臭氧对蔬菜病害的防治效果研究

2021-12-26侯晓峰李传光

农村科学实验 2021年34期

侯晓峰李传光

（1.山东省阳谷县农业农村局，山东聊城 252300；2.山东省阳谷县寿张镇农业技术推广站，山东聊城 252316）

由于现代化农业的推进，越来越多的栽培方法相继出现，其中著名的无土栽培较为先进，其使用营养液栽培蔬菜能够更好地节约土地资源、节省肥料，但在长期循环使用营养液的过程中难免会出现病害，而臭氧在防治蔬菜病害中具有非常明显的效果。

1.臭氧特性

臭氧在蔬菜病害防治方面功效显著，其杀菌谱广，且具有较快的杀菌速度，使用方法与过程也较为简便，非常适合用于蔬菜病害防治。现代化蔬菜栽培中蔬菜经常会因为病原菌侵染而出现病害，臭氧能够对营养液进行消杀。调查显示，对青枯病的病原菌进行120分钟的处理后，其菌数就会归零，对于0.6mg/L的臭氧而言，处理浓度为10³cfu/ml的黄瓜与番茄的枯萎病菌只需要五分钟，且其消杀率已经接近100%。但臭氧也很容易使蔬菜出现药害，尤其是3~4叶期的黄瓜与番茄等蔬菜，其对臭氧较为敏感。黄瓜受臭氧影响最大，每当利用臭氧对其进行处理的时间超过2分钟，第二天将会形成褪绿白斑。番茄与辣椒虽然比黄瓜的抵抗力强，但只要进行超过四分钟的臭氧治理，其叶缘将会卷曲或逐渐干枯。南瓜则具有较好的耐臭氧性，即便进行6分钟臭氧处理，也没有任何药害产生。7~8叶期的番茄与辣椒相较于其他时期的蔬菜而言具有更强的臭氧耐受性，可以进行6到8分钟的臭氧处理。

2.臭氧对蔬菜病害防治的材料与方法

2.1 试验材料

本次试验所采用的供试材料主要分为：臭氧以及收集装置均由某科技公司提供；白粉病菌以及霉霜由某农林科技园的大棚黄瓜与白粉病叶上获取；辣椒疫霉病菌则是通过某科学院的蔬菜研究所提供。而供试品种则主要以旱粉2号番茄、密刺黄瓜、南瓜以及茄门辣椒为主。

2.2 试验方法

2.2.1 臭氧病害的防治试验

该实验主要分为以下三个阶段：第一，发病后的臭氧处理，需要将已经发病但呈现程度不一的多个供试品种进行分别处理，将苗龄为4~5叶的白粉病植株以及黄瓜霜霉在臭氧环境下处理90秒，之后与未经过臭氧处理的两种供试材料进行发病程度的全面比对与分析；第二，臭氧处理后的接种，试验内容需分为三组进行。第一组要将黄瓜霉霜以及白粉病叶各自在臭氧中处理6~8分钟，之后洗去叶片上的袍子，并调制袍子悬浮液，再完成接种工作。第二组要将臭氧通入由100ml白粉病菌、100ml黄瓜霜霉以及150ml辣椒病菌组成的袍子悬浮液当中，确保时长分别控制在30秒、60秒、90秒左右。第三组则可直接用臭氧水完成袍子悬浮液的接种，并将未经过臭氧处理的袍子悬浮液作为参照物，进行比对与分析。同时要注意以上接种苗龄应为2片真叶期；第三，接种后试验品种的臭氧处理，当子叶处于展开期时，要使用点雾、喷雾等接种方法，并在间隔24小时后进行2~3分钟的臭氧处理，之后与未经处理的两种霉菌进行比对。

2.2.2 臭氧对孢子生长的实际影响

首先要将黄瓜霉菌与白粉病叶片进行臭氧处理两分钟，其次洗下叶片的霉层制作成袍子悬浮液，提取4ML左右的试剂放入到培养皿中，并在培养箱中培养48小时，之后观察袍子的萌发效果，同样以未经臭氧处理的悬浮液进行比对。

