臭氧對(duì)蔬菜病害的防治效果研究

侯曉峰 李傳光

（1.山東省陽(yáng)谷縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 聊城 252300；2.山東省陽(yáng)谷縣壽張鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，山東 聊城 252316）

由于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的推進(jìn)，越來越多的栽培方法相繼出現(xiàn)，其中著名的無土栽培較為先進(jìn)，其使用營(yíng)養(yǎng)液栽培蔬菜能夠更好地節(jié)約土地資源、節(jié)省肥料，但在長(zhǎng)期循環(huán)使用營(yíng)養(yǎng)液的過程中難免會(huì)出現(xiàn)病害，而臭氧在防治蔬菜病害中具有非常明顯的效果。

1.臭氧特性

臭氧在蔬菜病害防治方面功效顯著，其殺菌譜廣，且具有較快的殺菌速度，使用方法與過程也較為簡(jiǎn)便，非常適合用于蔬菜病害防治。現(xiàn)代化蔬菜栽培中蔬菜經(jīng)常會(huì)因?yàn)椴≡秩径霈F(xiàn)病害，臭氧能夠?qū)I(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行消殺。調(diào)查顯示，對(duì)青枯病的病原菌進(jìn)行120分鐘的處理后，其菌數(shù)就會(huì)歸零，對(duì)于0.6mg/L的臭氧而言，處理濃度為103cfu/ml的黃瓜與番茄的枯萎病菌只需要五分鐘，且其消殺率已經(jīng)接近100%。但臭氧也很容易使蔬菜出現(xiàn)藥害，尤其是3~4葉期的黃瓜與番茄等蔬菜，其對(duì)臭氧較為敏感。黃瓜受臭氧影響最大，每當(dāng)利用臭氧對(duì)其進(jìn)行處理的時(shí)間超過2分鐘，第二天將會(huì)形成褪綠白斑。番茄與辣椒雖然比黃瓜的抵抗力強(qiáng)，但只要進(jìn)行超過四分鐘的臭氧治理，其葉緣將會(huì)卷曲或逐漸干枯。南瓜則具有較好的耐臭氧性，即便進(jìn)行6分鐘臭氧處理，也沒有任何藥害產(chǎn)生。7~8葉期的番茄與辣椒相較于其他時(shí)期的蔬菜而言具有更強(qiáng)的臭氧耐受性，可以進(jìn)行6到8分鐘的臭氧處理。

2.臭氧對(duì)蔬菜病害防治的材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

本次試驗(yàn)所采用的供試材料主要分為：臭氧以及收集裝置均由某科技公司提供；白粉病菌以及霉霜由某農(nóng)林科技園的大棚黃瓜與白粉病葉上獲取；辣椒疫霉病菌則是通過某科學(xué)院的蔬菜研究所提供。而供試品種則主要以旱粉2號(hào)番茄、密刺黃瓜、南瓜以及茄門辣椒為主。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 臭氧病害的防治試驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)主要分為以下三個(gè)階段：第一，發(fā)病后的臭氧處理，需要將已經(jīng)發(fā)病但呈現(xiàn)程度不一的多個(gè)供試品種進(jìn)行分別處理，將苗齡為4~5葉的白粉病植株以及黃瓜霜霉在臭氧環(huán)境下處理90秒，之后與未經(jīng)過臭氧處理的兩種供試材料進(jìn)行發(fā)病程度的全面比對(duì)與分析；第二，臭氧處理后的接種，試驗(yàn)內(nèi)容需分為三組進(jìn)行。第一組要將黃瓜霉霜以及白粉病葉各自在臭氧中處理6~8分鐘，之后洗去葉片上的袍子，并調(diào)制袍子懸浮液，再完成接種工作。第二組要將臭氧通入由100ml白粉病菌、100ml黃瓜霜霉以及150ml辣椒病菌組成的袍子懸浮液當(dāng)中，確保時(shí)長(zhǎng)分別控制在30秒、60秒、90秒左右。第三組則可直接用臭氧水完成袍子懸浮液的接種，并將未經(jīng)過臭氧處理的袍子懸浮液作為參照物，進(jìn)行比對(duì)與分析。同時(shí)要注意以上接種苗齡應(yīng)為2片真葉期；第三，接種后試驗(yàn)品種的臭氧處理，當(dāng)子葉處于展開期時(shí)，要使用點(diǎn)霧、噴霧等接種方法，并在間隔24小時(shí)后進(jìn)行2~3分鐘的臭氧處理，之后與未經(jīng)處理的兩種霉菌進(jìn)行比對(duì)。

