矿质营养Mo对烟草抗青枯病的影响及生理生化机理

【摘要】立足于作物健康栽培的理念,从营养-病理学角度出发,采用室内与田间验证相结合的方式,通过调查、测定青枯病发病与健康烟株根际土壤营养状况,根外增施铝素等不同矿质元素后青枯病的发病情况、烟草农艺性状以及烟株体内防御酶系指标的变化,统计分析比较健康与发病烟株根际土壤营养的差异、不同元素对烟草青枯病的控病效果;探讨营养调控措施防控烟草青枯病的可行性,从控病效果、生理生化调控途径方面明确钼素对烟草抗青枯病的影响,从植物防御相关酶角度探索其生理生化机理,以期为从增强作物自身抗病性层面解决茄科类青枯病防控难的问题提供可靠的理论与实践依据。1.初步明确土壤中有效钼、交换性钙含量偏低可能是导致连作土壤发生青枯病的主要矿质营养因子。以从重庆市烟草青枯病发生十分典型的黔江植烟区采集的177份根际土壤样品为供试材料,测定并采用t检验、因子分析、判别分析等方法分析了土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙和镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼等13项指标。结果表明：土壤pH、有机质、速效钾、交换性钙、有效硼、有效钼含量偏低以及土壤碱解氮、交换性镁、有效锰含量偏高均有可能降低土壤的抑病效果,导致青枯病严重发生；烟草青枯病发病烟株根际土壤的钙镁比(4.04)明显低于健康烟株根际十壤的钙镁比(9.86);因子分析结果显示,土壤中低水平的有效铝、交换性钙可能是导致青枯病发生流行最主要的因子；通过判别分析可知,烟株根际土壤中速效钾、交换性钙、有效钼、有机质、有效硼5个成分的含量情况可能是判别青枯病发病与否的关键因子,同时也构建了相应的判别函数。2.Mo、Ca处理对青枯雷尔氏菌具有一定的直接抑制作用,对烟草青枯病具有较好的控病效果。采用室内和田间小区试验比较了Ca、B、Mg、Mo4种中微量元素对烟草青枯病的控病效果。室内试验结果表明,在保证烟株正常生长营养的基础上增施Ca、B、Mg、Mo4种矿质元素对烟草青枯病均有一定的控病效果,(NH4)6Mo7O24·4H2O处理最好,其次为CaN2O6·4H2O处理,两者对烟草青枯病的发生均具有一定的推迟、延缓发病的作用；两处理对青枯病的室内最终控病效果依次为64.79%、57.67%,病程进展曲线下面积(AUDPC)显著低于其余处理；对青枯雷尔氏菌具有一定的直接抑制作用,最高抑菌率分别为35.93%、33.13%。田间试验结果表明,向烟草补充Ca、B、Mg、Mo4种矿质营养,对烟草青枯病均具有一定的控制作用,以Mo、Ca处理最好,两处理对青枯病的田间控病效果分别为45.28～62.17%、42.91～62.57%(新华试验地)和48.03%～62.23%、48.36%～61.56%(水市乡烟科所试验地)；此外,补充Mo、Ca矿质营养后烟草株高、最大叶宽、茎围、最大叶面积均显著高于对照处理,对田间烟草的健康生长具有明显的促进作用。3.进一步明确了0.20%(w/v)(NH4)6Mo7O24·4H2O对烟草青枯病具有较好的控病效果。采用室内和田间小区试验比较了0.20%、0.10%、0.05%、0.02%4个Mo营养水平对烟草青枯病的控病效果。室内试验结果表明,在保证烟株正常生长营养的基础上,增施不同浓度的Mo营养对烟草青枯病均有一定的控病效果,0.20%Mo处理最好,对青枯病的室内最终控病效果为57.06%,可显著降低病程进展曲线下面积(AUDPC)404.17(DI)和405.21(DS),可明显推迟、延缓烟草青枯病的发生。田间试验结果表明,向烟株补充Mo营养有利于增强烟草对青枯病的抵抗能力,以0.20%Mo处理效果最好,对青枯病的田间控病效果为46.97～58.82%(新华试验地)和51.15～63.44%(水市乡烟科所试验地)；此外,0.20%Mo处理烟株株高、最大叶长和宽、茎围、最大叶面积均显著高于对照处理,对田间烟草健康生长的促进作用明显。4.明确了以叶面喷雾方式补充Mo营养对烟草青枯病的控病效果最佳。通过比较喷雾、灌根、窝施3种方式向烟草补充Mo营养对青枯病的影响发现,在室内环境(温室)条件下以喷雾、灌根、窝施3种方式根外增施Mo素对烟草青枯病均具有一定的控病效果,以叶面喷雾方式补充钼营养对青枯病的控病效果最佳,其可明显推迟青枯病典型萎蔫症状出现的时间、降低烟草青枯病的严重度。当对照青枯病发病率为100%1时,3种补充方式控病效果依次为63.69%、59.23%、41.07%,病情指数依次比对照低38.89、36.11、25.00,病程进展曲线下面积(AUDPC)比对照低405.56、316.67、188.89(DI)和359.72、318.06、247.22(DS)；田间控病效果分别为41.82～59.63%、36.31-58.09%、24.28～52.04%,对田间烟草各农艺指标的表现具有一定的优化作用。5.进一步明确了以叶面喷雾方式增施(NH4)6Mo7O24·4H2O营养提高烟草抗青枯病的相关生化机理。根据不同防御酶系指标的特性,采用分光光度计、酶标仪测定室内感病烟草体内相关防御酶的活性发现,在发病初期,与对照相比,0.20%Mo处理可显著提高感病烟株体内可溶性蛋白的含量和POD、CAT、PPO的活性,增强SOD和PAL活性,依次比对照增加1.64、2.62、1.34、1.21、0.76、0.67倍,可降低MDA的含量0.54倍；与Ca处理相比,Mo、Ca处理均可提高感病烟株体内可溶性蛋白的含量,分别比对照提高2.25、1.39倍；可增强感染青枯病烟株体内POD、CAT、SOD、PPO、PAL活性,依次比对照处理增加3.11、1.10、0.82、1.68、0.60倍和1.26、0.73、0.90、1.00、0.32倍；可降低MDA的含量,分别比对照低0.50倍和0.26倍。总之,采用田间与室内试验相结合的方式对钼素与烟草抗青枯病的关系进行研究发现,以叶面喷雾方式根外增施0.20%(NH4)6Mo7O24·4H2O可显著提高感病烟株体内可溶性蛋白的含量,明显增强烟草部分防御酶的活性(特别是POD、CAT、PPO)、巩固其防御机制、提高烟株的抗病性,显著降低烟草青枯病的发病率和病情指数,有效延缓青枯病的发生；同时也有利于优化烟草株高、最大叶宽、茎围、最大叶面积等农艺指标。这对从营养病理学角度解决茄科类作物青枯病防控难的问题具有重要意义。
【作者】郑世燕；
【导师】丁伟；
【作者基本信息】西南大学，农药学，2014，硕士
【关键词】钼；矿质营养；烟草；青枯病；防御酶系；

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