红蓼挥发油杀菌剂对马铃薯环腐病的防治效果

高以宸，蔡 瑾，王梦亮，史晓晶

（1.山西大学生命科学学院，山西太原030006；2.山西大学应用化学研究所，山西太原030006；3.忻州师范学院生物系，山西忻州034000）

马铃薯环腐病菌为细菌性植物病原菌，可感染马铃薯的种薯，且在潜伏期症状肉眼无法诊察。若将带菌的种子进行播种后，可造成种薯腐烂不出苗，或出苗后幼苗质量差而最终导致萎蔫枯死。该病原菌也可直接通过伤口侵入到马铃薯的幼苗组织中，引起植株发病，导致植株枯萎、矮小，最终死亡[1-3]。可见，发芽期及苗期感染马铃薯环腐病菌给马铃薯的生产带来了极大的损失。

在传统的农业生产中，施用化学农药是防治马铃薯环腐病的惯用方法。但是化学农药大范围的使用会对土壤、水体、大气等造成污染，严重地破坏了生态的平衡[4-5]。植物源杀菌剂作为绿色、环保的新型农药，具有广阔的开发应用前景[6]。红蓼是繁殖力较强的一年生蓼科植物，资源丰富，且红蓼提取物曾被报道具有杀虫活性[7]。然而，目前仍没有红蓼挥发油抗农业病原菌的有关报道。

本试验以红蓼挥发油配制植物源杀菌剂对种子各项发芽指标及幼苗生长长势进行测定，分析该杀菌剂在种子发芽期和苗期对马铃薯环腐病的防治效果，旨在为该杀菌剂在实际应用中消除种子所带的马铃薯环腐病菌、防治苗期马铃薯环腐病害提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试马铃薯环腐病菌（Clavibacter michiganensis subsp.sepedonicus）由中国农业科学院提供，制备马铃薯环腐病菌的菌悬液（106cfu/mL）。

红蓼挥发油植物源杀菌剂的配制：按质量比，2%的红蓼挥发油、8%的无水乙醇、8%的吐温-20，用水添加至100%配制红蓼挥发油植物源杀菌剂，依次稀释0，40，80，160，320 倍，备用。

1.2 试验方法

1.2.1 马铃薯种子发芽试验 选取大小适中且芽眼明显的健康马铃薯种薯，于5%的NaClO 溶液中消毒2 min 后，在无菌条件下洗净晾干。以下试验各处理组均进行3 次重复，每次重复均选用20 个随机取样的马铃薯种薯。

预防效果试验：将马铃薯种薯置于配制好的不同浓度的红蓼挥发油杀菌剂（稀释0～320 倍）中浸泡5 min，1 h 后再将其置于马铃薯环腐病菌菌悬液中浸种5 min。对照组以无菌水浸泡后进行相同处理。

治疗效果试验：将马铃薯种薯置于菌悬液中浸种5 min，1 h 后再将其置于配制好的杀菌剂（稀释0～320 倍）中浸泡5 min[8-9]。对照组经菌悬液浸种后再置于无菌水中进行相同处理。

将处理后的马铃薯种薯分别在培育瓶内进行播种育苗后，放于28 ℃的光照培养箱中进行培育。每天添加适量的无菌水以保持种薯正常生长。培育14 d 后按公式（1）统计马铃薯种子的发芽势，按公式（2）统计马铃薯种子的发芽率，并计算发芽指数[10]。

式中，Gt 表示在时间t 日内所统计的种子发芽数，Dt 表示与统计的发芽数相对应的发芽天数。

1.2.2 马铃薯幼苗生长长势试验 选取大小均一的健康马铃薯种薯用5%的NaClO溶液消毒2 min，于无菌条件下冲洗晾干后播种于无菌的营养土中，于温度26 ℃、光周期10 h/14 h 条件下培育20 d，备用。以下试验各处理组均进行3 次重复，每次重复均选用20 个随机取样的马铃薯幼苗。

