生物多肽抗病促生應(yīng)用效果與前景

王 胤，鄭建秋，李云龍，胡 彬，孫 海，王曉青，曹金娟

（北京市植物保護(hù)站，北京 100029）

蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸不僅是動(dòng)物所需要的能源，而且是植物所需的精華物質(zhì)[1]，其中多肽是α-氨基酸以肽鍵連接在一起而形成的化合物，它也是蛋白質(zhì)水解的中間產(chǎn)物，通常由3個(gè)或3個(gè)以上氨基酸分子脫水縮合而成的化合物都可以稱為多肽[2-4]。中國對(duì)于多肽的研究起步較晚，而且研究范疇多限于醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、病理學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域。在研究內(nèi)容上，限于多肽的分離、提取技術(shù)和對(duì)人體保健功能等。近年來，人們通過對(duì)植物體內(nèi)多肽物質(zhì)分析發(fā)現(xiàn)：植物體內(nèi)的多肽類物質(zhì)有促進(jìn)細(xì)胞活性提升、加速作物傷口愈合的作用，并且多肽信號(hào)分子在植物的生長發(fā)育、生殖以及對(duì)外界環(huán)境的響應(yīng)中具有重要的調(diào)節(jié)作用[5-11]。

目前，可供參考的公開發(fā)表在蔬菜作物上施用多肽的研究資料相對(duì)較少，極大地制約了多肽的研究進(jìn)展。通過對(duì)已有國內(nèi)外研究成果的查閱，了解到多肽作為植物生長過程中的營養(yǎng)精華，其不僅可以為作物提供有機(jī)態(tài)營養(yǎng)成分，而且對(duì)于作物的生理功能調(diào)節(jié)、細(xì)胞組織活化、促進(jìn)生長、提高作物抗逆性、增強(qiáng)作物抗病性、增產(chǎn)增收、改善果實(shí)品質(zhì)具有明顯的效果[12-18]。

為明確多肽對(duì)不同植物的作用效果，掌握其在田間的最佳施用方法，作者從中農(nóng)齊民（北京）科技發(fā)展有限公司處取得齊民多肽，并于2017年在番茄、茄子、西瓜、小麥、玉米、桃、杏、蘋果、櫻桃和月季等多種植物上開展相關(guān)試驗(yàn)研究，初步明確了多肽具有促進(jìn)生長、促進(jìn)花芽分化、增加產(chǎn)量、提高抗病抗逆性和改善品質(zhì)的田間應(yīng)用效果。多肽在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。筆者結(jié)合在京郊試驗(yàn)、推廣效果及前人研究成果進(jìn)行綜述，以期為生物多肽研究領(lǐng)域的學(xué)者們提供參考。

1 生物多肽的應(yīng)用效果概況

1.1 生物多肽促進(jìn)蔬菜生長

多肽可參與植物的防御反應(yīng)、細(xì)胞分裂、莖端生長點(diǎn)干細(xì)胞數(shù)目維持和花粉柱頭的識(shí)別過程，這些小分子多肽化合物以配基的形式與細(xì)胞膜表面的受體激酶相互作用，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞之間的信號(hào)交流；因此，多肽對(duì)植物的生長、發(fā)育、生殖有重要的調(diào)節(jié)作用[19]。

多肽對(duì)番茄、茄子等茄果類蔬菜表現(xiàn)出較好的促生效果，多肽處理后的植株長勢(shì)茂密，莖稈粗壯、葉片深綠，番茄株高增高7.8%，地上部鮮質(zhì)量增加26.8%；茄子株高增高3.5%，葉片數(shù)量增加20.7%，地上部鮮質(zhì)量增加24.7%。

1.2 生物多肽促進(jìn)蔬菜開花

多肽對(duì)番茄、茄子和月季具有較好的促進(jìn)開花效果，具體表現(xiàn)為多肽處理組作物開花數(shù)量增加，開花直徑增長，開花時(shí)間提前。多肽處理番茄開花數(shù)量增加21.7%，花直徑增長45.8%；多肽處理茄子花蕾數(shù)量增加21.7%，開花數(shù)量增加16.7%，開花直徑增長10.6%。

