园艺学报 ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (8): 1779-1792.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0418
周洁, 李甜竹, 刘汝懿, 李陈浩, 袁泽南, 李建明*()
收稿日期:
2023-03-04
修回日期:
2023-07-01
出版日期:
2023-08-25
发布日期:
2023-08-23
通讯作者:
基金资助:
ZHOU Jie, LI Tianzhu, LIU Ruyi, LI Chenhao, YUAN Zenan, LI Jianming*()
Received:
2023-03-04
Revised:
2023-07-01
Published:
2023-08-25
Online:
2023-08-23
摘要:
以‘金棚14-6’番茄为材料,设置2个空气相对湿度水平(高湿:80% ~ 95%;低湿:65% ~ 80%)、3个土壤相对含水量水平(低水:60% ~ 70%;中水:70% ~ 80%;高水:80% ~ 90%),共6个处理,研究其对番茄灰霉病的影响。结果表明:高湿比低湿处理发病早,病情严重且发展速度快;在高湿条件下的发病程度为:高水 > 中水 > 低水;在低湿条件下,中水处理的病情发展更缓慢。低湿中水处理的叶片中菌丝出现比高湿高水处理滞后7 d,叶肉组织细胞受到破坏的程度较轻,时间更晚;灰霉菌侵染前期(接种后1 d)叶片各组织结构厚度(除上、下表皮外)随土壤相对含水量的增加均呈上升趋势,侵染后期(5 ~ 10 d)高湿高水处理显著低于高湿低水和高湿中水处理,低湿中水则大于低湿低水和低湿高水处理。随灰霉菌的侵染,叶片活性氧含量和抗氧化酶活性相对活跃,高湿下光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率Fv/Fm、果实品质显著低于低湿各处理。番茄产量以低湿中水处理最高,高湿高水处理最低,各因素处理下灰霉病对番茄产量的影响程度表现为空气相对湿度 > 土壤相对含水量 > 两者交互作用。番茄设施栽培中低湿中水条件在一定程度上抑制了灰霉菌的侵染,推迟了发病时间,减轻了发病程度,降低了病害对番茄果实品质、产量的不利影响。
周洁, 李甜竹, 刘汝懿, 李陈浩, 袁泽南, 李建明. 空气湿度与土壤含水量耦合对番茄灰霉病的影响[J]. 园艺学报, 2023, 50(8): 1779-1792.
ZHOU Jie, LI Tianzhu, LIU Ruyi, LI Chenhao, YUAN Zenan, LI Jianming. Effects of Air Humidity and Soil Water Content Coupling on Tomato Gray Mold[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2023, 50(8): 1779-1792.
图1 空气相对湿度与土壤相对含水量对灰霉菌侵染番茄叶片表型变化的影响 Ha:高湿;La:低湿;Hs:高水;Ms:中水;Ls:低水。红色箭头指示病斑。不同大写字母表示同一处理不同时间在P < 0.05水平差异显著,不同小写字母表示不同处理同一时间在P < 0.05水平差异显著。
Fig. 1 The influence of air relative humidity and soil relative water content on phenotypic changes of tomato leaves infected by Botrytis cinerea Ha:High humidity;La:Low humidity;Hs:High water content;Ms:Middle water content;Ls:Low water content. The red arrow indicates the lesion. Different capital letters indicate a significant difference at the P < 0.05 level of the same treatment at different times,and different lowercase letters indicate a significant difference at the P < 0.05 level of different treatments at the same time.
图2 空气相对湿度与土壤相对含水量对灰霉菌侵染番茄叶片速度的影响 Ha:高湿;La:低湿;Hs:高水;Ms:中水;Ls:低水。箭头代表感染菌丝(IH);UE:上表皮;LE:下表皮;PM:栅栏叶肉;SM:海绵叶肉。
Fig. 2 The effect of humidity air relative humidity and soil relative water content on the infection rate of tomato leaves infected by Botrytis cinerea Ha:High humidity;La:Low humidity;Hs:High water content;Ms:Middle water content;Ls:Low water content. Arrow represents infection hypha (IH);UE: Upper epidermis;LE: Lower epidermis;PM: Palisade mesophyll;SM: Spongy mesophyll.
