何思瑤,萬 濤,吳道軍
(1重慶市風(fēng)景園林科學(xué)研究院,重慶 401329;2重慶市城市園林綠化工程技術(shù)研究中心,重慶)
近年來,重慶大力發(fā)展以“精品·生態(tài)·休閑”為主題,以花果、農(nóng)產(chǎn)品加工、生態(tài)休閑“三大產(chǎn)業(yè)”為支撐的都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè),草莓采摘是其中的重要組成部分。以九龍坡區(qū)為例,其草莓種植面積大,達(dá)67hm2,但種植技術(shù)存在不足,種植戶仍使用農(nóng)藥化肥控制草莓病蟲害發(fā)生和提高草莓產(chǎn)量,嚴(yán)重影響到草莓的安全品質(zhì)和口感,使得消費(fèi)者“不敢吃、不敢買”,市場(chǎng)需求量減少,直接導(dǎo)致九龍坡區(qū)草莓種植業(yè)萎縮,形成了草莓種植戶面積小,布局分散的狀況。植物免疫誘抗劑是一類能誘導(dǎo)寄主植物產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)的特殊化合物,可以誘發(fā)植物自身的免疫反應(yīng),提高植物抗性,促進(jìn)植物生長,可大大減少農(nóng)藥化肥的使用,提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)。因此,在九龍坡區(qū)草莓種植領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
植物免疫誘抗劑又名激發(fā)子,是一類能誘導(dǎo)寄主植物產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)的特殊化合物的總稱[1]。這些物質(zhì)在很低濃度下(10~9mol/L或更低)即可被植物識(shí)別為信號(hào)物質(zhì),誘發(fā)植物自身的免疫反應(yīng),最終使植物獲得抵御病害的能力。其誘導(dǎo)抗病性的原理主要通過激活植物體內(nèi)相關(guān)基因,誘導(dǎo)植物的一系列代謝調(diào)控反應(yīng),增強(qiáng)苯丙氨酸解氨酶(PAL)、過氧化物酶(POD)、幾丁質(zhì)酶、纖維素酶和根系脫氫酶、RUBP羧化酶等與抗病抗逆性直接或間接相關(guān)的酶或酚類等抗病物質(zhì),進(jìn)而提高植物的抗性[2]。目前已鑒定的植物免疫誘抗劑種類較多,已在生產(chǎn)上應(yīng)用的主要是氨基寡糖素類與蛋白質(zhì)類植物免疫誘抗劑[3]。
2.1 提高作物抗病性 植物免疫誘抗劑可提高作物的抗病性,對(duì)辣椒病毒病、辣椒疫病[4]、白菜病毒病、煙草花葉病、蠶豆赤斑病、蠶豆根腐病[5]等都有較好的預(yù)防效果,對(duì)水稻紋枯病、水稻稻瘟病以及水稻立枯病的預(yù)防效果甚至達(dá)到或超過了化學(xué)農(nóng)藥[6,7]。
2.2 提高作物產(chǎn)量 植物免疫誘抗劑可以通過促進(jìn)作物根須生長,提高葉片葉面積和葉綠素含量,改善作物生長,提高作物產(chǎn)量。陸萍等[8]的研究表明,播種前用植物激活蛋白1000倍液浸種10min,并在作物生育期噴施3~4次,可以顯著提高小青菜、雪里蕻和大白菜的單株鮮重和理論產(chǎn)量,其效果甚至優(yōu)于常規(guī)施肥;林清華等[9]研究發(fā)現(xiàn),在茶葉萌芽期噴施5%氨基寡糖素800倍液3次,可以顯著提高茶葉的發(fā)芽密度、芽長和芽重;朱江等[10]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在西瓜生長期間噴施6%殼寡糖15~25mL/15kg可顯著提高西瓜的平均周長和平均單瓜重量,增產(chǎn)達(dá)到10.53%。
2.3 提高作物品質(zhì) 施用一定濃度的植物免疫誘抗劑,可以提高作物品質(zhì),例如在茶葉萌芽期施用5%氨基寡糖素800倍液3次,可提高茶葉中茶多酚和咖啡堿含量,同時(shí)能降低稀土含量[9];在草莓盛花期前采用葉片噴施的方法連續(xù)2次使用3%植物激活蛋白,能極顯著地提高草莓果實(shí)的總糖、固形物、Vc含量[11];施用激活蛋白,可以提高煙葉可溶性糖、還原性糖、蛋白質(zhì)含量以及施木克值,對(duì)烤煙品質(zhì)有明顯改善作用[12]。
2.4 提高種子發(fā)芽率 利用一定濃度的植物免疫誘抗劑浸種,可以提高種子的發(fā)芽率,例如用3μg/mL的植物激活蛋白浸泡棉種6h,可提高棉種發(fā)芽率19.85百分點(diǎn)[13];經(jīng)1μg/mL的植物激活蛋白浸泡6h,絲瓜種子在播種7d后發(fā)芽率,可提高54.67個(gè)百分點(diǎn);用1μg/mL的植物激活蛋白浸泡番茄種子6h,播種7d后發(fā)芽率,可提高51.33百分點(diǎn)[14]。