2.2.2 臭氧對(duì)孢子生長(zhǎng)的實(shí)際影響

首先要將黃瓜霉菌與白粉病葉片進(jìn)行臭氧處理兩分鐘，其次洗下葉片的霉層制作成袍子懸浮液，提取4ML左右的試劑放入到培養(yǎng)皿中，并在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48小時(shí)，之后觀察袍子的萌發(fā)效果，同樣以未經(jīng)臭氧處理的懸浮液進(jìn)行比對(duì)。

2.2.3 臭氧藥害效果的檢測(cè)

一是對(duì)3葉期的黃瓜、4葉期的南瓜、番茄進(jìn)行3~6分鐘的臭氧處理，二是要對(duì)7葉期的辣椒、番茄進(jìn)行6~8分鐘的臭氧處理。確保所有植株在處理完成1小時(shí)后，再?gòu)拿荛]容器中取出并進(jìn)行管理。

2.2.4 臭氧處理方法以及病害分析

第一，臭氧處理方法。一是要將植株與病葉放置在密閉容器內(nèi)，使用臭氧發(fā)生器依照設(shè)計(jì)時(shí)間通入氣體；二是要對(duì)菌液進(jìn)行臭氧處理，將發(fā)生器放在接種菌液中完成臭氧通入，每次處理8個(gè)植株，共計(jì)完成3次。第二，接種方法。當(dāng)對(duì)兩種霉菌使用點(diǎn)滴與噴霧方法完成接種后，要確保接種液內(nèi)霜霉病菌為袍子104/ml、白粉病菌為袍子105/ml。接種后的黃瓜霜霉在常溫下能夠保濕三天，而白粉病則只能保濕一天，同時(shí)要確保接種時(shí)土壤濕度飽和，光照時(shí)?？刂圃?0~12小時(shí)。第三，藥病害調(diào)查。需要在臭氧處理前一天以及處理后的7~10天進(jìn)行，準(zhǔn)確調(diào)查病級(jí)并測(cè)量病情指數(shù)，分析不同處理結(jié)果產(chǎn)生的結(jié)果差異。此外，藥害調(diào)查要在處理后的24小時(shí)、48小時(shí)各記錄一次，并明確具體的藥害癥狀。

3.臭氧對(duì)蔬菜病害的防治效果

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，臭氧對(duì)于蔬菜的病害具有控制作用，對(duì)患病的植株進(jìn)行臭氧處理之后，蔬菜病害嚴(yán)重程度有所降低，同樣的臭氧處理時(shí)間之內(nèi)，黃瓜的白粉病防治效果最好，達(dá)到了53.8%，霜霉病經(jīng)過處理后也達(dá)到了27.23%到35.20%的成效。隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，其防治效果更加明顯，在150ML帶病孢子中進(jìn)行兩分鐘的臭氧處理，其防效能夠達(dá)到60%，使用臭氧水直接接收患病孢子，也存在輕微的防治效果，而對(duì)被臭氧處理六分鐘以上時(shí)間的病原體進(jìn)行接種則殺菌效果幾乎沒有。對(duì)于接收臭氧處理且超過兩分鐘的病菌孢子而言，其或多或少被抑制萌發(fā)。實(shí)驗(yàn)證明，霜霉病菌在經(jīng)過臭氧處理的六個(gè)小時(shí)后最難萌發(fā)，其萌發(fā)抑制率最高達(dá)到52.29%了，而白粉病菌最低萌發(fā)率出現(xiàn)的時(shí)間則在72h之后，其抑制率最高為47.32%。臭氧產(chǎn)生的抑制效果隨著時(shí)間增長(zhǎng)不斷降低。

