检索
E-mail
RSS
高级检索 图表检索

当期目录 我要投稿 过刊浏览
高级检索 图表检索

作物杂志,2022, 第4期: 154–159 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.04.021

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

基施锌肥对长期连作马铃薯抗病性相关酶活性、土传病害和产量的影响

谢奎忠1(), 孙小花1, 罗爱花1, 柳永强1, 唐德晶2, 朱永永3, 胡新元1()   

  1. 1甘肃省农业科学院马铃薯研究所,730070,甘肃兰州
    2西北师范大学地理与环境科学学院,730070,甘肃兰州
    3甘肃省农业技术推广总站,730020,甘肃兰州
  • 收稿日期:2022-03-29 修回日期:2022-05-22 出版日期:2022-08-15 发布日期:2022-08-22
  • 通讯作者: 胡新元
  • 作者简介:谢奎忠,研究方向为马铃薯高效栽培与连作障碍,E-mail： xiekz79@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31860354);联合国世界粮食计划署“甘肃富锌马铃薯小农户试点项目”(WFPGSPP-1);甘肃省农业科学院重点研发计划(2022GAAS36);甘肃省科技项目(GNKJ-2021-25);甘肃省科技项目(GNKJ-2021-26)

Effects of Basal Zinc Fertilizer on Activities of Disease Resistance-Related Enzymes, Soil Borne Diseases and Yield of Potato under Long-Term Continuous Cropping

Xie Kuizhong1(), Sun Xiaohua1, Luo Aihua1, Liu Yongqiang1, Tang Dejing2, Zhu Yongyong3, Hu Xinyuan1()   

  1. 1Potato Research Institute, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, Gansu, China
    2College of Geography and Environmental Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China
    3Gansu Agricultural Technology Extension Station, Lanzhou 730020, Gansu, China
  • Received:2022-03-29 Revised:2022-05-22 Online:2022-08-15 Published:2022-08-22
  • Contact: Hu Xinyuan

RichHTML

5

PDF (PC)

228

摘要：

为了研究微量元素锌对长期连作马铃薯的抗病性和土传病害的影响,2020-2021年在连续种植5年马铃薯的大田中分别基施0（对照,CK）、15、30、45和60.0kg/hm2 ZnSO4·7H2O,共5个处理。在薯块膨大期测定各处理马铃薯根系中抗病性相关酶的活性,调查土传病害,测定产量并进行分析。结果表明,长期连作马铃薯基肥中加入锌后,根系体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均显著提高,根系丙二醛（MDA）含量随着锌肥基施量的增加呈先降后升的变化趋势。基肥中加入30kg/hm2 ZnSO4·7H2O时,土传枯萎病和黑痣病的发病率和病情指数均达到最低值,马铃薯收获后,病薯率最低,商品薯率最高,经济产量最高。总之,基肥中加入30kg/hm2 ZnSO4·7H2O能有效提高长期连作马铃薯根系中抗病性相关酶活性,降低MDA含量,减轻土传枯萎病和黑痣病的发病率和病情指数,降低收获后病薯率,提高商品薯率,从而增加马铃薯经济产量。

关键词: 马铃薯, 长期连作, 锌肥, 土传病害, 抗病性相关酶, 经济产量

Abstract:

In order to study the effects of trace element zinc on the disease resistance and soil borne diseases of long-term continuous cropping potato, a field experiment with five treatments of 0 (CK), 15, 30, 45 and 60kg/ha ZnSO4·7H2O were set in the potato field of five consecutive years from 2020 to 2021. The activities of disease resistance-related enzymes in potato roots of each treatment were measured, soil borne diseases were investigated, and the yield was measured and analyzed. The results showed that the activities of superoxide dismutase, peroxidase and catalase in roots increased significantly of long-term continuous cropping potato after base fertilizer was added with zinc fertilizer. The content of malondialdehyde (MDA) in roots decreased first and then increased with the increase of zinc in base fertilizer. When 30kg/ha ZnSO4·7H2O was added into the base fertilizer, the incidence rate and disease index of Fusarium Wilt and Rhizoctonia solani were the lowest, with the lowest rate of diseased potato, the highest rate of commercial potato, and the maximum economic yield of potato after harvest. To summarise, adding 30kg/ha ZnSO4·7H2O can effectively improve the activities of disease resistance-related enzymes of long-term continuous cropping potato roots, decrease MDA content, incidence rates and disease indexes of Fusarium Wilt and Rhizoctonia solani, disease rate of potato after harvest, and increase rate of commercial potato, so as to increase economic yield of potato.

