孢子捕捉仪在在园林植物病害监测上的应用研究

夏菲 邵金丽 戴子云 车少臣

摘 要：该文应用病菌孢子捕捉仪，在北京市园林科学研究院城市绿地生态系统定位观测研究站进行捕捉试验，分析了捕捉病菌的主要种类、捕捉孢子数量消长动态。结果表明，病菌孢子捕捉仪可监测到的主要病菌种类及其数量动态能一定程度上反映监测区域病害的发生情况，从而可为园林植物科学监测提供手段，达到对园林植物病害的早期预防和控制的目的。

关键词：孢子捕捉仪；气传真菌病害；监测

中图分类号 S436 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）07-0068-3

随着北京市和谐宜居城市的不断推进，园林绿化面积不断扩大，园林植物种类和数量增加的同时，植物病害发生也呈上升趋势。病原菌孢子随气流进行传播是病害发生和流行的主要原因之一，因此对空气中病原菌孢子种类和数量数据，结合气象数据，分析病害发生情况，构建病害预测模型，可以为病害预测预报提供数据支持。孢子捕捉器利用空气驱动装置使空气被吸入到捕捉仓内，从而将空气中的孢子吸附到黏性捕捉带上。目前应用最多的是定容式孢子捕捉器，能对病原菌数量进行连续监测[1]。基于空气中甜菜褐斑病菌（Cercospora beticola）、苹果白粉病菌（Podosphaeta leucotricha）、草莓灰霉病菌（Botrytis cinerea）等病原菌孢子浓度或孢子数的病害预测模型也已报道[2]。

本研究采用孢子捕捉仪，通过对观测区域内病菌分生孢子捕捉种类与不同时间段捕捉数量的监测，分析观测区内发生的主要园林植物病害、监测孢子数量与发生病害情况的关系，为孢子捕捉仪在园林植物病害定位观测上的运用提供技术依据，达到对园林植物病害的早期预防和控制的目的。

1 材料与方法

1.1 试验仪器与参数 采用鹤壁佳多科工贸股份有限公司生产的“固定式孢子捕捉仪”。该仪器能够定时自动捕捉采集，实时监测病菌孢子消长动态。孢子捕捉仪的主要技术参数：集风口风速为0.3～5m/s，工作方式为定时可调整，使用交流电进行供电。每天仪器定时进行吸气捕捉孢子90min，定时将玻片取回，在试验室内进行光学显微镜镜检及图片采集，选用放大200倍，显微镜图片视野面积为0.496mm2，选取30张清晰度高的记为有效图像，进行数据统计。

1.2 试验地点与仪器运行时间 试验地点选在北京市园林科学研究院城市绿地生态系统定位观测研究站，该观测研究站是结合绿地生态系统检测、研究与示范需求而建，包括6种典型植物配置群落（疏林草地、纯针叶林、针阔混交林、围合型绿地、条带型绿地、雨水花园），共占地3.4万m2。将仪器设置在观测研究站内平坦空旷处。仪器安装后，运行时间为2017年9月15日至10月20日，共35d，仪器定时每天下午02：00开机，03：30关机。

2 结果与分析

2.1 捕捉病菌种类及其比率 根据各常见气传病菌分生孢子的形态变化，在捕捉孢子的显微照片上识别各种分生孢子（图1）。试验设置2个站点的仪器捕捉孢子总数为6207个，病菌孢子主要种类有白粉病菌分生孢子、叶斑病菌交链孢、平脐蠕孢；少数为壳二孢、霜霉病菌孢子囊、镰刀菌孢子，以及其他因图片分辨率较低而无法鉴定的病菌孢子。白粉病菌分生孢子、叶斑病菌交链孢、平脐蠕孢和其他孢子比率分别为72%、24.4%、2.9%、0.7%。2台仪器均设置在观测试验站平坦空地上，间隔距离大约100m，2个采集点各种病菌位次一致，优势种都是白粉病菌分生孢子，第2位为叶枯病菌，平脐蠕孢位居第3（表1）。孢子捕捉仪设置点周围观察病害发生情况，主要有黄栌白粉病、平枝荀子叶斑病、月季黑斑病等，捕捉的孢子种类与病原菌分生孢子基本一致，能一定程度上反映监测区域病害发生情况，但是病害发生发展情况仍缺乏完整的统计数据，下一步仍需开展相关工作进行统计。

