煙葉烘烤霉爛病研究與綜合防治

喬萬鵬

(甘肅省煙草公司隴南市公司，甘肅 隴南 746000)

引言

煙草是有較高經濟價值的經濟作物，主要經濟價值體現(xiàn)在煙草制品的原料調制方面。煙草的主要價值集中在葉片利用方面，葉片的形態(tài)、組織結構，以及化學成分決定了煙制品的經濟價值[1]。煙葉從顯微鏡結構來看，主要分為表皮組織、柵欄組織，以及海綿組織等3方面。其中，表皮組織可以分化出表皮毛和氣孔，組織結構相對明顯；柵欄組織是由密集排列的長條細胞組成，屬于較為典型的細胞狀態(tài)；海綿組織由不規(guī)則的細胞組成，細胞之間的孔隙率較大，特征相對明顯。煙葉烘烤過程中，相關組織結構會受到多種因素的影響，出現(xiàn)霉爛病，不僅影響煙葉組織細胞結構的緊密性，還影響著煙葉烘烤質量[2]。

煙葉霉爛病是煙葉在烘烤期間發(fā)生的一種真菌性病害，具有爆發(fā)性強和危害性大的特點，可引起烘烤期間煙葉嚴重霉變，造成煙葉產量與質量的損失，嚴重損害煙農利益。霉爛病發(fā)生時，會經過腐爛—褐色霉變—出現(xiàn)網狀菌絲—菌絲產生黑色孢子的過程。在此過程中，煙葉根莖腐爛是初始步驟，此時的煙葉已經處于霉爛病的初期，對于煙葉的生長影響不大；在出現(xiàn)褐色霉變時，煙葉內部結構顯示其不能進行主動分解，煙葉代謝效果不佳；出現(xiàn)網狀菌絲時生物多樣性開始變化，內部組織在代謝方面會出現(xiàn)局限性；霉爛病的最終階段是菌絲產生的黑色孢子，此時煙葉莖部會出現(xiàn)快速脫水情況，在烤房濕度環(huán)境中更容易發(fā)生[3]。基于此，本文研究煙葉烘烤霉爛病與綜合防治這一課題，為煙葉的烘烤質量提供技術參考。

1 烘烤期煙葉霉爛病發(fā)生原理與規(guī)律分析

煙葉霉爛病主要發(fā)生在煙葉烘烤過程中，受到烘烤房煙葉或其他物質密集程度的影響，煙草葉片與莖部出現(xiàn)腐爛、霉變的現(xiàn)象[4]。

為了更加有效地分析煙葉霉爛病的規(guī)律，在嘉陵江上游與西秦嶺地區(qū)采集出煙葉樣品，使用霉爛病檢測方法將煙葉在烘烤期的不同階段做出檢測[5]。通過顯微鏡對葉片濕度與發(fā)病情況進行分析，判斷出煙葉烘烤過程中最容易感染的區(qū)域。得出煙葉霉爛病發(fā)生規(guī)律如表1所示。

表1 煙葉霉爛病發(fā)生規(guī)律

由表1可知，本文將發(fā)生規(guī)律歸納為病原部位、病原檢測、病原侵染，以及病原傳播。通過結果分析可以得出，部位、溫度、環(huán)境、傳播介質等因素是煙葉烘烤質量的關鍵，只要上述條件合適，就可以保證煙葉烘烤質量。

2 病原菌的生物學習性分析

本文通過分子生物學的方法，對病原菌絲的生長溫度、致死溫度、孢子萌發(fā)條件等生物學習性進行分析。

取病原菌放置在PDA培養(yǎng)基中，以10℃為間隔，分別在10～50℃的溫度中烘烤，并重復3次，保證試驗數(shù)據(jù)的真實有效性[6]；將病原菌放置在滅菌處理的試管中，向試管中加入無菌水后靜置10min，靜置后將試管放置在培養(yǎng)皿中，以5℃為間隔，分別在35～75℃的溫度中處理，并隨時搖動試管，保證試管溫度的均勻性；將處理后的病原菌轉移至新的PDA培養(yǎng)基中，置于培養(yǎng)箱中3天3夜，對菌絲生長情況作出記錄，并重復3次上述步驟[7]；在PDA培養(yǎng)基中以25℃的溫度培養(yǎng)出孢子，用無菌水蘸取少量孢子，置于FF-IF接種液中，并調制出合適的孢子濃度。取0.6mL的孢子懸浮液與PM10代謝板液體混合，并將溶液充分混合，再將混合液置于PM10代謝板中靜置。通過Bio-rad Power Pac Universal記錄混合液的孢子變化情況，不同的保存條件會影響孢子萌發(fā)條件[8]。由此得出溫度對病原菌絲的影響結果如表2所示。

