施钾调控烟草根系酚酸的释放及其防控青枯病的研究.docx

施钾调控烟草根系酚酸的释放及其防控青枯病的研究 陈娜　高翔　涂攀峰摘 要 針对贵州烟草产区青枯病发病普遍和防治此病害研究不够深入的现状，本文通过田间试验研究了施用不同量的钾肥对烟草青枯病的防控效果，同时测定根系分泌物中的酚酸种类和含量，及其对烟草青枯病病原菌（Ralstonia solanacearum）的抑制作用，为农业措施上防控病害提供科学依据结果表明，当田间施用150 kg/hm2的钾肥时，烟草青枯病发病率和病情指数最低，根际土壤中青枯病原菌的数量最少，为5.6 log cfu/g，而无钾肥处理的发病程度最高同时，测定烟草根系分泌物中的酚酸发现，150 kg/hm2处理的肉桂酸、水杨酸和苯丙酸释放量最高外源添加酚酸对青枯病病原菌的生长结果表明，低浓度促进了菌丝的生长，当浓度达到600 mg/L时表现为抑制的作用此外，在田间中施钾肥显著提高了烟草的生物量、钾浓度和总酚含量本研究结果表明，施用150 kg/hm2的钾肥时，能在生产上有效的防控烟草青枯病，其根系分泌物中的酚酸能显著抑制致病菌的生长关键词 烟草青枯病 ；钾肥 ；发病率 ；酚酸 ；劳尔氏菌S572Analysis on the Release of Phenolic Acids from Tobacco and Control of Tobacco Bacterial Wilt by Potassium FertilizerCHEN Na1，2） GAO Xiang3） TU Panfeng4） DENG Lansheng4）（1 Guizhou Radio & TV University， Guiyang， Guizhou 550025；2 Guizhou Vocational Technology Institute， Guiyang， Guizhou 550025；3 Institute of Agricultural Resources and Regional Planning， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100081；4 College of Natural Resources and Environmental， South China Agricultural University，Guangzhou， Guangdong 510642）Abstract According to the situation of prevalence of tobacco bacterial wilt and its disease had not enough studied， the effect of different amount of potassium （K） fertilizer on tobacco bacterial wilt was studied by field experiment， the inhibitory effect of the potassium （K） fertilizer on Ralstonia solanacearum was determined， the content and varieties of phenolic acids were measured in order to provide reference for the control of tobacco bacterial wilt. The results showed that when the application amount of K fertilizer was 150 kg/hm2， the incidence and index of tobacco bacterial wilt were the lowest， the number of Ralstonia solanacearum in the rhizosphere soil was the least， which was 5.6 log cfu/g. The incidence of tobacco bacterial wilt was the highest without potassium （K） fertilizer. The amount of release of cinnamic acid， salicylic acid and phenylpropionic acid from 150 kg/hm2 were the highest. The growth effect of Exogenous phenolic acids on the Ralstonia solanacearum showed that low concentration promoted the growth， the inhibitory effect was achieved when the concentration reached 600 mg/L. In addition， K application significantly increased the tobacco biomass， K concentration and total phenol content in the field. The results showed that the application of 150 kg/hm2 of K fertilizer could effectively control tobacco bacterial wilt， the phenolic acids from root exudates could significantly inhibit the growth of Ralstonia solanacearum.Key words Tobacco bacterial wilt ； potassium fertilizer ； disease incidence ； phenolic acids ； Ralstonia solanacearum烟草（Nicotiana tabacum L）是茄科烟草属经济作物，其主要种植在长江流域和西南地区[1-2]。

处于中国西部地区的贵州省由于优越的土地资源和水利条件，适宜烟草种植[2-3]，但长期连续种植烟草，以及气温高和空气湿度大等环境因素，导致烟草病害发生严重，特别是难以防治的土传病害，容易造成烟草的产量和品质的下降[3-4]烟草青枯病是一种危害严重的土传维管束病害，由茄科劳尔氏菌（Ralstonia solanacearum）引起，发病后烟草叶片支脉间出现黑色的斑纹，根系变黑腐烂，最终整棵植株叶片枯萎[4]防治该病害主要是使用化学农药，虽然能控制病害的发生和传播，但是过量的使用农药不但造成烟叶品质的下降，还容易造成环境的污染问题[4-5]因此，利用科学的施肥策略来防控病害的发生，对提高烟草的产量和品质，以及维持烟草产业的持续性发展，具有重要的理论和实践意义钾是植物生长发育所必需的营养元素之一，参与植物生理过程中的各种生化反应，还能增强植物在病虫害、干旱、盐害等胁迫下的抗逆能力[6-7]，也能调控植物产生次生代谢产物（例如酚类）抵抗病原菌的侵染[7-8]据研究发现，施钾肥能有效抑制柠檬流膠病、玉米茎腐病、山茱萸炭疽病和油菜黑斑病的发生[6-9]目前研究钾对植物的抗性机理主要在地上部分，但地下部根系是植物吸收营养和水分的主要器官[9-10]。

