氨基寡糖素用于大豆田殺菌劑、葉面肥減量效果研究
李嘉倫1李洋洋2姜?jiǎng)P巖3
（1.大連凱飛化學(xué)股份有限公司116600 2.北大荒集團(tuán)紅五月農(nóng)場(chǎng)有限公司農(nóng)業(yè)科技服務(wù)中心 161446 3.北大荒集團(tuán)尖山農(nóng)場(chǎng)有限公司農(nóng)業(yè)科技服務(wù)中心 161442）
第一作者簡(jiǎn)介：李嘉倫（1994-），男，遼寧大連人；沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)專(zhuān)業(yè)碩士研究生；中級(jí)農(nóng)藝師，研究方向?yàn)橥ㄟ^(guò)誘導(dǎo)方式提高植物抗逆性。
摘要：通過(guò)多年實(shí)際應(yīng)用表明，氨基寡糖素作為一款植物誘抗劑，具有顯著的抗逆、防病、抗早衰、促生長(zhǎng)、增產(chǎn)效果?；诎被烟撬氐倪@些特點(diǎn)，繼續(xù)探究在大豆種植上是否可以用氨基寡糖素替代部分化學(xué)殺菌劑及葉面肥的用量，從生物誘導(dǎo)的角度實(shí)現(xiàn)減量增效的目的。結(jié)果表明：藥肥分別減量5%的處理組合可以有效降低大豆病害發(fā)生率，增加大豆單株結(jié)莢數(shù)、單株粒數(shù)，起到一定的增產(chǎn)提質(zhì)效果。藥肥分別減量10%的處理組合的大豆病害發(fā)生率和增產(chǎn)效果不佳。說(shuō)明在大豆上降低化學(xué)殺菌劑、葉面肥的使用量存在一定范圍。同時(shí)也表明，使用生物誘導(dǎo)技術(shù)提高作物自身抗逆性和免疫力，用于減少化學(xué)殺菌劑和葉面肥使用量的方法是可行的。
關(guān)鍵詞：氨基寡糖素；雙減；大豆；抗逆性；防病；免疫；
大豆［Glycine max ( L. ) Merr.］是我國(guó)重要的糧食及油料作物，起源于中國(guó)，栽培歷史悠久，后期傳到日、美等國(guó)家[1]。東北地區(qū)是我國(guó)大豆產(chǎn)量最高產(chǎn)區(qū)，據(jù)2016年周順啟發(fā)表的文章中記載，我國(guó)大豆年總產(chǎn)量的40%左右是東北松遼一帶所貢獻(xiàn) [2]。近年來(lái)我國(guó)大豆需求形勢(shì)逐漸從出口大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)口大國(guó)，如鄭金英在2015年提到我國(guó)在2014年大豆的進(jìn)口量達(dá)到了7140萬(wàn)噸[3]，到2020年我國(guó)大豆的年需求量為9000萬(wàn)噸，中國(guó)已成為世界上最大的大豆進(jìn)口國(guó)之一[4]。我們國(guó)家也從政策角度來(lái)擴(kuò)大大豆種植面積，提高大豆種植管理水平以此來(lái)希望逐年提高大豆產(chǎn)量。但在實(shí)際種植生產(chǎn)過(guò)程中，大豆的產(chǎn)量及品質(zhì)受到大豆病蟲(chóng)草害問(wèn)題的嚴(yán)重制約。全世界范圍內(nèi)已記載并報(bào)道的大豆病害種類(lèi)達(dá)70余種，我國(guó)己統(tǒng)計(jì)的大豆病害有40余種[5]，在我國(guó)不同產(chǎn)區(qū)大豆常發(fā)生的病害種類(lèi)也有所不同，例如北方大豆產(chǎn)區(qū)病害情況發(fā)生較重的主要有大豆根腐病、炭疽病、霜霉病、菌核病、黑斑病、灰斑病、細(xì)菌性角斑病、大豆胞囊線蟲(chóng)病等[6]。這些病害在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)大豆經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量影響威脅較大，例如大豆細(xì)菌性角斑病在黑龍江省及遼寧省發(fā)病較重，其中在齊齊哈爾市大豆田中發(fā)病情況格外嚴(yán)重，其田間發(fā)病率可達(dá)百分之百[7]。為了保障大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，作為預(yù)防和抵抗病蟲(chóng)草害的有效手段，化學(xué)農(nóng)藥的使用也是必不可少的[8]。但使用不當(dāng)或過(guò)量會(huì)帶來(lái)不同程度的負(fù)面影響，對(duì)我國(guó)糧食安全、食品安全、環(huán)境安全造成不利影響。