温如斯 秦荣秀 孟中磊 宋贤冲 黄有德 廖旺姣
摘要 篩选环保型抑菌剂,为油茶炭疽病和软腐病绿色防治提供依据。采用室内生长速率法和喷雾法测定了4种抑菌剂对油茶炭疽病菌和软腐病菌抑制作用及油茶炭疽病苗期防治效果。实验室抑菌试验结果表明,纳米氧化铁悬浮剂及油茶壳醋液对油茶炭疽病菌和油茶软腐病菌均有较好的抑制作用,其中含有壳聚糖的纳米氧化铁悬浮剂的抑制效果最好,1%纳米氧化铁悬浮剂处理对油茶炭疽病抑制率为100%,4%的油茶壳醋液处理对油茶炭疽病抑制率为100%;0.3%的纳米氧化铁悬浮剂处理对油茶软腐病的抑制率为100%,0.4%的油茶壳醋液处理对油茶软腐病的抑制率为100%。苗期试验结果显示,4种抑菌剂对油茶炭疽病菌均有很好的防治效果,以纳米氧化铁和油茶壳醋液防治效果最好,防治效果达90%左右,与电解质水溶液等处理差异显著,对照多菌灵和波尔多液防治效果亦较好,达59%以上。
关键词 抑菌剂;油茶炭疽病;油茶软腐病;防治效果
中图分类号 S482.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2024)07-0130-04
doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2024.07.032
Control Effects of Four Antibacterial Agents on Anthrax and Soft Rot of Camellia oleifera
WEN Ru-si,QIN Rong-xiu, MENG Zhong-lei et al
(Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Science Research Institute,Nanning,Guangxi 530002)
Abstract In order to screen environmentally friendly antibacterial agents and provide a basis for green prevention and control of Camellia anthracnose and soft rot disease.The inhibition of four kinds of bacteriostatic agents on Colletotrichum gloeosporioides and soft rot of Camellia oleifera and the control effect at seedling stage were determined by indoor growth rate method and spray method.The results showed that both nano iron oxide suspension and Camellia oleifera shell vinegar had good inhibitory effects on Camellia oleifera anthracnose pathogen and Camellia oleifera soft rot pathogen.Among them,nano iron oxide suspension containing chitosan had the best inhibitory effect.The 1% nano iron oxide suspension treatment had a 100% inhibition rate on Camellia oleifera anthracnose,while the 3% Camellia oleifera shell vinegar treatment had a 100% inhibition rate on Camellia oleifera anthracnose;The inhibition rate of 0.3% nano iron oxide suspension treatment on Camellia oleifera soft rot disease was 100%,and the inhibition rate of 0.4% Camellia oleifera shell vinegar treatment on Camellia oleifera soft rot disease was 100%.The results of seedling test showed that four kinds of bacteriostatic agents had good control effects on anthracnose of Camellia oleifera,among which nano iron oxide and Camellia oleifera hull vinegar had the best control effect,with the control effect reaching about 90%,which was significantly different from electrolyte aqueous solution,and the control effect of carbendazim and bordeaux was also good,with the control effect reaching more than 59%。
