氨基寡糖素用于大豆田殺菌劑、葉面肥減量效果研究
李嘉倫1李洋洋2姜凱巖3
（1.大連凱飛化學(xué)股份有限公司116600 2.北大荒集團紅五月農(nóng)場有限公司農(nóng)業(yè)科技服務(wù)中心 161446 3.北大荒集團尖山農(nóng)場有限公司農(nóng)業(yè)科技服務(wù)中心 161442）
第一作者簡介：李嘉倫（1994-），男，遼寧大連人；沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護專業(yè)碩士研究生；中級農(nóng)藝師，研究方向為通過誘導(dǎo)方式提高植物抗逆性。
摘要：通過多年實際應(yīng)用表明，氨基寡糖素作為一款植物誘抗劑，具有顯著的抗逆、防病、抗早衰、促生長、增產(chǎn)效果。基于氨基寡糖素的這些特點，繼續(xù)探究在大豆種植上是否可以用氨基寡糖素替代部分化學(xué)殺菌劑及葉面肥的用量，從生物誘導(dǎo)的角度實現(xiàn)減量增效的目的。結(jié)果表明：藥肥分別減量5%的處理組合可以有效降低大豆病害發(fā)生率，增加大豆單株結(jié)莢數(shù)、單株粒數(shù)，起到一定的增產(chǎn)提質(zhì)效果。藥肥分別減量10%的處理組合的大豆病害發(fā)生率和增產(chǎn)效果不佳。說明在大豆上降低化學(xué)殺菌劑、葉面肥的使用量存在一定范圍。同時也表明，使用生物誘導(dǎo)技術(shù)提高作物自身抗逆性和免疫力，用于減少化學(xué)殺菌劑和葉面肥使用量的方法是可行的。
關(guān)鍵詞：氨基寡糖素；雙減；大豆；抗逆性；防病；免疫；
大豆［Glycine max ( L. ) Merr.］是我國重要的糧食及油料作物，起源于中國，栽培歷史悠久，后期傳到日、美等國家[1]。東北地區(qū)是我國大豆產(chǎn)量最高產(chǎn)區(qū)，據(jù)2016年周順啟發(fā)表的文章中記載，我國大豆年總產(chǎn)量的40%左右是東北松遼一帶所貢獻 [2]。近年來我國大豆需求形勢逐漸從出口大國轉(zhuǎn)變?yōu)檫M口大國，如鄭金英在2015年提到我國在2014年大豆的進口量達到了7140萬噸[3]，到2020年我國大豆的年需求量為9000萬噸，中國已成為世界上最大的大豆進口國之一[4]。我們國家也從政策角度來擴大大豆種植面積，提高大豆種植管理水平以此來希望逐年提高大豆產(chǎn)量。但在實際種植生產(chǎn)過程中，大豆的產(chǎn)量及品質(zhì)受到大豆病蟲草害問題的嚴重制約。全世界范圍內(nèi)已記載并報道的大豆病害種類達70余種，我國己統(tǒng)計的大豆病害有40余種[5]，在我國不同產(chǎn)區(qū)大豆常發(fā)生的病害種類也有所不同，例如北方大豆產(chǎn)區(qū)病害情況發(fā)生較重的主要有大豆根腐病、炭疽病、霜霉病、菌核病、黑斑病、灰斑病、細菌性角斑病、大豆胞囊線蟲病等[6]。這些病害在實際生產(chǎn)中對大豆經(jīng)濟產(chǎn)量影響威脅較大，例如大豆細菌性角斑病在黑龍江省及遼寧省發(fā)病較重，其中在齊齊哈爾市大豆田中發(fā)病情況格外嚴重，其田間發(fā)病率可達百分之百[7]。為了保障大豆高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，作為預(yù)防和抵抗病蟲草害的有效手段，化學(xué)農(nóng)藥的使用也是必不可少的[8]。但使用不當(dāng)或過量會帶來不同程度的負面影響，對我國糧食安全、食品安全、環(huán)境安全造成不利影響。有相關(guān)文獻報道2016年黑龍江省大豆田農(nóng)藥用藥量接近2.1萬噸，預(yù)測到2025 年，黑龍江省大豆田殺菌劑用量將接近1700噸、殺蟲劑用藥量將接近1800噸、除草劑用藥量將接近 17000噸[9]。“十四五”規(guī)劃中農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳要求穩(wěn)步推進化肥農(nóng)藥的“雙減”工作，針對大豆田中的“雙減”工作也有利于綠色技術(shù)的推廣示范，助力農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，全面帶動產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，因此加快綠色、高效的農(nóng)藥應(yīng)用推廣迫在眉睫。
