摘 要:葡萄炭疽病是葡萄生產中最常見的病害之一,如果不及時采取防治措施,葡萄炭疽病的蔓延會導致葡萄大幅減產,嚴重影響葡萄產業(yè)的經濟效益。近年來,生物殺菌劑因其綠色環(huán)保、高效安全的特點逐漸受到關注。重點分析了幾種生物殺菌劑在葡萄炭疽病防治中的作用機制,并通過實驗室和田間試驗驗證其抑制效果。結果表明,生物殺菌劑在防治炭疽病方面展現(xiàn)出良好的應用前景。
關鍵詞:生物殺菌劑;葡萄炭疽病;抑制作用;病害防治;農藥抗性
葡萄炭疽病病株表現(xiàn)為葉片、果實和枝條出現(xiàn)圓形或橢圓形的黑褐色病斑,嚴重時導致果實腐爛,甚至造成大面積減產。長期使用傳統(tǒng)化學農藥已導致病原菌的抗藥性增加,并對生態(tài)環(huán)境和食品安全帶來負面影響。生物殺菌劑,尤其是枯草芽孢桿菌、多抗霉素B、苯醚甲環(huán)唑等,憑借其獨特的作用機制,對多種病害表現(xiàn)出良好的抑制效果,已在實驗室和田間試驗中得到驗證。
1 葡萄炭疽病的癥狀
葡萄炭疽病主要由炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)引發(fā),病菌主要侵染葡萄的果實、葉片和枝條,導致果實腐爛、葉片枯萎以及枝條壞死,嚴重影響葡萄的產量和品質(圖1)。炭疽病侵染的不僅僅是含糖量比較高的果粒,也侵染葉片、葉柄、新梢、卷須、穗軸、果梗等部位。
感染炭疽病的葡萄果實表面初期出現(xiàn)圓形或橢圓形的褐色病斑,隨著病情加重,病斑逐漸擴大,中央顏色變淺,邊緣深褐色,最終果實表面潰爛,造成果實脫落或腐敗。葉片感染炭疽病后,形成不規(guī)則的褐色或黑色斑點,隨著病斑的擴大,葉片會逐漸干枯脫落,影響植株的光合作用(圖2)。枝條受到侵染后,表面形成褐色凹陷斑,皮層壞死,嚴重時造成枝條枯死[1]。炭疽病在葡萄生長的各個階段均可發(fā)生,特別是在高溫高濕的環(huán)境下病害暴發(fā)更為頻繁,極易引發(fā)大面積流行。病原菌還會通過風雨傳播或依附于植株殘體越冬,次年再度侵染,導致病害的持續(xù)發(fā)生。
2 生物殺菌劑的防治原理
2.1 枯草芽孢桿菌的作用機制
枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)是一種廣泛應用于農業(yè)中的生物防治菌,枯草芽孢桿菌依靠產生的多種抗菌物質,如脂肽類化合物、多肽抗生素等,直接作用于病原菌,破壞其細胞膜結構,導致細胞內容物泄漏,從而抑制菌絲的生長和孢子的萌發(fā)??莶菅挎邨U菌具有高度的環(huán)境適應性,能夠在植物葉片或土壤表面迅速定殖,形成競爭性優(yōu)勢,占據病原菌的生存空間,限制病菌的繁殖與傳播。由于菌株具有廣譜、安全和環(huán)境友好等特點,因此,在生物農藥領域中的應用越來越廣泛,為葡萄炭疽病的綠色防控提供了可行的技術路徑。
2.2 多抗霉素B的作用機制
多抗霉素B是一種由鏈霉菌產生的肽類抗生素,多抗霉素B能與病菌細胞膜中的甾醇結合,改變膜的通透性,從而導致細胞內容物外泄,最終引發(fā)細胞死亡[2]。它對病菌菌絲的抑制作用顯著,能夠有效抑制孢子的萌發(fā)與侵入,從而切斷病原菌的擴散途徑。除了直接的抑菌功能,多抗霉素B還具有較低的毒性和良好的環(huán)境兼容性,與傳統(tǒng)的化學農藥相比,多抗霉素B對非目標生物的影響較小,不容易在環(huán)境中造成殘留和二次污染,因而被認為是一種相對安全的生物防治藥劑。