Key words Antibacterial agents;Camellia oleifera anthracnose;Camellia oleifera soft rot disease;Control effect
油茶(Camellia oleifera)属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia) 植物,是我国特有的油料植物[1],与油橄榄、油棕、椰子并称为世界四大木本油料植物[2]。近年来通过国家大力推广我国油茶种植面积持续增加。油茶病害防治在油茶管理上非常重要[3]。目前报道油茶病害有42种[4],而油茶的重要病害炭疽病可造成油茶减产20%~30%[5]。油茶软腐病(Agaricodochium camellia)又称油茶落叶病、叶枯病,可引起油茶大量落叶、落果、无花芽分化,造成减产,是油茶重要病害之一[6-7]。据报道,在油茶林中一般油茶软腐病的病株率为20%,严重的高达95%[6-10],因此防治油茶炭疽病、软腐病对油茶产业意义重大。使用化学杀菌剂是目前防治油茶炭疽病的主要手段,但过量使用,不仅对茶油的品质造成影响,还会对生物多样性造成破坏,因此目前急需寻求新型环保的生物农药[11-12]。余傲涛[13]研究表明甲基硫菌灵和腈菌唑对油茶炭疽病有较好的防治效果;尹华庆等[14]研究表明氟菌·肟菌酯、氟硅唑、肟菌·戊唑醇、苯醚甲环唑、戊唑醇对油茶炭疽病菌具有很好的抑制效果;欧阳红萍等[3]和齐苗等[15-16]研究表明,波尔多液和多菌灵分别对油茶软腐病和油茶炭疽病具有较好的防治效果。纳米材料和技术的发展为开发新的抗菌药物提供了契机[17]。研究表明纳米银[18]、二氧化钛、氧化铜等纳米材料具有良好的抗菌活性[19-20],而纳米氧化铁则具有相对较高的生物安全性和环境友好性[21]。董玉昕等[22]研究表明喷施纳米银和纳米氧化铁可显著提高薄皮甜瓜抗白粉病的能力。目前使用纳米氧化铁对油茶炭疽病和软腐病的防治鲜见报道。油茶壳醋液是油茶壳热解之后的产物,包含多种有机物,如有机酸类、酚类、酮类物质等[23],被广泛用作土壤改良剂、饲料添加剂、食品添加剂、抗炎症剂和抗真菌等用途[24]。但油茶壳木醋液的研究鲜有报道。笔者通过实验室抑菌试验及田间小区试验评价纳米氧化铁悬浮液、油茶壳醋液等4种新型防治材料,为油茶炭疽病和软腐病防治提供新的思路。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 抑菌剂。
抑菌剂共有 4种,分别为纳米氧化铁悬浮液、油茶壳醋液、电解水水溶液、艾蒿油水溶液。
1.1.2 供试菌株。
油茶炭疽病菌(Colletotrichum fructicola)和油茶软腐病菌(Agaricodochium camellia)由广西壮族自治区林业科学研究院森林保护研究所提供。
1.1.3 植物材料。油茶为 1年生油茶幼苗,长势较差,叶片感染炭疽病较为严重。
1.2 试验地概况
试验地位于广西壮族自治区林业科学研究院油茶苗圃(108°21′E,22°56′N),属亚热带季风气候;年均气温21.7 ℃,平均最低气温12.8 ℃,平均最高气温28.2 ℃;夏季高温多雨、冬季温暖少雨,年均降水量1 300 mm,平均相对湿度79%;夏季潮湿,冬季稍显干燥,干湿季节分明。试验地土壤情况为全氮含量1.80 g/kg,全磷含量0.1 g/kg,全钾含量8.63 g/kg[25]。
1.3 试验设计
共设7个处理,其中4个抑菌劑处理,6%纳米氧化铁悬浮液、6%油茶壳醋液、6%艾蒿油水溶液、6%电解水溶液;以80%波尔多液(CK1)100倍液、50%多菌灵(CK2)500倍液和清水处理为对照(CK)。在油茶炭疽病和软腐病发病严重时,对油茶幼苗进行喷雾处理。每个处理 30 株,重复3次。各试验小区之间间隔1 m作为保护行,共进行3次喷施,每次间隔7 d。
1.4 抑菌剂的制备
1.4.1 纳米氧化铁悬浮液。
称量0.2 g纳米氧化铁,加入1 L蒸馏水、5 g壳聚糖,搅拌机(析牛,型号os30pro)2 000 r/min搅拌1 min充分混匀后待用。纳米氧化铁由广西林业科学研究院林化所实验室提供。壳聚糖供试公司为西安妙果生物科技有限公司。
1.4.2 油茶壳醋液。油茶壳醋液由广西林业科学研究院林化所实验室提供。
1.4.3 电解水溶液。
将40 g氯化钠加入1 L蒸馏水中,用氧化电位水生成器电解10 min,制成弱酸性次氯酸钠水溶液,氧化电位水生成器供试公司为深圳亿绿源环保科技有限公司。
