寡聚糖對于魔芋抗病促生效果研究

摘"要：為探討寡聚糖對于魔芋軟腐病的抗病促生效果，采用寡聚糖浸種以及葉面噴施寡聚糖的方法進行盆栽實驗。結(jié)果顯示單獨施用寡聚糖浸種魔芋葡甘聚糖含量提高1.934 mg/g，但魔芋軟腐病相對防效為-67.48%；采取葉面噴施寡聚糖雖然魔芋葡甘聚糖含量僅提高0.927 mg/g，但相對防效提高到-15.76%，此外魔芋蛋白質(zhì)、葉綠素含量均有所提升。因此葉面噴施寡聚糖可提升魔芋的經(jīng)濟產(chǎn)值，但考慮到盆栽試驗的局限性，其試驗可重復(fù)性與機理待進一步試驗研究。

關(guān)鍵詞：魔芋；寡聚糖；抗病促生

中圖分類號：S436.44""文獻標(biāo)識碼：A""文章編號：0488-5368（2024）12-0010-04

Effect of Oligosaccharide on Disease Resistance and Growth Promotion of Konjac

LIU Yidong， HE Chuanrong， ZHANG Fukun， FENG Mengfan， ZHANG Liqiong

（College of Modern Agriculture and Biotechnology， Ankang University， Ankang， Shaanxi 725000， China）

Abstract：To investigate the effect of oligosaccharide on disease resistance and growth promotion of 'Konjac' soft rot， a pot experiment was conducted using oligosaccharide seed immersion and leaf spraying. The results showed that the content of Konjac glucan increased by 1.934 mg/g with the application of oligosaccharides， but the relative control effect on soft rot was -67.48%. Although the 'Konjac' glucomannan content only improved by 0.927 mg/g with foliar spraying， the relative control effect improved to -15.76%. In addition， the protein and chlorophyll contents of Konjac also increased. The results showed that leaf spraying oligosaccharides enhances the economic value of Konjac; however， considering the limitations of the pot experiment， its repeatability and mechanisms require further investigation.

Key words：Konjac; Oligosaccharide; Disease resistance and growth promotion

魔芋（Amorphophallus konjac）是天南星科，多年生草本植物。魔芋塊莖中富含葡甘露聚糖，是世界公認的優(yōu)質(zhì)膳食纖維之一，也是其最大的經(jīng)濟價值所在[1]。迄今為止魔芋是被發(fā)現(xiàn)植物界中可大量合成葡甘露聚糖的唯一高等植物，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等方面均有廣泛應(yīng)用[2]。

魔芋屬于半陰性植物，其特點為喜陰、怕高溫、喜暖，適宜在海拔800 m以上的丘陵或山區(qū)等地區(qū)生長。鑒于魔芋的高經(jīng)濟性，適宜的種植需求以及其普遍高達4～5倍的高產(chǎn)出性，對于經(jīng)濟欠發(fā)達的山區(qū)來說，種植魔芋無疑是致富的一種好選擇[3]。

安康市地處陜西南部的秦巴山區(qū)，屬于北亞熱帶，常年氣候溫和，雨量適中，魔芋是安康市重點發(fā)展的區(qū)域性優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一。多年來，安康市魔芋種植戶一直沿用當(dāng)?shù)氐幕в笃贩N，該品種品質(zhì)雖然較好，葡甘聚糖含量相比于云南花魔芋與珠芽魔芋能高出4～6個百分點，但該品種抗病性較差，因此細菌性魔芋軟腐病和真菌性白絹病也是目前制約安康市魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素之一。細菌性魔芋軟腐病和真菌性白絹病都是土傳性病害，土壤、種芋等帶菌量大，在溫度、濕度不適宜魔芋生長時極易發(fā)生，造成30%～70%減產(chǎn)，嚴(yán)重時甚至造成絕收[4，5]。

目前，化學(xué)防治是魔芋軟腐病的主要防治方法，但化學(xué)藥劑抑制農(nóng)田有益微生物的生長，破壞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的平衡，常年施用易導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生抗藥性，繼而導(dǎo)致化學(xué)藥劑的施用頻率和劑量逐年增加，防治效果卻逐年變差[6]。

本試驗采用寡聚糖浸種和高溫期葉面噴施寡聚糖的方法，分別針對魔芋地上部分和地下部分，測量魔芋病害情況、生長指標(biāo)以及葡甘聚糖含量等指標(biāo)，通過寡聚糖與生防菌劑的聯(lián)合施用，選用無毒副作用、無殘留、無抗藥性和不破壞生態(tài)環(huán)境的生物防治技術(shù)，為魔芋土傳病害防治及增產(chǎn)增效提供新的思路。