2.3 苯醚甲環(huán)唑的作用機制
苯醚甲環(huán)唑(圖3)是一種廣譜性三唑類殺菌劑,通過抑制病原菌甾醇的合成來發(fā)揮殺菌作用。甾醇是病原真菌細胞膜的主要組成成分,苯醚甲環(huán)唑通過抑制C14-脫甲基化酶這一關鍵酶的活性,阻斷甾醇的生物合成,導致真菌細胞膜的完整性受到破壞,進而抑制病菌的生長和繁殖。在防治葡萄炭疽病中,苯醚甲環(huán)唑能夠有效抑制炭疽病菌的菌絲擴展,阻礙孢子的形成和釋放,從而降低病害的傳播風險。由于其獨特的作用機制,苯醚甲環(huán)唑在防治葡萄炭疽病的同時,能夠有效避免傳統(tǒng)化學殺菌劑帶來的抗藥性問題,延緩病原菌的抗藥性產生。
2.4 有機硫制劑福美雙的作用機制
有機硫制劑福美雙是一種廣泛應用于農業(yè)的保護性殺菌劑,通過抑制病原菌細胞分裂來實現(xiàn)對病害的防治效果。在防治葡萄炭疽病中,福美雙通過抑制病菌的孢子萌發(fā)和菌絲生長,阻斷病害的初始侵染,從而有效減少病害的傳播與擴散。福美雙作為一種接觸型殺菌劑,施用后主要在植物表面形成一層保護膜,這層膜能夠阻止病原菌的附著與侵入,對葡萄植株起到較好的保護作用。福美雙能夠在不同氣候條件下持續(xù)發(fā)揮作用,確保了長期的防治效果[3]。
3 生物殺菌劑在葡萄炭疽病防治中的應用
3.1 實驗室條件下的抑制效果
在實驗室條件下,采用平板稀釋法分析生物殺菌劑對葡萄炭疽病菌的抑制效果。首先從感染炭疽病的葡萄植株上分離出病原菌 Colletotrichum gloeosporioides,并將其接種到PDA(馬鈴薯葡萄糖瓊脂)培養(yǎng)基中培養(yǎng),待病菌菌絲充分生長后,將其制作成菌懸液。實驗藥劑包括枯草芽孢桿菌、多抗霉素B、苯醚甲環(huán)唑和福美雙,分別按照2000倍、10 000倍和20 000倍稀釋后制備成溶液[4-5]。
實驗采用多孔培養(yǎng)板,將稀釋后的殺菌劑分別加入各孔內,同時設置不含殺菌劑的對照組。每孔中加入固定量的葡萄炭疽病菌懸液,隨后將培養(yǎng)板置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h。在培養(yǎng)期間,每隔12 h對各孔中的病菌生長情況進行觀察與記錄,主要觀察指標為菌絲生長速度及孢子的萌發(fā)情況。
實驗結果顯示,枯草芽孢桿菌、多抗霉素B、苯醚甲環(huán)唑和福美雙濃度為2000倍時均表現(xiàn)出較強的抑制效果,抑制率分別為95%、92%、98%和90%。當濃度降至10 000倍時,四種殺菌劑的抑制效果有所減弱,抑制率分別為85%、80%、90%和82%。當濃度為20 000倍時,它們的抑制效果進一步下降,抑制率在65%~75%之間[4-5]。
3.2 田間試驗效果
在田間試驗過程中,將葡萄園中的病害高發(fā)區(qū)域分為不同處理組,每組分別噴施不同濃度的殺菌劑,同時設置空白對照組(未噴施任何農藥)。試驗采用隨機區(qū)組設計,每個處理組的面積相同,且設置3次重復,以確保數(shù)據的準確性和代表性。各處理組的殺菌劑分別稀釋至2000倍、10 000倍和20 000倍后進行噴霧施藥,施藥時間為炭疽病高發(fā)期之前,連續(xù)噴施2次,每次間隔7 d[4]。每次施藥后,每隔7 d對各處理組的葡萄植株進行觀察,記錄炭疽病病斑的情況,并對各組病害發(fā)生率進行統(tǒng)計分析。
