紫外線技術(shù)對(duì)草莓病蟲害的防治效果研究

張鑫燕，林琪琳，朱黎霞，陳沂，王穎，王國夫

（紹興文理學(xué)院元培學(xué)院，浙江紹興312000）

草莓（Fragaria ananassaDuchesne）為薔薇科草莓屬多年生草本植物，在世界小漿果中種植面積居首位，銷量大，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。章姬草莓為日本甜寶品種，品質(zhì)優(yōu)良，抗病性強(qiáng)。果肉淡紅色、細(xì)嫩多汁、濃甜美味，在日本被譽(yù)為草莓中的極品。草莓一般為鮮食，因此果實(shí)成熟期禁止使用化學(xué)農(nóng)藥，但是草莓種植過程中，病蟲害較多，較為嚴(yán)重的病害有灰霉病、白粉病和蛇眼病等，蟲害有紅蜘蛛、蚜蟲和蠐螬等，極大地影響了草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)。生物防治方法是近年來重點(diǎn)研究的方向，但由于病蟲害的變異很快，容易產(chǎn)生抗性。近年來人們又開始研究用物理方法防治病蟲，通過馴化植物，提高植物本身抗病蟲害的能力。由于物理因子誘導(dǎo)的抗性是利用了植物體內(nèi)自身存在的抗病蟲機(jī)理，因此這種抗性誘導(dǎo)是自然和安全的，紫外線照射就是其中的一種物理誘導(dǎo)因子[1]。本試驗(yàn)主要研究紫外線照射（UV-B）對(duì)草莓病蟲害的防治效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試草莓品種為江浙地區(qū)常栽品種章姬，由本校實(shí)驗(yàn)室提供。

UV-B實(shí)驗(yàn)燈，功率30 W，由信陽市奧通儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)；紫外燈照射波長313 nm。UV-B輻照度使用北京師范大學(xué)光電儀器廠生產(chǎn)的UV-B紫外輻射強(qiáng)度儀測定。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 UV-B處理方法

將紫外燈固定在草莓植株上方，照射強(qiáng)度通過調(diào)節(jié)燈管與草莓植株幼苗頂端的距離來實(shí)現(xiàn)，紫外燈照射面積為50 cm×150 cm。采用三因素三水平正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)（表1、2），以自然條件為對(duì)照，共10個(gè)試驗(yàn)組。選取生長一致的章姬草莓幼苗，在子葉展開后進(jìn)行UV-B照射處理，各處理均從早上9：00開始。每組處理草莓5盆，設(shè)重復(fù)1次。各處理時(shí)間、輻照度、間隔時(shí)間見表1。

表1 三因素水平梯度設(shè)置表Table 1 Three-factor horizontal gradient setting table

1.2.2 病蟲害測定項(xiàng)目及方法

（1）病斑直徑

隨機(jī)選取對(duì)照組和處理組的15片葉片，做好標(biāo)記，固定觀察這些葉片，采用十字交叉法，用游標(biāo)卡尺測量病斑直徑，每隔5 d測量一次葉片的病斑直徑，并記錄。

表2 三因素三水平試驗(yàn)表Table 2 Test table of three factors and three levels

（2）病葉率

觀察葉片表面的發(fā)病情況，病葉率為發(fā)病葉片數(shù)量與總?cè)~片數(shù)量的比值。

（3）蟲害情況

自8月1日試驗(yàn)開始起至8月26日結(jié)束，隨機(jī)選取對(duì)照組和處理組的5盆植株，做好標(biāo)記，固定觀察并記錄，每隔5 d觀測草莓莖部和各葉片（包括正反面）蚜蟲和紅蜘蛛的數(shù)量，以試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天的蟲害總量取平均值為最終數(shù)據(jù)。

（4）病情指數(shù)

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2010、SPSS 18.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同UV-B輻射處理對(duì)草莓蟲害的影響

