硅对烟草抗蚜性的影响及其机制

张建波，朱秀峰，吴会才，吕元刚，高心悦

（1.山东莱芜烟草有限公司山东，莱芜271100；2.山东农业大学植物保护学院山东，泰安271000）

烟蚜是危害我国烟草的重要害虫之一，主要集中在烟草嫩茎和叶片等部位上刺吸危害，且传播多种病毒病，严重影响烟株的正常生长，因此对烟蚜的有效防治在生产上有重要意义。长久以来，蚜虫的防治主要以药剂防治为主，但由于烟蚜抗药性的逐渐增强，迫切我们急需探索新的有效防治烟蚜的方法。

硅元素在大多数情况下并不被认为是植物生长发育所必需元素，但是硅元素增强植物对病虫害防御抵抗能力已被大量证实[1]。外施硅肥能增强水稻对稻瘟病、白粉病等病害的防御抵抗能力[2]；硅亦能增加小麦、水稻对茎螟、黄稻螟和二化螟的耐受性[3]。但是硅对烟蚜的影响鲜有报道，其作用机制也尚不明确。因此，通过本试验研究硅肥对烟蚜的影响并对其机理进行分析，旨在为烟蚜的防治提供新的解决方案。

1 材料和方法

1.1 供试品种

供试烟草品种为NC102。

1.2 试验设计

本部分试验在山东农业大学现代化智能温室中进行，温度控制在20℃-28℃，光照是自然光照。烟草漂浮育苗结束后，选取健壮的烟草幼苗移栽至装有25kg花盆中。按照试验设计要求，对照组（CK）按照烟草施肥标准每盆施氮磷钾比是1:1.5:2.5型号的烟草专用钾复合肥为125g，基肥70%，追肥30%。处理组(T)在对照肥料基础上加入0.024g/kg硅肥，移栽一周缓苗后进入现蕾期后进行蚜虫处理。

1.3 试验方法

1.3.1 蚜虫计数方法 烟叶进入现蕾期后，选取烟株上部第一片完全展开叶背面接种烟叶蚜虫，接种密度为20头/株，接种后用隔离网将整株烟进行隔离，并每隔5天进行观察，观察四次，并计数。

1.3.2 光合参数测定 蚜虫接种20天后，使用光合仪（Li6400，美国）测定光合参数。

1.3.3 木质素测定方法 木质素的测量采用乙酰溴法（AB法）[4]。

1.3.4 纤维素测定方法 纤维素的测定方法使用蒽酮硫酸法[5]。

1.3.5 原果胶测定方法 测量方法为NB/T 34057.5-2017木质纤维素类生物质原料化学成分的测定[6]。

1.4 数据处理

数据经Excel 2019软件处理后,采用SPSS18.0软件和单因素方差分析方法进行处理间的显著性检验。

2 结果与分析

2.1 硅抑制烟蚜效果的研究

结果如表1所示，接种5天时现象不显著，接种10天后现象开始显著，实验组的发生率较对照组降低了19.38%，接种15天的发生率降低了25.26%，当接种20天时，现象最为显著，实验组的蚜虫发生率与对照组相比降低了29.78%。

2.2 接种烟蚜后硅对光合参数的影响

结果如表2所示，硅处理叶片的光合速率较对照增加了9.3%，与之相对应，硅显著增加了叶片胞间CO2浓度。在水分散失方面，硅降低烟叶叶片的蒸腾速率，但是对于气孔导度没有显著影响。

2.3 硅肥对烟叶中木质素、原果胶和纤维素含量的影响

由图1可知，硅处理组中烟叶的木质素较对照组提高了29.7%；处理组烟叶的原果胶含量较对照组显著降低，差异明显；处理组烟叶的纤维素含量较对照组显著提高38.3%。

2.4 硅肥对烟叶抗氧化酶活性的影响

表2 硅对光合参数的影响

表3 硅对烟叶叶片抗氧化酶活性的影响

图1 硅肥对烟叶中木质素、原果胶、纤维素含量的影响

3 讨论

试验结果显示，外施硅肥在降低烟叶蚜虫的发生率方面具有重要作用，接种10天开始现象显著，实验组的发生率较对照组降低了19.38%，接种15和20天的发生率降低了25.26%、29.78%。硅抑制蚜虫的效果在小麦等作物上也有相同的效果[7]。

外施硅肥烟蚜发生率的降低可能与细胞壁中的木质素和纤维素含量的提高有密切的关系。前人大量研究表明，木质素在作物的抗蚜反应中起重要作用。胡奇等[8]经研究发现大豆品种对蚜虫的抗性与叶片中木质素含量成正相关；李刘杰等[9]发现小麦后期木质素含量与同一时期抗蚜能力有重要关系。本试验结果表明，与对照组相比，实验组烟叶的木质素含量显著提高，烟草的抗蚜性与木质素的含量成正相关，与前人的研究结果相一致。

烟蚜发生会严重降低植物的光合速率，影响作物的正常生长。本试验的结果显示，施用硅肥后会降低蚜虫的发生率，缓解因蚜虫发生而引起的作物光合作用的降低。

纤维素在作物的抗蚜反应中同样起着重要的作用。Tzin等[10]研究发现，纤维素和针叶树素合成的基因能通过提高细胞壁的硬度为蚜虫的探针穿透提供物理防御；Christian Silva-Sanzana等[11]认为，在目前的植物细胞壁的普遍模型中，纤维素和半纤维素的相互作用为细胞壁提供了刚度，成为蚜虫取食的第一道防御屏障。本试验中，实验组烟叶纤维素含量的提高增强了烟叶细胞壁的硬度和稳定性，为蚜虫的取食设置了屏障，提高了烟蚜取食的难度。因此，烟叶的抗蚜性与纤维素的含量成正相关。

4 结论

在烟草生长期内外施硅肥能够促进烟叶内木质素、纤维素等抗性物质的合成，缓解因蚜虫发生而引起的烟叶光合作用的降低，从而利于提高烟草蚜虫抗性。