有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道2016年黑龍江省大豆田農(nóng)藥用藥量接近2.1萬(wàn)噸，預(yù)測(cè)到2025 年，黑龍江省大豆田殺菌劑用量將接近1700噸、殺蟲(chóng)劑用藥量將接近1800噸、除草劑用藥量將接近 17000噸[9]。“十四五”規(guī)劃中農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳要求穩(wěn)步推進(jìn)化肥農(nóng)藥的“雙減”工作，針對(duì)大豆田中的“雙減”工作也有利于綠色技術(shù)的推廣示范，助力農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，全面帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，因此加快綠色、高效的農(nóng)藥應(yīng)用推廣迫在眉睫。
如果采用一種以激活植物免疫系統(tǒng)為目的的生物誘導(dǎo)技術(shù)，來(lái)增強(qiáng)作物自身抵抗力來(lái)達(dá)到預(yù)防病害和促進(jìn)生長(zhǎng)的效果則會(huì)事半功倍，也符合“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針。
生物誘導(dǎo)技術(shù)就是依據(jù)植物既存的抗逆性，通過(guò)誘導(dǎo)手段改變作物對(duì)外界不良環(huán)境的抵抗能力來(lái)使植物在生長(zhǎng)周期內(nèi)具有更好的抗逆性和適應(yīng)性。該技術(shù)的核心要點(diǎn)就是選取合適的生物類(lèi)誘導(dǎo)因子，在作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)施藥和控制施藥量來(lái)取得最佳誘導(dǎo)效果。因此選取綠色、高效的“誘導(dǎo)子”則是生物誘導(dǎo)技術(shù)的核心之一。
本次試驗(yàn)選擇氨基寡糖素作為“誘導(dǎo)子”。作為一種新型生物農(nóng)藥，氨基寡糖素具有高效、廣譜、無(wú)污染、可降解、無(wú)殘留的特點(diǎn)，屬于環(huán)境友好型農(nóng)藥，近幾年常用于綠色防控項(xiàng)目中。作為一款植物誘抗劑其獨(dú)特的誘導(dǎo)機(jī)制可以提高植物體自身的抗逆性，可刺激植物細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生抗性信號(hào)物質(zhì)，如早期響應(yīng)信號(hào)NO、ROS、鈣離子等，與抗病相關(guān)的水楊酸、茉莉酸、乙烯等，與抗逆相關(guān)的脫落酸等以及與生長(zhǎng)相關(guān)的生長(zhǎng)素等。這些信號(hào)物質(zhì)會(huì)誘導(dǎo)抗性基因表達(dá)，提高酶活性，促使細(xì)胞內(nèi)部抗性物質(zhì)積累。這些抗性物質(zhì)通過(guò)參與調(diào)控植物生理活動(dòng)，進(jìn)而直接影響到植物生長(zhǎng)發(fā)育，減少逆境脅迫的影響；具有預(yù)防病害、促進(jìn)生長(zhǎng)、增產(chǎn)提質(zhì)的效果[10]。從機(jī)理及作用角度來(lái)說(shuō)，氨基寡糖素非常適合作為生物誘導(dǎo)技術(shù)的“誘導(dǎo)子”進(jìn)行應(yīng)用。
作為植物誘抗劑，氨基寡糖素通過(guò)提高作物抗逆性實(shí)現(xiàn)抗低溫、抗早衰、促生長(zhǎng)、防病、增產(chǎn)的效果已經(jīng)在多種作物上得到驗(yàn)證。如在煙草上應(yīng)用可以對(duì)煙草各類(lèi)病毒病起到明顯的預(yù)防效果[11]；對(duì)番茄浸種可起到抗寒作用[12]；在水稻上應(yīng)用氨基寡糖素配合常規(guī)施藥可以對(duì)稻瘟病起到良好的防治效果同時(shí)具有顯著的增產(chǎn)作用[13]等，這些效果都來(lái)源于與氨基寡糖素的誘導(dǎo)抗逆性。近幾年，作者在多地、多種作物上使用氨基寡糖素進(jìn)行效果驗(yàn)證。如：在北大荒集團(tuán)大豆上的應(yīng)用，可起到顯著的抗低溫、抗早衰、抗倒伏、抗除草劑藥害、防病、增產(chǎn)效果；可降低除草劑藥害發(fā)生率68.6%，增產(chǎn)幅度為5.47%-9.93%。在北大荒集團(tuán)水稻上應(yīng)用，稻瘟病防效達(dá)83.14%，增產(chǎn)幅度為4.34%-6.93%。在山東濰坊海水稻上應(yīng)用，增產(chǎn)18.71%。在山東菏澤冬小麥上應(yīng)用，增產(chǎn)10.62%。
