三种防腐剂对马铃薯薯块干腐病菌的毒力及抑制作用

李 梅， 田世龙＊， 程建新， 李守强， 葛 霞， 张 欣

（1.甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，兰州 730070；2.甘肃兰州理工大学，兰州 730070）

马铃薯产业是目前最具发展潜力的农业特色优势产业之一，近几年随着粮食安全问题备受重视，其栽培面积不断扩大，贮量也随之增加，但由于部分地区贮藏条件不够完善，导致马铃薯贮藏期腐烂问题日渐突出，贮藏病害对马铃薯的危害也逐年增加［1]。干腐病是目前马铃薯贮藏期间发生较严重的一种真菌性病害，早期估计其造成的损失每年平均达6%～10%，有时甚至高达60%，给马铃薯的鲜食和加工带来很大的经济损失，已成为影响马铃薯贮藏保鲜的瓶颈问题之一［2]。

马铃薯块茎干腐病可通过降低采收、贮藏和运输的损伤或将其贮藏于有利于伤口愈合的环境中来控制病原物的侵染，但主要还是通过采后使用化学合成杀菌剂噻菌灵。然而，诸如接骨木镰刀菌（Fusarium sambucinum）等病原物对噻菌灵的抗药性普遍增加，且农药残留和环境污染问题受到普遍关注［2]，因此，必须寻求新的、更适宜的解决途径和控制措施，以逐步取代和减少此类化学杀菌剂的使用，对马铃薯产业的健康及可持续发展具有极为重要的意义。本试验拟通过对二氧化氯、仲丁胺和过氧乙酸三种熏蒸型防腐剂进行室内生物测定和体内效果试验，以明确其抑菌效果，为其取代液体类且毒性强的防腐剂控制马铃薯干腐病的研究和应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 供试药剂

二氧化氯（FEL，含量12%）：天津市张大科技发展有限公司生产；仲丁胺（FEZ，含量98%）：上海特种精细化工试剂厂生产；过氧乙酸（FEG，含量15%）：烟台市双双化工有限公司生产。

1.1.2 供试菌株

供试马铃薯干腐病病原物硫色镰刀菌（Fusarium sulphureumSchlechtendahl）由甘肃省农业科学院植物保护研究所提供。

1.1.3 主要仪器

SW－CJ－2FD型超净工作台：苏州安泰空气技术有限公司；YXQ－LS－75G全自动立式高压灭菌锅：上海博迅实业有限公司；PQX型多段可编程人工气候箱：上海宁波东南仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 菌种准备

供试马铃薯干腐病病原物硫色镰刀菌（Fusarium sulphureum）于试验前7d转接活化，置于25℃恒温培养箱中培养备用。

1.2.2 室内生物测定

采用琼脂孔注入法［3]。将高压灭菌的琼脂培养基趁液态倒入干燥灭菌的直径9cm培养皿内，每皿30mL，待培养基冷凝后，用微量移液器加入孢子浓度为1×107个／mL的菌悬液100μL后涂布平板，然后用无菌金属打孔器（d＝5mm）打成直径5mm的小孔，用无菌牙签除去孔内琼脂后，在孔内加1～2滴1%琼脂液密封孔底面，等琼脂冷凝后在每个孔内加入不同浓度防腐剂，立即用封口膜封口，每个处理3个重复，并用无菌水作为对照。以上操作均在无菌条件下进行。然后将培养皿置于25℃恒温培养箱中培养5～7d，待对照长满时，测量抑菌圈直径。

1.2.3 马铃薯薯块抑菌试验

参照毕阳的方法［4]，选择贮藏于4℃下的外观整齐，无病虫害的马铃薯块茎，先用清水清洗后，再用1%的漂白粉浸泡5min左右进行表面消毒，然后用无菌水冲洗，75%乙醇表面消毒，最后用灭菌铁钉（直径3.5mm）在块茎上均匀刺5mm×3mm的伤口3个，然后立即用微量移液器接种孢子悬浮液20μL，接种2h后的块茎分别用FEL（150、450、750μg／kg）、FEZ（55、95、135μg／kg）和 FEG（105、140、175μg／kg）各3个浓度在密闭空间中熏蒸24h，取出后用塑料袋包装，分别于室温（25±2）℃和（4±1）℃条件下贮藏，10d后测定（25±2）℃ 贮藏条件下的发病率及病斑直径，30d后测定（4±1）℃ 贮藏条件下的发病率及病斑直径。每处理6个薯块，试验重复3次。

1.2.4 结果统计

采用十字交叉法测量抑菌圈直径，取平均值，计算抑菌圈的面积。

相对抑制率（%）＝处理抑菌圈面积／对照生长面积×100；

发病率（%）＝发病病斑数／接种病斑总数×100。

1.3 数据统计分析

试验结果为3次重复的平均值，试验数据采用DPS7.5进行直线回归统计分析，求出药剂的毒力方程、EC50和EC90；进行Duncan’s多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 三种防腐剂对干腐病病原菌生长的抑制作用

从表1可以看出，FEL、FEZ和FEG 3种防腐剂对马铃薯干腐病均具有显著的抑制作用，不同浓度防腐剂对病原菌的抑制存在明显的差异。在3种防腐剂分别供试的6个浓度处理中，随着浓度的增加，病菌的生长明显受到抑制，当药液浓度分别达0.56、0.42μg／mL和0.69μg／mL时病菌生长完全被抑制，相对抑制率达100%。

2.2 三种防腐剂对干腐病病原菌的室内生物测定结果

由表2室内生物测定结果可知，马铃薯干腐病病原菌对FEZ、FEL和FEG三种防腐剂均比较敏感，EC50分别为0.202 8、0.349 0μg／mL和0.282 4μg／mL，EC90分别为0.459 3、0.626 1μg／mL和0.708 9μg／mL。

