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植物病毒病是仅次于植物真菌病害的第二大类植物病害, 被称为“植物癌症”[1], 具有寄主专化性强、胞内寄生、传播迅速等特点[2], 可对农作物产量和质量造成严重的不利影响。烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus, TMV)是其中最具代表性的病原之一, 已知可侵染36科400多种植物[3], 其侵染途径多样且隐蔽, 一旦侵入便会迅速扩散至整株植物[4], 且使侵染植株终生带毒, 条件适宜时迅速显症, 导致作物减产甚至绝收。近年来, 受烟田连作、单一烟草品种集中种植等因素的影响, 烟草花叶病毒病的发生呈上升趋势, 加之烟田感病烟株病残体清除不彻底, 导致烟区烟草花叶病毒基数不断扩大, 病害呈加重流行趋势, 严重限制了我国烟叶的高质量发展[5-7]。然而, 传统化学防治效果有限, 环境风险高, 亟需低毒、高效、环境友好的绿色防控技术。
四川省攀枝花市地处西南高原植烟生态区, 昼夜温差大, 阳光充足, 是我国优质烟叶的重要产区。近年来, 受烟田连作和土壤保育措施不足等因素的影响, 攀枝花部分烟区烟田土壤退化明显, 土壤微生物群落结构和养分失衡严重, 烟株早生快发能力不足、抗病抗逆能力较差[8]。同时, 在烟草移栽期至旺长期, 攀枝花地区干旱少雨, 日间气温较高, 导致田间烟株烟草花叶病毒病感病率高、显症早[9], 对烟株前期长势和后期烟叶质量均有严重影响。随着绿色植保和食品安全理念深入人心, 以植物抗性诱导为主的病害防控技术日益受到关注[10-11]。植物诱抗剂可以通过激活植物免疫系统以增强植物抗病性, 具有广谱抗病、不易产生抗性和绿色安全等优点[12], 在病害防控中具有广阔的应用前景。同时, 有研究表明, 营养平衡对于提升植物抗性具有重要价值[13-14], 但目前对于抗性诱导与营养补充在烟草花叶病毒病防控中的联合应用鲜有报道。因此, 本研究通过田间试验探究了不同诱抗剂与叶面肥联合施用对于烟草花叶病毒病的防控效果, 旨在明确适用于攀枝花地区烟草花叶病毒病绿色防控的最佳药剂组合, 为攀枝花烟草的健康栽培和病害绿色防控提供参考。
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试验所用的材料及其来源如表 1所示：
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试验于2022年在四川省攀枝花市盐边县红格镇和爱乡民主村烟草种植基地(26°30′36″N, 102°0′36″ E)开展, 试验地海拔2 035.9 m, 烟草连作5年以上, 且2022年田间烟草花叶病毒病发生严重。
供试烟草品种为云烟99。试验烟苗均采用漂浮育苗法进行培育, 按照四川省烟草公司攀枝花市公司制定的生产管理方案相关技术标准进行苗床和大田管理, 烟苗移栽时间为4月25日, 中心花开放打顶, 打顶时间为7月15日。试验地烟草种植密度为行距115~120 cm, 株距55~60 cm, 平均每667 m2种植1 100株。
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选取较为平整的地块, 划分试验小区, 试验共设7个处理, 每个处理设置3个重复, 共21个小区, 各小区面积约50 m2, 每小区约60株烟苗, 按照随机区组排列各个小区。
所有药剂处理方式均为叶面喷雾, 药剂浓度如表 2所示, 药液用量为40 kg/667 m2(40 kg/1 100株)。共喷施2次, 第1次喷施时间为烟苗移栽后60 d(烟株现蕾前, 6月25日), 第2次喷施时间为烟苗移栽后70 d(烟株现蕾后打顶前, 7月5日)。
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各小区选择10株代表性烟株挂牌标记, 参照《烟草农艺性状调查方法》(YC/T 142-2010), 在烟草现蕾期(第1次施药后10 d, 7月5日)和打顶后5 d(第二次施药后15 d, 7月20日)测定烟株的农艺性状, 主要包括烟株的株高、茎围、有效叶片数、最大叶长、最大叶宽, 并计算最大单叶面积。
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参照《烟草病虫害分级及调查方法》(GB/T 23222-2008), 对烟草花叶病毒病(TMV)进行系统调查。根据病害的发生情况, 从发病初期开始, 每隔3 d调查一次, 连续调查4次以上。记录每个小区的发病株数及发病级数。烟草花叶病毒病分级标准如下：