2.5 促進(jìn)植物生長 通過植物免疫誘抗劑拌種或苗期噴施,可促進(jìn)植物根系的生長,提高葉片葉綠素含量及葉面積,增加植株株高和莖粗。例如,在辣椒栽植后3d和28d與幼果期,施用5%氨基甲寡糖素3次,可促進(jìn)辣椒營養(yǎng)生長,使株高增高,分枝增多[4];對(duì)黃瓜進(jìn)行拌種及苗期噴施植物激活蛋白后,其秧苗株高、莖粗、功能葉葉面積和根冠比等各項(xiàng)指標(biāo)均有所提高[15];對(duì)藍(lán)莓噴施植物激活蛋白后,其葉片內(nèi)葉綠素含量,葉片葉面積、葉片厚度等均有所增加,藍(lán)莓植株葉色加深、葉片肥厚、生長整齊[16]。
植物免疫誘抗劑不同于傳統(tǒng)農(nóng)藥,它不直接作用于有害生物,而是通過激發(fā)植物自身的免疫反應(yīng),使植物獲得系統(tǒng)性抗性(包括抗逆性),從而起到抗逆、抗病蟲和增產(chǎn)作用[17]。利用免疫誘導(dǎo)技術(shù)提高植物自身抗性,是有害生物綠色防控的新技術(shù)和新方法,能大幅度減輕病蟲害發(fā)生,減少或免用化學(xué)農(nóng)藥,是解決環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品安全、實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥零增長的有效途徑,成為作物健康解決方案的重要基礎(chǔ),在作物病蟲害綜合防治以及增產(chǎn)增收計(jì)劃中發(fā)揮越來越重要的作用。隨著全民對(duì)食品安全、糧食安全和環(huán)境安全問題的逐漸重視以及政府對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的限制使用政策,免疫誘抗劑不僅在糧食作物、果蔬等作物病蟲害綜合防控中的需求逐漸增大,而且廣大用戶的接受程度也在不斷增強(qiáng),由此帶動(dòng)了免疫誘抗劑產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展[12]。植物免疫誘抗劑具有保護(hù)植物、不污染環(huán)境的特點(diǎn),符合我國發(fā)展綠色植保的要求。
草莓營養(yǎng)豐富,適口性好,深受廣大消費(fèi)者喜愛。尤其是近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們消費(fèi)水平的提高,對(duì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品需求量不斷增大,為草莓生產(chǎn)提供了良好的發(fā)展空間[18]。在草莓栽培上,病蟲害防治和水肥管理是重要的技術(shù)要點(diǎn)。目前,草莓常發(fā)的病蟲害有褐斑病、灰霉病、白粉病、蚜蟲、紅蜘蛛等。針對(duì)上述病蟲害的防治仍是以施用化學(xué)農(nóng)藥為主,化學(xué)農(nóng)藥的使用不僅會(huì)增加病蟲害的抗藥性,導(dǎo)致草莓產(chǎn)生藥害,更會(huì)造成嚴(yán)重的農(nóng)藥殘留,給消費(fèi)者帶來安全隱患。施肥則以有機(jī)肥為基肥,苗期追施化肥。但有機(jī)肥若未腐熟完全會(huì)造成草莓肥害[19];化肥施用不當(dāng)不僅會(huì)造成肥害,更會(huì)導(dǎo)會(huì)致土壤中有機(jī)質(zhì)含量下降,理化性狀惡化,土壤中微生物菌群結(jié)構(gòu)失調(diào),土傳病害加劇,果品質(zhì)量降低[20]。
采摘農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分,尤其是草莓采摘農(nóng)業(yè)。然而,目前草莓實(shí)際生產(chǎn)中仍以施用化肥和農(nóng)藥來提高作物產(chǎn)量和防治病蟲害,嚴(yán)重降低了作物的安全品質(zhì)和口感,進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,更不符合國家“十三五規(guī)劃”、“城市雙修”等文件中強(qiáng)調(diào)的綠色發(fā)展戰(zhàn)略。因此將植物免疫誘抗劑應(yīng)用在草莓栽培上,有望降低農(nóng)藥和化肥的使用量,提高草莓的產(chǎn)量和品質(zhì),并通過向其它采摘農(nóng)業(yè)推廣,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收。