处理 Treatment | 时间/d Time | 栅栏组织厚度 Thickness of palisade | 海绵组织厚度 Thickness of spong | 上表皮 Upper epidermis | 下表皮 Lower epidermis | 叶片厚度 Thickness of leaf | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ha | Hs | 1 | 132.2 ± 6.0 Aa | 152.5 ± 4.9 Aa | 34.7 ± 0.8 Aa | 15.3 ± 2.6 Ab | 331.1 ± 6.4 Aa |
3 | 104.5 ± 10.9 Bc | 154.1 ± 3.9 Acd | 23.8 ± 3.0 Bd | 15.9 ± 1.5 Ac | 299.1 ± 31.1 Bc | ||
5 | 65.8 ± 4.5 Cd | 63.8 ± 0.6 Be | 7.1 ± 0.8 Cd | 6.7 ± 1.0 BCc | 150.8 ± 4.5 Cd | ||
7 | 45.5 ± 4.2 Dc | 52.3 ± 4.8 Ce | 14.2 ± 2.7 Dab | 9.0 ± 0.4 Bb | 128.2 ± 5.2 Ce | ||
10 | 25.8 ± 3.3 Ed | 27.5 ± 2.9 Dd | 6.7 ± 1.9 Dc | 4.6 ± 1.0 Cd | 63.8 ± 5.5 Dd | ||
Ms | 1 | 114.7 ± 4.1 Bb | 131.4 ± 12.6 Bbc | 30.8 ± 5.1 Aab | 15.1 ± 1.6 Bb | 293.0 ± 7.5 Bc | |
3 | 143.2 ± 3.1 Aa | 175.6 ± 7.1 Aab | 31.0 ± 3.0 Ac | 16.3 ± 2.4 Bc | 362.5 ± 11.5 Aa | ||
5 | 81.6 ± 9.0 Cc | 103.4 ± 4.4 Cd | 18.7 ± 2.6 Bc | 20.3 ± 2.2 Aa | 226.1 ± 3.5 Cc | ||
7 | 67.4 ± 5.9 Db | 63.8 ± 7.8 Dd | 12.6 ± 2.9 Cb | 8.4 ± 1.1 Cb | 151.3 ± 15.7 Dd | ||
10 | 59.4 ± 5.8 Dab | 57.1 ± 5.5 Dc | 10.9 ± 0.8 Cb | 6.7 ± 1.3 Cbc | 142.8 ± 3.9 Db | ||
Ls | 1 | 106.8 ± 5.5 Bbc | 117.1 ± 5.6 Bcd | 32.8 ± 2.3 Ba | 14.6 ± 2.7 Bb | 278.5 ± 10.4 Bd | |
3 | 128.3 ± 4.1 Ab | 144.3 ± 7.0 Ad | 41.3 ± 3.0 Aa | 22.2 ± 3.3 Ab | 334.0 ± 6.5 Aab | ||
5 | 79.9 ± 4.0 Cc | 121.6 ± 6.6 Bc | 23.4 ± 2.8 Cbc | 20.4 ± 2.0 Aa | 240.2 ± 4.8 Cc | ||
7 | 59.5 ± 6.2 Db | 72.8 ± 5.3 Ccd | 16.0 ± 2.4 Dab | 12.7 ± 2.6 Ba | 166.6 ± 8.0 Dd | ||
10 | 47.8 ± 5.1 Ec | 59.6 ± 2.5 Dc | 12.5 ± 2.9 Db | 5.6 ± 0.7 Ccd | 129.1 ± 8.6 Ec | ||
La | Hs | 1 | 114.6 ± 5.0 Ab | 140.7 ± 6.0 Bab | 26.1 ± 2.2 Ab | 25.5 ± 4.7 Aa | 312.7 ± 6.5 Bb |
3 | 123.3 ± 2.9 Ab | 190.0 ± 12.1 Aa | 25.1 ± 3.2 Ad | 18.2 ± 2.0 Bbc | 350.8 ± 13.0 Aa | ||