0级：全株无病。
1级：心叶脉明或轻微花叶, 植株无明显矮化。
3级：1/3叶片花叶但不变形, 或植株矮化为正常株高的3/4以上。
5级：1/3~1/2叶片花叶, 或少数叶片变形, 或主脉变黑, 或植株矮化为正常株高的2/3~3/4。
7级：1/2~2/3叶片花叶, 或变形或主侧脉坏死, 或植株矮化为正常株高的1/2~2/3。
9级：全株叶片花叶, 严重变形或坏死, 或植株矮化为正常株高的1/2以下。
根据田间病害发生情况, 计算发病率、病情指数和病情指数减退率, 计算公式如下：
根据病情指数计算相对防效：
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利用Excel 2013对数据进行整理, 使用SPSS 17.0软件通过单因素方差分析(ANOVA)与显著性差异检验(p < 0.05), 使用Origin进行绘图。
1.1. 试验材料
1.2. 试验地情况
1.3. 试验设计
1.4. 数据调查
1.4.1. 烟株农艺性状调查
1.4.2. 病害调查
1.5. 数据分析方法
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自第2次施药后对田间烟草花叶病毒病发生情况进行调查, 结果如图 1所示。由图 1可知, 第2次施药时(处理后0 d), 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、处理6和处理7烟草花叶病毒病发病率均达到100%, 病情指数平均值分别为65.43、56.05、52.59、54.57、58.52、58.51和60.49；第2次施药至施药后12 d, 处理组和对照组(处理7)病情指数呈逐渐降低趋势。至第2次施药后12 d, 对照组(处理7)烟草花叶病毒病病情指数仍维持在较高水平, 高达45.68, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5和处理6病情指数分别较对照组显著降低了43.24%、31.35%、34.59%、43.24%、24.86%和19.46%, 表明药剂叶面喷雾处理能有效缓解烟草花叶病毒病病情, 具有一定的病害防控效果。
第2次施药后3 d, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、处理6和处理7烟草花叶病毒病病情指数较第2次施药时分别降低了19.00%、11.78%、19.50%、23.15%、11.20%、11.20%和10.45%；第2次施药后6 d, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、处理6和处理7烟草花叶病毒病病情指数较第2次施药时分别降低了31.13%、25.97%、29.67%、29.41%、26.86%、26.86%、和14.70%；第2次施药后9 d, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、处理6和处理7烟草花叶病毒病病情指数较第2次施药时分别降低了37.23%、34.22%、40.98%、38.79%、43.40%、39.40%和16.42%；第2次施药后12 d, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5、处理6和处理7烟草花叶病毒病病情指数较第2次施药时分别降低了58.06%、46.83%、47.22%、53.97%、43.38%、41.05%和26.26%。第2次施药后12 d, 药剂处理组烟草花叶病毒病病情指数较第2次施药时的降低率均显著高于对照组, 进一步表明药剂叶面喷雾处理能有效促进烟草花叶病毒病病情指数的降低, 对病害具有明显的防控效果(表 3), 病情指数降低率由高到低依次为处理1>处理4>处理3>处理2>处理5 >处理6>处理7。
整体来看, 诱抗剂东莨菪内酯和水杨酸叶面喷雾处理均能显著提升烟株对烟草花叶病毒病的抗性, 有利于感病烟株症状的缓解, 且东莨菪内酯对烟株的抗性诱导效果要优于水杨酸, 诱抗剂与叶面肥或宁南霉素联合施用可显著增强对TMV的防治效果, 尤以东莨菪内酯与希植美2号及宁南霉素复配方案效果最佳。因此, 建议在烟草花叶病毒病防控中优先推广该组合方案, 以实现病害的高效、绿色治理。