Key words: Potato, Long-term continuous cropping, Zinc fertilizer, Soil borne diseases, Disease resistance- related enzymes, Economic yield

表1

马铃薯枯萎病和黑痣病病情指数标准

病害
Disease		 级别
Grade		 标准
Standard
枯萎病
Fusarium Wilt		 0 叶片没有明显枯黄萎蔫,植株生长正常
1 1%~25%的叶片枯黄萎蔫
2 26%~50%的叶片枯黄萎蔫
3 51％~75%的叶片枯黄萎蔫
4 75%以上的叶片萎蔫或整株枯死
黑痣病
Rhizoctonia solani		 0 薯块表面没有菌核
1 菌核面积占整个薯块面积的1%~5%
2 菌核面积占整个薯块面积的6%~35%
3 菌核面积占整个薯块面积的36%~65%
4 菌核面积占整个薯块面积的66%~95%
5 菌核面积占整个薯块面积的96%以上

图1

锌肥基施量对马铃薯根系POD活性的影响 不同小写字母表示处理间在5%水平上差异显著,下同

图2

锌肥基施量对马铃薯根系SOD活性的影响

图3

锌肥基施量对马铃薯根系CAT活性的影响

图4

锌肥基施量对马铃薯根系中MDA含量的影响

表2

锌肥施用量对长期连作马铃薯土传病害的影响

年份
Year		 锌肥施用量
Zinc fertilizer application amount (kg/hm2)		 枯萎病Fusarium Wilt 黑痣病Rhizoctonia solani
发病率Incidence (%) 病情指数Disease index 发病率Incidence (%) 病情指数Disease index
2020 0 (CK) 12.67±1.20a 7.83±0.76a 9.14±2.20a 9.97±2.25a
15 6.67±1.20b 3.83±0.58b 2.90±1.40c 2.36±1.20c
30 4.00±2.00c 2.00±1.00c 1.24±0.82cd 2.06±1.00c
45 5.33±1.20bc 3.00±0.87bc 3.68±1.20bc 0.46±0.28c
60 6.00±1.00bc 3.33±0.29b 4.57±1.42b 4.84±1.20b
2021 0 (CK) 29.33±2.31a 10.33±0.58a 16.00±2.00a 5.07±1.29a
15 20.00±4.00b 6.67±1.53b 11.33±1.15 b 2.93±0.46b
30 12.00±1.20c 3.67±0.58bc 12.00±0.00 b 3.07±0.46b
45 16.00±4.00bc 5.33±1.53bc 12.00±0.00 b 3.07±0.23b
60 17.33±2.31bc 5.00±1.00c 13.33±3.06ab 4.27±1.15ab