5 | 89.3 ± 3.9 Bc | 113.8 ± 3.6 Ccd | 25.0 ± 2.8 Ab | 13.8 ± 2.7 BCb | 241.6 ± 7.0 Cc | ||
7 | 62.6 ± 8.2 Cb | 80.8 ± 6.9 Dbc | 17.9 ± 1.7 Ba | 12.1 ± 1.9 Ca | 173.4 ± 7.9 Dc | ||
10 | 63.0 ± 5.6 Cab | 64.5 ± 6.2 Ebc | — | — | 128.9 ± 5.1 Ec | ||
Ms | 1 | 103.3 ± 8.1 Bc | 116.2 ± 11.1 Dcd | 29.8 ± 1.1 Bab | 16.0 ± 1.3 BCb | 261.1 ± 8.4 Ce | |
3 | 112.1 ± 6.7 Bc | 162.5 ± 5.6 Bbc | 36.1 ± 1.1 Ab | 36.4 ± 5.2 Aa | 346.8 ± 9.5 Bab | ||
5 | 131.6 ± 5.7 Aa | 218.2 ± 15.9 Aa | 32.1 ± 3.4 ABa | 18.0 ± 2.6 Ba | 393.1 ± 18.4 Aa | ||
7 | 79.0 ± 2.3 Ca | 140.5 ± 7.1 Ca | 17.9 ± 2.7 Ca | 12.7 ± 2.3 Ca | 246.9 ± 13.0 Ca | ||
10 | 68.6 ± 6.8 Ca | 111.0 ± 7.9 Da | 17.6 ± 2.7 Ca | 12.0 ± 1.0 Ca | 207.4 ± 4.2 Da | ||
Ls | 1 | 101.5 ± 6.9 Bc | 109.3 ± 7.6 Cd | 29.9 ± 3.6 Aab | 13.8 ± 1.6 Bb | 258.4 ± 8.6 Ce | |
3 | 111.0 ± 6.6 Ac | 159.0 ± 12.7 Acd | 28.1 ± 1.0 Acd | 13.7 ± 1.8 Bc | 320.3 ± 7.4 Abc | ||
5 | 119.4 ± 10.3 Ab | 142.0 ± 6.4 Bb | 27.0 ± 4.4 Aab | 18.6 ± 2.7 Aa | 303.0 ± 6.2 Bb | ||
7 | 77.4 ± 4.5 Ca | 87.7 ± 5.4 Db | 18.3 ± 1.7 Ba | 14.0 ± 1.0 Ba | 200.4 ± 6.9 Db | ||
10 | 57.8 ± 5.6 Db | 70.0 ± 3.5 Eb | 12.2 ± 0.9 Cb | 7.9 ± 1.3 Cb | 147.3 ± 4.8 Eb |
表1 空气相对湿度与土壤相对含水量对灰霉菌侵染番茄叶片解剖结构的影响
Table 1 The effect of humidity air relative humidity and soil relative water content humidity on the anatomical structure of tomato leaves infected by Botrytis cinerea μm
处理 Treatment | 时间/d Time | 栅栏组织厚度 Thickness of palisade | 海绵组织厚度 Thickness of spong | 上表皮 Upper epidermis | 下表皮 Lower epidermis | 叶片厚度 Thickness of leaf | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ha | Hs | 1 | 132.2 ± 6.0 Aa | 152.5 ± 4.9 Aa | 34.7 ± 0.8 Aa | 15.3 ± 2.6 Ab | 331.1 ± 6.4 Aa |
3 | 104.5 ± 10.9 Bc | 154.1 ± 3.9 Acd | 23.8 ± 3.0 Bd | 15.9 ± 1.5 Ac | 299.1 ± 31.1 Bc | ||
5 | 65.8 ± 4.5 Cd | 63.8 ± 0.6 Be | 7.1 ± 0.8 Cd | 6.7 ± 1.0 BCc | 150.8 ± 4.5 Cd | ||