表1 三种防腐剂对马铃薯干腐病病原菌生长的抑制作用1）Table 1 Inhibition effect of three kinds of preservatives on mycelial growth of the pathogen of potato dry rot

表2 三种防腐剂对马铃薯干腐病病原菌的室内生物测定结果Table 2 The indoor toxicity of three kinds of preservatives to the pathogen of the potato dry rot

2.3 三种防腐剂对干腐病病原菌室内生物测定结果的差异显著性分析

由表3致死剂量比率测定分析可知，FEZ和FEL、FEZ和FEG、FEL和FEG 50%致死剂量（EC50）比率的95%置信区间中均不包含1，其FEZ和FEL、FEZ和FEG、FEL和FEG药剂的EC50差异显著；FEZ和 FEL、FEZ和 FEG、FEL和FEG 90%致死剂量（EC90）比率的95%置信区间中均包含1，其FEZ和FEL、FEZ和FEG、FEL和FEG药剂的EC90差异不显著。

2.4 三种防腐剂对马铃薯块茎干腐病发病的影响

由图1～3可以看出，3种防腐剂处理对常温和低温条件下贮藏的接种马铃薯块茎的发病情况具有不同的控制效果。常温条件下，3种防腐剂处理对马铃薯块茎的发病率无影响，均为100%（图2），但对发病薯块病斑的扩展具有一定的抑制作用；其中FEZ2（95μg／kg）处理可明显（P＜0.05）抑制薯块病斑的扩展速度，其病斑直径最小，为7.34mm（图1）。低温条件下，3种防腐剂处理均降低了马铃薯块茎的发病率，其中以FEZ处理效果最佳；贮藏30d，对照的发病率已达100%，而FEZ处理的发病率为8.33%～25%，其中FEZ2（95μg／kg）处理者的发病率最低，仅为8.33%（图4）；同时对发病薯块病斑的扩展速度具有显著（P＜0.05）抑制作用，其中FEZ2（95μg／kg）处理病斑直径最小，为4.58mm（图3）。

表3 三种防腐剂对马铃薯干腐病病原菌室内生物测定结果的差异显著性分析Table 3 Analysis of significant difference on indoor toxicity of three kinds of preservatives to the pathogen of the potato dry rot

图4 低温条件下3种防腐剂对马铃薯块茎干腐病发病率的影响Fig.4 Effect of three kinds of preservatives on the incidence of the potato dry rot at low temperature

3 讨论

通过室内生物测定试验结果表明，FEL、FEZ和FEG 3种挥发性防腐剂对马铃薯干腐病病原菌均具有显著的抑制作用，且马铃薯干腐病病原菌对3种防腐剂均比较敏感；在一定使用浓度范围内，不同浓度防腐剂对病菌的抑制存在明显的差异，随着浓度的增加，病菌生长明显受到抑制；结合体内效果试验表明，在低温条件下，3种防腐剂处理均不同程度地降低了马铃薯块茎的发病率，其中以FEZ控制效果最佳，95μg／kg浓度处理可明显降低马铃薯薯块的发病率和病斑扩展速度。

目前，马铃薯栽培面积不断扩大，贮量随之增加，贮藏病害日渐突出，但相应的防腐杀菌措施还相差甚远，究其原因主要有以下3个方面：1）贮藏条件（主要指设施）不够完善，缺乏防治的基础；2）生产中使用的防腐杀菌剂多属化学农药类，出于安全性，使用范围受到限制；3）所研究开发的防腐剂多属液体浸泡薯块类，由于条件限制，缺乏可操作性。为此，筛选开发施用简便且安全高效的马铃薯防腐剂对马铃薯贮藏病害的控制具有一定的生产实际意义。

仲丁胺（2－aminobutane，简称2－AB）是柑橘皮中的一种天然成分［5]，以其特殊的性质和结构，对多种真菌具有抗菌活性，对蒜薹、柑橘和葡萄的贮藏期病害均具有良好的控制效果，它可造成果蔬污染部位的碱性环境，影响侵染真菌的生长［6]。Eckert等用2－AB的磷酸盐对31种病原微生物，包括半知菌类、子囊菌和藻状菌纲的真菌以及细菌进行了抑菌试验，发现2－AB尤对真菌效果显著［7]。二氧化氯（ClO2）是世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）向全世界推荐的A级广谱、高效、安全的化学消毒剂，是目前国际上公认的性能优良、效果最好的食品保鲜剂，具有很强的氧化作用，利用对微生物的细胞壁有较好的吸附和透过性能，可与蛋白质中的部分氨基酸发生氧化还原反应，使氨基酸分解破坏，进而控制微生物蛋白质的合成，最后导致微生物死亡［8]。Nora利用ClO2保存马铃薯，可以有效杀灭镰刀菌，防止马铃薯软腐病、干腐病和晚期枯萎病，延长贮藏期［9]；另外，ClO2处理也可显著减少番茄［10]、芒果［11]和葡萄［12]果实的采后病原菌。过氧乙酸（peracetic acid）是目前所有化学消毒剂中比较突出的一种消毒剂，依靠强大的氧化作用和通过改变细胞内的pH，使酶失去活性，损伤微生物，造成微生物死亡［13]。Hanks等研究发现过氧乙酸处理水仙花可抑制由尖孢镰刀菌引起的腐烂［14]，也有研究显示过氧乙酸对核果类采后褐变及软腐病具有一定的效果［15]。本试验得出与上述研究相一致的结论，但其在生产中的推广应用，还涉及多方面的影响因素，例如防腐剂作用机理、施用工艺的进一步完善以及防腐剂施用后对马铃薯营养成分的影响程度、是否对马铃薯发芽也具有一定的影响等等问题还有待于进一步研究。

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