氨基寡糖素集成化學(xué)殺菌劑使用具有顯著的協(xié)同增效作用[14]，但在大豆上的應(yīng)用報(bào)道較少。因此，探索探究應(yīng)用生物誘導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)“三減”目標(biāo)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。
1.試驗(yàn)材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
1.1.1供試藥劑：2％氨基寡糖素（Amino-oligosaccharin）水劑，由大連凱飛化學(xué)股份有限公司生產(chǎn)；穩(wěn)達(dá)（甲硫.戊唑醇）、海大稼禾、磷酸二氫鉀、鉬酸銨。
1.1.2供試作物：龍墾310，由尖山科技園提供。
1.2試驗(yàn)地點(diǎn)
黑龍江省九三管理局尖山農(nóng)場(chǎng)有限公司尖山科技園內(nèi)。大豆采用機(jī)械栽培的方式。播種量為39萬(wàn)/公頃，播期為2022年5月19日。
春季施肥：磷酸二銨130kg/hm2，尿素80kg/hm2；
封閉滅草：乙草胺1.8升/hm2+75%噻吩磺隆40g/hm2；莖葉除草：苯達(dá)松2.5kg/hm2+氟磺胺草醚2kg/hm2+噻吩磺隆40g/hm2水。
1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用大區(qū)對(duì)比法不設(shè)重復(fù)，兩個(gè)處理一個(gè)對(duì)照，處理組均用“氨基寡糖素拌種+葉面噴施”的方法，每處理設(shè)計(jì)1.1米*6壟*500米。種植管理環(huán)節(jié)為農(nóng)場(chǎng)常規(guī)管理。
對(duì)照組：常規(guī)施藥施肥，穩(wěn)達(dá)（甲硫.戊唑醇50ml/畝）、海大稼禾100g/畝、磷酸二氫鉀66.7g/畝、鉬酸銨33.3ml/畝；
處理一：氨基寡糖素拌種，200毫升/100公斤種子；每次葉面噴施藥肥減量5%，穩(wěn)達(dá)（甲硫.戊唑醇47.5ml/畝）、海大稼禾95g/畝、磷酸二氫鉀63.3g/畝、鉬酸銨31.67ml/畝、2％氨基寡糖素22g/畝；
處理二：氨基寡糖素拌種，200毫升/100公斤種子；每次葉面噴施藥肥減量10%，穩(wěn)達(dá)（甲硫.戊唑醇45ml/畝）、海大稼禾90g/畝、磷酸二氫鉀60g/畝、鉬酸銨30ml/畝、2％氨基寡糖素22g/畝；
葉面施藥時(shí)期：開(kāi)花初期、結(jié)莢期、鼓粒期。
其余操作按照農(nóng)場(chǎng)常規(guī)管理，保證一致性。
1.4調(diào)查項(xiàng)目與方法
1.4.1病害調(diào)查：末次施藥后10ｄ調(diào)查各處理病害發(fā)生情況，計(jì)算病株數(shù)和發(fā)病率。在每個(gè)處理隨機(jī)取樣５點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查20株。
1.4.2考種測(cè)產(chǎn)：大豆生長(zhǎng)期內(nèi)記錄生育期時(shí)間。大豆成熟后每個(gè)小區(qū)選取有代表性的3點(diǎn)，每點(diǎn)調(diào)查５株計(jì)算單株莢數(shù)、粒數(shù)和千粒重；全區(qū)收獲脫粒，并折合成畝產(chǎn)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。
2.試驗(yàn)結(jié)果與分析
2.1生育期調(diào)查
表1.生育期調(diào)查表
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試驗(yàn)處理
|
播種期
|
出苗期
|
開(kāi)花期
|
始粒期
|
鼓粒期
|
成熟期
|
|
對(duì)照
|
5.19
|
5.29
|
7.1
|
8.5
|
8.15
|
9.15
|
|
處理一：減量5%
|
5.19
|
5.29
|
6.30
|
8.4
|
8.14
|
9.15
|
|
處理二：減量10%
|
5.19
|
5.29
|
7.1
|
8.5
|
8.15
|
9.15
|
通過(guò)表1生育期調(diào)查表來(lái)看，各處理與對(duì)照之間基本相同，處理一在開(kāi)花期之后略有提前，證明施加氨基寡糖素在殺菌劑、葉面肥減量的前提下也能保證大豆生育期正常進(jìn)行，并未對(duì)生長(zhǎng)造成過(guò)早成熟、生育期遲滯的現(xiàn)象。
