外源化学物质诱导花生抗褐斑病和网斑病效果

外源化学物质诱导花生抗褐斑病和网斑病效果
孟丹娜;周如军;赵杰锋;李元杰;薛彩云;傅俊范
【摘要】为明确不同外源化学物质对花生抗褐斑病和网斑病的诱导作用,本文测定了水杨酸、氯化钙和硅酸钠等6种外源化学物质对花生网斑病和褐斑病的田间抗性诱导效果,以及对植株主要农艺性状和产量的影响.结果表明,供试6种外源化学物质对花生褐斑病和网斑病均有一定的诱抗效果,其中氯化钙对花生网斑病的诱抗效果最好(53.01%),硅酸钠对花生褐斑病的诱抗效果最好(42.28%);两者均能延缓花生叶斑病的发生,病程进展曲线下面积(AUDPC)显著低于其他处理,氯化钙处理较对照处理网斑病的AUDPC值低28.87%,硅酸钠处理褐斑病的AUDPC值较对照低31.77%.此外,氯化钙处理能显著提高花生荚果产量,较对照增产17.81%.%The objective of this study is to understand the resistance induced by exogenous chemicals to peanut early leaf spot disease and web blotch disease. The induced resistance efficacy,agronomic traits and pod yield of six exogenous chemicals such as salicylic acid,calcium chloride and sodium silicate to two diseases were tested. The results indicated that all 6 compounds could induce resistance to peanut early leaf spot disease and web blotch disease,when applied to the plants as a spray treatment. Calcium chloride was the most effective in controlling web blotch disease (53. 01%)and sodium silicate was the most effective in controlling early leaf spot disease (42. 28%). The areas under disease progress curve (AUDPC)of calcium chloride and sodium silicate treatments were significantly smaller than that of others,which were 28. 87% (calculated with disease index of web blotch) and 31. 77% (based on disease index of early leaf spot),and
smaller than that of control. Furthermore,calcium chloride treatment was the best to improve the pod yield of peanut,with 17. 81% increased compared to water con-trol.
【期刊名称】《中国油料作物学报》
【年(卷),期】2017(039)005
【总页数】6页(P681-686)
【关键词】花生褐斑病;花生网斑病;外源化学物质;诱导抗性;产量
【作者】孟丹娜;周如军;赵杰锋;李元杰;薛彩云;傅俊范
【作者单位】沈阳农业大学,辽宁沈阳, 110866;沈阳农业大学,辽宁沈阳, 110866;沈阳农业大学,辽宁沈阳, 110866;沈阳农业大学,辽宁沈阳, 110866;沈阳农业大学,辽宁沈阳, 110866;沈阳农业大学,辽宁沈阳, 110866
【正文语种】中文
【中图分类】S435.652
花生(Arachis hypogaea)是我国主要的油料作物和经济作物之一[1]，其单产、总
产及出口量均居世界首位，在国民经济和人民生活中占有举足轻重的地位[2]。

花
生褐斑病(Cercospora arachidicola Hori)和网斑病(Phoma arachidicola Marass，Pauer & Boerema)是花生生产上主要的叶部病害，二者常发生在同一株甚至同一叶片上 [3]，破坏叶绿素，造成光合作用效能下降，引起早期落叶，严重影响干物质积累和荚果成熟[4]。

据报道，花生叶斑病一般造成减产10%～20%，严重时可减产40%以上[5]，已成为阻碍花生产业健康发展的重要因素。

目前生产上主要利用化学农药防治花生叶斑病[6]，但长期频繁使用杀菌剂导致病
原菌产生抗药性，农产品中农药残留超标和环境污染等一系列严峻问题[7]，降低
了花生品质，制约了农业可持续发展，影响了人类健康。

在此背景下，农业部制定了《到2020年农药使用量零增长行动方案》，通过大力推广理化诱控、农业防治、生物防治、生态调控等绿色防控技术，以实现农药减量控害，保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全。

此外，随着生活水平的提高，人们对食品的安全性及生态环境的保护意识逐渐增强，一定程度上限制了农药的使用。

因此，迫切需要寻找一种切实有效且对环境无污染、对人类健康没有伤害的防治方法。

植物诱导抗病性是利用生物或非生物诱抗剂激活植物的抗病防卫反应，使植物产生抗病性，从而达到防治病害的目的[8]。

与传统杀菌剂相比，植物诱抗剂更重视植
物的生长规律及其自身对病害发生的潜在控制能力[9]，对环境更安全无害，并且
可诱导植物产生对多种病害的抗性[10]。

国内外研究发现磷酸盐[11]、外源钙[12～14]、硅酸盐[15,16]和水杨酸[17]能够诱导多种植物提高抗病性，但大多数
主要针对蔬菜、禾谷类作物，而对于花生诱导抗性方面的研究较少。