如果采用一種以激活植物免疫系統(tǒng)為目的的生物誘導(dǎo)技術(shù)，來增強作物自身抵抗力來達到預(yù)防病害和促進生長的效果則會事半功倍，也符合“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針。
生物誘導(dǎo)技術(shù)就是依據(jù)植物既存的抗逆性，通過誘導(dǎo)手段改變作物對外界不良環(huán)境的抵抗能力來使植物在生長周期內(nèi)具有更好的抗逆性和適應(yīng)性。該技術(shù)的核心要點就是選取合適的生物類誘導(dǎo)因子，在作物生長的關(guān)鍵節(jié)點進行精準施藥和控制施藥量來取得最佳誘導(dǎo)效果。因此選取綠色、高效的“誘導(dǎo)子”則是生物誘導(dǎo)技術(shù)的核心之一。
本次試驗選擇氨基寡糖素作為“誘導(dǎo)子”。作為一種新型生物農(nóng)藥，氨基寡糖素具有高效、廣譜、無污染、可降解、無殘留的特點，屬于環(huán)境友好型農(nóng)藥，近幾年常用于綠色防控項目中。作為一款植物誘抗劑其獨特的誘導(dǎo)機制可以提高植物體自身的抗逆性，可刺激植物細胞內(nèi)部產(chǎn)生抗性信號物質(zhì)，如早期響應(yīng)信號NO、ROS、鈣離子等，與抗病相關(guān)的水楊酸、茉莉酸、乙烯等，與抗逆相關(guān)的脫落酸等以及與生長相關(guān)的生長素等。這些信號物質(zhì)會誘導(dǎo)抗性基因表達，提高酶活性，促使細胞內(nèi)部抗性物質(zhì)積累。這些抗性物質(zhì)通過參與調(diào)控植物生理活動，進而直接影響到植物生長發(fā)育，減少逆境脅迫的影響；具有預(yù)防病害、促進生長、增產(chǎn)提質(zhì)的效果[10]。從機理及作用角度來說，氨基寡糖素非常適合作為生物誘導(dǎo)技術(shù)的“誘導(dǎo)子”進行應(yīng)用。
作為植物誘抗劑，氨基寡糖素通過提高作物抗逆性實現(xiàn)抗低溫、抗早衰、促生長、防病、增產(chǎn)的效果已經(jīng)在多種作物上得到驗證。如在煙草上應(yīng)用可以對煙草各類病毒病起到明顯的預(yù)防效果[11]；對番茄浸種可起到抗寒作用[12]；在水稻上應(yīng)用氨基寡糖素配合常規(guī)施藥可以對稻瘟病起到良好的防治效果同時具有顯著的增產(chǎn)作用[13]等，這些效果都來源于與氨基寡糖素的誘導(dǎo)抗逆性。近幾年，作者在多地、多種作物上使用氨基寡糖素進行效果驗證。如：在北大荒集團大豆上的應(yīng)用，可起到顯著的抗低溫、抗早衰、抗倒伏、抗除草劑藥害、防病、增產(chǎn)效果；可降低除草劑藥害發(fā)生率68.6%，增產(chǎn)幅度為5.47%-9.93%。在北大荒集團水稻上應(yīng)用，稻瘟病防效達83.14%，增產(chǎn)幅度為4.34%-6.93%。在山東濰坊海水稻上應(yīng)用，增產(chǎn)18.71%。在山東菏澤冬小麥上應(yīng)用，增產(chǎn)10.62%。
氨基寡糖素集成化學(xué)殺菌劑使用具有顯著的協(xié)同增效作用[14]，但在大豆上的應(yīng)用報道較少。因此，探索探究應(yīng)用生物誘導(dǎo)技術(shù)實現(xiàn)“三減”目標，推動農(nóng)業(yè)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。
1.試驗材料與方法
1.1試驗材料
