8種不同藥劑對西瓜澇害脅迫的恢復效果初探

束秀玉，馬江黎，李長根，孫興祥

（1鹽城生物工程高等職業技術學校，江蘇鹽城 224051；2鹽城市蔬菜研究所，江蘇鹽城 224002）

0 引言

土壤漬水或淹水（澇害）是一種非常嚴重且經常發生的非生物脅迫，嚴重影響作物生長發育和產量[1]。土壤含水量過多造成根部缺氧，植物從有氧呼吸轉變為無氧呼吸，阻礙養分的吸收和運輸，進而對植株的外部形態和生理生化指標造成影響[2]。西瓜是人們喜歡的夏令水果，起源于非洲，耐旱不耐澇，對淹水非常敏感。鹽城處于中國長江中下游地區，地下水位過高或土壤排水不良，春季陰雨連綿，夏季高溫多雨，雨后經常發生澇漬災害，對西瓜生產造成了嚴重的經濟損失，澇害已成為本地西瓜生產的制約因素之一。

在生產中，瓜農們通過選用抗澇西瓜品種、選擇耐澇砧木嫁接、避雨栽培、耐澇鍛煉、噴灑抗逆藥劑等措施，增強西瓜抗逆性、減輕澇害脅迫的影響。有關植物抗逆性藥劑研究的報道不少，如水楊酸、多胺、DDTC、Ca2+、乙烯、細胞分裂素、NO等成分[3-6]能夠促進植物生長發育和營養吸收，提高產量，增強抗逆能力[7]。目前西瓜抗澇研究大多為理論層面或者苗期試驗，在實際生產中應用較少。筆者根據本地在西瓜膨大期多雨情況，設計生產中澇害脅迫西瓜生產的場景，初步探索西瓜遇到澇害脅迫后的癥狀，并選用8 種藥劑緩解瓜苗的澇害傷害，研究其對西瓜澇害脅迫的改善效果，初步篩選綜合改善效果較好的藥劑，以期為正確應對西瓜澇害、選擇有效的補救措施，為西瓜健康栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

‘農康早佳8424’西瓜（新疆農人種子科技有限責任公司）。

1.2 試驗藥劑

試驗藥劑的來源見表1。

1.3 試驗方法

2019 年1 月24 日西瓜浸種，1 月27 日播種，50 孔穴盤一孔一粒；3月27日將西瓜幼苗移栽至大棚（三葉一心），待西瓜坐果后，于5 月30 日上午9:00 開始灌水，10:00 水位漲至壟面開始計時，6 月1 日上午10:00停止淹水，共淹48 h。6 月1 日16:30 第一次噴灑藥劑（用量如表1所示），6月5日16:30第二次噴灑藥劑（用量同上），6月1、5、13日采樣測定生長指標和生理指標（每試驗小區每次采集3 個樣品），7 月4 日采收測產。試驗在江蘇省鹽城生物工程高等職業技術學校園藝園林類省現代化實訓基地進行。

移栽前，基肥施入復合肥（硫酸鉀型N:P:K=15:15:15）450 kg/hm2，二銨450 kg/hm2，深翻，整地作畦，棚四周配套開溝，采用雙大棚+地膜覆蓋栽培方式，雙蔓整枝，每試驗小區面積26 m2，定植40 株，每處理重復3次，其他栽培管理方式參照鹽城地區早春西瓜種植模式[8-9]。

1.4 指標測定

西瓜植株采集（取生長點以下第3片展開真葉）[10]后用自來水沖洗葉片和根系至干凈待測生理指標，其中丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法[11]、根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法測定[12]；并測量單果重、產量、中心和邊部可溶性固形物含量。

1.5 數據分析

數據分析運用WPS 2016 表格和SPSS 18.0 軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 澇害癥狀