本文选用6
种外源化学物质进行田间试验，旨在比较它们对花生抗褐斑病和网斑病的诱导效果，为花生叶部病害的绿色防控提供理论依据。

1.1 材料
1.1.1 花生品种白沙1016为辽宁花生生产主栽品种，属花生褐斑病和网斑病的感病品种[5]。

1.1.2 外源化学物质水杨酸(SA)、无水氯化钙(CaCl2)、硅酸钠(Na2SiO3)，磷酸
二氢钾(KH2PO4)、抗坏血酸(AsA)均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司产品。

0.136%赤·吲乙·芸苔(碧护 VitaCat)，德国阿格福莱农林环境生物技术股份有限公
司产品。

1.2 试验方法
1.2.1 试验设计试验于辽宁省沈阳农业大学花生试验基地进行。

小区面积为
11.2m2，各小区随机区组排列，每小区播种4行，外设2行保护行，小区间隔
0.6m。

供试品种于2016年5月7日播种，常规栽培管理。

1.2.2 试验处理试验共设7个处理，每处理重复3次。

处理1：水杨酸200mg/L；处理2：抗坏血酸200mg/L；处理3：氯化钙2 000mg/L；处理4：硅酸钠2 000mg/L；处理5：磷酸二氢钾2 000mg/L；处理6：0.136% 赤·吲乙·芸苔160 mg/L；处理7：对照(CK)喷清水；各处理在花生始花期(出苗后30d左右)进行第
一次喷施，以后每隔10 d喷施一次，共喷施3次。

1.2.3 分级标准和病害调查花生网斑病、褐斑病的分级标准参照袁虹霞[18]的方法，于处理后7、14、21、28、35 d在自然发病条件下进行病害调查。

采用对角线五点取样法[19]，每点随机抽取10株，调查发病级别，并采用以下公式计算病情指数、诱抗效果以及病程进展曲线下面积(AUDPC)[20]。

诱抗效果(%)=×100
式中：i为调查次数，X为病情指数，T为调查时间。

1.2.4 农艺性状及产量测定花生收获时小区单收计产，并在每小区随机取10株典
型植株调查其主茎高、侧枝长、单株分枝数、单株荚果数；荚果晒干后称重计产，测定百果重、百仁重和单株生产力，并计算荚果产量。

1.2.5 数据统计与分析试验数据处理采用Microsoft Excel 2003和Origin 8.0软
件完成，试验数据统计及方差显著性分析利用SPSS 19.0软件，采用单因素方差
分析和Duncan进行显著性检验，显著性水平为P<0.05。

2.1 外源化学物质对花生网斑病和褐斑病的田间诱抗效果
叶面喷施6种外源化学物质对花生网斑病(图1)和褐斑病(图2)均具有一定的诱抗
效果。

在处理(最后一次喷施外源化学物质，下同)后7d，氯化钙对花生网斑病的
诱抗效果最好，诱抗效果为53.01%，其次为水杨酸和碧护，诱抗效果分别为
43.72%、42.08%。

硅酸钠、抗坏血酸、磷酸二氢钾诱抗效果在22.40%～34.97%
之间。

各处理对花生褐斑病的诱抗效果在34.10%～42.28%之间，差异不显著。

处理后14d，水杨酸、氯化钙、硅酸钠、抗坏血酸、磷酸二氢钾、碧护对花生网
斑病和褐斑病的诱抗效果分别在28.64%～44.82%和30.31%～ 38.97%之间。

而在处理后21d，各处理对花生网斑病的诱抗效果除氯化钙和磷酸二氢钾在20%以上，其他外源化学物质诱抗效果均降至20%以下；硅酸钠对花生褐斑病的诱抗效
果为29.16%，明显优于另外5种外源化学物质。