1.1.1供試藥劑：2％氨基寡糖素（Amino-oligosaccharin）水劑，由大連凱飛化學(xué)股份有限公司生產(chǎn)；穩(wěn)達（甲硫.戊唑醇）、海大稼禾、磷酸二氫鉀、鉬酸銨。
1.1.2供試作物：龍墾310，由尖山科技園提供。
1.2試驗地點
黑龍江省九三管理局尖山農(nóng)場有限公司尖山科技園內(nèi)。大豆采用機械栽培的方式。播種量為39萬/公頃，播期為2022年5月19日。
春季施肥：磷酸二銨130kg/hm2，尿素80kg/hm2；
封閉滅草：乙草胺1.8升/hm2+75%噻吩磺隆40g/hm2；莖葉除草：苯達松2.5kg/hm2+氟磺胺草醚2kg/hm2+噻吩磺隆40g/hm2水。
1.3試驗設(shè)計
試驗采用大區(qū)對比法不設(shè)重復(fù)，兩個處理一個對照，處理組均用“氨基寡糖素拌種+葉面噴施”的方法，每處理設(shè)計1.1米*6壟*500米。種植管理環(huán)節(jié)為農(nóng)場常規(guī)管理。
對照組：常規(guī)施藥施肥，穩(wěn)達（甲硫.戊唑醇50ml/畝）、海大稼禾100g/畝、磷酸二氫鉀66.7g/畝、鉬酸銨33.3ml/畝；
處理一：氨基寡糖素拌種，200毫升/100公斤種子；每次葉面噴施藥肥減量5%，穩(wěn)達（甲硫.戊唑醇47.5ml/畝）、海大稼禾95g/畝、磷酸二氫鉀63.3g/畝、鉬酸銨31.67ml/畝、2％氨基寡糖素22g/畝；
處理二：氨基寡糖素拌種，200毫升/100公斤種子；每次葉面噴施藥肥減量10%，穩(wěn)達（甲硫.戊唑醇45ml/畝）、海大稼禾90g/畝、磷酸二氫鉀60g/畝、鉬酸銨30ml/畝、2％氨基寡糖素22g/畝；
葉面施藥時期：開花初期、結(jié)莢期、鼓粒期。
其余操作按照農(nóng)場常規(guī)管理，保證一致性。
1.4調(diào)查項目與方法
1.4.1病害調(diào)查：末次施藥后10ｄ調(diào)查各處理病害發(fā)生情況，計算病株數(shù)和發(fā)病率。在每個處理隨機取樣５點，每點調(diào)查20株。
1.4.2考種測產(chǎn)：大豆生長期內(nèi)記錄生育期時間。大豆成熟后每個小區(qū)選取有代表性的3點，每點調(diào)查５株計算單株莢數(shù)、粒數(shù)和千粒重；全區(qū)收獲脫粒，并折合成畝產(chǎn)進行測產(chǎn)。
2.試驗結(jié)果與分析
2.1生育期調(diào)查
表1.生育期調(diào)查表
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試驗處理
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播種期
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出苗期
|
開花期
|
始粒期
|
鼓粒期
|
成熟期
|
|
對照
|
5.19
|
5.29
|
7.1
|
8.5
|
8.15
|
9.15
|
|
處理一：減量5%
|
5.19
|
5.29
|
6.30
|
8.4
|
8.14
|
9.15
|
|
處理二：減量10%
|
5.19
|
5.29
|
7.1
|
8.5
|
8.15
|
9.15
|
通過表1生育期調(diào)查表來看，各處理與對照之間基本相同，處理一在開花期之后略有提前，證明施加氨基寡糖素在殺菌劑、葉面肥減量的前提下也能保證大豆生育期正常進行，并未對生長造成過早成熟、生育期遲滯的現(xiàn)象。
2.2生育期病害調(diào)查
生育期內(nèi)對病害進行調(diào)查，該試驗地大豆病害總體發(fā)生情況正常，病害種類相對較少，以根腐病、菌核病為主，兼有霜霉病、細菌性斑點病、灰斑病。
表2.不同處理大豆生育期發(fā)病情況
|
試驗處理
|
調(diào)查總株數(shù)
|
病株數(shù)
|
發(fā)病率
|
增長率
|
|
對照
|
100
|
14
|
14%
|
/
|
|
處理一：減量5%
|
100