2.2.3 臭氧药害效果的检测

一是对3叶期的黄瓜、4叶期的南瓜、番茄进行3~6分钟的臭氧处理，二是要对7叶期的辣椒、番茄进行6~8分钟的臭氧处理。确保所有植株在处理完成1小时后，再从密闭容器中取出并进行管理。

2.2.4 臭氧处理方法以及病害分析

第一，臭氧处理方法。一是要将植株与病叶放置在密闭容器内，使用臭氧发生器依照设计时间通入气体；二是要对菌液进行臭氧处理，将发生器放在接种菌液中完成臭氧通入，每次处理8个植株，共计完成3次。第二，接种方法。当对两种霉菌使用点滴与喷雾方法完成接种后，要确保接种液内霜霉病菌为袍子104/ml、白粉病菌为袍子105/ml。接种后的黄瓜霜霉在常温下能够保湿三天，而白粉病则只能保湿一天，同时要确保接种时土壤湿度饱和，光照时常控制在10~12小时。第三，药病害调查。需要在臭氧处理前一天以及处理后的7~10天进行，准确调查病级并测量病情指数，分析不同处理结果产生的结果差异。此外，药害调查要在处理后的24小时、48小时各记录一次，并明确具体的药害症状。

3.臭氧对蔬菜病害的防治效果

实验发现，臭氧对于蔬菜的病害具有控制作用，对患病的植株进行臭氧处理之后，蔬菜病害严重程度有所降低，同样的臭氧处理时间之内，黄瓜的白粉病防治效果最好，达到了53.8%，霜霉病经过处理后也达到了27.23%到35.20%的成效。随着处理时间的延长，其防治效果更加明显，在150ML带病孢子中进行两分钟的臭氧处理，其防效能够达到60%，使用臭氧水直接接收患病孢子，也存在轻微的防治效果，而对被臭氧处理六分钟以上时间的病原体进行接种则杀菌效果几乎没有。对于接收臭氧处理且超过两分钟的病菌孢子而言，其或多或少被抑制萌发。实验证明，霜霉病菌在经过臭氧处理的六个小时后最难萌发，其萌发抑制率最高达到52.29%了，而白粉病菌最低萌发率出现的时间则在72h之后，其抑制率最高为47.32%。臭氧产生的抑制效果随着时间增长不断降低。

3.1 抑菌效果

蔬菜的大棚在为蔬菜带来了温暖的生长环境的，大多环境密闭潮湿，非常容易滋生病菌。以往为了避免蔬菜大量减产，大多使用农药进行病害防治，但过多的农药残留会对蔬菜的安全造成威胁。对于蔬菜危害最大的病菌大多是细菌与真菌，温室中种植的蔬菜患病的病菌90%来源于此两类。而臭氧对细菌与真菌的抑制结果一直较为理想，其能够使病菌内部蛋白质彻底失去活性，进而加快其死亡。以患病胡萝卜中的软腐欧氏杆菌为例，将其在5mL、28℃的培养液中接种，并以220rmp振荡12小时，进而将其稀释成OD600,再使用臭氧水对其进行1分钟的处理工作，进行中和剂的考察，考察合格后才能将其使用于实验。实验证明，当菌悬液直接与中和剂发生反应时，中和剂并不会影响细菌生长，而将菌悬液混合臭氧水之后，则会对细菌进行消杀。臭氧水与中和剂反应时由于臭氧水被部分消化，其抑菌效果存在但不明显，一段时间过后，反应终止。而将中和剂的加入时间选为臭氧水与菌悬液反应一段时间后再加入，其抑菌效果最佳，中和剂也能够在适当时机终止反应。在对软腐欧氏杆菌进行实验的过程中发现，臭氧水对细菌发生作用的时间为1分钟。除了细菌之外，臭氧对真菌的作用也十分明显。