西瓜植株受澇害脅迫后癥狀表現為部分老葉出現脫水、萎蔫，外緣卷縮；新葉呈黃綠色；植株生長緩慢無力；部分植株根系黃褐色，斷裂（圖1～2）。

2.2 不同藥劑處理后對西瓜葉片MDA含量的影響

丙二醛是膜脂過氧化作用的主要產物之一，具有細胞毒性，容易引起細胞膜功能的紊亂[13]。由表2 可知，當西瓜苗受到澇害脅迫時，丙二醛含量上升，細胞膜透性增大，膜脂過氧化作用加強，說明澇害對西瓜植株產生了傷害。不淹水的空白對照組MDA含量基本穩定。淹水后48 h，葉片MDA含量較未淹水的增加了58.73%。由5天和13天的數據可知，外援物質對西瓜質膜相對透性增加的趨勢起到一定程度的抑制，試驗對照MDA 含量雖有下降趨勢，但速度較緩。噴灑藥劑第13天，8個處理組丙二醛含量均低于試驗對照組，且差異均達顯著水平，其中以愛多收效果最顯著（降低了54.01%）。

表1 供試緩解劑有效成分及劑量

表2 不同藥劑處理后對西瓜葉片MDA含量的影響 μmol/(g·FW)

2.3 不同藥劑處理后對西瓜PAL的影響

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物體內苯丙烷類物質代謝的限速酶，當植物在逆境下能誘導苯丙氨酸解氨酶活性增強，且酶活增強與抗逆性呈正相關。由表3可以看出，當植物受到澇害影響后，在外援藥劑的作用下，苯丙氨酸解氨酶活性表現出先增強再逐漸下降的趨勢。在第5 天時，細胞分列素、F 式倍加綠等藥劑大大增強了苯丙氨酸解氨酶活性，緩解澇害脅迫，其中以細胞分裂素效果最佳（增加72.22%），其次為F式倍加綠（增加48.15%），均達顯著差異。

表3 不同藥劑處理后對西瓜PAL的影響 U/(g·FW·h)

2.4 不同藥劑處理后對西瓜根系活力的影響

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官，根的生長情況和活力水平直接影響地上部分的生長和營養狀況及產量。當植物受到澇害脅迫后，西瓜根系活力先持續降低，然后再緩慢增加（表4）。在淹水48 h時，根系活力較空白對照下降61.60%，用藥后第5天，試驗對照繼續下降至80.91%，基因活化劑效果最佳（較試驗對照增加485.16%），碧護次之（較試驗對照增加389.52%）；第13天時，基因活化劑效果最佳（較試驗對照增加462.70%，較空白對照增加27.83%），快生次之（較試驗對照增加441.72%，較空白對照增加23.07%）。

2.5 不同藥劑處理對西瓜產量及品質恢復效果

由表5可知，8種藥劑處理后對受害西瓜單重和產量（除磷酸二氫鉀外）均有一定的恢復效果，其中快生的恢復效果最好，單果重和產量與試驗對照組差異均達顯著，單果重增加27.22%，增產27.31%。8 種藥劑處理組中心、邊部可溶性固形物含量與對照組無顯著性差異，但除F式倍加綠外，中心可溶性固形物含量均有一定程度的改善，其中磷酸二氫鉀改善效果最好（提高了15.69%）；快生、愛多收、碧護、磷酸二氫鉀4種藥劑對西瓜邊部可溶性固形物含量均有一定程度的改善，其中磷酸二氫鉀改善效果最好（提高了12.77%）、碧護相對較好（提高了11.98%）。

表4 不同藥劑處理后對西瓜根系活力的影響 μg/(g·h)

3 結論

（1）當西瓜植株受到澇害脅迫，根系是最初的直接受害器官，部分植株根系斷裂并呈黃褐色，活力受到影響，基因活化劑、快生等外援藥劑能有效提升西瓜根系活力；地上部分老葉出現脫水、萎蔫、外緣卷縮，新葉呈黃綠色，植株生長緩慢無力。

（2）愛多收、細胞分裂素、F 式倍加綠等外援藥劑可有效緩解澇害脅迫對西瓜的傷害，抑制葉片MDA產生（愛多收效果最顯著，降低了54.01%），提升PAL活性（細胞分裂素效果最佳，提升了72.22%），保護質膜結構的完整性，使植株維持良好的生長狀態。

