硅對(duì)煙草抗蚜性的影響及其機(jī)制

張建波，朱秀峰，吳會(huì)才，呂元?jiǎng)偅咝膼?/p>

（1.山東萊蕪煙草有限公司山東，萊蕪271100；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院山東，泰安271000）

煙蚜是危害我國(guó)煙草的重要害蟲(chóng)之一，主要集中在煙草嫩莖和葉片等部位上刺吸危害，且傳播多種病毒病，嚴(yán)重影響煙株的正常生長(zhǎng)，因此對(duì)煙蚜的有效防治在生產(chǎn)上有重要意義。長(zhǎng)久以來(lái)，蚜蟲(chóng)的防治主要以藥劑防治為主，但由于煙蚜抗藥性的逐漸增強(qiáng)，迫切我們急需探索新的有效防治煙蚜的方法。

硅元素在大多數(shù)情況下并不被認(rèn)為是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需元素，但是硅元素增強(qiáng)植物對(duì)病蟲(chóng)害防御抵抗能力已被大量證實(shí)[1]。外施硅肥能增強(qiáng)水稻對(duì)稻瘟病、白粉病等病害的防御抵抗能力[2]；硅亦能增加小麥、水稻對(duì)莖螟、黃稻螟和二化螟的耐受性[3]。但是硅對(duì)煙蚜的影響鮮有報(bào)道，其作用機(jī)制也尚不明確。因此，通過(guò)本試驗(yàn)研究硅肥對(duì)煙蚜的影響并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行分析，旨在為煙蚜的防治提供新的解決方案。

1 材料和方法

1.1 供試品種

供試煙草品種為NC102。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本部分試驗(yàn)在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代化智能溫室中進(jìn)行，溫度控制在20℃-28℃，光照是自然光照。煙草漂浮育苗結(jié)束后，選取健壯的煙草幼苗移栽至裝有25kg花盆中。按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，對(duì)照組（CK）按照煙草施肥標(biāo)準(zhǔn)每盆施氮磷鉀比是1:1.5:2.5型號(hào)的煙草專(zhuān)用鉀復(fù)合肥為125g，基肥70%，追肥30%。處理組(T)在對(duì)照肥料基礎(chǔ)上加入0.024g/kg硅肥，移栽一周緩苗后進(jìn)入現(xiàn)蕾期后進(jìn)行蚜蟲(chóng)處理。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 蚜蟲(chóng)計(jì)數(shù)方法 煙葉進(jìn)入現(xiàn)蕾期后，選取煙株上部第一片完全展開(kāi)葉背面接種煙葉蚜蟲(chóng)，接種密度為20頭/株，接種后用隔離網(wǎng)將整株煙進(jìn)行隔離，并每隔5天進(jìn)行觀察，觀察四次，并計(jì)數(shù)。

1.3.2 光合參數(shù)測(cè)定 蚜蟲(chóng)接種20天后，使用光合儀（Li6400，美國(guó)）測(cè)定光合參數(shù)。

1.3.3 木質(zhì)素測(cè)定方法 木質(zhì)素的測(cè)量采用乙酰溴法（AB法）[4]。

1.3.4 纖維素測(cè)定方法 纖維素的測(cè)定方法使用蒽酮硫酸法[5]。

1.3.5 原果膠測(cè)定方法 測(cè)量方法為NB/T 34057.5-2017木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)原料化學(xué)成分的測(cè)定[6]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2019軟件處理后,采用SPSS18.0軟件和單因素方差分析方法進(jìn)行處理間的顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅抑制煙蚜效果的研究

結(jié)果如表1所示，接種5天時(shí)現(xiàn)象不顯著，接種10天后現(xiàn)象開(kāi)始顯著，實(shí)驗(yàn)組的發(fā)生率較對(duì)照組降低了19.38%，接種15天的發(fā)生率降低了25.26%，當(dāng)接種20天時(shí)，現(xiàn)象最為顯著，實(shí)驗(yàn)組的蚜蟲(chóng)發(fā)生率與對(duì)照組相比降低了29.78%。