1.4.4 艾蒿油水溶液。
取4 mL艾蒿精油,加入艾蒿纯露1 L,混合后待用,艾蒿精油和艾蒿纯露由广西林业科学研究院林化所实验室提供。
1.4.5 对照。
50%多菌灵可湿性粉剂,江苏三山农药有限公司生产;80%波尔多液为可湿性粉剂,美国仙农有限公司生产。
1.5 抑菌剂抑制效果测定
采用菌丝生长速率法进行测定,将供试抑菌剂分别配成目标系列浓度梯度50倍母液,使用移液器各取1 mL分别加入熔化降温至50 ℃的49 mL PDA 培养基中,充分摇匀后分别倒入直径9 cm培养皿内,制成含抑菌剂培养基平板,供试菌株25 ℃培养7 d 后,用内径6 mm打孔器在菌落边缘打取菌丝块,接种到上述平板培养基上,以加灭菌水PDA平板为空白对照。25 ℃黑暗培养7 d后,用“十”字交叉法测量菌落生长直径,求出各抑菌物质对菌丝生长的抑制率。
菌丝生长抑菌率= (对照菌落直径-处理菌落直径)/(对照菌落直径-菌丝块直径)×100%
1.6 调查方法与病害程度分级
参考方中达[26]制定的标准进行划分,在抑菌剂防治前,采用随机取样法调查油茶炭疽病发病情况,每个处理调查30株,每株记录10张叶片的发病情况,根据炭疽病分级标准对调查叶片进行分级,统计发病率和病情指数,抑菌剂防治后病情指数调查法与之相同,炭疽病发病严重程度分为 5个等级(表1)。
根据油茶病害分级标准[27]统计病情指数,计算防治效果,计算公式:病情指数=∑(病级病叶数×代表数值)/(调查总叶数×发病最重级的代表数值);防效=[1-(对照药前病情指数×处理药后病情指数)/(对照药后病情指数×处理药前病情指数)]×100%。
2 结果与分析
2.1 抑菌剂对油茶炭疽病菌抑制作用
由表2可知,4种不同抑菌剂不同浓度对炭疽病菌抑制作用不同,其中以纳米氧化铁悬浮液抑制效果最好,4种不同浓度抑制效果均为100%,其余3种处理随着抑菌剂浓度加大,抑制率提高。油茶壳醋液浓度4%~6%时对炭疽病菌抑制效果可达100%;艾蒿油水溶液4种浓度抑制率相差不大,抑制率为50%~70%;电解质水溶液与其他3种处理相比,抑制率偏低,浓度1%~2%时,抑制率低于10%(图1、2)。
2.2 抑菌剂对油茶软腐病菌抑制作用
由表3可知,4種抑菌剂对油茶软腐病菌均有不同程度的抑制作用。同等浓度 以纳米氧化铁和油茶壳醋液抑制效果较好。纳米氧化铁浓度0.2%时,抑制率达50%以上,0.3%浓度以上,抑制率可高达100%,油茶壳醋液浓度0.3%及以上,抑制率达87%以上;艾蒿油和电解质水溶液使用浓度0.4%及以上,抑制率达70%以上,抑制效果较好(图3、4)。
2.3 苗圃防治效果
由表4可知,4种抑菌剂对油茶炭疽病菌均有很好的防治效果,以纳米氧化铁和油茶壳醋液防治效果较好,防治效果为90%左右,与电解质水溶液等处理差异显著,对照多菌灵和波尔多液防治效果也较好,达59%以上。
3 结论与讨论
研究表明,长时间使用化学农药防治油茶炭疽病容易引起油茶炭疽病原抗药性的产生,减缓抗药性产生的主要办法是轮换应用不同杀菌 剂[28] 。纳米材料具有良好的抑菌能力、不产生耐药性、安全无污染等特性,目前已成功在农业生产、植物保护和植物营养等领域应用[22]。该研究纳米氧化铁1%对油茶炭疽病菌具有很好的抑制作用,与Tyagi等[29]报道FeNPs可以作为抗病原体的抗菌剂的结论相似。该研究0.2%纳米氧化铁苗期防治炭疽病效果,与董玉昕等[22]的10 μmol/mL纳米氧化铁能显著降低甜瓜叶片的病情指数结论相似。
木醋液是由生物质热解产生的一种黄色或红棕色液体副产物,研究表明该物质对真菌有抑制作用[23]。该试验结果显示30%油茶壳醋液对炭疽病菌抑菌率高达100%,与郭运玲等[30]的25.25 mg/mL木醋液对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)菌丝生长抑制率100%结论相似,苗期防治效果达90%,可供苗期炭疽病防治使用。
艾蒿 (Artemisia argyi L.)又称艾草,菊科蒿属野生草本植物,在我国分布广泛。研究证明艾蒿具有一定的抑菌、抗病毒作用[31-32]。该研究结果显示,3%艾蒿油水溶液对炭疽病菌抑制率达60%以上,0.3%及以上对油茶软腐病菌抑制率达60%以上,与艾蒿对油茶炭疽病菌分生孢子萌发的抑制作用最强的结论相似。
综上所述,供试的纳米氧化铁、油茶壳醋液和艾蒿油抑菌剂对油茶炭疽病菌和油茶软腐病菌均有较好的抑制作用,可供苗期防治使用,林间防治效果有待进一步验证。
参考文献
[1] 邓小军,周国英,刘君昂,等.湖南油茶林丛枝菌根真菌多样性及其群落结构特征[J].中南林业科技大学学报,2011,31(10):38-42.
[2] 庄瑞林.中国油茶[M].2版.北京:中国林业出版社,2008:66-68.
[3] 欧阳红萍,杨欢.不同化学药剂对油茶软腐病防治效果试验[J].林业调查规划,2018,43(6):84-86.
[4] 郝亚伦,唐剑泉,柏浩东,等.油茶炭疽病生物防治研究进展[J].现代农业科技,2021(22):87-90.