预防效果试验：将马铃薯幼苗进行打顶[11]处理，用喷雾器将不同浓度的杀菌剂（稀释0～80 倍）分别喷施到马铃薯叶面上，至叶片正反面均匀湿润。24 h 后于打顶创伤处接种马铃薯环腐病菌100 μL。对照组喷施无菌水后进行相同处理。

治疗效果试验：将马铃薯幼苗进行打顶处理，于打顶创伤处接种马铃薯环腐病菌100 μL，24 h 后分别喷施不同浓度的杀菌剂（稀释0～80 倍）。对照组于创伤处接菌后再喷施无菌水[12]。

将处理后的植株观察21 d（此时对照组植株已全部发病），并进行以下指标的测定。

1.2.2.1 幼苗生长指标 采用直尺测量幼苗子叶下端至生长点的高度为株高。采用游标卡尺测量幼苗子叶下端的直径为茎粗。称量马铃薯幼苗植株的地上部鲜质量和地下部鲜质量。将马铃薯的幼苗植株放置于105 ℃下杀青10 min 后，再于80 ℃下将其烘干到恒质量，称量马铃薯幼苗全株的干质量[13-14]。按公式（4）计算壮苗指数。

1.2.2.2 植株叶绿素含量 于试管中称取各处理组的马铃薯植株叶片0.1 g，加入丙酮和无水乙醇（体积比为1∶1）提取液25 mL，置于黑暗处24 h。采用紫外分光光度计于波长663，645 nm 处测叶绿素的吸光值，根据公式（5）～（7）计算各叶绿素的含量[15-17]。

式中，A663、A645分别表示波长663，645 nm 下提取液的吸光度值；V 表示叶绿素提取液的体积（mL）；W 表示提取叶绿素所取的叶片鲜质量（g）。

1.2.2.3 幼苗病情指数 统计马铃薯的发病率，按公式（8）计算病情指数。马铃薯环腐病的病情指数以叶片所感染的病斑面积占整个植株叶片面积的百分比进行分级[18]：没有症状的为0 级；占5%以下的为1 级；占6%～10%的为3 级；占11%～25%的为5 级；占26%～50%的为7 级；占50%以上的为9 级。

1.3 统计分析

利用SPSS 22.0 软件对试验所得的数据进行统计与分析。

2 结果与分析

2.1 马铃薯种子的发芽指标分析

由表1 可知，在种子萌发的预防效果试验中，马铃薯种子处理组的发芽势在60.00%～78.33%，与对照组相比提高了1.00～1.61 倍；处理组的发芽率在75.00%～91.67%，较对照组提高了0.50～0.83 倍；处理组的发芽指数在11.10～14.16，较对照组提高了0.77～1.26 倍。在治疗效果试验中，马铃薯种子处理组的发芽势在56.67%～73.33%，与对照组相比提高了1.43～2.14 倍；处理组的发芽率在63.33%～91.67%，较对照组提高了1.00～1.89 倍；处理组的发芽指数在9.69～13.75，较对照组提高了1.13～2.03 倍。邓肯氏检验法结果表明，经不同稀释浓度的杀菌剂处理后，马铃薯种子的发芽势、发芽率和发芽指数均显著高于对照组（P＜0.05），表明红蓼挥发油植物源杀菌剂在马铃薯种子的萌发过程中对马铃薯环腐病有显著的防治效果。

表1 红蓼挥发油植物源杀菌剂对马铃薯种子萌发的影响

2.2 马铃薯幼苗的生长长势分析

从表2，3 可以看出，与对照组相比，不同浓度的红蓼挥发油植物源杀菌剂作用后幼苗的各生长指标均显著增高（P＜0.05）。其中，壮苗指数是衡量幼苗质量的重要指标，不同浓度的杀菌剂作用后各处理组的壮苗指数均无显著区别，说明稀释80 倍的该杀菌剂对马铃薯环腐病也可达到较优的防治效果。