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对烟株现蕾期和打顶后5 d的农艺性状进行调查, 结果如表 4和表 5所示。调查结果表明, 不同药剂叶面喷雾处理对烟株的生长均有一定的促进效果, 药剂处理组烤烟株高、茎围、最大叶长、最大叶宽和最大叶面积一般要高于对照组(处理7)。其中, 在现蕾期, 处理1、处理3、处理4、处理5和处理6烤烟株高较对照组分别提升了5.51、7.05、5.92、0.98和9.35 cm, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5和处理6茎围分别较对照提高了9.54%、8.80%、9.29%、10.53%、20.32%和17.72%, 最大叶面积分别较对照组提高了1.99%、1.14%、10.73%、5.21%、5.40%和12.82%。
打顶后5 d, 处理1、处理2、处理3、处理4、处理5和处理6烤烟株高较对照分别提升了4.37、2.41、7.50、7.57、6.79和11.09 cm, 茎围分别较对照提高了4.83%、5.96%、8.43%、6.58%、3.80%和7.71%, 最大叶面积分别较对照组提高了6.74%、1.72%、13.11%、9.57%、0.54%和8.19%。
整体来看, 不同药剂叶面喷雾处理对烟株生长促进作用依次为处理6>处理4>处理3>处理5>处理1>处理2, 由此可见, 叶面肥冠顶对于烟株生长的促进效果要优于希植美2号, 而抗性诱导剂处理对烟株生长可能有一定的延缓作用, 表现为含抗性诱导剂处理组的烟株农艺性状要略逊于不含抗性诱导剂处理组, 且水杨酸对烟株生长的延缓效果要略强于东莨菪内酯。
2.1. 不同药剂叶面喷雾处理对烟草花叶病毒病发生的影响
2.2. 不同药剂叶面喷雾处理对烟草生长的影响
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本研究通过田间试验明确了诱抗剂+叶面肥+宁南霉素叶面喷雾处理对烟草花叶病毒病具有显著防效, 表明“抗性诱导+营养补偿”策略在植物系统性病害治理中具有广阔前景, 可为其他难防病害提供防治新思路。本研究首次报道东莨菪内酯、希植美2号和宁南霉素联用对烟草花叶病毒病的协同控制效果, 具有较高的创新性和引领性, 为攀西烟区乃至我国烟草花叶病毒病的防控提供了理论参考和材料支撑。然而, 该药剂组合的推广应用还存在一定的局限性, 其跨生态区适应性、不同气候条件下的稳定性及剂量优化仍需系统验证, 以实现减量增效与精准应用。
烟草花叶病毒病初侵染源主要是土壤和病残体[15], 病毒能在土壤、病叶残体和烘烤过的病叶中存活数年, 烟田病原基数大也是该病普发、高发的重要原因。在烟草的整个生育期, 农事操作过程中的机械摩擦和灌溉用水等均会造成烟草花叶病毒的传播, 而高温和强光等自然因素也能缩短烟草花叶病毒病的潜伏期, 加速加重病害发生[16-20]。攀枝花地区在烟草移栽期至旺长期高温少雨, 烟草花叶病毒病发生严重, 雨季来临后病株症状会有所减轻, 但病毒对于烟株发育和烟叶品质的影响仍不容忽视[21-22], 生产上依然需要重视对病毒侵染的预防、对传播途径的阻断以及对感病烟株的救治。本研究表明, 早期实施诱抗剂+叶面肥+宁南霉素综合调控可显著缓解感病烟株的症状, 促进植株恢复, 对维持烟叶化学成分协调及烤后质量具有重要实践意义。
植物诱抗剂可以通过激活植物自身免疫系统达到提高植物抗病性、抵御病害的效果, 具有广谱抗病、不易产生抗药性、安全无污染等优点, 是植物病害防治的重要途径[23-25]。东莨菪内酯和水杨酸广泛存在于植物中, 具有抗真菌和细菌活性, 是重要的诱抗剂[26-31]。当烟株受到病原侵染时, 烟株组织会响应产生高浓度的东莨菪内酯和水杨酸, 直接参与烟草抵御病原入侵和限制病原扩增的系统抗性过程。本试验中, 东莨菪内酯和水杨酸联合叶面肥及宁南霉素处理能显著减轻感病烟株症状, 加快烟株恢复, 表明东莨菪内酯和水杨酸对烟株抗病性均具有较好的提升效果。然而, 其抗性诱导机制, 例如烟株响应的抗性通路和靶标, 以及诱抗剂与病毒的互作关系等方面仍缺乏系统深入的研究, 后续可借助多组学技术, 针对性破解东莨菪内酯和水杨酸介导的植物抗性诱导和病害防控机理。
本研究发现, 诱抗剂的施用对于烟株的生长有一定的抑制效果, 这可能与处理后烟株体内系统抗性机制启动消耗更多生长所需的能量和物质有关。因此, 在进行抗性诱导处理时, 要结合病毒侵染的关键期, 充分考虑抗性诱导的处理时间、处理次数和药剂浓度, 控病与促生兼顾, 以实现控病增产效果。
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