1"材料和方法

1.1"供試材料

芋種：嵐皋花魔芋（A. konjac），由嵐皋縣藺河鎮(zhèn)立新村農(nóng)民合作社公供種。挑選大小均一的球莖（約100 g/個）。

寡聚糖：寡聚糖（50 g/L奇善寶海洋寡糖復(fù)合制劑）大連中科格萊克生物科技公司生產(chǎn)。

微生物菌劑：均由長江大學(xué)微生物研究所研發(fā)，含有不同比例的芽孢桿菌、固氮菌、放線菌等。

微生物菌肥：將芽孢桿菌、固氮菌、放線菌等菌劑，按照0.3%添加到有機肥中，發(fā)酵7～10 d后，制成微生物菌肥。

噻菌銅：又稱龍克菌，20%噻菌銅SC（龍克菌），浙江龍灣化工有限公司。

腐殖酸：南陽市沃泰肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2"試驗方法

1.2.1"試驗布置"本試驗種植區(qū)設(shè)在安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院繁育中心，海拔高度約370 m，年平均氣溫15～17 ℃，無霜期約250～270 d。

2020年3月進行盆栽試驗，供試種芋挑選大小均一的花魔芋球莖，花盆口徑為45 cm×45 cm，魔芋種植間距50 cm×50 cm，試驗設(shè)計一個對照組、兩個處理組，3次重復(fù)，每組10株盆栽，一個處理組共計30株盆栽。試驗區(qū)域頂部采用遮陽網(wǎng)遮光處理，隱蔽度60%～90%

2020年9月17調(diào)查統(tǒng)計3組處理魔芋的實際存活數(shù)量和病死數(shù)；10月25日收獲塊莖并計量稱重。

1.2.2"試驗設(shè)計

對照組（CK）：土壤和農(nóng)家肥混合作為基質(zhì)鋪滿盆栽內(nèi)1/2，在底施腐殖酸鉀，施用微生物菌肥，種芋采用1 000倍濃度噻菌銅浸泡；

處理組1（FJG1）：土壤和農(nóng)家肥混合作為基質(zhì)鋪滿盆栽內(nèi)1/2，在底施腐殖酸鉀，施用微生物菌肥，種芋采用50 mg/kg寡聚糖浸種；

處理組2（FJG2）：土壤和農(nóng)家肥混合作為基質(zhì)鋪滿盆栽內(nèi)1/2，在底施腐殖酸鉀，施用微生物菌肥，種芋采用50 mg/kg寡聚糖浸種，展葉后在7、8月高溫期各進行葉面噴施寡聚糖一次。

1.2.3"種芋處理"寡聚糖浸泡：寡聚糖采用50 mg/kg的寡聚糖溶液，浸泡魔芋20 min，浸泡后放置陽光下紫外線殺菌15 min。

噻菌銅浸泡：噻菌銅采用1 000倍濃度的噻菌銅溶液，浸泡魔芋20 min，浸泡后放置陽光下紫外線殺菌15 min。

1.2.4""葉面施肥"魔芋展葉期后，采用50 mg/kg的寡聚糖在高溫期7、8月各進行葉面施肥一次。

1.2.5"田間管理"魔芋種植后，定期澆水，保證魔芋種植的土壤含水量為40%～55%。展葉后追施有機肥并培土。整個種植期間定期觀察，人工拔除盆內(nèi)雜草。

1.3"數(shù)據(jù)測量

魔芋種植完成后，定期對魔芋生長狀況進行觀察記錄。記錄采集病害情況從魔芋第一株發(fā)病開始，到魔芋植株倒伏為止；記錄采集魔芋生長狀況數(shù)據(jù)從魔芋全部展葉開始到魔芋植株倒伏為止，期間進行各項生理指標(biāo)測定；記錄采集產(chǎn)值數(shù)據(jù)，從魔芋球莖挖出后進行測定記錄。

1.3.1"病害調(diào)查"病害情況調(diào)查從第一株魔芋發(fā)病開始記錄，記錄周期為2 d一次，在每個處理后標(biāo)注出該處理發(fā)病魔芋總個數(shù)，以及所處各發(fā)病等級的魔芋個數(shù)。發(fā)病等級劃分為四個等級：0級，無感病癥狀；1級，魔芋葉片小于25%出現(xiàn)軟腐病癥；2級，25%～75%葉柄及葉片出現(xiàn)軟腐癥狀；3級，大于75%葉柄及葉片受侵染，整株嚴(yán)重軟腐或倒伏，包括莖干出現(xiàn)軟腐癥狀，導(dǎo)致植株倒伏，但是葉片完好并未表現(xiàn)出軟腐病癥[8]。

