紫外线技术对草莓病虫害的防治效果研究

张鑫燕，林琪琳，朱黎霞，陈沂，王颖，王国夫

（绍兴文理学院元培学院，浙江绍兴312000）

草莓（Fragaria ananassaDuchesne）为蔷薇科草莓属多年生草本植物，在世界小浆果中种植面积居首位，销量大，经济价值高。章姬草莓为日本甜宝品种，品质优良，抗病性强。果肉淡红色、细嫩多汁、浓甜美味，在日本被誉为草莓中的极品。草莓一般为鲜食，因此果实成熟期禁止使用化学农药，但是草莓种植过程中，病虫害较多，较为严重的病害有灰霉病、白粉病和蛇眼病等，虫害有红蜘蛛、蚜虫和蛴螬等，极大地影响了草莓的产量和品质。生物防治方法是近年来重点研究的方向，但由于病虫害的变异很快，容易产生抗性。近年来人们又开始研究用物理方法防治病虫，通过驯化植物，提高植物本身抗病虫害的能力。由于物理因子诱导的抗性是利用了植物体内自身存在的抗病虫机理，因此这种抗性诱导是自然和安全的，紫外线照射就是其中的一种物理诱导因子[1]。本试验主要研究紫外线照射（UV-B）对草莓病虫害的防治效果。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试草莓品种为江浙地区常栽品种章姬，由本校实验室提供。

UV-B实验灯，功率30 W，由信阳市奥通仪器设备有限公司生产；紫外灯照射波长313 nm。UV-B辐照度使用北京师范大学光电仪器厂生产的UV-B紫外辐射强度仪测定。

1.2 试验方法

1.2.1 UV-B处理方法

将紫外灯固定在草莓植株上方，照射强度通过调节灯管与草莓植株幼苗顶端的距离来实现，紫外灯照射面积为50 cm×150 cm。采用三因素三水平正交表设计试验（表1、2），以自然条件为对照，共10个试验组。选取生长一致的章姬草莓幼苗，在子叶展开后进行UV-B照射处理，各处理均从早上9：00开始。每组处理草莓5盆，设重复1次。各处理时间、辐照度、间隔时间见表1。

表1 三因素水平梯度设置表Table 1 Three-factor horizontal gradient setting table

1.2.2 病虫害测定项目及方法

（1）病斑直径

随机选取对照组和处理组的15片叶片，做好标记，固定观察这些叶片，采用十字交叉法，用游标卡尺测量病斑直径，每隔5 d测量一次叶片的病斑直径，并记录。

表2 三因素三水平试验表Table 2 Test table of three factors and three levels

（2）病叶率

观察叶片表面的发病情况，病叶率为发病叶片数量与总叶片数量的比值。

（3）虫害情况

自8月1日试验开始起至8月26日结束，随机选取对照组和处理组的5盆植株，做好标记，固定观察并记录，每隔5 d观测草莓茎部和各叶片（包括正反面）蚜虫和红蜘蛛的数量，以试验结束当天的虫害总量取平均值为最终数据。

（4）病情指数

1.3 数据统计分析

利用Excel 2010、SPSS 18.0软件对试验数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同UV-B辐射处理对草莓虫害的影响

2.1.1 不同UV-B辐射处理对草莓蚜虫和红蜘蛛的影响

由表3（见下页）可知，处理组的蚜虫与红蜘蛛数量均少于CK。在蚜虫防治方面，T1、T2与CK差异不显著，T3、T4、T6、T7 之间差异也不显著，T5、T9 与 CK 差异显著，对蚜虫抑制作用最明显。在红蜘蛛防治方面，T1、T2、T3、T9之间差异不显著，T5、T6与CK差异显著，对红蜘蛛抑制作用最明显。综合考虑，T5处理对蚜虫、红蜘蛛抑制效果都较好，该处理有良好的抗虫性能。

表3 虫害数据分析表Table 3 The analysis table of pest data

2.1.2 各观察期总体虫害发展趋势分析

由图1可知，CK、T1、T2的蚜虫数量呈持续增长状态，分别在8月6日与8月26日达到两个峰值。其他各处理组蚜虫数量在前期大体呈增长趋势，并在8月11日～16日之间出现峰值，后期基本呈减少状态。T5、T8组蚜虫数量在整个测定阶段变化明显，波动幅度最大。T2、T9组蚜虫数量变化则较不明显。综上可知，T5、T6组的蚜虫数量在UV-B照射下抑制作用最佳。

图1 各时期蚜虫数量变化趋势Fig.1 The variation trend of aphid populationin each period

图2 各时期红蜘蛛数量变化趋势Fig.2 The variation trend of spider mite population in each period