（3）8 種藥劑中，磷酸二氫鉀在增加西瓜中心、邊部可溶性固形物含量效果最顯著，但未達顯著水平。快生在單果重和畝產方面的恢復效果最好，差異均達顯著，分別增加27.22%和27.31%。

4 討論

植物在澇害脅迫下，易引起一系列的次生代謝毒害，光合作用能力下降，植株生長受到抑制，最終造成減產[14-15]。其次澇害抑制了植株的保護酶活性，葉片細胞質膜相對透性增加，細胞質外流，過氧化作用加劇，MDA 含量升高，影響植株對礦質元素、營養物質的吸收與利用[16]。

快生主要成分為蕓苔素內酯，它具有改善作物滲透調節、促進抗氧化酶的合成、降低MDA 含量、提高光合作用的能力。試驗中，快生在澇害脅迫下能夠有效降低膜脂過氧化程度，降低MDA 含量(38.55%)，維持西瓜植株的水分和養分代謝，單果重增加27.22%，產量增加27.31%，效果達顯著性差異。這與孫石昂等[17]在玉米、萬群等[18]在櫻桃五彩椒上的抗逆性研究結果一致。碧護的主要成分雖與快生相同，但根據廠家推薦劑量只有快生的一半，可能是濃度偏低影響了效果。

試驗表明，噴灑愛多收能夠減少丙二醛的釋放（降低54.01%），降低植株受澇影響，促進植株恢復生長，這與王洪祥等[19]在愛多收液劑對溫州蜜柑生長和結果的影響，沈奕德等[20]在復硝酚鈉水劑在‘妃子笑’荔枝上的應用效果一致。表明愛多收是一種生長調節劑，可作為植物的康復劑和細胞賦活劑使用，當植物受到澇害脅迫時，能迅速滲透到植物體內，促進細胞內原生質的流動，促進各種酶和營養的運輸，并迅速賦活受害細胞，迅速地幫助植株恢復生長、減經損失[21]。

細胞分裂素是促進植物細胞分裂的激素，可直接或間接地清除自由基，減少脂質過氧化作用，提高PAL、SOD 等膜保護酶的活性，保護細胞膜。劉曉忠等[22]發現，細胞分裂能有效抑制受澇玉米丙二醛的增生，與本試驗研究結果一致，在2 g/kg細胞分裂素的作用下，西瓜葉片丙二醛下降37.40%。

表5 不同藥劑處理對西瓜植株畝產及品質恢復效果

基因活化劑為腐殖酸水溶性肥料。腐殖酸廣泛參與調控植株防御反應和形態發育，應對各種環境脅迫的應激反應，提高根系活力[23]，龐春龍等[24]發現氮肥配施腐殖酸可提升藜麥根系活力、降低丙二醛含量；劉偉等[25]指出，在水分脅迫下，噴施濃度≥50 g/L 的腐殖酸水溶肥料能促進燕麥地上部分生長。本試驗采用的0.67g/kg 基因活化劑噴施，根系活力增強490.16%，丙二醛含量降低37.79%，產量增產12.04%，結果與前人一致。

西瓜喜鉀，體內糖的合成、轉化和運輸都與鉀元素有密切關系。西瓜坐瓜后葉片中的光合產物只有在鉀的參與下才能被運往瓜中，在瓜膨大期植株需要大量的鉀肥。筆者通過噴灑磷酸二氫鉀補充鉀肥，瓜的含糖量得到增加，改善了西瓜的風味，但磷酸二氫鉀在產量增加、提升西瓜PAL 活性、根系活力等方面表現不佳，建議與其他抗逆藥劑混合使用以達到抗逆和改善品質的目的。

西瓜坐果后遭遇澇害脅迫，其生長特性和生理指標均受到嚴重影響，生長受到抑制，產量下降。快生、愛多收、細胞分裂素、基因活化劑等外援調節物在一定程度上能誘導植物自身防護酶活性上調，增強自身清除活性氧能力，降低膜脂過氧化程度，大幅提升根系活力，減輕澇害造成的傷害。但植物機體抗澇是一個非常復雜的生理生化過程，受多種物質影響和制約，還需進一步的探索和研究。