3.1 抑菌效果

蔬菜的大棚在為蔬菜帶來了溫暖的生長(zhǎng)環(huán)境的，大多環(huán)境密閉潮濕，非常容易滋生病菌。以往為了避免蔬菜大量減產(chǎn)，大多使用農(nóng)藥進(jìn)行病害防治，但過多的農(nóng)藥殘留會(huì)對(duì)蔬菜的安全造成威脅。對(duì)于蔬菜危害最大的病菌大多是細(xì)菌與真菌，溫室中種植的蔬菜患病的病菌90%來源于此兩類。而臭氧對(duì)細(xì)菌與真菌的抑制結(jié)果一直較為理想，其能夠使病菌內(nèi)部蛋白質(zhì)徹底失去活性，進(jìn)而加快其死亡。以患病胡蘿卜中的軟腐歐氏桿菌為例，將其在5mL、28℃的培養(yǎng)液中接種，并以220rmp振蕩12小時(shí)，進(jìn)而將其稀釋成OD600,再使用臭氧水對(duì)其進(jìn)行1分鐘的處理工作，進(jìn)行中和劑的考察，考察合格后才能將其使用于實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)菌懸液直接與中和劑發(fā)生反應(yīng)時(shí)，中和劑并不會(huì)影響細(xì)菌生長(zhǎng)，而將菌懸液混合臭氧水之后，則會(huì)對(duì)細(xì)菌進(jìn)行消殺。臭氧水與中和劑反應(yīng)時(shí)由于臭氧水被部分消化，其抑菌效果存在但不明顯，一段時(shí)間過后，反應(yīng)終止。而將中和劑的加入時(shí)間選為臭氧水與菌懸液反應(yīng)一段時(shí)間后再加入，其抑菌效果最佳，中和劑也能夠在適當(dāng)時(shí)機(jī)終止反應(yīng)。在對(duì)軟腐歐氏桿菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，臭氧水對(duì)細(xì)菌發(fā)生作用的時(shí)間為1分鐘。除了細(xì)菌之外，臭氧對(duì)真菌的作用也十分明顯。

以立枯絲核菌為例，該真菌屬于無孢真菌，其繁殖主要依靠菌絲體，具有非?？斓纳L(zhǎng)速度，取無菌水為對(duì)照，對(duì)立枯絲核菌噴灑不同濃度的臭氧水后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行臭氧水噴灑程序的菌絲表面具有菌絲聚集與卷曲的情況，同時(shí)臭氧水的濃度越高，菌絲圈越小。當(dāng)臭氧水的濃度達(dá)到4.5mg/L時(shí)，其抑制率達(dá)到了50%，7.5mg/L濃度的臭氧水則能夠達(dá)到將近90%的抑制率，并且立枯絲核菌難以再生。從以上兩種細(xì)菌與真菌看出，臭氧能夠?qū)κ卟嗽斐刹『Φ募?xì)菌與真菌進(jìn)行有效防治。

3.2 生理響應(yīng)

蔬菜對(duì)臭氧具有一定生理響應(yīng)。選取不同品種的蔬菜進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，當(dāng)其定植后每天固定時(shí)間對(duì)其進(jìn)行臭氧水的噴灑，對(duì)照組則噴灑清水，確保灌溉的時(shí)間與噴灑的含量相同，對(duì)蔬菜進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，測(cè)量其株高、株重等，同時(shí)需要測(cè)定其光合生理，檢測(cè)植株內(nèi)部可溶性蛋白質(zhì)實(shí)際濃度、GSH（還原型谷胱甘肽）的含量以及抗氧化酶的活性。

3.2.1 青菜

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，青菜對(duì)臭氧水具有生理響應(yīng)，在進(jìn)行臭氧水的噴灑后，青菜株高產(chǎn)生了增長(zhǎng)，其生長(zhǎng)速度與產(chǎn)量都獲得了提高，青菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也在增加。并且在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)濃度為6mg/L臭氧水對(duì)蔬菜的作用最為明顯，在該濃度之下，青菜的鮮重?cái)?shù)值最高，而在濃度為8~10mg/L的臭氧水影響下，青菜發(fā)生了生物總量下降的情況，濃度為10mg/L的臭氧水對(duì)青菜進(jìn)行后青菜葉片發(fā)生了明顯藥害，產(chǎn)量也發(fā)生了衰減。同時(shí)通過對(duì)青菜光合活性的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，8mg/L濃度之下的臭氧水都可以增加青菜中葉綠素的含量，且濃度越大，增長(zhǎng)趨勢(shì)越高，而在10mg/L濃度之下，葉綠素的含量則發(fā)生了衰減。由此看來，合適濃度的臭氧水能夠促進(jìn)青菜的光合活性，過高濃度的臭氧水則會(huì)損害其光合活性。除此之外，于GSH而言，連續(xù)進(jìn)行15天的臭氧水處理能夠逐漸增加其含量，且在10mg/L濃度之下臭氧水濃度越高，其含量越高，當(dāng)其超過10mg/L濃度時(shí)，GSH的濃度則會(huì)下降。從以上諸多數(shù)據(jù)可以看出，臭氧濃度對(duì)于蔬菜病害的防治具有較大影響，當(dāng)其濃度超過10mg/L時(shí)，將會(huì)對(duì)蔬菜造成額外損傷。