記錄病害情況結(jié)束后，進行數(shù)據(jù)整合計算，計算出其每個處理發(fā)病率病情指數(shù)和相對防效，處理數(shù)據(jù)時，均去掉差異大的值，取平均值，其相應(yīng)計算公式為：

（1）發(fā)病率：發(fā)病率（%）=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100 %

（2）病情指數(shù)：病情指數(shù)=["Σ（各級病株數(shù)×各病級軟腐病害嚴(yán)重程度代表值）/（3×調(diào)查總株數(shù)）]×100

（3）相對防效：相對防效=[（對照病情指數(shù)－處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)]×100 %

1.3.2"生長量測定"生長量測定主要在魔芋生長高峰期對魔芋植株株高、葉幅和地徑進行測定，以及對魔芋葉片葉綠素和蛋白質(zhì)含量進行了測定，在植株基本已長至最大時，在每個處理里隨機抽取3株魔芋，每株魔芋上隨機分散取3片葉片，摘取葉片后用石灰涂抹傷口消毒，然后將葉片帶至實驗室進行測定，測定后處理數(shù)據(jù)時，取平均值，去掉差異大的值。

葉綠素含量測定采用分光光度法[9]測定，用研磨離心法提取葉綠色，用80 %丙酮為參比液，之后在663 nm和645 nm波長下分別測定吸光度OD663和OD645，其最后吸光度數(shù)據(jù)計算葉綠素含量計算公式如下：

葉綠素含量（mg/g）=（20.29×OD645+8.04OD663）×V/（W×1 000），公式中OD為測定波長下的光密度值，V為葉綠素提取液總體積（若用的稀釋液，則應(yīng)乘稀釋倍數(shù)），W為材料鮮重。

1.3.3"蛋白質(zhì)含量測定"采用考馬斯亮藍G-250法測定魔芋蛋白質(zhì)含量。先制得標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液與考馬斯亮藍溶液，再制定標(biāo)準(zhǔn)曲線，再提取樣品。最后使用分光光度計測定樣品吸光度，記錄吸光度值，并通過標(biāo)準(zhǔn)曲線查得蛋白質(zhì)含量。結(jié)果計算公式為：樣品蛋白質(zhì)含量=（C*V）/W其中C為標(biāo)準(zhǔn)曲線所得每管蛋白質(zhì)濃度值，V為提取液體積，W為樣品提取時體積。

1.3.4"品質(zhì)測定"品質(zhì)測定主要對魔芋葡甘聚糖含量進行了測定，隨機從各處理中取3個魔芋樣品。測定前需先采用易春艷[10]的方式制備魔芋精粉，然后測定魔芋粉中葡甘聚糖含量。采用閻華[11]的測定方法進行測定與計算。

2"結(jié)果與分析

2.1"寡聚糖對魔芋病害防治效果的影響

由表1可知，寡聚糖溶液浸種相較于噻菌銅溶液浸種對魔芋病害防治效果不佳。表內(nèi)FJG1和FJG2相對于CK發(fā)病率分別高31.9%和5.64%，病情指數(shù)分別高23.22和4.95，相對防效達到-67.48%和-15.76%。

葉面噴施寡聚糖相對FJG1對魔芋病害有積極影響，可明顯降低魔芋發(fā)病率，表內(nèi)FJG1發(fā)病率比FJG2高26.26 %，病情指數(shù)高18.27 ，F(xiàn)JG2相對FJG1相對防效提高51.72%。

說明，寡聚糖作為種芋消毒藥劑病情防治效果不佳，但葉面噴施寡聚糖處理可明顯降低魔芋病害的發(fā)生。

2.2"寡聚糖對魔芋生長的影響

由表2可知，株高、枝長、地徑的平均值CK高于FJG1高于FJG2，其中對魔芋施加的寡聚糖越多植株越矮小，說明寡聚糖對魔芋植株有致矮小作用。

CK的葉綠素含量相對于FJG2高0.011 mg/g，相對于FJG1高0.072 mg/g，說明寡聚糖浸種會降低魔芋葉綠素含量，但葉面噴施寡聚糖可以有效提升魔芋葉綠素含量。

FJG2的蛋白質(zhì)含量相對于CK高0.08 mg/g，相對于FJG1高0.06 mg/g，說明寡聚糖可以提升魔芋蛋白質(zhì)含量，葉面噴施寡聚糖的方式比寡聚糖浸種的方式更有效。