以立枯丝核菌为例，该真菌属于无孢真菌，其繁殖主要依靠菌丝体，具有非常快的生长速度，取无菌水为对照，对立枯丝核菌喷洒不同浓度的臭氧水后发现，进行臭氧水喷洒程序的菌丝表面具有菌丝聚集与卷曲的情况，同时臭氧水的浓度越高，菌丝圈越小。当臭氧水的浓度达到4.5mg/L时，其抑制率达到了50%，7.5mg/L浓度的臭氧水则能够达到将近90%的抑制率，并且立枯丝核菌难以再生。从以上两种细菌与真菌看出，臭氧能够对蔬菜造成病害的细菌与真菌进行有效防治。

3.2 生理响应

蔬菜对臭氧具有一定生理响应。选取不同品种的蔬菜进行对照试验，当其定植后每天固定时间对其进行臭氧水的喷洒，对照组则喷洒清水，确保灌溉的时间与喷洒的含量相同，对蔬菜进行生长指标监测，测量其株高、株重等，同时需要测定其光合生理，检测植株内部可溶性蛋白质实际浓度、GSH（还原型谷胱甘肽）的含量以及抗氧化酶的活性。

3.2.1 青菜

经过实验后发现，青菜对臭氧水具有生理响应，在进行臭氧水的喷洒后，青菜株高产生了增长，其生长速度与产量都获得了提高，青菜的营养价值也在增加。并且在实验中发现浓度为6mg/L臭氧水对蔬菜的作用最为明显，在该浓度之下，青菜的鲜重数值最高，而在浓度为8~10mg/L的臭氧水影响下，青菜发生了生物总量下降的情况，浓度为10mg/L的臭氧水对青菜进行后青菜叶片发生了明显药害，产量也发生了衰减。同时通过对青菜光合活性的检测发现，8mg/L浓度之下的臭氧水都可以增加青菜中叶绿素的含量，且浓度越大，增长趋势越高，而在10mg/L浓度之下，叶绿素的含量则发生了衰减。由此看来，合适浓度的臭氧水能够促进青菜的光合活性，过高浓度的臭氧水则会损害其光合活性。除此之外，于GSH而言，连续进行15天的臭氧水处理能够逐渐增加其含量，且在10mg/L浓度之下臭氧水浓度越高，其含量越高，当其超过10mg/L浓度时，GSH的浓度则会下降。从以上诸多数据可以看出，臭氧浓度对于蔬菜病害的防治具有较大影响，当其浓度超过10mg/L时，将会对蔬菜造成额外损伤。

