乙酰氨糖虾壳复合素在棉花上的应用效果研究

马丽娟，刘 凯，刘少华，何 萌，胡雪芳，侯振安

（1.石河子大学农学院，新疆 石河子 832003；2.新疆奥海生物技术有限公司；3.农业农村部规划设计研究院）

氨基寡糖素是将海洋生物如虾类、蟹类等外壳中提取的甲壳素，经过脱乙酰化和酶法降解得到的一种寡糖类生物农药，也称农业专用壳寡糖[1]。作为一种新型植物免疫诱抗剂，氨基寡糖素可通过激活植物自身的免疫反应从而增强植物抗逆、抗病等能力[2]。氨基寡糖素还能刺激植物根系生长，提高叶片叶绿素含量和净光合速率，促进植物对氮、磷、钾等养分的吸收[3-4]。

新疆是我国最大的棉花产区，2022年棉花播种面积249.7万hm2，占全国棉花种植面积的83.2%；棉花产量539.1万t，占全国棉花总产量的90.2%[5]。由于棉花常年连作，黄萎病已成为新疆棉花生产的重要制约因素。近年来，国内外学者就氨基寡糖素对各种农作物、蔬菜和果树病害的防治效果方面已开展了大量研究[6-8]。研究表明，氨基寡糖素能增强棉花抗病性，提高产量[9]。有研究发现，大田喷施氨基寡糖素对棉花黄萎病的防治效果最高可达70%，且防效显著高于乙蒜素[6]。氨基寡糖素采用滴施和喷施两种施用方式均能诱导棉花抗黄萎病，其中喷施的诱导效果优于滴施[10]。此外，也研究表明喷施氨基寡糖素能够促进棉花主根及侧根生长，有利于保花保铃，防止棉株早衰，提高产量[11-12]。

乙酰氨糖虾壳复合素是一种富含氨基寡糖素的新型生物农药，与传统的氨基寡糖素生产工艺相比，乙酰氨糖虾壳复合素的生产采用低温裂解后水解的方式，大大提高了资源利用率，且零排放无污染。目前，关于乙酰氨糖虾壳复合素对棉花黄萎病的防治效果，以及对棉花生长和产量影响的研究还较少。本文通过田间试验研究乙酰氨糖虾壳复合素诱导棉花抗枯黄萎病的表现，比较分析不同施用方式对棉花生长、养分吸收和产量的影响，为乙酰氨糖虾壳复合素在棉花上的推广应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试药剂：乙酰氨糖虾壳复合素（水剂），其氨基寡糖总量≥90 g/L（乙酰氨基寡糖≥60 g/L，小分子寡糖≥5 g/L，大分子寡糖≥25 g/L），由新疆奥海生物技术有限公司提供。

供试作物：棉花，品种为新陆早64号。

1.2 试验地概况

试验于2021年在石河子大学农学院实验教学中心（44°33′N，85°98′E）进行。试验区属温带大陆性气候，年均降水量230 mm，蒸发量1 820 mm。土壤类型为灌耕灰漠土，质地为壤土。耕层（0～20 cm）土 壤 基 础 性 状：pH 值8.15，有 机 质17.99 g/kg，有效磷16.02 mg/kg，速效钾421.20 mg/kg。该试验地连续种植棉花26年，黄萎病发生情况较为严重。

1.3 试验设计

试验设置乙酰氨糖虾壳复合素不同喷施浓度和施用方式处理，分别为：（1）对照（CK），（2）喷施500倍液（P1），（3）喷施1 000倍液（P2），（4）喷施1 500倍液（P3），（5）滴施（每次250 g/667m2，D），（6）滴施+喷施1000倍液（D+P2）。喷施处理分别在棉花苗期（2次）、蕾期、初花期分四次进行；对照处理喷等量清水；滴施处理分别在出苗水和生育期第一、二、三次灌水时分四次随水滴施。试验共6个处理，每个处理重复3次，18个试验小区在田间随机排列，小区面积60 m2。