表3

锌肥施用量对长期连作马铃薯产量及其构成因素影响

年份
Year		 锌肥施用量
Zinc fertilizer application
amount (kg/hm2)		 病薯率
The ratio of diseased tuber (%)		 商品薯率
The ratio of marketable tuber (%)		 经济产量
Economic yield
(kg/hm2)
个数Number 重量Weight 个数Number 重量Weight
2020 0 (CK) 9.41±1.46a 9.97±1.84a 61.47±1.62b 83.44±2.41b 42 333.55±284.80c
15 2.90±0.25c 2.36±0.38c 65.15±1.41ab 87.13±1.78ab 46 989.12±509.18b
30 1.24±0.28d 2.06±1.65c 67.31±1.01a 89.38±2.04a 51 178.03±2464.05a
45 3.68±0.68bc 0.46±0.07c 66.54±1.11a 86.63±1.96ab 51 133.59±818.54a
60 4.57±1.01b 4.84±1.20b 63.49±1.74ab 85.54±1.62b 50 555.81±3509.11ab
2021 0 (CK) 10.57±1.41a 8.46±2.20a 89.43±1.41d 59.37±4.04b 28 031.89±180.28c
15 4.24±2.10cd 2.68±1.04bc 95.76±2.10ab 67.22±3.62ab 29 174.75±928.68b
30 2.87±0.56d 0.80±0.29c 97.13±0.56a 67.29±1.07ab 30 206.50±54.99a
45 6.00±0.85bc 3.11±0.38bc 94.00±0.85bc 69.72±4.66a 29 857.29±0.00ab
60 7.08±0.61b 5.80±2.76ab 92.92±0.60c 63.70±6.85ab 29 650.94±270.78ab
[1] 张坤. 甘肃省定西市安定区马铃薯地理标志品牌竞争力研究. 武汉:武汉轻工大学, 2021
[2] 谢奎忠, 胡新元, 张彤彤, 等. 不同杀菌剂对旱地连作马铃薯土壤水分效应、微生物和产量的影响. 草业学报, 2019, 28(7):103-111.
[3] 卜东升, 水涌, 张涛, 等. 阿克苏垦区连作棉田土壤养分变化研究. 土壤肥料, 2017(4):29-30.
[4] 谢奎忠, 陆立银, 罗爱花, 等. 长期连作对马铃薯土传病害和产量的影响. 中国种业, 2018(2):65-67.
[5] Huang L F, Song L X, Xia X J, et al. Plant-soil feedbacks and soil sickness:From mechanisms to application in agriculture. Journal of Chemical Ecology, 2013, 39:232-242.
doi: 10.1007/s10886-013-0244-9
[6] 张庆霞, 宋乃平, 王磊, 等. 马铃薯连作栽培的土壤水分效应研究. 中国生态农业学报, 2010, 18(6):1212-1217.
[7] Marschner P. Marschner’s mineral nutrition of higher plants. London: Academic Press, 2011.
[8] Huber D M, Haneklaus S. Managing nutrition to control plant disease. Landbauforsch Volk, 2007, 57:313-322.
[9] Cakmak I. Possible roles of zinc in protecting plant cells from damage by reactive oxygen species. New Phytologist, 2000, 146(2):185-205.
doi: 10.1046/j.1469-8137.2000.00630.x
[10] Simoglou K B, Dordas C. Effect of foliar applied boron,manganese and zinc on tan spot in winter durum wheat. Crop Protection, 2006, 25(7):657-663.
doi: 10.1016/j.cropro.2005.09.007
[11] Dordas C. Role of nutrients in controlling plant diseases in sustainable agriculture. A review. Agronomy for Sustainable Development, 2008, 28(1):33-46.
doi: 10.1051/agro:2007051
[12] 刘琦, 王张民, 潘斐, 等. 大田条件下水稻锌营养强化方法探究及效果评估. 土壤, 2019, 51(1):32-38.
[13] 司贤宗, 张翔, 索炎炎, 等. 施用锌肥和遮阴互作对花生生长发育、抗病性及产量的影响. 中国油料作物学报, 2018, 40(3):399-404.
[14] 甘立奎, 许昭建, 王磊. 施用硼、锌肥对烤烟生长及抗病性的影响. 基层农技推广, 2017, 5(11):45-47.
[15] 赵娜, 张振洲, 贾景丽, 等. 硫酸锌浸种对马铃薯生长发育及产量的影响. 杂粮作物, 2010(3):202-205.
[16] 刘新稳, 孙亮庆, 张丽娟, 等. 不同施锌量对马铃薯植株锌的吸收、积累及薯块产量的影响. 江西农业学报, 2018, 30(6):35-38.
[17] 曲延军, 蒙美莲, 张笑宇, 等. 马铃薯品种对枯萎病菌的抗性鉴定. 植物保护, 2015, 41(3):149-153.
[18] 朱亚萍, 李继明, 武汉军, 等. 旱作区不同生物药剂防治马铃薯土传病害试验. 中国马铃薯, 2020, 34(6):350-357.
[19] Arun K B, Chandran J, Dhanya R, et al. A comparative evaluation of antioxidant and antidiabetic potential of peel from young and matured potato. Food Bioscience, 2015, 9(4):36-46.
doi: 10.1016/j.fbio.2014.10.003