2.1.1 不同UV-B輻射處理對(duì)草莓蚜蟲和紅蜘蛛的影響

由表3（見下頁）可知，處理組的蚜蟲與紅蜘蛛數(shù)量均少于CK。在蚜蟲防治方面，T1、T2與CK差異不顯著，T3、T4、T6、T7 之間差異也不顯著，T5、T9 與 CK 差異顯著，對(duì)蚜蟲抑制作用最明顯。在紅蜘蛛防治方面，T1、T2、T3、T9之間差異不顯著，T5、T6與CK差異顯著，對(duì)紅蜘蛛抑制作用最明顯。綜合考慮，T5處理對(duì)蚜蟲、紅蜘蛛抑制效果都較好，該處理有良好的抗蟲性能。

表3 蟲害數(shù)據(jù)分析表Table 3 The analysis table of pest data

2.1.2 各觀察期總體蟲害發(fā)展趨勢分析

由圖1可知，CK、T1、T2的蚜蟲數(shù)量呈持續(xù)增長狀態(tài)，分別在8月6日與8月26日達(dá)到兩個(gè)峰值。其他各處理組蚜蟲數(shù)量在前期大體呈增長趨勢，并在8月11日～16日之間出現(xiàn)峰值，后期基本呈減少狀態(tài)。T5、T8組蚜蟲數(shù)量在整個(gè)測定階段變化明顯，波動(dòng)幅度最大。T2、T9組蚜蟲數(shù)量變化則較不明顯。綜上可知，T5、T6組的蚜蟲數(shù)量在UV-B照射下抑制作用最佳。

圖1 各時(shí)期蚜蟲數(shù)量變化趨勢Fig.1 The variation trend of aphid populationin each period

圖2 各時(shí)期紅蜘蛛數(shù)量變化趨勢Fig.2 The variation trend of spider mite population in each period

由圖2可知，紅蜘蛛數(shù)量總體呈先增長后減少的趨勢，除T4和T5在8月11日前后出現(xiàn)先減少后增長的趨勢。CK紅蜘蛛數(shù)量呈持續(xù)增長狀態(tài)，在8月16～21日之間增長最快，并在8月21日達(dá)到峰值后呈現(xiàn)減少趨勢。綜上可知，T5、T6組紅蜘蛛數(shù)量在UV-B照射處理下最少，效果最佳。綜合圖1、2的結(jié)論可得，UV-B照射對(duì)草莓蚜蟲數(shù)量和紅蜘蛛數(shù)量在T5處理時(shí)防治效果最佳。

2.1.3 T5組各時(shí)期蟲害變化趨勢

圖3 T5與CK各時(shí)期蚜蟲數(shù)量對(duì)比Fig.3 Comparison of aphid numbers mites numbers between T5 and CK at different periods

由圖3可知，在UV-B照射下，蚜蟲數(shù)量呈先增加后減少趨勢，在8月11日達(dá)到峰值，并出現(xiàn)了試驗(yàn)組蚜蟲數(shù)量多于對(duì)照組的現(xiàn)象。分析反常原因，有可能是蚜蟲體內(nèi)存在能清除自由基的保護(hù)酶體系，經(jīng)紫外線照射后，蚜蟲體內(nèi)SOD、POD和CAT這三種酶的活性都有顯著增加，并參與了蚜蟲的抗輻射過程，對(duì)其生殖力也有一定的促進(jìn)作用。但是長時(shí)間輻射會(huì)使蚜蟲自身的生理防御機(jī)制受到破壞，所以蚜蟲數(shù)量在照射后期開始逐漸下降[3，4]。

由圖4可知，處理組紅蜘蛛數(shù)量呈現(xiàn)先下降再上升后減少的波動(dòng)趨勢，CK紅蜘蛛數(shù)量呈持續(xù)增長狀態(tài)，在8月16～21日之間增長最快，在8月21日達(dá)到峰值后呈現(xiàn)減少趨勢。

圖4 T5與CK各時(shí)期紅蜘蛛數(shù)量對(duì)比Fig.4 Comparison of spider between T5 and CK at different periods

