臭氧水對葡萄主要病害的防治效果

沈建生，孫 萍，林賢銳，鮑 慧，方根滿(.金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 金華 000； .金華三才種業(yè)公司，浙江 金華 000；.金華市廣源環(huán)保科技有限公司，浙江 金華 000)

臭氧(O3)是一種強(qiáng)氧化劑[1]，能迅速破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)胞消散，殺菌能力比氯強(qiáng) 600～3 000倍[2]。它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發(fā)生的，在水中臭氧濃度為 0.3～2 mg·L-1時，0.5～1 min內(nèi)就可以殺死細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)證明臭氧對細(xì)菌、真菌(孢子)、病毒、線蟲等均有強(qiáng)力的破壞與殺滅作用[3-4]，且臭氧分解還原后成為氧氣，無有毒物質(zhì)殘留，使用安全。近年來，臭氧作為一種綠色環(huán)保新材料在種植業(yè)領(lǐng)域初步應(yīng)用。相關(guān)研究表明，臭氧在種子處理[5]、控制土傳病蟲害克服連作障礙[6]、防治植物主要病害和部分蟲害[7]、防止果蔬霉變延長貯藏保鮮期[8]，以及降解農(nóng)藥殘留[9]等方面有良好作用，其應(yīng)用基本涵蓋了作物生產(chǎn)的產(chǎn)前、前中、產(chǎn)后全過程。另外，臭氧具有的滲透力強(qiáng)不留死角、高濕度下殺菌效果更好等特點(diǎn)，使其在綠色、安全果蔬生產(chǎn)中具有十分誘人的應(yīng)用前景。

但是，傳統(tǒng)的臭氧制取方法及設(shè)備的局限性限制了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。臭氧制取方法主要有3種：一是紫外輻射法，是用波長 185 nm 的紫外線燈照空氣中氧氣制作臭氧，該方法因產(chǎn)量極低，壽命短，已面臨淘汰[10]。二是電暈放電法[11]。在特定的介質(zhì)內(nèi)采用高壓電擊空氣中的氧氣(也有用純氧的，但成本高)制取臭氧，產(chǎn)量高，但存在設(shè)備壽命短、怕潮濕、對運(yùn)行環(huán)境要求高、生成的臭氧濃度低(臭氧濃度重量比為 1%～3%)，以及易形成有毒伴隨物—氮氧化物等缺陷。目前農(nóng)用臭氧制取設(shè)備多采用此法，臭氧多以氣體的形式排放于設(shè)施空間用以進(jìn)行殺菌，但濃度不易監(jiān)測，高時造成氣害、低時作用不明顯，應(yīng)用效果不穩(wěn)定[12]；同時存在氮氧化物二次污染問題，因此在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用價(jià)值不大。三是直流電解法。它是以水為原料，當(dāng)?shù)蛪褐绷麟妼?dǎo)通固態(tài)離子交換膜的正負(fù)極時，氧分子在陽極界面因高密度電流產(chǎn)生的電子激發(fā)而獲得能量，并聚合成臭氧[13]。但是，傳統(tǒng)電解法離不開電解液，且電解電極面積小，臭氧產(chǎn)量少，電耗高，限制了其在農(nóng)業(yè)上的規(guī)模化應(yīng)用。由此可見，低成本、低能耗、高產(chǎn)量、高濃度、操作簡便等是下一代臭氧制取技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。

近年來，SPE(固態(tài)聚合物電解質(zhì))電極快速發(fā)展[14]，第3代臭氧發(fā)生技術(shù)-PEM(固體聚合物電解質(zhì)膜)電解式臭氧發(fā)生技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、高產(chǎn)、高效和低成本目標(biāo)，為臭氧技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開辟了廣闊的空間?；赑EM技術(shù)，作者與金華市廣源環(huán)?？萍加邢薰竞献餮邪l(fā)了一款農(nóng)用臭氧機(jī)，目前已分別獲國家發(fā)明專利及實(shí)用新型授權(quán)。為探明該款機(jī)器及其生產(chǎn)的臭氧水對葡萄主要病害的防治效果，開展了田間試驗(yàn)，現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在金華市國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科研基地進(jìn)行。供試葡萄品種夏黑，大棚平棚架栽培與架式草莓立體種植，葡萄種植密度7 m×1.5 m。試驗(yàn)時間為2016—2017年。