表2 溫度對病原菌絲的影響結果

如表2所示，30℃的溫度是菌絲生長的界限值，溫度低于30℃時，菌絲的平均直徑會隨著溫度的升高而增加；當溫度高于30℃時，菌絲的平均直徑會隨著溫度的升高而降低。氣生菌絲也是如此，溫度低于30℃時，氣生菌絲隨著溫度的升高，從無到有；當溫度高于30℃時，氣生菌絲隨著溫度的升高從有到無。除此之外，根據(jù)試驗室觀察，病原菌在35℃～60℃的范圍內，均可以正常生長；超過60℃后，病原菌不再生長，是病原菌致死溫度。

由于不同的保存條件會影響孢子萌發(fā)條件，因此，本文從孢子懸浮液、孢子干樣、存于C3H8O3的孢子懸浮液等保存條件，分析孢子萌發(fā)條件。其中，每種保存條件均以4℃與-20℃作為保存溫度。在4℃的孢子懸浮液中，萌發(fā)率為21%，在-20℃溫度下的孢子懸浮液中，萌發(fā)率為6%；在4℃的孢子干樣中，萌發(fā)率為36%，在-20℃溫度下的孢子干樣中，萌發(fā)率為11%；在4℃溫度下的C3H8O3的孢子懸浮液中，萌發(fā)率為60%，在-20℃溫度下的C3H8O3孢子懸浮液中，萌發(fā)率為20%。因此，孢子在C3H8O3的孢子懸浮液中保存生長效果更佳。

3 烤房煙葉際附生真菌的群落結構與多樣性分析

煙葉烘烤霉爛病是在烘烤期形成的一種侵染性真菌病害，葉片會出現(xiàn)大部分的腐爛現(xiàn)象，嚴重影響煙葉生產品質。因此，本文將烘烤期與烘烤后煙葉際附生真菌的群落結構與多樣性進行分析。在進行多樣性分析的過程中，本文使用DNA抽提試劑盒、Gene JET膠回收試劑盒，以及Miseq PE300高通量測序系統(tǒng)作為試驗材料，并選取出煙葉霉爛病最容易發(fā)生的烘烤房作為試驗區(qū)，發(fā)生霉爛病的煙葉樣品在經過滅菌后，置于無菌袋中放置在-80℃的試驗室中保存。做好以上準備工作后即可開始試驗。使用DNA抽提試劑盒提取出樣品的DNA；再測定出DNA的附生真菌的濃度與純度；利用Miseq PE300系統(tǒng)對DNA進行高通量測序。測序后，Miseq PE300系統(tǒng)會對相關數(shù)據(jù)進行處理，減少數(shù)據(jù)的統(tǒng)計誤差。同時，系統(tǒng)會使用微生物多樣性計算公式計算出多樣性指數(shù)，公式：

(1)

式中，SimpsonDNA為附生真菌多樣性指數(shù)；Fn為真菌濃度系數(shù)；Fc為真菌純度系數(shù)；Dy為微生物多樣性指標。試驗顯示，SimpsonDNA越高，生物多樣性越大；同理，SimpsonDNA越低，生物多樣性越小。利用相同的方式，計算出附生真菌的群落結構指數(shù)，公式：

(2)

式中，AceDNA為附生真菌的群落結構豐富度指數(shù)；Gs為微生物水平豐富度系數(shù)；Vz為微生物垂直豐富度系數(shù)；MAce為微生物豐富度指標。試驗顯示，AceDNA越大，附生真菌群落結構越豐富；AceDNA越小，附生真菌群落結構越小。也就是說，在相同烘烤條件下，附生真菌多樣性指數(shù)SimpsonDNA與附生真菌的群落結構豐富度指數(shù)AceDNA較大的煙葉更容易出現(xiàn)霉爛病。

4 結論

嘉陵江上游與西秦嶺地區(qū)是我國主要的煙草種植區(qū)域，此煙區(qū)屬于亞熱帶濕潤季風氣候，夏季炎熱干燥，冬季溫和多雨。因此，對于煙葉烘烤期霉爛病的防治至關重要。由于該煙區(qū)的氣候環(huán)境，導致煙葉含水量較高，而煙葉烘烤工作一般在烤房內進行，因此烤煙工作需要及時排除烤房與煙葉中的水分。在烤房內溫度與濕度較高的環(huán)境下，霉爛病發(fā)生比較普遍。為了避免霉爛病的發(fā)生，需采取相對應的措施進行防治。