而根系分泌物能为土壤微生物提供大量的营养物质，且分泌物中的酚酸物质与连作障碍有密切的关系[10-11]因此，本研究在前人研究基础上，通过设置田间试验，研究不同施钾肥水平对烟草青枯病的防控效果，并鉴定烟草根系分泌物中酚酸的种类和含量，并测定这些酚酸对抑制烟草青枯病病原菌生长的影响1 材料与方法1.1 材料试验于2017年在贵州省毕节地区烟草种植试验地进行，土壤的基本理化形状：pH 5.5，有机质12.3 g/kg，速效氮114.8 mg/kg，速效磷13.9 mg/kg，速效钾98.2 mg/kg烟草移栽时间为2017年4月13日，烟草青枯病调查时间为7月8日选用烟草品种为青枯病敏感品种DJY1.2 方法1.2.1 试验设计田间试验设置5个处理，分别为：K0无钾肥；K75施用75 kg/hm2钾肥；K150施用150 kg/hm2钾肥；K225施用225 kg/hm2钾肥；K300施用300 kg/hm2钾肥，钾肥为K2O氮和磷的施用量为：氮肥100 kg/hm2，磷肥P2O5 75 kg/hm2每个处理小区面积为64 m2，设置3个重复，采用随机区组设计田间管理参照当地烟草栽培生产技术。

1.2.2 测定项目及方法在调查烟草青枯病时，采取以下病害的分级方法：0级，烟草无病斑；1级，烟草茎部偶有褪色病斑，或有条斑一侧有少数叶片凋萎；2级，茎部有黑色条斑，但尚未达到烟草顶部，或发病一侧有半数以上叶片萎蔫；3级，烟草茎部的黑色条斑达到植株顶部，或病侧有三分之二以上叶片凋萎；4级，植株基本枯死[12]病情指数的计算方法：[（∑各级数该级株数）/（最高等级数调查总株数）]100[13]每个处理取5个点进行调查，每个点选取10株，一共调查50株烟草，逐一记载烟草病害分级调查完烟草青枯病后，采集烟草植株进行各指标的检测，主要包括：整株生物量，钾和总酚含量，每个指标为3次生物学重复同时将烟草青枯病发病植株带回实验室进行病害鉴定，以确定病原菌为Ralstonia solanacearum同时采集烟草根际土样品，每个处理随机选取5株进行根际土收集，样品保存于4 ℃冰箱用于测定土壤中青枯病病原菌的数量，在SMSA培养基上进行统计病原菌[12]测定指标的主要方法：收获的烟草样品先在105 ℃下杀青30 min，然后于75 ℃下烘干至衡重后称重为生物量；将样品粉碎，利用H2SO4-H2O2进行消煮，用火焰光度计法测定植株的钾浓度；总酚含量的测定：取1 g样品，加入5 mL含有1 % HCl的甲醇溶液，提取24 h，取0.l mL提取液稀释，定容至5 mL摇匀，用分光光度计的280 nm处OD值为总酚含量。

SMSA培养基用于根际土壤中烟草青枯病原菌数量的测定[12]烟草根系分泌物的收集及鉴定，在烟草种植30 d后从田间取出，用灭菌水清洗烟草根系，然后放入1 000 mL的塑料杯中放入光照培养室培养24 h（16 h光/8 h黑暗），将塑料杯中的液体在冷冻干燥机中冻干待用，用于测定分泌物中的酚酸，每个处理3次重复依据Ling等[14]研究方法，采用高效液相色谱 （HPLC，Agilent 1200，USA）进行酚酸测定，通过外标法计算出各酚酸在根系分泌物中的组成和含量依据HPLC的结果，分别配置根系分泌物中的3种酚酸溶液，分别配制0、100、200、400、600 mg/L酚酸含量的培养基，测定3种酚酸溶液对病原菌生长的影响[12]1.3 数据统计用Excel 2016对原始数据进行处理，利用SAS9.0对数据进行多重比较分析2 结果与分析2.1 田间不同钾肥施用量对烟草青枯病发病的影响施钾肥能显著降低烟草青枯病害的发生（表1）当施钾量为K150（150 kg/hm2）时，发病率和病情指数最低，K225（225 kg/hm2）处理次之，无钾肥处理K0（0 kg/hm2）的最高K150处理比K75（75 kg/hm2）和K0（0 kg/hm2）处理的发病率分别降低了24 %和34 %，病情指数分别降低32 %和20 %，但是施钾量为K300（300 kg/hm2）时，其发病程度反而比K1。