關(guān)兆英，馬玉超，龐婧珺，孫運金，閆 哲*，尚巧霞*

(1.北京農(nóng)學院生物與資源環(huán)境學院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點實驗室，北京 102206；2.北京農(nóng)學院首都農(nóng)產(chǎn)品安全產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院等離子體工程中心，北京 102206)

草莓(Fragariaspp.)為薔薇科草莓屬多年生草本植物[1]。由于其形美味甜，且富含氨基酸、礦物質(zhì)及維生素C等多種營養(yǎng)物質(zhì)，深受廣大消費者喜愛[2]。近年來，中國草莓栽培面積逐年擴大，但草莓根腐病、枯萎病、炭疽病、灰霉病等病害在生產(chǎn)中時常發(fā)生[3]，如果防治措施不得當或不及時，可能會嚴重影響草莓產(chǎn)量和品質(zhì)。已報道的草莓根腐病的病原菌達20多種，主要有鐮孢屬Fusarium、炭疽菌屬Colletotrichum、絲核菌屬Rhizoctonia等真菌，其中由立枯絲核菌Rhizoctoniasolani引起的草莓根腐病是影響草莓生產(chǎn)的重要病害之一，發(fā)病初期從幼根前端或中部變成褐色或黑褐色，不定根的中間部位表皮壞死，病健交界明顯，被侵染的植株長勢弱，葉片變黃，分蘗減少，結(jié)果減少，嚴重時維管束褐變、壞死，整株植株萎蔫，最后枯死[4]；草莓枯萎病是由尖孢鐮刀菌Fusariumoxysporum引起的，發(fā)病的草莓植株心葉黃化，伴有畸形葉產(chǎn)生，輕者導致病株生長衰弱，結(jié)果率低，果實瘦小，果實口感變差，嚴重時導致匍匐莖減少，整株枯萎至死亡[5]；草莓炭疽病的病原菌主要為膠孢炭疽菌Colletotrichumgloeosporioides，在草莓育苗期和移栽存活期發(fā)病最嚴重，常常危害短縮莖、匍匐莖和葉柄，造成大量爛苗、死苗現(xiàn)象[6]；草莓灰霉病是由灰葡萄孢菌Botrytiscinerea引起的草莓開花結(jié)果期和采后的重要病害，該病可以危害花器和果實，也可危害葉片，受危害的花器和果實腐爛，受害的葉片呈“倒V字”形[7]。目前草莓病害防治仍以化學防治為主[8]，可持續(xù)的綠色農(nóng)業(yè)綜合防治措施有待完善。等離子體技術(shù)作為一項現(xiàn)代物理技術(shù)，具有處理速度快、操作簡單、殺菌高效和環(huán)境友好等優(yōu)點[9-10]，可殺死多種類型的抗性細菌細胞、真菌類病原菌、芽孢、病毒和酵母菌等[11]，還能激發(fā)種子的萌發(fā)潛能，提升種子的生命活力，提高產(chǎn)量和質(zhì)量[12]，近年來越來越廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是在植物病害防治上應用較少。鑒于此，該研究利用等離子體技術(shù)，對4種常見的草莓病原真菌：灰葡萄孢菌Botrytiscinerea、尖孢鐮刀菌Fusariumoxysporum、立枯絲核菌Rhizoctoniasolani、膠孢炭疽菌Colletotrichumgloeosporioides的抑菌效果和敏感性進行測定，旨在了解、探索等離子體處理對草莓真菌病害的防治潛力，為科學合理的利用等子體技術(shù)防治植物病害提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 供試病原真菌 灰葡萄孢菌Botrytiscinerea、尖孢鐮刀菌Fusariumoxysporum、立枯絲核菌Rhizoctoniasolani、膠孢炭疽菌Colletotrichumgloeosporioides，這4種草莓病原真菌均由北京農(nóng)學院病理實驗室提供，選用PDA培養(yǎng)基，經(jīng)活化培養(yǎng)后于4 ℃冰箱中保存。

1.1.2 試驗儀器 放電等離子體由北京農(nóng)學院食品科學與工程學院自制，如圖1所示[13]。

注：1是樣品放置臺；2是電子噴射口；3是距離刻度線，由下至上為0-7 cm；4是電介質(zhì)管；5和6是正負直流電壓；7是功率顯示屏；8是功率調(diào)節(jié)器；9是開關(guān)。Note: 1 is the sample placement table; 2 is the electron injection port; 3 is the distance scale, which is 0-7 cm from bottom to top; 4 is the dielectric tube; 5 and 6 are positive and negative DC voltages; 7 is the power screen; 8 is the power regulator; 9 is the switch.圖1 放電等離子體示意圖Fig.1 The schematic diagram of plasma

1.2 試驗方法

采用菌絲生長速率法[14]測定等離子體處理對菌絲生長的抑制率。用直徑5 mm滅菌打孔器，分別在活化后的4種草莓病原真菌菌落邊緣打孔，并將菌餅接種于PDA平板上，再將平板放置在等離子體的樣品放置臺上，在室溫、空氣的條件下，將等離子體調(diào)節(jié)放電功率400 W，處理1、3、5和7 min，重復3次，以不進行處理作為空白對照。放入28 ℃恒溫箱中培養(yǎng)2～5 d。采用十字交叉法測量菌落直徑，計算菌絲生長抑制率[15]。

