄瓜在8 个示范点阿速勃叶处理区的冷害指数均显著低于对照区。番茄处理区植株健壮、叶片肥厚、开花整齐、极少出现紫叶和萎蔫等冷害症状，由于低温导致的畸形果率较对照降低40%～50%。甜瓜处理区植株茎秆粗壮、叶色浓绿、果实亮度好、耐贮运、可溶性固形物含量较对照提高1～2 个百分点。乐亭县由于长期低温，处理区个别根系发育不良的植株出现轻微冷害症状，冷害指数0.05，显著低于对照（0.21）。黄瓜处理区几乎没有冷害症状，且根系发达、开花多、坐瓜多、瓜条顺直、亮度好。3 种蔬菜作物的示范效果均受到各地示范户的一致认可。

表1 阿速勃叶对3 种蔬菜冷害预防的示范效果

4 设施蔬菜冷害的缓解救治

生物刺激素不仅能够提高作物抗寒能力，而且在作物遭遇冷害后，能够加速症状缓解，减少损失。2018 年4 月6 日，华北平原发生大面积倒春寒，一天内温度骤降10 ℃以上，多地出现0 ℃以下的极寒天气。河北省设施蔬菜大面积发生冷害，此时正值春茬番茄（2～3 月定植）开花坐果的关键时期，发生冷害的棚室散发着番茄组织受损后的特殊味道，几乎所有棚室植株全部萎蔫（图1），出现了严重的急性降温冷害症状。

图1 2018 年4 月7 日早晨8：00 邢台市内丘县灾情

针对灾情，在冷害重灾区邢台市内丘县开展了阿速勃叶冷害缓解救治工作：①晴朗无风天气条件下，上午及时放风，保持低温管理，避免短时间温度快速升高造成细胞损伤和植株代谢紊乱，加重冷害症状。②及时喷施生物刺激素类叶面肥：阿速勃叶600 倍液+腐殖酸1 000 倍液（使用温水兑药，避免井下凉水对植株造成二次伤害）叶面喷雾。

通过以上缓解救治方案的实施，药后10 h（小时）植株逐渐恢复直立状态，仅1～2 片叶仍存在萎蔫失水症状（图2）；没有采取救治措施的棚室仍处于全株萎蔫状态。施药3 d（天）后，实施救治方案的大部分植株已恢复正常生长，零星受害严重的植株仍有个别叶片存在失水现象，冷害指数仅为0.11，明显低于清水对照（0.78）；清水（不得低于15 ℃）对照处理较第一次调查稍有好转，部分植株茎秆直立，但大部分叶片已失绿枯死。说明使用生物刺激素可以有效缓解番茄冷害症状。

图2 喷施阿速勃叶10 h 后对冷害症状的缓解效果

5 应用生物刺激素需要注意的问题

首先，建议整个生长期使用不超过3 次。施用次数过多，会造成植株营养生长过剩，延缓茄果类和瓜类蔬菜的生殖生长，延后产品上市时间。其次，在冷害发生前采取棚前增靠草帘、凌晨4：00～5：00 棚内点燃增温块（每隔3～5 m 放置1 块）等保温、增温措施可有效降低冷害程度。如果受害较重可在急性降温冷害后3～5 d（天）补喷1 次。再次，要注意生物刺激素提高作物耐冷性和缓解冷害的作用是有限度的，长期温度过低或温度急剧下降且降幅过大，超过作物的耐受极限，会造成植株的不可逆损伤，无法通过生物刺激素完全恢复。生产中建议选择优质耐低温品种和增配增温保温措施，同时配合生物刺激素的使用，以发挥最大效用。

综合本示范效果可以看出，阿速勃叶具有增强植物耐冷性，缓解长期低温冷害症状的作用，同时可以加速缓解急性降温冷害症状。这主要是由于生物刺激素可以通过提高抗氧化酶类活性、增加可溶性蛋白含量等方式诱导植物防御反应，提高抗逆性（耐冷、耐热、耐旱、盐胁迫等不良生存环境）。同时，能够刺激根系生长、增强作物长势，增加叶面积和叶片厚度，提高光合效率，保障低温条件下花芽正常分化、增加优质品率，实现抗逆增产、提质增效。特别是2018 年早春的连续多次强倒春寒，华北地区多地菜农通过河北省菜农俱乐部微信群、公众号、河北科技报等媒体宣传同步应用示范了河北省二期现代农业产业技术体系蔬菜体系病虫害绿色防控岗位科学家团队的冷害缓解救治方案，均取得了良好的效果，大大降低了“天灾”造成的经济损失。