1.3 生物多肽有利于蔬菜增產(chǎn)

多肽類物質(zhì)能夠改善作物品質(zhì)、節(jié)約肥料、增加產(chǎn)量，其作用機(jī)理是在多肽鏈上的羧基周圍有很多絡(luò)合基因，絡(luò)合基因與金屬離子有很強(qiáng)的螯合作用，使類似Ca2+、Mg2+、Fe2+等中、微量元素易于吸收，養(yǎng)分富集、活化，從而提高肥料利用率，提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)[20-21]。

2017年3—10月，在京郊大興區(qū)、順義區(qū)和平谷區(qū)等6個(gè)區(qū)多種作物上開展多肽應(yīng)用試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，多肽對(duì)蔬菜作物、糧食作物和水果均具有明顯的增產(chǎn)作用效果。多肽處理蔬菜作物，番茄單果質(zhì)量增加16.2%，單果直徑增長4.6%；茄子單果質(zhì)量增加29.2%，西瓜單果質(zhì)量增加17.9%；多肽處理鮮食玉米單根質(zhì)量增加9.34%。

1.4 生物多肽改善蔬菜品質(zhì)

對(duì)番茄、西瓜開展糖度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明：多肽處理組的糖度均高于對(duì)照組，說明多肽可改善作物品質(zhì)。處理組番茄糖度提高3.7%，西瓜糖度提高4.4%。

1.5 生物多肽提高蔬菜抗病、抗逆能力

多肽能夠提高農(nóng)作物的免疫能力，提高作物抗逆性，在“預(yù)防為主，綜合治理”的過程中起到重要作用。當(dāng)植物處于不良環(huán)境中，可以用于調(diào)節(jié)不同基因表達(dá)，產(chǎn)生“脅迫蛋白”，以適應(yīng)逆境[22-24]。

通過多肽對(duì)番茄和茄子的應(yīng)用可知，多肽對(duì)作物具有誘導(dǎo)抗病抗逆的效果。在番茄的試驗(yàn)中，筆者在番茄3穗果開花期、坐果期2次病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)有灰霉病和細(xì)菌性病害的發(fā)生，番茄開花期多肽處理組番茄病株率為5.2%，較對(duì)照組（6.3%）低1.1個(gè)百分點(diǎn)，處理組番茄病情指數(shù)為1.29，對(duì)照組為1.74；番茄坐果期多肽處理組番茄病株率為6.4%，較對(duì)照組（7.8%）低1.4個(gè)百分點(diǎn)，處理組番茄病情指數(shù)為2.27，對(duì)照組為3.14；說明多肽可誘導(dǎo)番茄產(chǎn)生抗病性。在茄子試驗(yàn)中，因2017年春季北京地區(qū)雨水頻繁，單次降水量較強(qiáng)，試驗(yàn)所在地昌平區(qū)銀黃農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)，茄子棚室積水嚴(yán)重，植株生長過程中受到雨水澇害嚴(yán)重，對(duì)照組茄子大面積減產(chǎn)，處理組長勢(shì)較好，抵抗逆境能力強(qiáng)，受害率輕于對(duì)照組，說明多肽可誘導(dǎo)辣椒抵抗不良逆境。

2 生物多肽在推廣中存在的問題

2.1 不同作物的最佳施用濃度尚未確定

試驗(yàn)結(jié)果顯示，不同作物因自身生長特性不同，對(duì)多肽敏感性也有所差異，還需開展多次、多地、多品種的多肽田間試驗(yàn)。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)番茄的多肽最佳施用濃度為700倍液，大桃最佳施用濃度為500倍液，瓜類的施用濃度為1 500倍液；因此，不同作物多肽的最佳施用濃度不同，為進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)，還需開展異地多次重復(fù)性試驗(yàn)。

2.2 環(huán)境條件可影響多肽使用效果

在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，低溫寡照等不良環(huán)境對(duì)多肽作用效果有抑制作用。在對(duì)葡萄和花生的多肽試驗(yàn)中，因施用多肽后，連續(xù)出現(xiàn)陰雨天氣，導(dǎo)致作物不能更好地進(jìn)行光合作用，吸收養(yǎng)分，作物促生和增產(chǎn)效果相對(duì)不明顯。