[20] Cakamak I. Enrichment of cereal grains with zinc:agronomic or genetic biofortification. Plant and Soil, 2008, 302(1/2):1-17.
doi: 10.1007/s11104-007-9466-3
[21] 朱盼盼, 马彦平, 周忠雄, 等. 微量元素锌与植物营养和人体健康. 肥料与健康, 2021, 48(5):16-18.
[22] Zhang Y Q, Deng Y, Chen R Y, et al. The reduction in zinc concentration of wheat grain upon increased phosphorus-fertilization and its mitigation by foliar zinc application. Plant and Soil, 2012, 361(1/2):143-152.
doi: 10.1007/s11104-012-1238-z
[23] 杨文英, 靳利娥. 效应物对辣椒过氧化物酶活性和稳定性的影响. 太原理工大学学报, 2017, 48(4):576-581.
[24] 孙天国, 沙伟, 接晶. 锌胁迫对甜瓜幼苗生理活性的影响. 北方园艺, 2010(16):51-53.
[25] 刘家庆, 金爱武, 王意锟, 等. 毛竹孕笋期施用外源锌对叶片SOD、POD和IAAO酶活性的影响. 竹子研究汇刊, 2014, 33(1):31-35.
[26] 刘祚军, 黄胜威, 李明浩, 等. 拟南芥铜锌超氧化物歧化酶解聚的中间态性质. 生物学杂志, 2020, 37(6):51-54.
[27] 胡瑞斌, 孙芳, 任美凤, 等. 蒜苗过氧化氢酶的分离纯化及部分性质研究. 食品科学, 2013, 34(9):250-255.
[28] 宋程飞, 吴兰军, 段雨, 等. 绿薄荷茎、叶乙醇提取物对小菜蛾幼虫3种保护酶的影响. 山西农业大学学报(自然科学版), 2020, 40(4):73-81.
[29] 赵庆芳, 殷金梅, 高晓霞, 等. 铜或锌胁迫对小麦根中抗氧化系统的影响. 西北师范大学学报(自然科学版), 2017, 53(4):92-97.
[30] 周洋, 于道德, 胡芯, 等. 铅锌胁迫下轮叶黑藻的吸附水平及生理响应. 水生生物学报, 2021, 45(6):1273-1280.
[31] 高质, 林葆, 周卫. 锌素营养对春玉米内源激素与氧自由基代谢的影响. 植物营养与肥料学报, 2001, 7(4):424-428.
[32] 廉华, 马光恕, 王彦宏, 等. 硫酸锌浸种对马铃薯幼苗质量的影响. 黑龙江八一农垦大学学报, 2010, 22(5):4-8.
[33] 贾景丽, 张振洲, 周一芳, 等. 硫酸锌浸种对马铃薯产量和品质的影响研究. 中国马铃薯, 2010, 24(1):18-21.
[34] 马光恕, 廉华, 冯云霞, 等. 叶面喷施硫酸锌对马铃薯淀粉合成和积累的影响. 中国土壤与肥料, 2010(4):46-52.
[35] 闫东, 白云龙, 林利龙, 等. 黄腐酸螯合锌不同施用方式对马铃薯商品率和产量的影响. 现代农业, 2017(12):30-31.
[1] 陈玉珍, 唐广彬, 马宪新, 田贵云, 于宏心, 骆璎珞, 樊明寿, 贾立国. 马铃薯块茎发育的四大调控途径[J]. 作物杂志, 2022, (4): 9–13
[2] 刘菊, 李广存, 段绍光, 胡军, 简银巧, 刘建刚, 金黎平, 徐建飞. 不同夜间温度处理对马铃薯试管薯及块茎形成相关基因表达的影响[J]. 作物杂志, 2022, (3): 92–98
[3] 杨志楠, 黄金文, 韩凡香, 李亚伟, 马建涛, 柴守玺, 程宏波, 杨德龙, 常磊. 秸秆带状覆盖对西北雨养区马铃薯农田土壤温度及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 196–204
[4] 高佳, 王姣, 王松, 刘红健, 康佳, 沈弘, 王海莉, 任少勇. 生物炭基肥对马铃薯田土壤脲酶活性和产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 134–138
[5] 罗磊, 李亚杰, 姚彦红, 李丰先, 范奕, 董爱云, 刘惠霞, 牛彩萍, 李德明. 不同小整薯规格和药剂拌种处理对旱作重茬马铃薯生长及产量的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 211–216
[6] 李鑫, 金光辉, 王鹏程, 王紫雯. 马铃薯品种（系）淀粉与产量表现稳定性分析[J]. 作物杂志, 2021, (6): 51–57
[7] 张微, 李志新, 赵雪, 张金鹏, 付春江, 于倩倩, 刘卫平. 双重检测马铃薯X和Y病毒试纸条制备技术研究[J]. 作物杂志, 2021, (6): 62–66
[8] 娄树宝, 李凤云, 田国奎, 王海艳, 田振东, 王立春, 刘喜才, 王辉. 马铃薯种质资源晚疫病抗性评价及分子标记辅助筛选[J]. 作物杂志, 2021, (4): 196–201
[9] 杨平, 陈昱利, 巩法江, 毕海滨, 高明慧. 马铃薯块茎膨大特性及其与单薯鲜重之间的相关性[J]. 作物杂志, 2021, (2): 130–134
[10] 邱甜, 牛力立, 朱江, 蔡甫格, 王庆伟. 3种生长调节剂对马铃薯试管苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2021, (2): 160–164
[11] 段惠敏, 卢潇, 周晓洁, 李高峰, 文国宏, 王玉萍, 程李香, 张峰. 马铃薯叶型和种植密度对产量组分的影响[J]. 作物杂志, 2021, (1): 160–167
[12] 杨云马, 杨军芳, 贾良良, 邢素丽, 樊建英, 封志明, 张淑青, 相丛超, 黄少辉, 刘学彤. 河北二季作春播马铃薯养分吸收规律及肥料适宜用量[J]. 作物杂志, 2020, (6): 170–174
[13] 曹昌林, 吕慧卿, 郝志萍, 高翔, 周忠宇. 叶面喷施锌、硼肥对晋荞麦（苦）5号产量和品质的影响[J]. 作物杂志, 2020, (4): 135–142
[14] 缪平贵, 于显枫, 张绪成, 方彦杰, 侯慧芝, 王红丽, 马一凡, 窦学诚. 立式深旋耕作对马铃薯农田土壤温室气体排放的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 109–116
[15] 何万春, 黄凯, 令鹏, 陈子雄, 王景才, 潘晓春, 张娟宁, 李鹏程. 不同有机肥氮替代化肥氮比例对马铃薯根系吸收能力和形态的影响[J]. 作物杂志, 2020, (3): 132–136
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!