臭氧對(duì)水稻惡苗病菌的抑制作用

常 浩，姬明飛，牟 明，張俊華

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150030)

臭氧對(duì)水稻惡苗病菌的抑制作用

常 浩，姬明飛，牟 明，張俊華*

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱 150030)

[目的]探討臭氧對(duì)水稻惡苗病菌的抑制作用。[方法]采用菌絲生長(zhǎng)速率法和孢子萌發(fā)抑制法測(cè)定臭氧對(duì)惡苗病菌的抑制效果。[結(jié)果]在臭氧處理10 min的條件下，200、100、75、50 mg/m34種濃度臭氧對(duì)惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)的抑制效果分別為54.47%、26.50%、16.08%、8.36%，對(duì)孢子萌發(fā)的抑制率分別為90.45%、59.55%、41.67%、14.77%。在200 mg/m3臭氧處理?xiàng)l件下，30、20、10 min臭氧處理對(duì)惡苗菌菌絲生長(zhǎng)的抑制效果分別為88.08%、72.38%、49.60%，對(duì)孢子萌發(fā)的抑制效果分別為90.25%、50.74%、21.46%。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為促進(jìn)臭氧在水稻栽培領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

臭氧；水稻；惡苗??；抑制作用

水稻惡苗病又稱徒長(zhǎng)病[1-2]，在我國(guó)水稻各種植區(qū)均有發(fā)生。該病在水稻苗期發(fā)病，發(fā)病時(shí)葉片葉鞘細(xì)長(zhǎng)，葉色淡黃，根系發(fā)育不良。其病原是串珠鐮孢菌(FusariummoniliformeSheld)，屬無(wú)性菌類(lèi)真菌。帶菌種子和病稻草是水稻惡苗病發(fā)生的初侵染源。帶菌稻秧定植后，菌絲體遇適宜條件可擴(kuò)展到整株，刺激莖葉徒長(zhǎng)?；ㄆ诓【鷤鞑サ交ㄆ魃?，侵入穎片和胚乳，造成秕谷或畸形，在穎片合縫處產(chǎn)生淡紅色粉霉[3]。病菌侵入較晚，谷粒雖不顯癥狀，但菌絲已侵入內(nèi)部使種子帶菌。脫粒時(shí)與病種子混收，也會(huì)使健康種子帶菌。近幾年水稻惡苗病愈發(fā)嚴(yán)重，已經(jīng)影響水稻產(chǎn)量。

臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，具有廣譜性和急速觸殺性，當(dāng)臭氧濃度達(dá)到一定閾值后，臭氧以氧原子的氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)殺菌作用[4]。并且臭氧作為殺菌劑，可以不考慮環(huán)境污染的問(wèn)題。 雖然國(guó)外已經(jīng)有成功先例，但我國(guó)對(duì)臭氧在水稻栽培領(lǐng)域中的應(yīng)用研究尚處于起步階段。鑒于此，筆者探討了臭氧對(duì)水稻惡苗病病菌的抑制作用，以期為促進(jìn)臭氧在水稻栽培領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 培養(yǎng)基。馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基：馬鈴薯200.0 g，葡萄糖20.0 g，瓊脂20.0 g，水1 L。

1.1.2 供試菌。水稻惡苗病病菌串珠鐮孢菌(FusariummoniliformeSheld)。

1.2 方法

1.2.1 臭氧濃度對(duì)水稻惡苗病菌生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)。采用生長(zhǎng)速率法[5]，將水稻惡苗病菌接種于PDA平板，于26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，放入分別裝有臭氧濃度為50、75、100、200 mg/m3的自控臭氧消毒機(jī)中，處理10 min。每個(gè)處理3次重復(fù)。將處理后的病原菌用打孔器打5 mm左右的菌碟，接種于PDA平板，以不用臭氧處理的病原菌作為空白對(duì)照，26 ℃培養(yǎng)7 d，采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑，計(jì)算臭氧對(duì)供試病菌菌絲生長(zhǎng)的抑制率[6]。