1.4 田间管理

棉花种植采用机采棉模式（66 cm+10 cm），一膜三管六行，株距10 cm。滴灌毛管置于窄行中间，滴头流量2.8 L/h。棉花于2021年4月18日播种，播种后滴出苗水40 mm。棉花生长期间共灌水9次，灌水周期为7～9 d，总灌水量450 mm。其他栽培管理同当地大田。

1.5 试验方法

黄萎病调查：分别在7月25日（施药结束后15 d）和8月20日调查棉花黄萎病发生情况。具体调查方法、病情分级标准以及病株率和病情指数的计算，参照棉花黄萎病防治技术规程（NY/T 3690-2020）和棉花黄萎病测报技术规范（NY/T 3700-2020）。防治效果采用下式计算[9]：

防治效果（%）＝（对照区病情指数-处理区病情指数）／对照区病情指数×100%

棉花生长和养分吸收：在棉花不同生长阶段，定期测定棉花农艺性状。在棉花吐絮前（8月20日），每个试验小区随机采集5株植物样品，分成茎、叶、铃三部分，烘干后测定各器官干物质重。植物样品粉碎后，采用H2SO4-H2O2消煮，凯氏法测定全氮含量，钒钼黄比色法测定全磷含量，火焰光度法测定全钾含量。

棉花产量：吐絮期测定棉花产量，实收计产。

1.6 数据统计与分析

使用Microsoft office Excel 2016进行数据处理和绘图，SPSS 21.0软件进行单因素方差分析，当方差分析达到显著性水平后（P ＜0.05），采用Duncan法进行处理间的多重比较。

2 结果与分析

2.1 乙酰氨糖虾壳复合素对棉花黄萎病的影响

乙酰氨糖虾壳复合素喷施和随水滴施对棉花黄萎病均有一定的控制作用（表1）。三个喷施处理中，P1处理病株率和病情指数显著低于P3处理，P2处理介于二者之间。两次调查结果（7月25日和8月20 日）均表现为P1 处理的防效最高（40.70%～41.67%），其次是P2处理（27.62%～35.00%），P3处理最低（16.39%～25.00%）。D处理黄萎病的发病情况与P3处理无显著差异。D+P2处理的病株率和病情指数显著低于其他处理，防效最高（56.28%～65.00%）。说明乙酰氨糖虾壳复合素滴施结合喷施对棉花黄萎病的防治效果最好。

2.2 乙酰氨糖虾壳复合素对棉花生长的影响

不同处理对棉花植株干物质积累和分配影响见表2。D+P2处理棉花植株总干重最大，较CK增加33.94%；其次是P1、D和P2处理，分别较CK增加12.79%、12.12%和11.74%，P3处理与CK差异不显著。从棉花各器官干重来看，P2和D处理棉花茎干重与CK差异不显著；P1、P3、D+P2处理显著低于CK。D+P2处理叶干重最高，其他处理与CK无显著差异。不同处理棉花铃干重的变化趋势与总干物质重一致，均表现为D+P2处理最高，其次是P1、D和P2处理，P3处理和CK最低。D+P2和P1处理显著提高了干物质向棉铃的分配比例，分别较CK提高了13.22%和13.85%。表明乙酰氨糖虾壳复合素有助于促进棉花生长，增加棉花干物质积累及其向棉铃的分配比例。

2.3 乙酰氨糖虾壳复合素对棉花养分吸收的影响

如图1所示，乙酰氨糖虾壳复合素滴施结合喷施处理（D+P2）棉花氮素吸收量最高，较CK增加33.27%；其次是D、P1 和P2 处理，分 别较CK 增加21.49%、17.74%和15.03%；P3处理与CK差异不显著。D+P2处理显著提高棉花磷素吸收量，较CK增加20.14%；其他处理与CK均无显著差异。与CK相比，P2和P3处理对棉花钾素吸收量影响不显著（P ＞0.05），P1、D和D+P2处理棉花钾素吸收量较CK分别增加16.13%、15.05%和26.16%。说明乙酰氨糖虾壳复合素滴施结合喷施可显著促进棉花对氮磷钾养分的吸收。