2.2 接種煙蚜后硅對(duì)光合參數(shù)的影響

結(jié)果如表2所示，硅處理葉片的光合速率較對(duì)照增加了9.3%，與之相對(duì)應(yīng)，硅顯著增加了葉片胞間CO2濃度。在水分散失方面，硅降低煙葉葉片的蒸騰速率，但是對(duì)于氣孔導(dǎo)度沒(méi)有顯著影響。

2.3 硅肥對(duì)煙葉中木質(zhì)素、原果膠和纖維素含量的影響

由圖1可知，硅處理組中煙葉的木質(zhì)素較對(duì)照組提高了29.7%；處理組煙葉的原果膠含量較對(duì)照組顯著降低，差異明顯；處理組煙葉的纖維素含量較對(duì)照組顯著提高38.3%。

2.4 硅肥對(duì)煙葉抗氧化酶活性的影響

表2 硅對(duì)光合參數(shù)的影響

表3 硅對(duì)煙葉葉片抗氧化酶活性的影響

圖1 硅肥對(duì)煙葉中木質(zhì)素、原果膠、纖維素含量的影響

3 討論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，外施硅肥在降低煙葉蚜蟲(chóng)的發(fā)生率方面具有重要作用，接種10天開(kāi)始現(xiàn)象顯著，實(shí)驗(yàn)組的發(fā)生率較對(duì)照組降低了19.38%，接種15和20天的發(fā)生率降低了25.26%、29.78%。硅抑制蚜蟲(chóng)的效果在小麥等作物上也有相同的效果[7]。

外施硅肥煙蚜發(fā)生率的降低可能與細(xì)胞壁中的木質(zhì)素和纖維素含量的提高有密切的關(guān)系。前人大量研究表明，木質(zhì)素在作物的抗蚜反應(yīng)中起重要作用。胡奇等[8]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)大豆品種對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性與葉片中木質(zhì)素含量成正相關(guān)；李劉杰等[9]發(fā)現(xiàn)小麥后期木質(zhì)素含量與同一時(shí)期抗蚜能力有重要關(guān)系。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組煙葉的木質(zhì)素含量顯著提高，煙草的抗蚜性與木質(zhì)素的含量成正相關(guān)，與前人的研究結(jié)果相一致。

煙蚜發(fā)生會(huì)嚴(yán)重降低植物的光合速率，影響作物的正常生長(zhǎng)。本試驗(yàn)的結(jié)果顯示，施用硅肥后會(huì)降低蚜蟲(chóng)的發(fā)生率，緩解因蚜蟲(chóng)發(fā)生而引起的作物光合作用的降低。

纖維素在作物的抗蚜反應(yīng)中同樣起著重要的作用。Tzin等[10]研究發(fā)現(xiàn)，纖維素和針葉樹(shù)素合成的基因能通過(guò)提高細(xì)胞壁的硬度為蚜蟲(chóng)的探針穿透提供物理防御；Christian Silva-Sanzana等[11]認(rèn)為，在目前的植物細(xì)胞壁的普遍模型中，纖維素和半纖維素的相互作用為細(xì)胞壁提供了剛度，成為蚜蟲(chóng)取食的第一道防御屏障。本試驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組煙葉纖維素含量的提高增強(qiáng)了煙葉細(xì)胞壁的硬度和穩(wěn)定性，為蚜蟲(chóng)的取食設(shè)置了屏障，提高了煙蚜取食的難度。因此，煙葉的抗蚜性與纖維素的含量成正相關(guān)。

4 結(jié)論

在煙草生長(zhǎng)期內(nèi)外施硅肥能夠促進(jìn)煙葉內(nèi)木質(zhì)素、纖維素等抗性物質(zhì)的合成，緩解因蚜蟲(chóng)發(fā)生而引起的煙葉光合作用的降低，從而利于提高煙草蚜蟲(chóng)抗性。