[5] 秦绍钊,张柱亭,王洪,等.贵州油茶炭疽病Colletotrichum kahawae 病原鉴定研究[J].现代园艺,2020(4):6-7.
[6] 吴萍.油茶软腐病无公害综合治理技术[J].现代农业科技,2011(18):202.
[7] 李春平,李清华,钟伟.油茶常见病害的发生与防治[J].安徽农业科学,2003,31(6):1061,1079.
[8] 魏安靖,戚英鹤,杜红亮.油茶软腐病防治研究[J].南京林业大学学报(自然科学版),1987,11(3):82-87.
[9] 刘锡琎,魏安靖,樊尚仁,等.油茶软腐病病原菌的研究[J].微生物学报,1981,21(2):154-163.
[10] 林雪坚,吴光金,王稼铣.油茶软腐病发病规律的研究[J].中南林学院学报,1981,1(1):78-84.
[11] 覃丽萍,苏琴,谢玲,等.杧果炭疽病菌 Colletotrichum asianum 和 C.fructicola 的危害特征及对杀菌剂的敏感性初探[J].植物保护,2020,46(1):197-202.
[12] 彭开富.农药污染现状与环境保护措施[J].南方农业,2017,11(23):108,110.
[13] 余傲涛.油茶炭疽病林间防治药剂的筛选[J].吉林农业,2019(14):60-61.
[14] 尹华庆,王建田,刘敏.油茶炭疽病病原菌鉴定及防治药剂筛选[J].湖南农业科学,2020(6):70-72,75.
[15] 齐苗,李曼曼.油茶炭疽病防治研究进展[J].安徽农业科学,2018,46(3):13-14.
[16] 秦绍钊,张柱亭,王洪.油茶炭疽病防治技术探析[J].南方农机,2020,51(8):10.
[17] SINGH R,SMITHA M S,SINGH S P.The role of nanotechnology in combating multidrug resistant bacteria[J].Journal of nanoscience and nanotechnology,2014,14(7):4745-4756.
[18] COURTNEY C M,GOODMAN S M,MCDANIEL J A,et al.Photoexcited quantum dots for killing multidrugresistant bacteria[J].Nature materials,2016,15:529-534.
[19] DURN N,DURN M,DE JESUS M B,et al.Silver nanoparticles:A new view on mechanistic aspects on antimicrobial activity[J].Nanomedicine,2016,12(3):789-799.
[20] PELGRIFT R Y,FRIEDMAN A J.Nanotechnology as a therapeutic tool to combat microbial resistance[J].Advanced drug delivery reviews,2013,65(13/14):1803-1815.
[21] TOUMEY C.Quick lessons on environmental nanotech[J].Nature nanotechnology,2015,10:566-567.
[22] 董玉昕,鄭植,王文康,等.纳米银和纳米氧化铁对甜瓜白粉病防治研究[J].中国农业科技导报,2022,24(11):137-147.
[23] 刘星宇.木醋液抑菌功能性及应用研究[D].长春:吉林大学,2022.
[24] 郭根茂.木醋液成分分析与工艺优化研究[D].海口:海南大学,2021.
[25] 温如斯,吴方圆,郭丽梅,等.两种微生物液体肥对香花油茶幼苗生长的影响[J].广西林业科学,2022,51(2):255-258.
[26] 方中达.植病研究方法[M].北京:中国农业出版社,1998.
[27] 陈绍红,孙思,王军.14种杀菌剂对油茶炭疽病的防治研究[J].广东林业科技,2007,23(2):42-45.
[28] 王翠兰,左璐莹,张绍勇,等.7种杀菌剂和5种植物抗病激活剂对油茶炭疽病病菌活性研究[J].西北林学院学报,2022,37(2):176-179.
[29] TYAGI P K, GUPTA S, TYAGI S, et al.Synthesis of iron nanoparticles from spinach leaf and banana peel aqueous extracts and evaluation of antibacterial potential [J]. Journal of nanomaterials, 2021, 2021(Pt5): 1-11.
[30] 郭运玲,董建悦,张淑红,等.木醋液对玉米大斑病菌的抑制作用[J].河南农业科学,2019,48(1):90-93.
[31] 王璐.艾蒿的抑菌作用研究进展[J].山东化工,2021,50(24):103-105.
[32] 张亮.4种植物提取物对茶炭疽病菌及对茶树防御酶的影响[D].合肥:安徽农业大学,2012.
基金项目 广西林科院基本科研业务费(林科202115号)。
作者简介 温如斯(1985—),女,广西上林人,工程师,硕士,从事农林剩余物加工与利用、林化产品研究。*通信作者,高级工程师,硕士,从事林木病虫害防治研究。