菌絲生長(zhǎng)抑菌率=( 對(duì)照菌落直徑-處理菌落直徑)/對(duì)照菌落直徑×100%

1.2.2 臭氧處理時(shí)間對(duì)水稻惡苗病菌生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)。將水稻惡苗病菌接種于PDA平板，于26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，放入臭氧濃度為200 mg/m3的自控臭氧消毒機(jī)中，分別處理10、20、30 min，每個(gè)處理3次重復(fù)。將處理后的病原菌用打孔器打5 mm左右的菌碟，接種于PDA平板，以不用臭氧處理的病原菌作為空白對(duì)照，26 ℃培養(yǎng)7 d，采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑，計(jì)算臭氧對(duì)供試病菌菌絲生長(zhǎng)的抑制率。

1.2.3 臭氧濃度對(duì)惡苗病菌孢子萌發(fā)的影響試驗(yàn)。將水稻惡苗病菌接種于PDA平板，于26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，用毛刷刷下孢子，配制成1×105個(gè)/mL孢子懸浮液，放入分別裝有臭氧濃度為50、75、100、200 mg/m3的自控臭氧消毒機(jī)中，處理10 min，置于培養(yǎng)箱培養(yǎng)，12 h后觀察孢子萌發(fā)情況，每個(gè)處理3次重復(fù)[7]。

1.2.4 臭氧處理時(shí)間對(duì)惡苗病菌孢子萌發(fā)的影響試驗(yàn)。將水稻惡苗病菌接種于PDA平板，于26 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，用毛刷刷下孢子，配制成1×105個(gè)/mL孢子懸浮液，放入裝有臭氧濃度為200 mg/m3的自控臭氧消毒機(jī)中，分別處理10、20、30 min，置于培養(yǎng)箱中，12 h后觀察孢子萌發(fā)情況，每個(gè)處理3次重復(fù)[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧濃度對(duì)水稻惡苗病菌生長(zhǎng)抑制作用的影響 由表1和圖1A可知，4種濃度臭氧對(duì)惡苗病菌的菌絲生長(zhǎng)均具有抑制作用。當(dāng)臭氧濃度為200 mg/m3時(shí)，對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)抑制效果最好，抑制率為54.47%；當(dāng)濃度為100、75 mg/m3時(shí)的抑制效果次之，抑制率分別為26.50%、16.08%；當(dāng)臭氧濃度為50 mg/m3時(shí)，對(duì)病菌的抑制效果最差，抑制率僅為8.36%。

表1 不同濃度臭氧對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)速率和孢子萌發(fā)的影響

Table 1 Effect of different concentrations of ozone on the growth rate of mycelium and spore germination of rice seedlings

%

圖1 不同臭氧濃度和臭氧處理時(shí)間對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)速率的影響Fig.1 Effect of different concentrations of ozone and ozone treatment time on the growth rate of rice seedlings

2.2 臭氧處理時(shí)間對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)速率的影響 由表2和圖1B可知，臭氧3種處理時(shí)間均對(duì)惡苗病菌的菌絲生長(zhǎng)具有抑制作用。當(dāng)處理時(shí)間為30 min時(shí)，臭氧對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)的抑制效果最好，抑制率為88.08%；其次是處理時(shí)間為20 min，抑制率為72.38%；當(dāng)處理時(shí)間為10 min時(shí)，對(duì)病菌菌絲生長(zhǎng)的抑制效果最差，抑制率僅為49.60%。

2.3 臭氧濃度對(duì)水稻惡苗病菌孢子萌發(fā)的影響 由表1和圖2可知，4種濃度臭氧均對(duì)惡苗病菌的孢子萌發(fā)具有抑制作用。當(dāng)臭氧濃度為200 mg/m3時(shí)，對(duì)水稻惡苗病菌孢子萌發(fā)抑制效果最好，抑制率為90.45%； 當(dāng)濃度為100、75 mg/m3時(shí)

表2 臭氧處理時(shí)間對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)速率和孢子萌發(fā)的影響

Table 2 Effect of different ozone treatment time on the growth rate of rice seedlings %

圖2 不同臭氧濃度對(duì)水稻惡苗病菌孢子萌發(fā)的影響Fig.2 Effect of different concentrations of ozone on spore germination of rice seedlings