7 | 45.5 ± 4.2 Dc | 52.3 ± 4.8 Ce | 14.2 ± 2.7 Dab | 9.0 ± 0.4 Bb | 128.2 ± 5.2 Ce | ||
10 | 25.8 ± 3.3 Ed | 27.5 ± 2.9 Dd | 6.7 ± 1.9 Dc | 4.6 ± 1.0 Cd | 63.8 ± 5.5 Dd | ||
Ms | 1 | 114.7 ± 4.1 Bb | 131.4 ± 12.6 Bbc | 30.8 ± 5.1 Aab | 15.1 ± 1.6 Bb | 293.0 ± 7.5 Bc | |
3 | 143.2 ± 3.1 Aa | 175.6 ± 7.1 Aab | 31.0 ± 3.0 Ac | 16.3 ± 2.4 Bc | 362.5 ± 11.5 Aa | ||
5 | 81.6 ± 9.0 Cc | 103.4 ± 4.4 Cd | 18.7 ± 2.6 Bc | 20.3 ± 2.2 Aa | 226.1 ± 3.5 Cc | ||
7 | 67.4 ± 5.9 Db | 63.8 ± 7.8 Dd | 12.6 ± 2.9 Cb | 8.4 ± 1.1 Cb | 151.3 ± 15.7 Dd | ||
10 | 59.4 ± 5.8 Dab | 57.1 ± 5.5 Dc | 10.9 ± 0.8 Cb | 6.7 ± 1.3 Cbc | 142.8 ± 3.9 Db | ||
Ls | 1 | 106.8 ± 5.5 Bbc | 117.1 ± 5.6 Bcd | 32.8 ± 2.3 Ba | 14.6 ± 2.7 Bb | 278.5 ± 10.4 Bd | |
3 | 128.3 ± 4.1 Ab | 144.3 ± 7.0 Ad | 41.3 ± 3.0 Aa | 22.2 ± 3.3 Ab | 334.0 ± 6.5 Aab | ||
5 | 79.9 ± 4.0 Cc | 121.6 ± 6.6 Bc | 23.4 ± 2.8 Cbc | 20.4 ± 2.0 Aa | 240.2 ± 4.8 Cc | ||
7 | 59.5 ± 6.2 Db | 72.8 ± 5.3 Ccd | 16.0 ± 2.4 Dab | 12.7 ± 2.6 Ba | 166.6 ± 8.0 Dd | ||
10 | 47.8 ± 5.1 Ec | 59.6 ± 2.5 Dc | 12.5 ± 2.9 Db | 5.6 ± 0.7 Ccd | 129.1 ± 8.6 Ec | ||
La | Hs | 1 | 114.6 ± 5.0 Ab | 140.7 ± 6.0 Bab | 26.1 ± 2.2 Ab | 25.5 ± 4.7 Aa | 312.7 ± 6.5 Bb |
3 | 123.3 ± 2.9 Ab | 190.0 ± 12.1 Aa | 25.1 ± 3.2 Ad | 18.2 ± 2.0 Bbc | 350.8 ± 13.0 Aa | ||
5 | 89.3 ± 3.9 Bc | 113.8 ± 3.6 Ccd | 25.0 ± 2.8 Ab | 13.8 ± 2.7 BCb | 241.6 ± 7.0 Cc | ||
7 | 62.6 ± 8.2 Cb | 80.8 ± 6.9 Dbc | 17.9 ± 1.7 Ba | 12.1 ± 1.9 Ca | 173.4 ± 7.9 Dc | ||
10 | 63.0 ± 5.6 Cab | 64.5 ± 6.2 Ebc | — | — | 128.9 ± 5.1 Ec | ||
Ms | 1 | 103.3 ± 8.1 Bc | 116.2 ± 11.1 Dcd | 29.8 ± 1.1 Bab | 16.0 ± 1.3 BCb | 261.1 ± 8.4 Ce | |
3 | 112.1 ± 6.7 Bc | 162.5 ± 5.6 Bbc | 36.1 ± 1.1 Ab | 36.4 ± 5.2 Aa | 346.8 ± 9.5 Bab | ||
5 | 131.6 ± 5.7 Aa | 218.2 ± 15.9 Aa | 32.1 ± 3.4 ABa | 18.0 ± 2.6 Ba | 393.1 ± 18.4 Aa | ||