3.2.2 紫叶生菜

除了青菜之外，紫叶生菜也会对臭氧产生生理反应。紫叶生菜属于绿叶蔬菜，其不仅富含维生素，还富含矿物质等诸多营养成分，在西方多个国家被誉为“大众蔬菜”。从临床数据中能够看出，经常食用此类蔬菜能够将癌症发病率以及部分慢性疾病的发病率有效降低。但在多雨高湿的环境中，此类生菜非常容易患上软腐病，以往采用喷洒农药的方法解决此类问题，后随着研究发展，在多次试验中发现臭氧能够使其产生生理响应。将喷洒清水当做对比实验发现，当臭氧水的浓度为2~10mg/L时，生菜的叶面积、叶片数以及其鲜重都发生了变化，但其蕴含的水分与株高没有产生较为明显的差异，当浓度为6mg/L的臭氧水被喷洒到生菜上后，生菜中各类指标都发生了上升变化。在6 mg/L浓度的臭氧水作用下，单株的生菜鲜重平均能够达到12.82g，和对照组相比得到了13.96%的增长，由此可以看出臭氧水能够将生菜的产量有效提高。Rozpa˛dek曾经通过使用70ppb的臭氧对甘蓝进行熏蒸，最终发现甘蓝的产量有所提升。而当臭氧水的浓度被增加到8mg/L时，各项指标稍微升高，但与6mg/L相比，指标的趋势处于下降状态，浓度10mg/L时与时8mg/L时表现一致。因此可以看出对于紫叶生菜而言，超过6mg/L浓度的臭氧水对植物的影响不大。臭氧还能够影响蔬菜的光合作用，对生菜喷洒2~10mg/L浓度的臭氧水，其中蕴含的花青素含量与之前出现了明显差异，类胡萝卜素也具有同样表现。但生菜中含有的叶绿素以及叶片中含有的光量子数则没有较大变化，类胡萝卜素对植物而言具有重要作用，其不仅是光和色素，同时也是蔬菜中重要的抗氧化剂。实验证明，4~6mg/L浓度的臭氧水可以扩大紫叶生菜中蕴含的类胡萝卜素含量，浓度为2~6mg/L的臭氧水则可以使花青素含量获得增加，进而将生菜的抗氧化性大大增强。而当臭氧水喷洒的浓度高于6mg/L时，则会阻碍生菜中合成花青素，一般生菜的叶片表现的颜色越深，其含有的花青素越多，抗氧化性越强。而过高的浓度则会对生菜体内合成花青素色素产生阻碍作用，破坏了植物的抗氧化能力。连续喷洒15天浓度不同的臭氧水后发现，生菜叶片中的叶绿素并未发生明显的改变，一直处于正常范围之中。在对PSII进行观测时发现，其有关参数也没有发生变化，说明光化学量子数并未受到臭氧影响。综合从实验表现看来，臭氧仅对花青素以及类胡萝卜素产生了影响，而对叶绿素以及光量子数不起作用。除了生菜的长势以及光合作用之外，臭氧对于生菜的抗氧化也具有一定影响。对生菜使用浓度为2~6mg/L的臭氧水后发现三种酶的含量不断增加，其中SOD以及POD增加最多，表现出较大的变化幅度，而CAT酶在活性上的变化则不大。但当改变臭氧水的浓度，将其提高至8~10mg/L时，酶活性都产生了下降趋势，意味着生菜的抗氧化性处于下降状态，臭氧的浓度越高，其抗氧化性越差。实验中发现，当臭氧水处于6mg/L浓度时，生菜中的GSH含量最高，因此臭氧浓度在低于等于6mg/L时，生菜生长最健康。

对培育的青菜和生菜进行臭氧抑菌试验，确认青菜与生菜移栽成活之后对叶片喷洒软腐病菌喷洒，将病菌的浓度控制在1×108(CFU/m L)，确保每株作物都有2mL菌液被喷洒到叶片的表面，在24小时之后分别对其进行清水喷洒、臭氧水喷洒以及百菌清喷洒。将喷洒清水的A处理组当做对照，B处理组中每天对作物进行5ML的臭氧水喷洒，C处理组中每天进行600倍稀释之后的5ML百菌清喷洒，连续喷洒15天后对青菜与生菜的发病率进行调查。经过15天不同方式的处理之后发现，用清水喷洒的生菜15天后叶片上的病菌感染仍然处于增长之中，而且受到病菌的影响，其生长的速度非常缓慢，植株也十分矮小，产量不佳。进行臭氧水喷洒的生菜生长状态正常，且病菌得到了一定抑制，对生菜的侵害不高，通过对照分析发现其防治效果高达71.2%。喷洒百菌清农药的生菜在病菌抑制上的效果最好，达到了87.4%。通过此组对照实验可以发现，臭氧水喷洒过后的叶片上对软腐病产生了较好的控制，其通过对病菌的抑制减缓了叶片的发病数量，获得了较好的防治效果，虽然效果不如农药强劲，但在农药影响蔬菜生理响应的情况下，可以较好地替代农药发挥其防治病害的作用。在使用臭氧防治病害时需要结合其他实验的结果选择适当的浓度，不同的病害所需要的臭氧浓度也各不相同，不同蔬菜与臭氧产生生理响应所需的浓度也不一致，因此需要做好浓度配比工作，避免因为浓度控制不当对蔬菜的生长产生不利影响。