|
10
|
10%
|
-4%
|
|
處理二：減量10%
|
100
|
21
|
21%
|
7%
|
通過表2可以看出，處理一在殺菌劑葉面肥減量5%的情況下增加使用氨基寡糖素總體發(fā)病率沒有增長反而降低了4個百分點，說明施用氨基寡糖素對大豆各類病害具有明顯的預(yù)防作用，可以提高植物體自身抗逆性來達到抵御病原菌的目的，同時配合殺菌劑、葉面肥減量也可以達到更好的防治效果；處理二在殺菌劑葉面肥減量10%的情況下增加使用氨基寡糖素總體發(fā)病率相比對照組增加7個百分點。結(jié)合處理一來看證明增施氨基寡糖素并且減少殺菌劑及葉面肥用量來達到達到較好的防病效果是有一定范圍的，當(dāng)超過這個范圍發(fā)病率會逐漸上漲。說明減少化學(xué)農(nóng)藥及葉面肥用量的5%，可以通過加入氨基寡糖素來獲得更好的防病效果，同時達到“雙減”的目的。
2.3室內(nèi)考種及測產(chǎn)結(jié)果
表3.大豆產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)測量記錄表
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處理
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處理一
|
處理二
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對照組
|
|
取點
|
序號
|
單株莢數(shù)
|
單株粒數(shù)
|
序號
|
單株莢數(shù)
|
單株粒數(shù)
|
序號
|
單株莢數(shù)
|
單株粒數(shù)
|
|
第一點
|
1
|
26
|
88
|
1
|
24
|
58
|
1
|
24
|
67
|
|
2
|
27
|
78
|
2
|
25
|
66
|
2
|
22
|
54
|
|
3
|
25
|
87
|
3
|
24
|
57
|
3
|
26
|
63
|
|
4
|
31
|
98
|
4
|
21
|
54
|
4
|
23
|
55
|
|
5
|
26
|
79
|
5
|
19
|
46
|
5
|
26
|
90
|
|
第二點
|
6
|
23
|
67
|
6
|
26
|
78
|
6
|
22
|
59
|
|
7
|
25
|
67
|
7
|
21
|
70
|
7
|
21
|
50
|
|
8
|
31
|
99
|
8
|
20
|
66
|
8
|
29
|
79
|
|
9
|
22
|
67
|
9
|
27
|
89
|
9
|
21
|
66
|
|
10
|
19
|
59
|
10
|
24
|
79
|
10
|
22
|
89
|
|
第三點
|
11
|
29
|
94
|
11
|
23
|
65
|
11
|
20
|
54
|
|
12
|
33
|
99
|
12
|
24
|
62
|
12
|
22
|
75
|
|
13
|
28
|
67
|
13
|
21
|
60
|
13
|
22
|
60
|
|
14
|
24
|
56
|
14
|
25
|
78
|
14
|
27
|
95
|
|
15
|
27
|
60
|
15
|
25
|
80
|
15
|
27
|
89
|
|
平均值
|
26.40
|
77.67
|
|
23.27
|
67.20
|
|
23.60
|
69.67
|
表4.大豆產(chǎn)量數(shù)據(jù)
|
試驗處理
|
測產(chǎn)產(chǎn)量g/㎡
|
平均
|
折合畝產(chǎn)kg
|
增產(chǎn) kg
|
增產(chǎn)率%
|
百粒重g
|
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
Ⅲ
|
|
處理一
|
287.6
|
300.5
|
302.8
|
294.9
|
196.6
|
3.7
|
1.92
|