菌絲生長抑制率=(對照菌落直徑-處理菌落直徑)/(對照菌落直徑-菌餅直徑)×100.00%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

菌落擴展直徑和菌絲生長抑制率用SPSS 21.0軟件進行方差分析和差異顯著性分析。將菌絲生長抑制率轉(zhuǎn)換成抑制幾率值(y)，等離子體處理時間(min)轉(zhuǎn)換成質(zhì)量時間對數(shù)(x)，計算毒力回歸方程：y=ax+b(a表示回歸系數(shù)，b為常數(shù))，并以回歸方程計算等離子體處理對4 種草莓病原真菌的半數(shù)致死時間(LT50) 及相關(guān)系數(shù)(R)。

2 結(jié)果與分析

2.1 等離子體處理對4種草莓病原真菌的抑制率

等離子體處理7 min，對4種草莓病原真菌均具有顯著的殺菌作用(表1)，4種草莓病原真菌的菌落擴展直徑都為0.00 cm，抑制率為100.00%。而另外3個等離子體處理時間對4種草莓病原真菌也具有不同程度抑制菌絲生長的作用，且處理的草莓病原真菌菌落擴展直徑均小于對照。其中等離子體處理1 min，對4種草莓病原真菌的抑制效果均不明顯，菌落擴展直徑范圍(4.32±0.16) cm～(7.08±0.08) cm，抑制率1.78%～19.49%；處理3 min，對灰葡萄孢菌的抑制效果顯著，抑制率達到100.00%，達到殺菌效果，對另外3種草莓病原真菌抑制效果不顯著；處理5 min，對立枯絲核菌的抑制效果顯著，抑制率達到100.00%，達到殺菌效果，對另外2種草莓病原真菌抑制效果不顯著。

表1 等離子體處理對4種草莓病原真菌的抑制比較Tab.1 Comparison of inhibition rates of plasma treatment on 4 strawberry pathogenic fungi

2.2 等離子體處理對不同病原真菌的敏感性測定

等離子體處理對4個草莓病原真菌毒力回歸方程及LT50值計算統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。等離子體處理對灰葡萄孢菌菌絲生長抑制作用時間最短，LT50為1.670 min；對立枯絲核菌抑制作用時間次之，LT50為2.673；對尖孢鐮刀菌和膠孢炭疽菌抑制作用時間較長，LT50分別是4.204和4.668。

3 討 論

草莓市場種植效益高，需求日益增加，但目前存在的化肥農(nóng)藥過度使用、各種草莓病害頻繁發(fā)生等問題影響著草莓的生產(chǎn)發(fā)展[16]。農(nóng)業(yè)預防是控制草莓病害的基本措施，可以減少病害的發(fā)生，提高草莓的產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟效益[17]。目前,草莓病害的主要防治手段仍然是化學防治，因其防治對象廣泛,可以快速有效進行防治,但是使用不當很容易引起人類和動物中毒,環(huán)境污染,產(chǎn)生藥害[18]。為了彌補化學農(nóng)業(yè)(化肥、農(nóng)藥)和生物農(nóng)業(yè)(有機農(nóng)業(yè))的不足，現(xiàn)代物理技術(shù)被越來越多的應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。等離子體技術(shù)作為一項新興的高能物理技術(shù)，可以調(diào)控作物生長、保持和提高作物產(chǎn)量品質(zhì)等，且不會對環(huán)境造成污染，生態(tài)意義明顯，適用于設施農(nóng)業(yè)和作物的工廠化生產(chǎn)，具有良好應用前景。

表2 等離子體處理對4種草莓病原真菌的室內(nèi)敏感性比較Tab.2 Comparison of sensitivity of plasma treatment to 4 strawberry pathogenic fungi

目前，關(guān)于等離子體處理對于植物病原真菌直接的生長抑制作用研究鮮有報道。王卓等[19]研究發(fā)現(xiàn)，等離子體處理可降低藍莓果實表面真菌數(shù)量，具有殺菌效果。ZAHORANOVA等[20]發(fā)現(xiàn)，等離子體處理可將接種于小麥種子表面的致病性鐮刀菌全部殺滅。該研究發(fā)現(xiàn)等離子體處理對4種草莓病原真菌有很好的抑制效果，且隨著時間的適當增加，抑制效果越來越好，處理7 min后抑制率都可達到100.00%；其中對灰葡萄孢菌的抑制效果最好，LT50為1.67 min，處理3 min抑制率達到100.00%。將等離子體技術(shù)應用到草莓病害防治乃至其他作物病害防治都具有重要的潛在應用價值。

目前，等離子體處理對植物病原真菌抑制作用的研究尚處在探索階段，有很多機理還有待進一步研究。該試驗對4種草莓病原真菌進行處理，均能達到100.00%的抑制效果。該試驗結(jié)果是在室內(nèi)測定的，其田間防效受多因素影響，是否與室內(nèi)結(jié)果一致，有待進一步驗證。另外，等離子體處理對植物病原真菌和植物生長的影響是復雜的過程，處理其他植物病原真菌的效果和對植物的影響及其詳細的作用機理等問題還有待于更加深入的研究。