7 | 79.0 ± 2.3 Ca | 140.5 ± 7.1 Ca | 17.9 ± 2.7 Ca | 12.7 ± 2.3 Ca | 246.9 ± 13.0 Ca | ||
10 | 68.6 ± 6.8 Ca | 111.0 ± 7.9 Da | 17.6 ± 2.7 Ca | 12.0 ± 1.0 Ca | 207.4 ± 4.2 Da | ||
Ls | 1 | 101.5 ± 6.9 Bc | 109.3 ± 7.6 Cd | 29.9 ± 3.6 Aab | 13.8 ± 1.6 Bb | 258.4 ± 8.6 Ce | |
3 | 111.0 ± 6.6 Ac | 159.0 ± 12.7 Acd | 28.1 ± 1.0 Acd | 13.7 ± 1.8 Bc | 320.3 ± 7.4 Abc | ||
5 | 119.4 ± 10.3 Ab | 142.0 ± 6.4 Bb | 27.0 ± 4.4 Aab | 18.6 ± 2.7 Aa | 303.0 ± 6.2 Bb | ||
7 | 77.4 ± 4.5 Ca | 87.7 ± 5.4 Db | 18.3 ± 1.7 Ba | 14.0 ± 1.0 Ba | 200.4 ± 6.9 Db | ||
10 | 57.8 ± 5.6 Db | 70.0 ± 3.5 Eb | 12.2 ± 0.9 Cb | 7.9 ± 1.3 Cb | 147.3 ± 4.8 Eb |
图3 空气相对湿度与土壤相对含水量对灰霉菌侵染番茄叶片活性氧含量和抗氧化酶活性的影响 Ha:高湿;La:低湿;Hs:高水;Ms:中水;Ls:低水。不同大写字母表示同一处理不同时间在P < 0.05水平的显著差异,不同小写字母表示不同处理同一时间在P < 0.05水平的显著差异。
Fig. 3 The effect of humidity air relative humidity and soil relative water content on the active oxygen content and antioxidant enzymes activities of tomato leaves infected by Botrytis cinerea Ha:High humidity;La:Low humidity;Hs:High water content;Ms:Middle water content;Ls:Low water content. Different capital letters indicate a significant difference at the P < 0.05 level of the same treatment at different times,and different lowercase letters indicate a significant difference at the P < 0.05 level of different treatments at the same time.
图4 空气相对湿度与土壤相对含水量对灰霉菌侵染番茄叶片最大光化学效率的影响 Ha:高湿;La:低湿;Hs:高水;Ms:中水;Ls:低水。不同小写字母表示不同处理在P < 0.05水平差异显著。
Fig. 4 The effect of humidity air relative humidity and soil relative water content on the maximum photochemical efficiency of Botrytis cinerea infecting tomato leaves Ha:High humidity;La:Low humidity;Hs:High water content;Ms:Middle water content;Ls:Low water content. Different lowercase letters indicate a significant difference at the P < 0.05 level of different treatments.