32.3
|
|
處理二
|
266.9
|
254.7
|
277.6
|
266.4
|
177.6
|
-15.3
|
-7.93
|
31.4
|
|
對照
|
289.5
|
286.0
|
292.5
|
289.3
|
192.9
|
--
|
--
|
32.2
|
從結(jié)莢數(shù)量以及單株粒數(shù)上看處理一>對照>處理二，處理一相比對照組單株莢數(shù)、與單株粒數(shù)分別增長11.86%、11.48%。測產(chǎn)數(shù)據(jù)上也表現(xiàn)出相同順序，處理一增產(chǎn)1.92%，處理二減產(chǎn)7.93%。從產(chǎn)量相關(guān)數(shù)據(jù)來看，使用氨基寡糖素在藥肥減量5%的前提下依舊可以保證產(chǎn)量穩(wěn)定，甚至略有增產(chǎn)；但藥肥減量10%則會造成一定減產(chǎn)損失。證明使用氨基寡糖素在一定程度上能夠代替一部分藥肥，但替代程度有限，在合理的范圍內(nèi)進行藥肥減量并使用氨基寡糖素，可以起到促進生長、增產(chǎn)增效的作用。
3.結(jié)論與討論
結(jié)合生育期調(diào)查、病害調(diào)查以及產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果綜合比對，結(jié)果之間的相關(guān)性較大，尤其是病害發(fā)生情況與產(chǎn)量情況相對應(yīng)，顯示的結(jié)果均為“藥肥減量5%+氨基寡糖素”＞對照＞“藥肥減量10%+氨基寡糖素”。對本次試驗研究我們得出以下結(jié)論：
1. “藥肥減量+氨基寡糖素”對大豆生育期進程沒有造成明顯影響，保證生育期正常進行。
2. “藥肥減量5%+氨基寡糖素”的處理可以降低病害發(fā)生率，對病害有更好的預(yù)防效果。“藥肥減量10%+氨基寡糖素”的處理則會增加病害發(fā)生率，說明氨基寡糖素配合藥肥減量需要在一定范圍內(nèi)才可以起到良好的防病增效作用，超出該范圍對病害防控會起到不利影響。
3. “藥肥減量5%+氨基寡糖素”的處理可以明顯增加單株莢數(shù)與單株粒數(shù)，起到促進生長、增產(chǎn)提質(zhì)的作用。“藥肥減量10%+氨基寡糖素”的處理在產(chǎn)量方面與病害發(fā)生情況相對應(yīng)，會造成一定減產(chǎn)的情況。
4.藥肥減量5%以內(nèi)增加施用氨基寡糖素，在大豆上可以起到綠色、雙減、預(yù)防病害、增產(chǎn)提質(zhì)的效果。
在目前推行的“雙減”、“三減”政策下，大田糧食作物大面積推廣應(yīng)用綠色、生物類制劑已是大勢所趨。預(yù)期到2025 年，黑龍江省大豆田殺菌劑用量將接近1700噸，若是在這個基礎(chǔ)上殺菌劑用量減少5%，則可以減少使用85噸的殺菌劑用量，對于綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的意義重大。“綠色防控”手段的應(yīng)用也是對“預(yù)防為主、綜合防治”的植保方針一個很好的詮釋。
從本次試驗中我們可以看到，采用生物誘導(dǎo)技術(shù)提高作物自身抗逆性在一定范圍內(nèi)可以降低化學(xué)殺菌劑及肥料的使用量，可以實現(xiàn)綠色防控、穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的目的。但降低的范圍還需要繼續(xù)研究和探索。
隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國家對綠色農(nóng)業(yè)的追求，生物誘導(dǎo)技術(shù)會在其中扮演重要角色。通過不斷地篩選合適的誘導(dǎo)因子，或?qū)φT導(dǎo)因子分子片段進行篩選，可以將誘導(dǎo)效果發(fā)揮到最大。
參考文獻
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