的抑制效果次之，抑制率分別為59.55%、41.67%； 當(dāng)臭氧濃度為50 mg/m3時(shí)，對(duì)病菌的孢子萌發(fā)抑制效果最差，抑制率僅為14.77%。

2.4 臭氧處理時(shí)間對(duì)水稻惡苗病菌孢子萌發(fā)的影響 由表2和圖3可知，臭氧3種處理時(shí)間均對(duì)惡苗病菌的孢子萌發(fā)具有抑制作用。 當(dāng)處理時(shí)間為30 min時(shí)，臭氧對(duì)水稻惡苗病菌孢子萌發(fā)的抑制效果最好，抑制率為90.25%；其次是處理時(shí)間為20 min，抑制率為50.74%；當(dāng)處理時(shí)間為10 min時(shí)，對(duì)病菌孢子萌發(fā)的抑制效果最差，抑制率僅為21.46%。

圖3 不同臭氧處理時(shí)間對(duì)水稻惡苗病菌孢子萌發(fā)的影響Fig.3 Effect of different ozone treatment time on spore germination of rice seedlings

3 結(jié)論與討論

該研究表明，不同時(shí)間和濃度臭氧處理對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)均有抑制作用，且隨著處理濃度的增加，抑制效果明顯增加，相同臭氧濃度條件下，當(dāng)處理時(shí)間為30 min時(shí)，臭氧對(duì)水稻惡苗病菌菌絲生長(zhǎng)速率的影響最大，抑制效果達(dá)88.08%。而相同處理時(shí)間下，3 種不同臭氧濃度處理對(duì)水稻惡苗菌菌絲生長(zhǎng)速率均有影響，且當(dāng)臭氧濃度達(dá)200 mg/m3時(shí)，臭氧對(duì)病菌菌絲生長(zhǎng)速率影響最大，抑制率為54.47%。不同時(shí)間和濃度臭氧處理對(duì)水稻惡苗病菌分生孢子萌發(fā)均有影響，當(dāng)處理時(shí)間為30 min時(shí)，臭氧對(duì)病原菌分生孢子萌發(fā)的影響最大，抑制率為90.25%，當(dāng)處理濃度為200 mg/m3時(shí)，臭氧對(duì)病原菌分生孢子萌發(fā)的影響最大，抑制率為90.45%。

此外，臭氧的抑菌效果還與病原菌自身的特性及其測(cè)定方法有關(guān)。因此，臭氧對(duì)惡苗病原菌抑制效果的測(cè)定方法還有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)

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Inhibition Effect of Ozone onFusariummoniliforme

CHANG Hao，JI Ming-fei, MU Ming, ZHANG Jun-hua*

(Northeast Agricultural University，Harbin, Heilongjiang 150030)

[Objective] The aim was to explore the inhibition effect of ozone onFusariummoniliforme.[Method] We determined the inhibitory effect of ozone onFusariummoniliformeby mycelium growth rate and spore germination inhibition. [Result] Under the conditions of ozone treatment 10 min, the inhibitory effects of ozone at 200, 100, 75 and 50 mg/m3on mycelium growth were 54.47%, 26.50%, 16.08% and 8.36%, respectively, and spore germination of the pathogen were 90.45%, 59.55%, 41.67% and 14.77%. In the ozone concentration of 200 mg/m3processing conditions, the inhibition of different ozone treatment time of 30, 20 and 10 min on the growth ofFusariummoniliformeSheld were 88.08%, 72.38% and 49.60%, as for the spore germination inhibition effect were 90.25%, 50.74% and 21.46%, respectively.[Conclusion] The results provide theoretical basis for the wide application of ozone in rice cultivation.

Ozone; Rice; Bakanae disease; Inhibition effection

黑龍江省哈爾濱市應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(2014AB6BN036)；高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃(即“2011計(jì)劃”)；中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)《建立“兩減一空”精簡(jiǎn)化栽培操作流程》。

常浩(1990- )，男，甘肅慶陽(yáng)人，碩士研究生，研究方向：寄主與病原物互作。*通訊作者，教授，博士生導(dǎo)師，從事寄主與病原物互作研究。

2016-10-26

S 436.111.4+4

A

0517-6611(2016)35-0157-02