此外，处理后28d、35d不同外源化学物质对花生网斑病和褐斑病的诱抗效果与处理后21d的诱抗效果差异不显著。

2.2 不同外源化学物质对AUDPC的影响
不同外源化学物质处理病害的AUDPC值均明显低于对照的AUDPC值(图3)。

方
差分析表明，各处理与对照的AUDPC值存在显著差异(P<0.05)。

硅酸钠处理褐
斑病的AUDPC值较对照低31.77%；氯化钙处理较对照处理网斑病的AUDPC值低28.87%，且与其他处理的AUDPC值存在显著差异。

2.3 外源化学物质对花生主要农艺性状的影响
由表1可知，不同外源化学物质处理花生，植株农艺性状存在差异。

各处理的分
枝数较对照增加1.6～2.4条，单株荚果数增加3.6～6.4个，百果重增加1.9～
7.9g，百仁重增加1.3～9.5g。

磷酸二氢钾和抗坏血酸处理，株高较对照减少
0.7～1.9cm，水杨酸、氯化钙、硅酸钠和碧护处理，株高较对照增加0.1～3.1cm。

2.4 外源化学物质对花生产量的影响
从表2可以看出，叶面喷施不同外源化学物质均有一定的增产作用。

与清水对照
相比，各处理单株生产力提高0.3～4.4g，增产幅度达1.21% ～17.81%。

产量方差分析结果表明：氯化钙、磷酸二氢钾和碧护处理分别比对照的荚果产量增加17.81%、17.00%和16.60%，且比其它外源化学物质处理的荚果产量高，差异显著，但3种物质处理间产量差异不显著。

辽宁花生因品质优良，黄曲霉毒素含量低，在国内外花生市场享有盛誉[21]。

近年来，随着农业产业结构调整，花生种植面积不断增加，连作重茬现象严重、可利用土地资源减少，花生叶斑病危害程度逐年加重[5]。

长期以来，人们主要利用化学
农药防治花生叶斑病，而化学农药频繁使用导致农药残留，严重影响人类健康以及花生品质，因此采取减、免化学农药的病害防治措施势在必行。

诱导抗性作为一种环境安全的病害防治措施，在花生叶部病害的防治上具有广阔的应用前景。

本文选用水杨酸、磷酸二氢钾、氯化钙、硅酸钠、抗坏血酸和碧护6种外源化学
物质对花生叶斑病的诱导抗性进行了研究。

结果表明，供试6种外源化学物质对
花生叶斑病均有一定的诱导抗病作用，其中，氯化钙对花生网斑病的诱抗效果最好，诱抗效果为53.01%(处理后7d)，硅酸钠对花生褐斑病的诱抗效果最好，诱抗效果为42.28%(处理后7d)，这与前人对番茄[13]、茶树[14]、水稻[15]等诱导抗性研
究结果相似。

氯化钙和硅酸钠不仅可减轻花生叶斑病发生的严重度，而且可有效缓解叶斑病的蔓延，病程进展曲线下面积(AUDPC)显著低于其他处理。

此外，磷酸
二氢钾和抗坏血酸对花生网斑病的诱抗效果呈先上升后下降，最后趋于稳定的趋势，而其余处理随时间的推移，诱抗效果逐渐下降，后趋于稳定，说明植物诱导抗病性的表现具有一定的持效期。

关于不同外源化学物质在花生叶部病害防控上的最适用量还有待进一步研究。

植物营养元素不仅能促进植株生长发育，还可增强植物抗病能力[22]。

Ca2+是植
物许多信号通路的第二信使，可传输生物或非生物的刺激以使植物做出生理响应，在植物抗病反应中起重要作用[23]。

钙还可在胞间形成多聚半乳糖醛酸钙，有助于维持细胞壁结构和功能的稳定性，减少病原菌的侵染[24]，从而达到抗病增产目的。

本试验中，田间喷施供试的6种外源化学物质均能提高花生产量，其中氯化钙处
理增产最多，增产率为17.81%，表明外源Ca2+可显著改善花生生理特性，提高荚果产量。

Ca2+作为植物细胞内的第二信使，在花生防御中所起的作用以及诱导
花生抗叶斑病的生理生化机制和分子机制还有待进一步研究。

本文基于田间试验，筛选出氯化钙对花生网斑病以及硅酸钠对花生褐斑病具有较好的诱抗效果；综合增产因素，氯化钙不仅对花生抗叶斑病有较好的诱导效果，而且能显著提高花生荚果产量，为进一步利用其诱导抗病性防治花生叶部病害以及农药减量使用提供一定的理论依据。