供試設(shè)備為金華市廣源環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的DJ-W3010型高濃度電解式臭氧水機(jī)。施用的藥劑為臭氧水機(jī)生產(chǎn)的臭氧水，及市售農(nóng)藥。

1.2 方法

2016年開展臭氧水清園及不同濃度的初步試驗(yàn)。于葡萄絨球期全株及地面噴施不同濃度的臭氧水，以臭氧水機(jī)的出水量控制臭氧濃度，分別設(shè)2、4、8 L·min-13種流量的濃度,(對應(yīng)機(jī)器出水口的臭氧濃度分別為8、4、2 mg·L-1的高濃度，而在遠(yuǎn)端經(jīng)120米的管道后至田間噴霧口濃度分別對應(yīng)的濃度范圍在1.5～2.0、0.8～1.2、0.5～0.5 mg·L-1，實(shí)際應(yīng)用中會出現(xiàn)一定的濃度波動)，設(shè)單用1次和間隔5 d連續(xù)2次處理，以45%晶體石硫合劑40倍液為對照(CK)，后期管理按照常規(guī)進(jìn)行。同時，分別在葡萄幼葉期、花序分離期、幼果期和果實(shí)轉(zhuǎn)色期分按上述3種處理進(jìn)行噴施，施藥前后各處理的其他田間管理基本一致。調(diào)查葡萄發(fā)病率，觀察、評價(jià)臭氧水對葡萄幼嫩組織生長的影響。

2017年開展臭氧水對葡萄主要病害的防治試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)臭氧水的2個濃度處理，分別于4月6、21、27日、5月10、20日、6月5日、7月10日噴施臭氧水2、4 mg·L-1防治葡萄的黑痘病、灰霉病、灰霉病、炭疽病、潰瘍病、霜霉病、白粉病，以常規(guī)藥劑為對照(CK)。7次噴施的常規(guī)藥劑分別是80%甲基托布津800倍液、40%嘧霉胺1 000倍液、40%嘧霉胺1 000倍液、25%醚菌酯1 000倍液、10%苯醚甲環(huán)唑1 500倍液+80%唏酰嗎啉3 000倍液、10%苯醚甲環(huán)唑1 500倍液。每個處理小區(qū)10株葡萄，重復(fù)3次。分別調(diào)查施藥前和施藥后葡萄葉片、果穗的發(fā)病情況，記載病害級數(shù)，計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。

病情分級標(biāo)準(zhǔn)為：0級，無病斑；1級，病斑占整個囂官(葉、果)面積的5%以下；3級，病斑占整個器官面積的6%～10%；5級，病斑占整個器官面積的11%～25%；7級，病斑占整個器官面積的26%～50%；9級，病斑占整個器官面積的50%以上。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧水作為清園劑對葡萄主要病害發(fā)生情況的影響

表1表明，由于黑痘病、霜霉病未發(fā)生，炭疽病發(fā)生少，消毒后對于此3種病害的防治效果未有效探明；發(fā)生較早的灰霉病，臭氧水2 L·min-12次處理效果最佳，優(yōu)于對照，2 L·min-11次處理與對照相當(dāng)，4、8 L·min-1濃度無論是1次或2次處理，效果均不佳；后期發(fā)生的潰瘍病，臭氧水2 L·min-11次和2次處理對潰瘍病的效果與對照沒有明顯差異，4、8 L·min-1處理的發(fā)病率高于對照；白粉病，臭氧水1次處理的發(fā)病率高于對照，而2 L·min-12次處理的優(yōu)于對照，4 L·min-12次處理的與對照相當(dāng)，8 L·min-12次處理的效果不佳。綜合試驗(yàn)園情況，臭氧水2 L·min-12次處理效果略優(yōu)于對照，其他處理間的效果差異不明顯。