由图2可知，红蜘蛛数量总体呈先增长后减少的趋势，除T4和T5在8月11日前后出现先减少后增长的趋势。CK红蜘蛛数量呈持续增长状态，在8月16～21日之间增长最快，并在8月21日达到峰值后呈现减少趋势。综上可知，T5、T6组红蜘蛛数量在UV-B照射处理下最少，效果最佳。综合图1、2的结论可得，UV-B照射对草莓蚜虫数量和红蜘蛛数量在T5处理时防治效果最佳。

2.1.3 T5组各时期虫害变化趋势

图3 T5与CK各时期蚜虫数量对比Fig.3 Comparison of aphid numbers mites numbers between T5 and CK at different periods

由图3可知，在UV-B照射下，蚜虫数量呈先增加后减少趋势，在8月11日达到峰值，并出现了试验组蚜虫数量多于对照组的现象。分析反常原因，有可能是蚜虫体内存在能清除自由基的保护酶体系，经紫外线照射后，蚜虫体内SOD、POD和CAT这三种酶的活性都有显著增加，并参与了蚜虫的抗辐射过程，对其生殖力也有一定的促进作用。但是长时间辐射会使蚜虫自身的生理防御机制受到破坏，所以蚜虫数量在照射后期开始逐渐下降[3，4]。

由图4可知，处理组红蜘蛛数量呈现先下降再上升后减少的波动趋势，CK红蜘蛛数量呈持续增长状态，在8月16～21日之间增长最快，在8月21日达到峰值后呈现减少趋势。

图4 T5与CK各时期红蜘蛛数量对比Fig.4 Comparison of spider between T5 and CK at different periods

2.2 不同UV-B辐射处理对草莓病害的影响

2.2.1 对草莓灰霉病的影响

由表4可知，草莓灰霉病的防治效果并不与辐照度的强弱呈现一致性，T1、T2、T3与CK的效果并不显著，T4、T7、T8 病叶率甚至还高于 CK，只有 T5、T6 处理效果好，并与CK差异显著，对草莓灰霉病有较好的抑制作用。

2.2.2 对草莓白粉病的影响

由表5可知，各处理组白粉病病叶率均低于CK，其中 T1、T9 组效果较差，T3、T4、T5、T7、T8 防治效果较好，T5组效果最好，病叶率最低，并与其他各组差异明显。可以看出T5组对草莓白粉病的防治效果较好也能对草莓灰霉病起到较好的抑制作用。

3 讨论

试验表明，经过紫外线UV-B照射处理，草莓植株的蚜虫与红蜘蛛数量均受到一定程度的控制，草莓灰霉病与白粉病病叶率及病情指数也有所降低。在三因素三水平组合处理中，T5、T9对蚜虫的抑制效果较好，T5、T6对红蜘蛛的抑制效果较好，T5、T6对灰霉病的抑制效果较好，T5、T8对白粉病的抑制效果较好。因此本试验中，对草莓病虫均能有效控制的是T5，即辐照度0.75 W/m2，照射4 h/d，间隔天数2 d。

试验结果还显示，所有的UV-B照射组合处理对草莓病虫害都有一定的抑制作用，在某些情况下，UV-B照射时间越长，照射强度越高，对草莓灰霉病的影响越大，抑制作用越强[5-7]。UV-B辐照度越高，照射时间越长，草莓白粉病病叶率及病情指数越低，对白粉病的抑制效果也越好，但是高强度、长时间辐照对草莓的生长带来一定的不利影响，这与张富荣等[8]在黄瓜的上研究结果基本一致。李晓科等[9]的研究认为UV-B辐照对植物生长的影响有可能是因为辐照导致细胞膜结构损伤。

可见，一方面，一定的UV-B辐照能够减少蚜虫与红蜘蛛的数量，延迟蚜虫与红蜘蛛的发生时间，有利于减少蚜虫与红蜘蛛对章姬草莓的危害，在一定程度上能增加章姬草莓的产量；但另一方面，过强、过长的UV-B辐照会对草莓的生长产生影响，进而也会影响产量，本试验虽然得到了草莓病虫害控制的最佳UV-B辐照组合T5，但是T5处理下对草莓生长会不会产生影响、以及影响是否显著等，都缺乏详细的数据记录，难以进行细化分析。此外，草莓作为世界上分布广泛的重要浆果之一，营养丰富，尤其含有大量的维生素C，草莓中的一些有效成分，可抑制癌症的生长，所以UV-B辐照后，草莓的营养成分会不会发生变化或受到破坏也有待于进一步研究。

表4 各处理对草莓灰霉病的影响效果Table 4 Effect of different treatments on grey mould of strawberry

表5 各处理对草莓白粉病的影响效果Table 5 Effect of different treatments on powdery mildew of strawberry