【相关文献】
[1] 潘月红，钱贵霞．中国花生生产现状及发展趋势[J]．中国食物与营养，2014，20(10)：18-21．
[2] 刘华，秦利，张新友，等．基于花生种间杂交遗传群体的脂肪及脂肪酸含量的遗传模型分析[J]．中国油料作物学报，2016，38(2)：172-178．
[3] 周如军，崔建潮，傅俊范，等．花生褐斑病菌和网斑病菌混合侵染对侵染概率和潜育期的影响[J]．中国农业科学，2015，48(21)：4 264-4 271．
[4] 韩锁义，张新友，朱军，等．花生叶斑病研究进展[J]．植物保护，2016，42(2)：14-18．
[5] 傅俊范，崔建潮，周如军，等．辽宁花生主栽品种(系)对褐斑病和网斑病抗性鉴定[J]．植物保护，2015，41(1)：171-173．
[6] Woodward J E, Brenneman T B, Kemerait R C, et al. Management of peanut diseases with reduced input fungicide programs in fields with varying levels of disease risk[J]. Crop Protection,2010,29(3):222-229.
[7] Luo M, Dang P, Bausher M G, et al. Identification of transcripts involved in resistance responses to leaf spot disease caused by Cercosporidium personatum in peanut (Arachis hypogaea)[J].Phytopathology,2005,95(4):381-387.
[8] Conrath U, Thulke O, Katz V, et al. Priming as a mechanism in induced systemic resistance of plants[J].European Journal of Plant Pathology,2001,107(1):113-119.
[9] 邱德文．植物免疫诱抗剂的研究进展与应用前景[J]．中国农业科技导报，2014(1)：39-45．
[10] Elhendawy S, Shaban W, Sakagami J I. Does treating faba bean seeds with chemical inducers simultaneously increase chocolate spot disease resistance and yield under field conditions?[J]. Turkish Journal of Agriculture and Forestry,2010,34(6):475-485.
[11] 朱毅勇，沈其荣，谢学东，等．磷酸盐诱导黄瓜系统抗病中主要酶活性的变化[J]．南京农业
大学学报，1999(2)：53-57．
[12] Nam M H, Jeong S K, Lee Y S, et al. Effects of nitrogen, phosphorus, potassium and calcium nutrition on strawberry anthracnose[J]. Plant Pathology,2006,55(2):246-249. [13] 李天来，张亢亢，余朝阁，等．外源钙和茉莉酸甲酯诱导番茄植株抗灰霉病研究[J]．西北植
物学报， 2012，32(3)：505-510．
[14] Chandra S, Chakraborty N, Chakraborty A, et al. Abiotic elicitor-mediated improvement of innate immunity in Camellia sinensis[J]. Journal of Plant Growth Regulation,2014,33(4):849-859.
[15] 刘红芳,宋阿琳,范分良,等.施硅对水稻白叶枯病抗性及叶片抗氧化酶活性的影响[J].植物营养与
肥料学报,2016,22(3):768-775.
[16] Yanar Y, Yanar D, Gebologlu N, et al. Control of powdery mildew (Leveillula taurica)
on tomato by foliar sprays of liquid potassium silicate (K2SiO3)[J]. African Journal of Biotechnology,2011,10(16):3 121-3 123.
[17] 王铮，顾毓敏，潘义宏，等．水杨酸不同施用方式对诱导烟草抗病性的影响[J]．植物保护，2016，42(4)：236-241．
[18] 袁虹霞，孙炳剑，李洪连，等．花生品种(系)对叶斑病的抗性鉴定[J]．河南农业科学，2004，12：35-38．
[19] 崔建潮，周如军，傅俊范，等．花生褐斑病和网斑病田间混发流行过程及其产量损失研究[J]．植物病理学报，2016(2)：265-272．
[20] Liljeroth E, Lankinen A, Wiik L, et al. Potassium phosphite combined with reduced doses of fungicides provides efficient protection against potato late blight in large-scale field trials[J]. Crop Protection,2016,86:42-55.
[21] 何晶晶，周如军，崔健潮，等．不同杀菌剂对花生网斑病菌室内毒力测定及田间防效研究[J]．中国油料作物学报，2015，37(4)：525-531．
[22] 郑世燕，丁伟，杜根平，等．增施矿质营养对烟草青枯病的控病效果及其作用机理[J]．中国
农业科学，2014，47(6)：1 099-1 110．
[23] Lecourieux D, Ranjeva R, Pugin A. Calcium in plant defence-signalling
pathways[J].New Phytologist, 2006, 171(2): 249-269.
[24] 王芳，李振轮，陈艳丽，等．钙抑制植物病害作用及机制的研究进展[J]．生物技术通报，2017，33(2)：1-7．。