表2 红蓼挥发油植物源杀菌剂在预防效果试验中对马铃薯幼苗生长指标的影响

表3 红蓼挥发油植物源杀菌剂在治疗效果试验中对马铃薯幼苗生长指标的影响

从表4 可以看出，在预防和治疗效果试验中，经不同浓度的红蓼挥发油植物源杀菌剂处理后，马铃薯幼苗在生长过程中各叶绿素含量均显著高于对照组（P＜0.05）。

表4 红蓼挥发油植物源杀菌剂对马铃薯幼苗叶绿素含量的影响 mg/g

从图1 可以看出，在预防和治疗效果试验中， 经各浓度的该杀菌剂处理后，各处理组的病情指数均显著低于对照组（P＜0.05），且不同浓度杀菌剂处理间的病情指数均无显著差异。这一结果也证明了稀释80 倍的该杀菌剂就可有效地防治马铃薯环腐病。

3 结论与讨论

马铃薯环腐病菌可在种子萌发与植株幼苗生长期侵染马铃薯，致使马铃薯严重减产，给其生产造成巨大的损失[19]。本试验通过马铃薯种子萌发和幼苗生长试验，分析红蓼挥发油植物源杀菌剂在种子发芽和幼苗生长过程中对马铃薯环腐病的防治效果。

种子是植株生长的起点，其发芽指标能有效评价种子质量的好坏，可反映种子的发芽力及活力水平[20]。本研究在马铃薯种子预防效果和治疗效果的萌发试验中，采用该杀菌剂稀释0 倍的溶液对马铃薯种薯进行处理后，发芽势均可达到70%以上，发芽率也可达到90%以上。稀释80 倍的该杀菌剂处理后，在预防效果试验中发芽率可达到80%以上，在治疗效果试验中也可达到65%以上。可知，不同浓度的红蓼挥发油植物源杀菌剂对马铃薯环腐病菌表现出不同程度的防治效果。表明在马铃薯耕种时，采用该杀菌剂浸种处理，可有效减少马铃薯种子的带菌数量，促使马铃薯种子发芽，增加种子出苗率，促进植株生长。

幼苗在培育过程中的株高、茎粗、鲜质量、干质量和壮苗指数是评价育苗质量的重要标准，反映了植株在生长过程中对水分及养料的吸收、转化和贮藏等情况[21-22]。本研究在马铃薯幼苗预防效果和治疗效果的生长长势试验中，经红蓼挥发油植物源杀菌剂处理后，马铃薯幼苗的各生长指标均显著增高。其中，壮苗指数作为主要的幼苗质量评价指标，是反映幼苗质量的重要数据。在预防效果和治疗效果试验中，马铃薯幼苗经0～80 倍的该杀菌剂处理后，壮苗指数均无显著差异，可知稀释80 倍的该杀菌剂就能对马铃薯环腐病起到显著的防治效果。植物中叶绿素的含量可反映幼苗光合作用的能力[23]。本研究结果表明，经红蓼挥发油植物源杀菌剂处理马铃薯幼苗后，各叶绿素含量均显著高于未施用该杀菌剂的对照组，说明杀菌剂处理后，马铃薯光合反应速率快于对照组，有机物积累多于对照组。病情指数是根据一定量植株或植株器官在病害发生后的各病级及发病数目所得平均发病程度的数值，是反映植株幼苗发病率与发病严重度的重要综合指标。本研究结果表明，马铃薯幼苗在该杀菌剂3 种浓度的处理下，其病情指数均无显著差异，但均显著低于对照组。从结果可知，在苗期该杀菌剂稀释0～80 倍均可对马铃薯环腐病菌起到显著的杀菌作用，降低该病害的发病率。总之，采用红蓼挥发油植物源杀菌剂对马铃薯幼苗进行喷药处理后，可有效减少幼苗被马铃薯环腐病菌侵染的概率，降低发病率，保持幼苗的生长活力，促进马铃薯植株生长。

综上，在马铃薯种子萌发和幼苗生长长势试验中，红蓼挥发油植物源杀菌剂对马铃薯环腐病菌均有显著的预防效果和治疗效果。故在农业生产中可采用该杀菌剂浸泡处理马铃薯种子，以保持种子的活力；在苗期进行喷药处理，来降低马铃薯环腐病的发病率，从而促进植株的健康生长。