由于烤煙是通過燃燒吸入人體的一種作物，因此需要采用不危害人體健康、不會存在化學殘留的方法進行防治。二氧化氯是聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織確認的A1級殺菌消毒劑，在用于霉爛病的病菌消殺中具有較好的效果；而三氯異氰脲酸在飲食、醫(yī)療和水處理等行業(yè)中應用較廣，同時應用二氧化氯與三氯異氰脲酸對煙葉烤房進行熏蒸，能夠有效防治煙葉在烘烤期霉爛病，降低霉爛病發(fā)生的幾率。在烤房工作前，使用二氧化氯與三氯異氰脲酸進行噴霧消毒；在熏烤煙葉過程中，也可以采用地面潑灑二氧化氯與三氯異氰脲酸的方法進行煙霧熏蒸，同樣可以起到很好的霉爛病防治效果。由于二氧化氯與三氯異氰脲酸成本價較低，且噴灑消毒與熏蒸消毒幾乎不存在操作難度，因此可廣泛推廣使用。

霉爛病的發(fā)生規(guī)律與病原部位、溫度、環(huán)境，以及傳播介質等有關。病原菌的生物學習性與病原菌絲的生長溫度、致死溫度、孢子萌發(fā)條件有關。多樣性指數(shù)與群落結構豐富度指數(shù)決定著附生真菌的生物多樣性與群落結構豐富度。因此，在防治過程中，需要從上述條件著手，將烘烤溫度牢牢把控，減少霉爛病的發(fā)生條件。同時，通過完善烘烤工藝，也可以有效地防治煙葉霉爛病的發(fā)生。煙葉霉爛病的發(fā)生基本在一個適于病原菌絲生長的溫度環(huán)境內，通過上述實驗可知，病原菌在35～60℃均可以正常生長，超過60℃后，病原菌不再生長，是病原菌致死溫度。因此，在保證煙葉烘烤質量的前提下，盡量將適宜病原菌絲生長溫度的烘烤時間減少，通過完善烘烤工藝的方法，降低煙葉霉爛病的發(fā)生概率。

對于煙葉烘烤霉爛病發(fā)生的初級階段而言，可以通過控制煙葉入庫水分含量的方式，減少煙葉存儲相對濕度，進而減少煙葉烘烤過程中的濕度。再經過密封降氧的方式，降低煙葉烘烤過程中的氧含量，進而減少霉爛病的發(fā)生。對于煙葉烘烤霉爛病發(fā)生的中級階段而言，可以通過倉庫中噴灑化學藥劑消毒，改善煙葉包裝條件等方式，抑制霉菌的生長。對于煙葉烘烤霉爛病發(fā)生的高級階段而言，煙葉會在烘烤過程中，出現(xiàn)大面積腐爛，需要根據(jù)病原的生物學特性、發(fā)病規(guī)律等方面，進行具有針對性的防治。除此之外，煙葉烘烤的過程中，烤房中的濕度是影響霉爛病產生的關鍵性因素。在進行煙葉烘烤的過程中，需要對烤房強力排濕，再將烤房進行密封，在密封條件下，空氣流動速度較快，病原菌不容易持續(xù)擴散，也就不會形成多次浸染產生的霉菌循環(huán)加劇現(xiàn)象。

同時，在煙葉烘烤過程中，需要關注煙葉變黃的時間段，變黃期的溫度、濕度更加需要牢牢把控，將病原菌的繁殖與浸染扼殺在萌芽階段，進一步減少霉爛病的產生。不同的煙葉防治藥劑，其防治效果也不同。殺菌效果較強的防治藥劑會具有較強的毒力，高溫烘烤之后，并不會殺滅全部的毒力，仍會殘存在煙葉中，對于煙葉質量具有重要影響，在實際防治過程中不建議使用。含有啶酰菌胺、氟啶胺，以及嘧菌酯等物質的藥劑，對霉孢子具有較強的抑制因素，可以有效地抑制霉爛病在烘烤前期出現(xiàn)。除了對煙葉的前期處理外，還需對葉柄處的霉爛病害進行預防處理，在葉柄處定向施藥，減少葉柄處霉爛病害情況。通過對煙葉前期處理、烘烤期處理、葉柄處定向處理等方式，即可對煙葉進行綜合防治，提高煙葉烘烤質量。

5 結束語

近些年來，煙葉生產銷售行業(yè)得到了廣泛發(fā)展，為鄉(xiāng)村振興帶來了機遇與挑戰(zhàn)。由于煙葉不易存活，很容易出現(xiàn)煙草根莖腐爛的現(xiàn)象，影響最終生產質量。特別是在煙葉烘烤后，容易加速煙葉霉爛病的發(fā)展進程，根莖會出現(xiàn)快速脫水、整片腐爛的現(xiàn)象。因此，煙葉烘烤受到了廣泛關注。本文通過分析霉爛病發(fā)生規(guī)律、病原菌生物學特性，以及真菌結構與多樣性方面，研究煙葉烘烤霉爛病與綜合防治這一課題，旨在為防治煙葉烘烤霉爛病提供建議。