3.2.2 紫葉生菜

除了青菜之外，紫葉生菜也會(huì)對(duì)臭氧產(chǎn)生生理反應(yīng)。紫葉生菜屬于綠葉蔬菜，其不僅富含維生素，還富含礦物質(zhì)等諸多營(yíng)養(yǎng)成分，在西方多個(gè)國(guó)家被譽(yù)為“大眾蔬菜”。從臨床數(shù)據(jù)中能夠看出，經(jīng)常食用此類蔬菜能夠?qū)┌Y發(fā)病率以及部分慢性疾病的發(fā)病率有效降低。但在多雨高濕的環(huán)境中，此類生菜非常容易患上軟腐病，以往采用噴灑農(nóng)藥的方法解決此類問題，后隨著研究發(fā)展，在多次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)臭氧能夠使其產(chǎn)生生理響應(yīng)。將噴灑清水當(dāng)做對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)臭氧水的濃度為2~10mg/L時(shí)，生菜的葉面積、葉片數(shù)以及其鮮重都發(fā)生了變化，但其蘊(yùn)含的水分與株高沒有產(chǎn)生較為明顯的差異，當(dāng)濃度為6mg/L的臭氧水被噴灑到生菜上后，生菜中各類指標(biāo)都發(fā)生了上升變化。在6 mg/L濃度的臭氧水作用下，單株的生菜鮮重平均能夠達(dá)到12.82g，和對(duì)照組相比得到了13.96%的增長(zhǎng)，由此可以看出臭氧水能夠?qū)⑸说漠a(chǎn)量有效提高。Rozpa?dek曾經(jīng)通過使用70ppb的臭氧對(duì)甘藍(lán)進(jìn)行熏蒸，最終發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)的產(chǎn)量有所提升。而當(dāng)臭氧水的濃度被增加到8mg/L時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)稍微升高，但與6mg/L相比，指標(biāo)的趨勢(shì)處于下降狀態(tài)，濃度10mg/L時(shí)與時(shí)8mg/L時(shí)表現(xiàn)一致。因此可以看出對(duì)于紫葉生菜而言，超過6mg/L濃度的臭氧水對(duì)植物的影響不大。臭氧還能夠影響蔬菜的光合作用，對(duì)生菜噴灑2~10mg/L濃度的臭氧水，其中蘊(yùn)含的花青素含量與之前出現(xiàn)了明顯差異，類胡蘿卜素也具有同樣表現(xiàn)。但生菜中含有的葉綠素以及葉片中含有的光量子數(shù)則沒有較大變化，類胡蘿卜素對(duì)植物而言具有重要作用，其不僅是光和色素，同時(shí)也是蔬菜中重要的抗氧化劑。實(shí)驗(yàn)證明，4~6mg/L濃度的臭氧水可以擴(kuò)大紫葉生菜中蘊(yùn)含的類胡蘿卜素含量，濃度為2~6mg/L的臭氧水則可以使花青素含量獲得增加，進(jìn)而將生菜的抗氧化性大大增強(qiáng)。而當(dāng)臭氧水噴灑的濃度高于6mg/L時(shí)，則會(huì)阻礙生菜中合成花青素，一般生菜的葉片表現(xiàn)的顏色越深，其含有的花青素越多，抗氧化性越強(qiáng)。而過高的濃度則會(huì)對(duì)生菜體內(nèi)合成花青素色素產(chǎn)生阻礙作用，破壞了植物的抗氧化能力。連續(xù)噴灑15天濃度不同的臭氧水后發(fā)現(xiàn)，生菜葉片中的葉綠素并未發(fā)生明顯的改變，一直處于正常范圍之中。在對(duì)PSII進(jìn)行觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，其有關(guān)參數(shù)也沒有發(fā)生變化，說明光化學(xué)量子數(shù)并未受到臭氧影響。綜合從實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)看來，臭氧僅對(duì)花青素以及類胡蘿卜素產(chǎn)生了影響，而對(duì)葉綠素以及光量子數(shù)不起作用。除了生菜的長(zhǎng)勢(shì)以及光合作用之外，臭氧對(duì)于生菜的抗氧化也具有一定影響。對(duì)生菜使用濃度為2~6mg/L的臭氧水后發(fā)現(xiàn)三種酶的含量不斷增加，其中SOD以及POD增加最多，表現(xiàn)出較大的變化幅度，而CAT酶在活性上的變化則不大。但當(dāng)改變臭氧水的濃度，將其提高至8~10mg/L時(shí)，酶活性都產(chǎn)生了下降趨勢(shì)，意味著生菜的抗氧化性處于下降狀態(tài)，臭氧的濃度越高，其抗氧化性越差。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)臭氧水處于6mg/L濃度時(shí)，生菜中的GSH含量最高，因此臭氧濃度在低于等于6mg/L時(shí)，生菜生長(zhǎng)最健康。