2.2生育期病害調(diào)查
生育期內(nèi)對(duì)病害進(jìn)行調(diào)查，該試驗(yàn)地大豆病害總體發(fā)生情況正常，病害種類(lèi)相對(duì)較少，以根腐病、菌核病為主，兼有霜霉病、細(xì)菌性斑點(diǎn)病、灰斑病。
表2.不同處理大豆生育期發(fā)病情況
|
試驗(yàn)處理
|
調(diào)查總株數(shù)
|
病株數(shù)
|
發(fā)病率
|
增長(zhǎng)率
|
|
對(duì)照
|
100
|
14
|
14%
|
/
|
|
處理一：減量5%
|
100
|
10
|
10%
|
-4%
|
|
處理二：減量10%
|
100
|
21
|
21%
|
7%
|
通過(guò)表2可以看出，處理一在殺菌劑葉面肥減量5%的情況下增加使用氨基寡糖素總體發(fā)病率沒(méi)有增長(zhǎng)反而降低了4個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明施用氨基寡糖素對(duì)大豆各類(lèi)病害具有明顯的預(yù)防作用，可以提高植物體自身抗逆性來(lái)達(dá)到抵御病原菌的目的，同時(shí)配合殺菌劑、葉面肥減量也可以達(dá)到更好的防治效果；處理二在殺菌劑葉面肥減量10%的情況下增加使用氨基寡糖素總體發(fā)病率相比對(duì)照組增加7個(gè)百分點(diǎn)。結(jié)合處理一來(lái)看證明增施氨基寡糖素并且減少殺菌劑及葉面肥用量來(lái)達(dá)到達(dá)到較好的防病效果是有一定范圍的，當(dāng)超過(guò)這個(gè)范圍發(fā)病率會(huì)逐漸上漲。說(shuō)明減少化學(xué)農(nóng)藥及葉面肥用量的5%，可以通過(guò)加入氨基寡糖素來(lái)獲得更好的防病效果，同時(shí)達(dá)到“雙減”的目的。
2.3室內(nèi)考種及測(cè)產(chǎn)結(jié)果
表3.大豆產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量記錄表
|
處理
|
處理一
|
處理二
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對(duì)照組
|
|
取點(diǎn)
|
序號(hào)
|
單株莢數(shù)
|
單株粒數(shù)
|
序號(hào)
|
單株莢數(shù)
|
單株粒數(shù)
|
序號(hào)
|
單株莢數(shù)
|
單株粒數(shù)
|
|
第一點(diǎn)
|
1
|
26
|
88
|
1
|
24
|
58
|
1
|
24
|
67
|
|
2
|
27
|
78
|
2
|
25
|
66
|
2
|
22
|
54
|
|
3
|
25
|
87
|
3
|
24
|
57
|
3
|
26
|
63
|
|
4
|
31
|
98
|
4
|
21
|
54
|
4
|
23
|
55
|
|
5
|
26
|
79
|
5
|
19
|
46
|
5
|
26
|
90
|
|
第二點(diǎn)
|
6
|
23
|
67
|
6
|
26
|
78
|
6
|
22
|
59
|
|
7
|
25
|
67
|
7
|
21
|
70
|
7
|
21
|
50
|
|
8
|
31
|
99
|
8
|
20
|
66
|
8
|
29
|
79
|
|
9
|
22
|
67
|
9
|
27
|
89
|
9
|
21
|
66
|
|
10
|
19
|
59
|
10
|
24
|
79
|
10
|
22
|
89
|
|
第三點(diǎn)
|
11
|
29
|
94
|
11
|
23
|
65
|
11
|
20
|
54
|
|
12
|
33
|
99
|
12
|
24
|
62
|
12
|
22
|
75
|
|
13
|
28
|
67
|
13
|
21
|
60
|
13
|
22
|
60
|
|
14
|
24
|
56
|
14
|
25
|
78
|
14
|
27
|
95
|
|
15
|
27
|
60
|
15
|
25
|
80
|
15
|
27
|
89
|
|
平均值
|
26.40
|
77.67
|
|
23.27
|
67.20
|
|
23.60
|
69.67
|
表4.大豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)
|
試驗(yàn)處理
|
測(cè)產(chǎn)產(chǎn)量g/㎡
|
平均
|
折合畝產(chǎn)kg
|
增產(chǎn) kg
|
增產(chǎn)率%
|
百粒重g
|