处理 Treatment | 产量/(kg · hm-2) Yield | 可溶性固形物/% SSC | 酸含量/% Acid | 糖酸比 Brix/Acid | 番茄红素含量/ (μg · g-1) Lycopene content | 可溶性蛋白含量/ (μg · g-1) Soluble protein content | 维生素C含量/ (μg · g-1) Vitamin C content | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ha | Hs | 2046.3 ± 103.4 d | 4.9 ± 0.1 d | 0.5 ± 0.03 c | 9.6 ± 0.8 a | 28.8 ± 1.9 d | 47.7 ± 2.9 d | 184.2 ± 9.9 c |
Ms | 2332.1 ± 102.6 c | 5.5 ± 0.3 ab | 0.6 ± 0.04 b | 8.7 ± 0.2 ab | 34.3 ± 0.5 c | 66.9 ± 1.3 c | 266.7 ± 6.0 b | |
Ls | 2442.6 ± 116.1 bc | 5.1 ± 0.1 cd | 0.5 ± 0.05 c | 9.8 ± 0.9 a | 29.7 ± 0.8 d | 68.0 ± 2.0 c | 215.4 ± 15.2 c | |
La | Hs | 2567.3 ± 155.5 bc | 5.3 ± 0.1 bc | 0.5 ± 0.05 bc | 10.2 ± 1.0 a | 54.7 ± 1.2 a | 64.0 ± 2.1 c | 197.1 ± 19.3 c |
Ms | 3828.8 ± 95.4 a | 5.6 ± 0.1 ab | 0.6 ± 0.03 bc | 10.1 ± 0.5 a | 43.4 ± 1.5 b | 98.9 ± 2.8 a | 257.6 ± 20.6 b | |
Ls | 2676.1 ± 148.5 b | 5.7 ± 0.2 a | 0.8 ± 0.05 a | 7.5 ± 0.6 b | 35.0 ± 0.7 c | 74.5 ± 2.8 b | 300.0 ± 3.4 a | |
a | 115.2** | 24.5** | 6.9* | 0.1 | 384.7** | 175.9** | 13.3** | |
s | 40.1** | 9.0** | 8.1** | 3.1 | 65.8** | 129.6** | 32.8** | |
a × s | 28.9** | 2.7 NS | 14.7** | 7.6** | 84.9** | 29.2** | 12.3** |
表2 空气相对湿度(a)与土壤相对含水量(s)对灰霉菌侵染番茄植株果实品质和产量的影响
Table 2 The effect of humidity air relative humidity(a)and soil relative water content(s)on fruit quality and yield of tomato plants infected by Botrytis cinerea
处理 Treatment | 产量/(kg · hm-2) Yield | 可溶性固形物/% SSC | 酸含量/% Acid | 糖酸比 Brix/Acid | 番茄红素含量/ (μg · g-1) Lycopene content | 可溶性蛋白含量/ (μg · g-1) Soluble protein content | 维生素C含量/ (μg · g-1) Vitamin C content | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ha | Hs | 2046.3 ± 103.4 d | 4.9 ± 0.1 d | 0.5 ± 0.03 c | 9.6 ± 0.8 a | 28.8 ± 1.9 d | 47.7 ± 2.9 d | 184.2 ± 9.9 c |
Ms | 2332.1 ± 102.6 c | 5.5 ± 0.3 ab | 0.6 ± 0.04 b | 8.7 ± 0.2 ab | 34.3 ± 0.5 c | 66.9 ± 1.3 c | 266.7 ± 6.0 b | |
Ls | 2442.6 ± 116.1 bc | 5.1 ± 0.1 cd | 0.5 ± 0.05 c | 9.8 ± 0.9 a | 29.7 ± 0.8 d | 68.0 ± 2.0 c | 215.4 ± 15.2 c | |
La | Hs | 2567.3 ± 155.5 bc | 5.3 ± 0.1 bc | 0.5 ± 0.05 bc | 10.2 ± 1.0 a | 54.7 ± 1.2 a | 64.0 ± 2.1 c | 197.1 ± 19.3 c |
Ms | 3828.8 ± 95.4 a | 5.6 ± 0.1 ab | 0.6 ± 0.03 bc | 10.1 ± 0.5 a | 43.4 ± 1.5 b | 98.9 ± 2.8 a | 257.6 ± 20.6 b | |
Ls | 2676.1 ± 148.5 b | 5.7 ± 0.2 a | 0.8 ± 0.05 a | 7.5 ± 0.6 b | 35.0 ± 0.7 c | 74.5 ± 2.8 b | 300.0 ± 3.4 a | |
a | 115.2** | 24.5** | 6.9* | 0.1 | 384.7** | 175.9** | 13.3** | |
s | 40.1** | 9.0** | 8.1** | 3.1 | 65.8** | 129.6** | 32.8** | |
a × s | 28.9** | 2.7 NS | 14.7** | 7.6** | 84.9** | 29.2** | 12.3** |
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