2.3 多肽應(yīng)用需配合良好的田間管理

多肽僅作為植物生長調(diào)節(jié)劑，激發(fā)作物生長、進(jìn)行光合作用、吸收養(yǎng)分，并不能代替肥料使用，在施用多肽后，應(yīng)及時(shí)澆水、追肥，提供作物生長所需的養(yǎng)分，保證多肽應(yīng)用效果。

2.4 缺乏健全的評(píng)價(jià)體系

多肽對(duì)茄果類作物、月季等植物具有較好的促進(jìn)開花作用，植株施用多肽后花蕾數(shù)增多，田間可用肉眼直觀分辨，但對(duì)茄果類作物、瓜類作物、小麥等作物增產(chǎn)效果需測(cè)量數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析后得出應(yīng)用效果。不同種類作物，試驗(yàn)設(shè)計(jì)、調(diào)查方式、調(diào)查指標(biāo)不盡相同，亟待建立起相關(guān)科學(xué)的產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。

2.5 生物多肽技術(shù)缺乏宣傳推廣

因多肽技術(shù)是近年來新推廣應(yīng)用的綠色技術(shù)，在田間調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，廣大種植農(nóng)戶和蔬菜生產(chǎn)基地技術(shù)人員對(duì)多肽技術(shù)不甚了解，不知何為多肽，更不了解多肽應(yīng)用效果；因此，還應(yīng)對(duì)多肽技術(shù)加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)工作。

3 生物多肽應(yīng)用前景

多肽在田間應(yīng)用表現(xiàn)出較好的促進(jìn)生長、促進(jìn)開花、增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)的作用效果，可提高農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收益。多肽促進(jìn)作物生長、提早開花，若農(nóng)產(chǎn)品提早成熟，搶占市場(chǎng)先機(jī)，可增加收益。以番茄為例，使用多肽后，番茄每667 m2增產(chǎn)15%，按照每茬番茄每667 m2平均生產(chǎn)4 000～5 000 kg計(jì)，番茄周年平均價(jià)格為0.75元/kg，每667 m2可增加經(jīng)濟(jì)收益約2 000元[25]。

多肽在田間可誘導(dǎo)作物抗病，抵抗逆境，減輕病害發(fā)生，減少化學(xué)農(nóng)藥用量，減少因農(nóng)藥使用造成的面源污染，較好地改善種植區(qū)生態(tài)環(huán)境[26-28]。北京地區(qū)冬季低溫寡照天氣是近年來嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要問題，明確多肽的應(yīng)用效果，可在京郊冬季茄果類蔬菜生產(chǎn)、草莓生產(chǎn)中應(yīng)用多肽技術(shù)，幫助作物抵抗不良環(huán)境，保證農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量。

研究發(fā)現(xiàn)，多肽400倍液在田間對(duì)作物安全，無藥害產(chǎn)生[25]，并且對(duì)熊蜂等授粉昆蟲安全，可與現(xiàn)有綠色防控技術(shù)配套應(yīng)用，完善蔬菜病蟲害綠色防控體系，并為蔬菜病蟲害專業(yè)化服務(wù)提供相關(guān)技術(shù)支持和理論基礎(chǔ)。

4 小結(jié)

生物多肽在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，尤其是對(duì)蔬菜病蟲害全程綠色防控具有重要意義，目前對(duì)此做了初步的探索，下一步還需在葉菜類蔬菜、草莓、西甜瓜等多種作物上開展相關(guān)試驗(yàn)研究，明確多肽對(duì)其抗病、促生效果；還可對(duì)多肽在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后保鮮、延長貨架期等相關(guān)領(lǐng)域開展試驗(yàn)研究，彌補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域的研究空白。總之，希望通過推廣生物多肽與蔬菜病蟲害綠色防控技術(shù)，在減少蔬菜病蟲危害的同時(shí)提高蔬菜品質(zhì)、產(chǎn)量，保障質(zhì)量安全。