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
|
處理一
|
287.6
|
300.5
|
302.8
|
294.9
|
196.6
|
3.7
|
1.92
|
32.3
|
|
處理二
|
266.9
|
254.7
|
277.6
|
266.4
|
177.6
|
-15.3
|
-7.93
|
31.4
|
|
對(duì)照
|
289.5
|
286.0
|
292.5
|
289.3
|
192.9
|
--
|
--
|
32.2
|
從結(jié)莢數(shù)量以及單株粒數(shù)上看處理一>對(duì)照>處理二，處理一相比對(duì)照組單株莢數(shù)、與單株粒數(shù)分別增長(zhǎng)11.86%、11.48%。測(cè)產(chǎn)數(shù)據(jù)上也表現(xiàn)出相同順序，處理一增產(chǎn)1.92%，處理二減產(chǎn)7.93%。從產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)看，使用氨基寡糖素在藥肥減量5%的前提下依舊可以保證產(chǎn)量穩(wěn)定，甚至略有增產(chǎn)；但藥肥減量10%則會(huì)造成一定減產(chǎn)損失。證明使用氨基寡糖素在一定程度上能夠代替一部分藥肥，但替代程度有限，在合理的范圍內(nèi)進(jìn)行藥肥減量并使用氨基寡糖素，可以起到促進(jìn)生長(zhǎng)、增產(chǎn)增效的作用。
3.結(jié)論與討論
結(jié)合生育期調(diào)查、病害調(diào)查以及產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果綜合比對(duì)，結(jié)果之間的相關(guān)性較大，尤其是病害發(fā)生情況與產(chǎn)量情況相對(duì)應(yīng)，顯示的結(jié)果均為“藥肥減量5%+氨基寡糖素”＞對(duì)照＞“藥肥減量10%+氨基寡糖素”。對(duì)本次試驗(yàn)研究我們得出以下結(jié)論：
1. “藥肥減量+氨基寡糖素”對(duì)大豆生育期進(jìn)程沒(méi)有造成明顯影響，保證生育期正常進(jìn)行。
2. “藥肥減量5%+氨基寡糖素”的處理可以降低病害發(fā)生率，對(duì)病害有更好的預(yù)防效果。“藥肥減量10%+氨基寡糖素”的處理則會(huì)增加病害發(fā)生率，說(shuō)明氨基寡糖素配合藥肥減量需要在一定范圍內(nèi)才可以起到良好的防病增效作用，超出該范圍對(duì)病害防控會(huì)起到不利影響。
3. “藥肥減量5%+氨基寡糖素”的處理可以明顯增加單株莢數(shù)與單株粒數(shù)，起到促進(jìn)生長(zhǎng)、增產(chǎn)提質(zhì)的作用。“藥肥減量10%+氨基寡糖素”的處理在產(chǎn)量方面與病害發(fā)生情況相對(duì)應(yīng)，會(huì)造成一定減產(chǎn)的情況。
4.藥肥減量5%以?xún)?nèi)增加施用氨基寡糖素，在大豆上可以起到綠色、雙減、預(yù)防病害、增產(chǎn)提質(zhì)的效果。
在目前推行的“雙減”、“三減”政策下，大田糧食作物大面積推廣應(yīng)用綠色、生物類(lèi)制劑已是大勢(shì)所趨。預(yù)期到2025 年，黑龍江省大豆田殺菌劑用量將接近1700噸，若是在這個(gè)基礎(chǔ)上殺菌劑用量減少5%，則可以減少使用85噸的殺菌劑用量，對(duì)于綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的意義重大。“綠色防控”手段的應(yīng)用也是對(duì)“預(yù)防為主、綜合防治”的植保方針一個(gè)很好的詮釋。
從本次試驗(yàn)中我們可以看到，采用生物誘導(dǎo)技術(shù)提高作物自身抗逆性在一定范圍內(nèi)可以降低化學(xué)殺菌劑及肥料的使用量，可以實(shí)現(xiàn)綠色防控、穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的目的。但降低的范圍還需要繼續(xù)研究和探索。
隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家對(duì)綠色農(nóng)業(yè)的追求，生物誘導(dǎo)技術(shù)會(huì)在其中扮演重要角色。通過(guò)不斷地篩選合適的誘導(dǎo)因子，或?qū)φT導(dǎo)因子分子片段進(jìn)行篩選，可以將誘導(dǎo)效果發(fā)揮到最大。
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