對(duì)培育的青菜和生菜進(jìn)行臭氧抑菌試驗(yàn)，確認(rèn)青菜與生菜移栽成活之后對(duì)葉片噴灑軟腐病菌噴灑，將病菌的濃度控制在1×108(CFU/m L)，確保每株作物都有2mL菌液被噴灑到葉片的表面，在24小時(shí)之后分別對(duì)其進(jìn)行清水噴灑、臭氧水噴灑以及百菌清噴灑。將噴灑清水的A處理組當(dāng)做對(duì)照，B處理組中每天對(duì)作物進(jìn)行5ML的臭氧水噴灑，C處理組中每天進(jìn)行600倍稀釋之后的5ML百菌清噴灑，連續(xù)噴灑15天后對(duì)青菜與生菜的發(fā)病率進(jìn)行調(diào)查。經(jīng)過15天不同方式的處理之后發(fā)現(xiàn)，用清水噴灑的生菜15天后葉片上的病菌感染仍然處于增長(zhǎng)之中，而且受到病菌的影響，其生長(zhǎng)的速度非常緩慢，植株也十分矮小，產(chǎn)量不佳。進(jìn)行臭氧水噴灑的生菜生長(zhǎng)狀態(tài)正常，且病菌得到了一定抑制，對(duì)生菜的侵害不高，通過對(duì)照分析發(fā)現(xiàn)其防治效果高達(dá)71.2%。噴灑百菌清農(nóng)藥的生菜在病菌抑制上的效果最好，達(dá)到了87.4%。通過此組對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，臭氧水噴灑過后的葉片上對(duì)軟腐病產(chǎn)生了較好的控制，其通過對(duì)病菌的抑制減緩了葉片的發(fā)病數(shù)量，獲得了較好的防治效果，雖然效果不如農(nóng)藥強(qiáng)勁，但在農(nóng)藥影響蔬菜生理響應(yīng)的情況下，可以較好地替代農(nóng)藥發(fā)揮其防治病害的作用。在使用臭氧防治病害時(shí)需要結(jié)合其他實(shí)驗(yàn)的結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)臐舛?，不同的病害所需要的臭氧濃度也各不相同，不同蔬菜與臭氧產(chǎn)生生理響應(yīng)所需的濃度也不一致，因此需要做好濃度配比工作，避免因?yàn)闈舛瓤刂撇划?dāng)對(duì)蔬菜的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。

4.結(jié)論

總而言之，臭氧對(duì)于蔬菜的病害防治具有較大作用，蔬菜的病害大多由真菌或細(xì)菌引起，而臭氧對(duì)真菌與細(xì)菌都具有良好的抑制作用，對(duì)患病的蔬菜使用臭氧能夠?qū)κ卟似鸬揭欢ǚ乐涡Ч?，確保蔬菜的產(chǎn)量與質(zhì)量。