2.2 捕捉孢子数量和消长动态 通过白粉病菌分生孢子的统计数量和动态分析，2个设置点的白粉病孢子的数量，在9月15日至10月20日观测期间，均呈上升趋势。捕获孢子的数量在10月中下旬出现骤升，其中孢子捕捉仪A在10月19日单日捕获量达418个（图2），孢子捕捉仪B在10月20日单日捕获量达340个（图3）。

统计叶斑病菌交链孢数量和动态分析，孢子捕捉仪A捕捉的孢子动态幅度较大，9月30日单日捕捉量达81个，9月25日、10月11日、10月17日、10月19日、10月20日单日捕捉量都超过70个（图4）。孢子捕捉仪B捕捉9月30日单日捕捉量达97个，9月25日、10月17日、10月20日单日捕捉量都超过70个（图5）。2个设置点的仪器捕捉的白粉病分生孢子和叶斑病菌交链孢数量和消长动态基本相似，白粉病分生孢子数量在监测时间段呈明显上升趋势，叶枯病菌交链孢数量在监测时间段的峰值时间也基本相同。

3 讨论

根据2015—2016年北京市园林植物病虫害普查结果，北京地区园林植物发生的主要气传性病害有叶斑病、白粉病、锈病等，这些病害的分生孢子在传播过程中均可被孢子捕捉仪捕捉到，并且这些孢子形态有各自典型特征，容易通过显微镜观察进行识别。通过统计孢子捕捉仪捕捉的孢子种类及数量，可确定监测区域内的病菌优势种群，判断一定范围内园林植物主要发生病害的情况。通过对监测站内9月15日至10月20日观测期间统计数据比较，白粉病是监测区域内该时段的主要发生病害，比率达到72%，10月中下旬白粉病分生孢子数量达到高峰值，其次为交链孢引起的叶斑病，比率达到24.4%，在9月、10月数量处在较高值，病害发生时间较长。

病害发生情况不只与捕捉到空气中的孢子数量有关，还与周围环境变化情况有关，最终数据统计需要结合气象和植物生长情况进行综合分析。本试验由于购置仪器中出现的问题，只收集到9—10月的孢子量数据，不够完善，仍需要通过长期的孢子捕捉数据收集，并结合观测区域气象条件和植物病害发生情况进行综合分析，构建合适的监测模型。通过病菌的早期监测，不同与人工目测调查，病害在還没有发展到一定程度，提高防治效果，减少防控成本。

试验所用的孢子捕捉仪需要每天放置和收回玻片，浪费工时，耽误显微观察，目前已有孢子捕捉仪产品可运用物联网自动拍照，通过网络进行图像传输，虽然如此，仍需人工进行捕捉孢子种类识别和数量统计，对专业人员技术要求较高、花费时间较多。病原菌在识别过程中有许多因素干扰。病原菌孢子变异除本身发育缺陷外，也受到外界因素的影响。孢子的发育进程不一所表现出的形态变化；由于气候因素，造成未发育成熟的病原体出现在采集玻片上[3]。空气中尘埃等杂质干扰也是影响孢子识别的一个重要因素。未来病害测报技术发展方向主要在自动识别和计数软件开发方面，进一步提高设备的实用性，推动病害预测预报行业进步。

参考文献

[1]曹学仁，周益林，段霞瑜.定容式孢子捕捉器在植物病害流行学研究中的应用[A]//中国植物病理学会2008年学术年会论文集[C].2008：500-503.

[2]曹学仁，周益林.植物病害检测预警新技术研究进展[J].植物保护，2016，42（3）：1-7.

[3]姜玉英，罗金燕，罗德平，等.远程控制病菌孢子捕捉仪对小麦气传病害的监测效果[J].植物保护，2015，41（6）：163-168.

（责编：张宏民）