图1 不同处理对棉花养分吸收的影响

2.4 乙酰氨糖虾壳复合素对棉花产量的影响

不同处理对棉花产量的影响如图2所示，除P3处理棉花产量与CK无显著差异外，其他乙酰氨糖虾壳复合素处理均显著提高了棉花产量。D+P2处理棉花产量最高，较CK增加38.89%。P1、P2和D处理棉花产量差异显著，分别较CK增加22.75%、14.26%和13.08%。

图2 不同处理对棉花产量的影响

3 讨论与结论

黄萎病的是一种土传维管束真菌病害，被视为棉花的“毒瘤”，已成为造成我国棉花产量与质量下降的重要原因[13]。棉花黄萎病采用常规化学防治方法难以实现有效防治，培育抗病品种是解决这一难题的有效途径，但目前尚无大面积成功栽培的高抗病品种[14]。近年来，利用各类生物及其代谢物等生物资源进行生物防治具有环境友好的特点，受到广泛关注[13]。袁新琳等[6]研究发现，在棉花枯黄萎病发病前或发病初期喷施氨基寡糖素，对棉花枯萎病和黄萎病的防治效果为17.38%～80%，且防治效果随着喷施次数的增加而提升。本研究表明乙酰氨糖虾壳复合素喷施对棉花黄萎病的防治效果为13.25%～65%，增加喷施浓度（稀释500～1 500倍）可显著提高其对棉花黄萎病的防治效果，这与前人的研究结果基本一致。本研究比较了乙酰氨糖虾壳复合素不同施用方式对棉花黄萎病的防治效果，发现滴施的效果与低浓度（稀释1 500倍）喷施相当，但显著低于中高浓度（稀释1 000倍和500倍）喷施。于丝丝[10]研究结果也表明氨基寡糖素喷施处理棉花黄萎病的发病程度低于滴施处理。此外，本研究结果显示，乙酰氨糖虾壳复合素滴施结合喷施对棉花黄萎病的防治效果最好，明显优于单独喷施或滴施。

大量研究表明氨基寡糖素能增强植物的抗逆性，促进作物生长和养分吸收，提高产量[15]。张素新等[12]报道喷施氨基寡糖素能够促进棉花生殖生长，降低脱落率，具有保花保铃和防止棉株早衰的作用。罗树凯等[11]研究发现喷施氨基寡糖素能促进棉花茎粗、真叶数等生长量的增加，增产效果显著（9.70%）。也有研究表明，喷施氨基寡糖素显著降低棉花黄萎病发病株率，增加蕾铃数，增产幅度达到20%以上[9]。本研究中，乙酰氨糖虾壳复合素处理（除稀释1 500倍喷施处理）显著增加棉花植株干物质重，促进养分吸收，增加棉花产量，增产幅度为13.08%～38.89%。这与前人的研究结果一致。同时，本研究发现，乙酰氨糖虾壳复合素滴施结合喷施对于促进棉花生长、养分吸收和产量提高的作用优于其他处理。

综上所述，乙酰氨糖虾壳复合素喷施或滴施可以抑制棉花黄萎病发生，促进棉花生长，增加棉花干物质重、氮磷钾养分吸收量和产量。其中，乙酰氨糖虾壳复合素滴施（250 g/667 m2）结合喷施（稀释1 000倍）的效果最佳，对棉花黄萎病的防治效果可达56.28%～65.00%，并促进棉花干物质积累及其向棉铃的分配比例。与对照相比，乙酰氨糖虾壳复合素滴施结合喷施处理的棉花，氮、磷、钾养分吸收量分别增加33.27%、20.14%、26.16%，产量增加38.89%。