施鉀肥對煙草白粉病發生的防控效果

陳娜

摘要[目的]探討施用鉀肥對煙草白粉病的防控效果。[方法]通過田間試驗研究施用不同量鉀肥對煙草白粉病的防控效果及其機理。[結果]田間施用鉀肥能有效防控煙草白粉病的發生。當鉀肥用量為150 kg/hm2時，對煙草白粉病的防治效果最好，其病情指數為41.3，顯著低于其他處理；鉀肥用量為75和225 kg/hm2時的防治效果次之，無鉀肥處理效果最差。當鉀肥用量為150 kg/hm2時，其煙草生物量最高，煙草葉片的鉀含量提高，煙草葉片的總酚和類黃酮含量增加；PPO和PAL活性也顯著提高。[結論]施用適量的鉀肥能提高煙草白粉病的防治效果，但過量投入鉀肥反而加重了病害的發生程度。

關鍵詞 煙草白粉病；鉀肥；防控效果；抗病性指標

中圖分類號 S435.72 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）03-0171-03

Abstract[Objective] The aim was to study control effect of tobacco powdery mildew on application of potassium （K） fertilizer in the field. [Method] We studied the effect and mechanism on application of potassium fertilizer to control tobacco powdery mildew by field experiments. [Result] The application of potassium fertilizer could effectively control the occurrence of tobacco powdery mildew in the field. When the amount of potassium was 150 kg/hm2， the best control effect on tobacco powdery mildew， the disease index was 41.3， significantly lower than other treatments. When the K fertilizer was 75 kg/hm2 and 225 kg/hm2， the control efficiency was the second， and no K treatment was the worst. When the application of potassium was 150 kg/hm2， it could enhance the biomass of tobacco， concentration of potassium in tobacco leaves， also increased the total phenol and flavonoids contents in tobacco leaves；PPO and PAL activity was also significantly increased.[Conclusion] It showed that applying the suitable amount of potassium fertilizer could improve the control of tobacco powdery mildew， but the excessive input of potassium fertilizer could increase the occurrence degree of the disease index.

Key words Tobacco powdery mildew；Potassium fertilizer；Control efficiency；Resistance index

煙草（Nicotiana tabacum）是世界上重要的經濟作物。我國是世界上最大的煙草生產國，種植面積和產量均居世界第一位[1-2]。貴州省是我國重要的煙草生產省份，源于其優越的自然生態條件，年均氣溫10～20 ℃，年均積溫4 500 ℃，適宜煙草的種植[2-3]。貴州省煙草的生產總量占全國的15%左右[4]。長期以來，隨著貴州省煙草種植業的發展，其病蟲害發生也愈加嚴重，其中煙草白粉病（Erysiphe cichoracearum）是生產上的主要病害之一，在貴州煙草種植區域發生普遍[5]。煙草白粉病通常從下部葉片開始發生，自下而上蔓延，發病嚴重時葉片全部脫落[2]。貴州煙草種植地區受天氣和耕作制度等因素的影響，白粉病在種植區域連年發生，制約了烤煙產業的發展。目前，防治煙草白粉病主要是噴施農藥，但會影響煙草的品質，因此，需要尋求一種有效的防治方法，在保證煙草品質的同時也能有效防治病害。

鉀元素對植物病害的影響在國內外已有許多報道[6-7]。其主要功能在于鉀能使植物的細胞壁增厚，提高木質化程度，維持侵染部位正常的糖代謝水平，為防御病原菌的入侵提供充足的能量，也能夠激發植物體內多種合成酶和氧化還原酶的應激反應，調控植物次生代謝產物酚類物質的合成速率[8-9]。葉片噴鉀肥可以提高小麥葉片上酚類物質的含量和多酚氧化酶的活性，從而提高小麥對白粉病的抵抗能力[10]。施鉀是否對煙草白粉病有防治效果目前鮮見報道。鑒于此，筆者通過田間試驗研究了施鉀肥對煙草白粉病的防治效果及其潛在的抗病機理，旨在為施鉀肥防控煙草白粉病提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

種植煙草品種為K326。煙草白粉病病原菌為田間自然發病接種，發病后病原菌鑒定為Erysiphe cichoracearum。

1.2 試驗地概況

試驗在貴州省畢節地區煙草試驗種植基地進行，煙草種植土壤的基本理化性狀：pH 5.6，有機質12.6 g/kg，速效氮103.7 mg/kg，速效磷9.8 mg/kg，速效鉀93.1 mg/kg。煙草移栽時間為2015年4月15日，煙草白粉病調查時間為7月25日。