2.3"寡聚糖對魔芋葡甘聚糖的影響

由表3可知，F(xiàn)JG1葡甘聚糖含量相對于FJG2高1.007 mg/g，相對于CK高1.934 mg/g，故可得出寡聚糖可提升魔芋葡甘聚糖含量，葉面噴施寡聚糖相對于寡聚糖浸種對魔芋最終葡甘聚糖含量有降低效果。但由于盆栽實驗的局限性，故葉面噴施寡聚糖對魔芋葡甘聚糖含量是否確實有降低左右還需進一步研究。

3"討論

魔芋是貧困山區(qū)農(nóng)民提高經(jīng)濟收入的重要經(jīng)濟作物，但目前魔芋大規(guī)模種植的瓶頸是魔芋病害，在魔芋種植過程中，軟腐病一直都是造成經(jīng)濟重大損失的重要原因，對于提高魔芋產(chǎn)量和減少病害發(fā)生經(jīng)常采用的方式為加強田間管理，并施用化學(xué)農(nóng)藥來進行防治，但是化學(xué)農(nóng)藥防治一直存在嚴(yán)重的環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留以及導(dǎo)致病蟲害產(chǎn)生抗藥性等問題。因此尋找更好的魔芋病害防治措施顯得尤為重要。

微生物菌劑底施能夠誘導(dǎo)抑制植物根系環(huán)境中有害微生物的數(shù)量，改善植物根系微生物環(huán)境，降低植物土傳性病害的發(fā)生率，寡聚糖是一種天然微生物農(nóng)藥，能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生自身免疫力，增強植物自身免疫力與激發(fā)植物自身免疫力，二者結(jié)合可能產(chǎn)生符合預(yù)期的魔芋生防辦法。

杜昱光[12]等人研究證明，噴施寡聚糖對黃瓜白粉病、棉花體內(nèi)細菌數(shù)量都有明顯的防治作用。說明葉面噴施寡聚糖確實對植物植物抗病方面有作用，與本試驗所驗證的巖棉噴施寡聚糖對魔芋有抗病效果相一致。但寡聚糖浸種導(dǎo)致魔芋發(fā)病率上升與其研究結(jié)果并不相符，考慮到所選用植物種類，寡聚糖濃度以及施用方式的不同，其具體機理有待進一步研究。

孫風(fēng)情[13]等人研究表明葉面噴施寡聚糖會使黃瓜苗向矮壯苗發(fā)展，這與本實驗對魔芋種芋采用寡聚糖浸種以及葉面噴施寡聚糖導(dǎo)致魔芋植株愈發(fā)矮小相一致。

張璐[14]等人研究證明寡聚糖對作物的抗病促生作用，主要通過提高作物的光合作用來促進作物體內(nèi)可溶性糖的合成，故寡聚糖可提高作物葉綠素、蛋白質(zhì)含量，且對作物病害情況有控制作用。本試驗中，采用寡聚糖處理種植的魔芋蛋白質(zhì)含量高于未采用寡聚糖處理的魔芋，葉面噴施寡聚糖的處理組蛋白質(zhì)含量顯著提高，試驗結(jié)果符合其研究結(jié)論；本試驗中，采用寡聚糖處理的魔芋葉綠素含量雖然低于未用寡聚糖處理的魔芋，但是FJG2葉面噴施寡聚糖相較于FJG1未進行葉面噴施寡聚糖，其葉綠素含量明顯提升。考慮到FJG1與張璐等人研究的施用方式不同、施用對象不同、寡聚糖濃度不同以及葉面噴施的良好效果，說明本試驗與其研究結(jié)果大致相同。寡聚糖浸種導(dǎo)致魔芋葉綠素含量降低的具體機理有待進一步研究。

本試驗中，施用寡聚糖浸種的魔芋葡甘聚糖含量顯著提升，但葉面噴施寡聚糖導(dǎo)致魔芋葡甘聚糖含量降低。鑒于目前寡聚糖與微生物菌劑聯(lián)合施用對魔芋葡甘聚糖含量的影響尚無研究，以及盆栽實驗的局限性，寡聚糖對于魔芋葡甘聚糖含量的影響機理需要進一步研究。

本次試驗表明，寡聚糖作為種芋的浸種消毒試劑雖然能夠顯著提升魔芋葡甘聚糖含量以及少量提升魔芋蛋白質(zhì)含量，但其帶來的葉綠素降低、發(fā)病率升高等問題弊大于利；寡聚糖作為葉面噴施肥料雖然魔芋葡甘聚糖含量提升不如將其作為浸種試劑明顯，但綜合考慮其抗病效果，葉綠素、蛋白質(zhì)、葡甘聚糖含量提升效果，在高溫期葉面噴施寡聚糖對于提升魔芋的經(jīng)濟產(chǎn)值有著良好效果。考慮到本次盆栽試驗的局限性，其結(jié)果的可重復(fù)性和具體機理還有待進一步研究。

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