結果顯示,苯醚甲環(huán)唑處理組在施藥后第14 天表現(xiàn)出最強的病害抑制效果,防治率超過90%,特別是在濃度2000倍時,病害幾乎得到完全控制??莶菅挎邨U菌和多抗霉素B的防治效果稍差,但濃度在2000倍和10 000倍時仍表現(xiàn)出較好的防治效果,分別達到85%和80%左右。相比之下,福美雙的防治效果相對較低,特別是在低濃度下,防治率僅為70%左右,但在高濃度時的表現(xiàn)較為穩(wěn)定[4-5]。
3.3 未來發(fā)展
隨著病原菌抗藥性的逐漸增強,需要持續(xù)開發(fā)和篩選新型高效菌株,通過基因工程等手段優(yōu)化現(xiàn)有菌株的抗病性和適應性。生物殺菌劑在不同氣候條件下的穩(wěn)定性和持效期問題也需進一步研究,提升它們在田間應用中的實際效果。生物殺菌劑的應用技術仍有待優(yōu)化,如改進施藥方式、引入納米載體技術或緩釋技術,才能提高藥劑在田間的利用率和持久性。為了應對抗藥性問題,需建立抗藥性監(jiān)測系統(tǒng),并通過輪換使用不同作用機制的殺菌劑來延緩抗藥性的產生。同時,應加強生物殺菌劑對非目標生物和環(huán)境的長期影響研究,確保其在大規(guī)模應用時的環(huán)境友好性。未來還需要更完善的法規(guī)、補貼機制以及對果農的培訓,推動生物殺菌劑在農業(yè)中的廣泛應用。
4 結 論
生物殺菌劑具有綠色環(huán)保、高效低毒的特點,契合現(xiàn)代農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求。通過實驗室和田間試驗驗證,枯草芽孢桿菌、多抗霉素B、苯醚甲環(huán)唑和福美雙等生物殺菌劑對葡萄炭疽病均具有顯著的抑制效果,在高濃度條件下表現(xiàn)出較強的病害控制能力。苯醚甲環(huán)唑在抑制病菌生長方面表現(xiàn)最佳,而枯草芽孢桿菌和多抗霉素B的表現(xiàn)也比較出色,適合廣泛應用于農業(yè)生產中。未來應加強新型菌株的研發(fā)、技術的創(chuàng)新以及生態(tài)安全性評估,推動生物殺菌劑的廣泛應用,為葡萄炭疽病等病害的綜合防治提供更為可行的解決方案。
參考文獻
[1] 蔣朝陽,于澤洋,楊花,等. 寧夏地區(qū)葡萄炭疽病病原菌鑒定及生物學特性研究 [J]. 西北農業(yè)學報, 2024, 33 (6): 1112-1121.
[2] 林武. 福安巨峰葡萄炭疽病發(fā)生特點與綠色防控技術 [J]. 新農業(yè), 2023(7): 21-22.
[3] 羅躍,劉阿麗,劉旭東,等. 葡萄炭疽病病原鑒定及防治藥劑篩選 [J]. 中國南方果樹, 2021, 50 (6): 121-125.
[4] 趙廷昌,孫漫紅,馬志強等.中國葡萄病蟲害及其防控 [M]. 北京:中國農業(yè)科學技術出版社,2019:156-170.
[5] Liu Y, Zhang Y, Wang X, et al. Evaluation of biological control agents for the management of grape anthracnose caused by Colletotrichum gloeosporioides[J]. Biological Control,2020,148:104277.
作者簡介:羅運格(1972—),男,漢族,山東臨沭人,大專,農藝師,從事果樹栽培與病蟲害防治技術推廣工作。