1.3 試驗設計

大田采用隨機區組設計，設4個處理，分別為K0無鉀肥；K75施用75 kg/hm2 鉀肥；K150 施用150 kg/hm2 鉀肥；K225施用225 kg/hm2 鉀肥，鉀肥為K2O。每個處理施用肥料如下：氮肥90 kg/hm2，磷肥（P2O5）75 kg/hm2。每個處理小區面積為64 m2，設置4個重復，田間管理參照當地烤煙栽培生產。

1.4 調查方法

在進行煙草白粉病害調查時，每株煙草調查最下3片葉。病害分級標準[5]：0級，全葉無病斑；1級，病斑面積占葉面積的10%以下；2級，病斑面積占葉面積的11%～20%；3級，病斑面積占葉面積的21%～30%；4級，病斑面積占葉面積的31%～50%；5級，病斑面積占葉面積的51%以上。發病率=發病葉片數/調查葉片數 × 100%。病情指數=∑（各級數×該級葉數）/（最高等級數×調查總葉片數）×100。每個處理5個點取樣調查，每個點10株，逐葉記載病害分級，計算發病率。調查完葉片后隨即采集葉片采樣，取回實驗室進行檢測，主要測定指標包括整株生物量、葉片鉀含量、葉片的類黃酮和總酚含量、葉片多酚氧化酶（PPO）和苯丙氨酸裂解酶（PAL）活性，每個指標測定為4次生物學重復。

收獲的煙草樣品先在105 ℃下殺青30 min，然后75 ℃烘干至衡重后稱重為生物量；將樣品粉碎，利用H2SO4-H2O2進行消煮，用火焰光度計法測定葉片的鉀濃度；取1 g樣品，加入5 mL含有1% HCl的甲醇溶液，提取24 h，取0.1 mL 提取液稀釋定容至5 mL，搖勻，采用分光光度計測定280 nm波長處OD值為總酚含量，325 nm波長處OD值為類黃酮；PPO和PAL酶活方法參考周冀衡等[11]的研究。

1.5 數據統計

用Excel 2010軟件對原始數據進行處理，應用SAS 9.0軟件對數據進行 Duncan′s多重比較分析。

2 結果與分析

2.1 不同施用量鉀肥的煙草白粉病發病程度

由圖1可知，施鉀肥均能顯著降低煙草白粉病的發生。當施鉀量為K150（150 kg/hm2 K）時，發病率最低，比K75（75 kg/hm2 K）和K225（225 kg/hm2 K）處理分別降低了27%和12%，無鉀肥處理K0（0 kg/hm2 K）的防治效果最差。在病情指數方面也有相似的趨勢，K150的發病嚴重度最低，比K75和K225分別降低了22%和12%，K0處理的發病程度最高。說明施鉀能有效防治煙草白粉病的發生。

2.2 不同施用量鉀肥對煙草生物量和鉀含量的影響

由圖2可知，施鉀顯著提高了煙草的生物量和葉片的鉀濃度。在生物量方面，K150處理的煙草生物量最高，比K0和K75處理分別顯著提高了100%和37%，雖然K225處理施用的鉀肥量最高，但其煙草生物量反而比K150處理略有降低。說明鉀肥不是施用量越多，煙草的生物量就越高。在葉片的鉀濃度方面，施用的鉀肥越高，葉片的鉀濃度越高。其中，K225處理的鉀濃度是最高的，比K0、K75和K150處理分別提高了58%、38%和13%。

2.3 施鉀對煙草類黃酮和總酚含量的影響

由圖3可知，施鉀提高了煙草葉片的類黃酮和總酚含量。在類黃酮指標上，K150處理的含量是最高的，比K0和K75處理分別顯著提高了143%和74%，雖然K225處理的施鉀量最高，但類黃酮的含量卻比K150處理下降了17%。總酚含量和類黃酮有相同的趨勢，在K150處理上，煙草葉片的總酚含量比K0和K75處理分別顯著提高了95%和48%，而K225處理比K150降低了37%。說明施用鉀肥能調控煙草葉片中的類黃酮和總酚含量。

2.4 不同施用量鉀肥對煙草酶活性的影響

由圖4可知，施鉀提高了煙草葉片的酶活性。在K150處理時，其PPO活性是最高的，比K0和K75處理分別顯著提高了129%和50%；K75和K225處理的酶活性次之，無鉀處理的酶活性最低。PAL的活性與PPO有相同的趨勢，其K150處理的PAL活性比K0和K75處理分別提高了118%和107%，在K225處理中，雖然鉀肥用量最高，但與K0和K75處理無顯著差異。說明施用鉀肥能調控煙草葉片的酶活性，但不是施用量越多，酶活性就越高。