2.2 不同UV-B輻射處理對(duì)草莓病害的影響

2.2.1 對(duì)草莓灰霉病的影響

由表4可知，草莓灰霉病的防治效果并不與輻照度的強(qiáng)弱呈現(xiàn)一致性，T1、T2、T3與CK的效果并不顯著，T4、T7、T8 病葉率甚至還高于 CK，只有 T5、T6 處理效果好，并與CK差異顯著，對(duì)草莓灰霉病有較好的抑制作用。

2.2.2 對(duì)草莓白粉病的影響

由表5可知，各處理組白粉病病葉率均低于CK，其中 T1、T9 組效果較差，T3、T4、T5、T7、T8 防治效果較好，T5組效果最好，病葉率最低，并與其他各組差異明顯。可以看出T5組對(duì)草莓白粉病的防治效果較好也能對(duì)草莓灰霉病起到較好的抑制作用。

3 討論

試驗(yàn)表明，經(jīng)過紫外線UV-B照射處理，草莓植株的蚜蟲與紅蜘蛛數(shù)量均受到一定程度的控制，草莓灰霉病與白粉病病葉率及病情指數(shù)也有所降低。在三因素三水平組合處理中，T5、T9對(duì)蚜蟲的抑制效果較好，T5、T6對(duì)紅蜘蛛的抑制效果較好，T5、T6對(duì)灰霉病的抑制效果較好，T5、T8對(duì)白粉病的抑制效果較好。因此本試驗(yàn)中，對(duì)草莓病蟲均能有效控制的是T5，即輻照度0.75 W/m2，照射4 h/d，間隔天數(shù)2 d。

試驗(yàn)結(jié)果還顯示，所有的UV-B照射組合處理對(duì)草莓病蟲害都有一定的抑制作用，在某些情況下，UV-B照射時(shí)間越長，照射強(qiáng)度越高，對(duì)草莓灰霉病的影響越大，抑制作用越強(qiáng)[5-7]。UV-B輻照度越高，照射時(shí)間越長，草莓白粉病病葉率及病情指數(shù)越低，對(duì)白粉病的抑制效果也越好，但是高強(qiáng)度、長時(shí)間輻照對(duì)草莓的生長帶來一定的不利影響，這與張富榮等[8]在黃瓜的上研究結(jié)果基本一致。李曉科等[9]的研究認(rèn)為UV-B輻照對(duì)植物生長的影響有可能是因?yàn)檩椪諏?dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)損傷。

可見，一方面，一定的UV-B輻照能夠減少蚜蟲與紅蜘蛛的數(shù)量，延遲蚜蟲與紅蜘蛛的發(fā)生時(shí)間，有利于減少蚜蟲與紅蜘蛛對(duì)章姬草莓的危害，在一定程度上能增加章姬草莓的產(chǎn)量；但另一方面，過強(qiáng)、過長的UV-B輻照會(huì)對(duì)草莓的生長產(chǎn)生影響，進(jìn)而也會(huì)影響產(chǎn)量，本試驗(yàn)雖然得到了草莓病蟲害控制的最佳UV-B輻照組合T5，但是T5處理下對(duì)草莓生長會(huì)不會(huì)產(chǎn)生影響、以及影響是否顯著等，都缺乏詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄，難以進(jìn)行細(xì)化分析。此外，草莓作為世界上分布廣泛的重要漿果之一，營養(yǎng)豐富，尤其含有大量的維生素C，草莓中的一些有效成分，可抑制癌癥的生長，所以UV-B輻照后，草莓的營養(yǎng)成分會(huì)不會(huì)發(fā)生變化或受到破壞也有待于進(jìn)一步研究。

表4 各處理對(duì)草莓灰霉病的影響效果Table 4 Effect of different treatments on grey mould of strawberry

表5 各處理對(duì)草莓白粉病的影響效果Table 5 Effect of different treatments on powdery mildew of strawberry