表1 2016年不同濃度臭氧水消毒對葡萄主要病害的影響

注：在各主要病害高發(fā)前期進(jìn)行田間調(diào)查，病害發(fā)生一定程度以后，進(jìn)行了正常藥劑防治，以防病害加重。調(diào)查50張葉、花序果穗。

2.2 不同濃度臭氧水消毒的葡萄幼嫩組織藥害發(fā)生情況

表2表明，臭氧水2 L·min-1濃度處理，不管是施用2次還是1次除了萌芽期，葡萄幼嫩組織都會產(chǎn)生灼傷，另外2個濃度處理均未表現(xiàn)出有藥害。因此，在生長期高濃度的臭氧水應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

2.3 臭氧水對葡萄主要病害的防治效果

表3表明，臭氧水4、8 L·min-1處理對葡萄炭疽病、白粉病的防治效果良好，與常規(guī)藥劑對照均沒有顯著性差異；灰霉病的防治效果4 L·min-1處理與對照沒有顯著性差異，但8 L·min-1處理效果較差，與對照差異顯著；對潰瘍病的防治效果，2個濃度臭氧水處理均較差，與對照差異顯著；炭疽病的防治效果與對照差異不顯著；霜霉病的防治效果臭氧水4 L·min-1處理顯著優(yōu)于對照。

表2 2016年不同濃度臭氧水消毒的葡萄幼嫩組織藥害發(fā)生情況

表3 2017年不同濃度臭氧水處理對葡萄主要病害的防治效果

注：同列數(shù)據(jù)后無相同大、小寫字母，分別表示其差異達(dá)極顯著和顯著水平。

在試驗(yàn)過程中還開展了對葡萄果粉的調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中后期噴施臭氧水，對葡萄果粉影響不大。

3 小結(jié)與討論

近年來隨著人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的不斷重視，臭氧在農(nóng)業(yè)(種植業(yè))生產(chǎn)中的應(yīng)用更為廣泛，尤其是在植物病蟲害防治上的應(yīng)用研究更加深入。宋衛(wèi)堂等[15]對臭氧應(yīng)用于果菜營養(yǎng)液栽培試驗(yàn)表明，當(dāng)營養(yǎng)液中殘余臭氧濃度為0.6 mg·L-1，接觸時間5 min時，臭氧對黃瓜枯萎病、番茄枯萎病和十字花科軟腐病3種土傳病害病原菌的殺滅率均接近100%。李毅等[16]使用臭氧發(fā)生設(shè)備在溫室內(nèi)釋放臭氧氣體，對黃瓜霜霉病、白粉病、角斑病及灰霉病等氣傳病害有一定的防治效果；在室內(nèi)可控條件下，釋放臭氧30 s，連續(xù)釋放10次，每次間隔時間10 min時，對煙粉虱、南美斑潛蠅的殺滅效果可達(dá)100%。

本研究結(jié)果表明，2 L·min-1臭氧水作為清園劑2次處理葡萄園，對葡萄園早期的灰霉病及后期高發(fā)的白粉病的防治效果略優(yōu)于普通清園劑石硫合劑，對潰瘍病的防治效果與石硫合劑相當(dāng)，因此在葡萄園管理中應(yīng)該選用濃度較高的2 L·min-1臭氧水作為清園劑處理葡萄全株及地面2次，可以替代石硫合劑。但是在葡萄生長期高濃度的臭氧水容易造成葡萄幼嫩組織的灼傷，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。在葡萄生長期要降低臭氧水的使用濃度和次數(shù)，試驗(yàn)表明4 L·min-1臭氧水1次處理對炭疽病、白粉病、炭疽病、灰霉病的防治效果與常規(guī)藥劑處理沒有顯著性差異，且對霜霉病的防治效果優(yōu)于常規(guī)藥劑。同時，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，中后期噴施臭氧水，對葡萄果粉影響不大。因此，合理利用臭氧水來防治葡萄的主要病害是可行的，作為清園劑的最佳濃度為2 L·min-1，且連續(xù)使用2次效果更加明顯；在葡萄生長期臭氧水最佳濃度為4 L·min-1，能有效地防治葡萄病害的發(fā)生，而又不會造成葡萄組織的灼傷。

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