3 結論與討論

研究結果表明，在田間施用鉀肥對煙草白粉病有一定的防治效果。其中，施鉀肥用量為150 kg/hm2時對煙草白粉病的防治效果最好，病害的發病程度最低。K150處理對煙草白粉病的防控效果最好，主要是由于增加了與抗病相關的生理指標，如提高了煙草葉片的總酚和類黃酮含量，PPO和PAL 2種防御酶的活性以及葉片的鉀濃度。同時，適當的鉀肥用量，對煙草的生物量有促進作用。通過施鉀肥來防控病害的發生，并不是施用肥料越多越好，過量施肥不僅會影響作物的產量，同時也促進了作物病害的發生。

鉀元素能提高植物對干旱、鹽害、病蟲害等逆境的脅迫[9，12-13]。其中，鉀元素能調控酚類代謝，而酚類代謝與植物抗病性是密切相關的，當植物受到外界病原物侵染時，可通過自身的酚類代謝來抵御病原菌的入侵，從而提高植物的抗病性[14]。在酚類代謝過程中，PPO和PAL與抗病性關系密切，它們與細胞壁的增厚和酚類物質的氧化相關[7，15-16]。該研究表明，適當供給鉀肥時，能顯著提高作物的PPO和PAL活性，從而降低了煙草白粉病的發病嚴重度。同時植物受病原菌侵染后，產生的酚類物質是植物重要的抗病機理[13]。李文娟等[6]研究指出，當玉米接種禾谷鐮刀菌后，施鉀處理的玉米精髓中的總酚含量顯著高于無鉀處理，從而降低了玉米莖腐病的發病嚴重度。該研究發現相似的結果，當施鉀量為150 kg/hm2時總酚和類黃酮的含量最高，說明適當施鉀可通過調節煙草的總酚和類黃酮含量來提高作物的抗病性。同時，增加作物的鉀濃度，能使植物的細胞壁增厚，從而抵御病原菌的入侵[10]。該研究也發現，施鉀肥后能顯著提高煙草葉片的鉀濃度，鉀濃度是隨著鉀肥用量的提高而升高。

同時，施鉀提高作物對病害的抗性機制，并非酚類代謝一條途徑，鉀對防治煙草病害的抗性機理有待深入探討。

參考文獻

[1] 陳建軍.提高煙葉含鉀量技術途徑的探討[J].中國煙草科學，1999（4）：1-4.

[2] 王剛.我國煙草病蟲害防治研究策略探討[J].中國煙草科學，2003（4）：37-39.

[3] 陳旭，曹文藻，王伯毅.貴州烤煙土壤條件與優質煙葉施肥[M].貴陽：貴州科技出版社，1995：1-25.

[4] 孔凡玉，朱賢朝，石金開，等.我國煙草侵染性病害發生趨勢原因及防治對策[J].中國煙草，1995（1）：31-34.

[5] 張濤，雷幫星，何勁，等.幾種微生物菌劑對煙草白粉病的抑制效應[J].貴州農業科學，2016（9）：60-62.

[6] 李文娟，何萍，金繼運.氯化鉀對玉米莖腐病抗性反應中酚類物質代謝的影響[J].植物營養與肥料學報，2008，14（3）：508-514.

[7] DORDAS C.Role of nutrients in controlling plant diseases in sustainable agriculture：A review[J].Agron Sustain Dev，2008，28（1）：33-46.

[8] 劉曉燕，何萍，金繼運.鉀在植物抗病性中的作用及機理的研究進展[J].植物營養與肥料學報，2006，12（3）：445-450.

[9] WANG M，ZHENG Q S，SHEN Q R，et al.The critical role of potassium in plant stress response[J].Int J Mol Sci，2013，14（4）：7370-7390.

[10] 肖靖秀，周桂夙，湯利，等.小麥/蠶豆間作條件下小麥的氮、鉀營養對小麥白粉病的影響[J].植物營養與肥料學報，2006，12（4）：517-522.

[11] 周冀衡，李衛芳，王丹丹，等.鉀對病毒侵染后煙草葉片內源保護酶活性的影響[J].中國農業科學，2000，33（6）：98-100.

[12] ZORB C，SENBAYRAM M，PEITER E.Potassium in agriculturestatus and perspectives[J].J Plant Physiol，2014，171（9）：656-669.

[13] 布云虹，方敦煌，鄒陽，等.烤煙不同間作對煙草黑脛病的防控效果[J].安徽農業科學，2016，44（31）：102-104.

[14] NICHOLSON R L，HAMMERSCHMIDT R.Phenolic compounds and their role in disease resistance[J].Ann Rev Phytopathol，2003，30（1）：369-389.

[15] SHARMA S R，KOLTE S J.Effect of soilapplied NPK fertilizers on severity of black spot disease（Alternaria brassicae）and yield of oilseed rape[J].Plant soil，1994，167（2）：313-320.

[16] CAKMAK I.The role of potassium in alleviating detrimental effects of abiotic stresses in plant[J].J Plant Nutr Soil Sci，2005，168（4）：521-530.