范蓉蓉,廖 晨,于冬冬,龐澤銘,曲龍祥,謝 亮,楊德榮
(1.云南云天化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司 云南昆明 650600;2.云南云天化股份有限公司 云南昆明 650228;3.云南省化工研究院有限公司 云南昆明 650228)
生菜(LactucasativaL.var.ramosaHort.)又名葉用萵苣,原產(chǎn)于歐洲,后引入中國,屬菊科萵苣屬,為一年生或二年生草本植物,營養(yǎng)豐富,含有大量的β-胡蘿卜素、抗氧化物、維生素、膳食纖維和微量元素等,不僅味道鮮美,而且具有改善腸胃功能、護(hù)肝、降脂等藥用功效。生菜既不耐寒,又不耐熱,宜在冷涼環(huán)境中生長,其適宜生長溫度為15~20 ℃。云南因特殊的高原氣候環(huán)境,已成為我國重要的生菜產(chǎn)區(qū)[1-4]。
生菜在露天栽培和溫室大棚栽培過程中的病害主要有生菜霜霉病、生菜灰霉病、生菜白粉病、生菜褐斑病、生菜黑斑病、生菜枯萎病、生菜菌核病、生菜軟腐病、生菜葉焦病、生菜葉邊緣壞死病、生菜線蟲病和生菜病毒病等。云南云天化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司在昆明晉寧礦山復(fù)墾區(qū)和呈貢區(qū)高原種業(yè)小鎮(zhèn)分別建設(shè)了以溫室大棚為主體的兩家植物工廠,通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制,實(shí)現(xiàn)了生菜周年連續(xù)生產(chǎn),且生菜生產(chǎn)計(jì)劃性更強(qiáng),單位面積產(chǎn)量更高。
植物工廠的環(huán)境相對(duì)獨(dú)立,病蟲害的發(fā)生相對(duì)于露天栽培會(huì)有所減少,但是在實(shí)際營運(yùn)中發(fā)現(xiàn),溫室大棚蔬菜水培區(qū)和基質(zhì)栽培區(qū)零星有生菜灰霉病、生菜霜霉病、生菜褐斑病、生菜黑斑病、生菜菌核病、生菜病毒病等病害發(fā)生,同時(shí)發(fā)現(xiàn)有潛葉蠅、萵苣冬夜蛾、蚜蟲等害蟲危害。
溫室大棚生菜生長期較短,且大都用于生吃,為了能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《綠色食品 綠葉類蔬菜》(NY/T 743—2020)的要求,溫室大棚生菜病蟲害的防治不能完全采用露天生菜的防治方案,因此,本文提出了溫室大棚生菜病蟲害防治技術(shù)。
1.1.1 生菜灰霉病
生菜灰霉病是由灰葡萄孢(Botrytiscinerea)侵染引發(fā)的一種真菌性病害[5],葉片上最初呈現(xiàn)“V”字形淡褐色水浸狀病斑,后擴(kuò)大呈現(xiàn)灰褐色病斑,空氣潮濕時(shí)病部表面上產(chǎn)生厚密的灰色霉層,即病菌的分生孢子梗和分生孢子,典型癥狀見圖1。生菜灰霉病在5~31 ℃條件下均可發(fā)病,溫度為20~25 ℃且空氣相對(duì)濕度≥90%時(shí)發(fā)病嚴(yán)重。
1.1.2 生菜霜霉病
生菜霜霉病是由萵苣盤梗霉(Bremialactucae)侵染引發(fā)的真菌性病害[6],主要危害葉片,從植株下部葉片開始,葉片上呈多角形淺黃色病斑,開始病斑數(shù)量較少,后期葉片病斑增多,較大病斑呈深褐色(見圖2中①),背面生白色霉?fàn)钗?,?yán)重時(shí)白色霉?fàn)钗锔采w整個(gè)葉背(見圖2中②),致使葉片枯黃而死。病原菌在低溫高濕環(huán)境易發(fā)病,1~25 ℃均能發(fā)病,溫度為15~20 ℃且空氣相對(duì)濕度為95%時(shí)發(fā)病最嚴(yán)重,發(fā)病潛育期3~7 d。
1.1.3 生菜褐斑病
生菜褐斑病是由萵苣褐斑尾孢霉菌[Cercosporalongissimi(Cugini in Herb)Sacc.]侵染引發(fā)的一種真菌性病害[7]。發(fā)病初期,生菜葉片呈現(xiàn)圓形至不規(guī)則形水漬狀病斑,病斑直徑為2~10 mm;發(fā)病后期,病斑上產(chǎn)生褐色至暗灰色病斑,病害嚴(yán)重時(shí)病斑連在一起,造成葉片變褐干枯。雞窩生菜的病斑較明顯(見圖3左),羅莎紅生菜的病斑相對(duì)較難辨別(見圖3右)。溫度為27~30 ℃且空氣相對(duì)濕度≥98%時(shí)易發(fā)病。
1.1.4 生菜黑斑病
黑斑病又稱輪紋病、葉枯病,是由鏈格孢(Alternariaalternata)侵染引發(fā)的一種真菌性病害[8],主要危害葉片,葉片染病形成近圓形褐色斑點(diǎn)(見圖4),病斑具有同心輪紋,病斑直徑為3~15 mm,看不到霉?fàn)钗铩?/p>
1.1.5 生菜菌核病
生菜菌核病是由核盤菌(Sclerotiniasclerotiorum)侵染引起的一種真菌性病害[9],從葉柄開始發(fā)病,管道水培生菜從種植杯附近開始發(fā)病,病部最初呈現(xiàn)褐色水漬狀病斑,逐漸向整個(gè)莖部擴(kuò)展,并產(chǎn)生近白色的菌絲體似棉絮狀,后期菌絲體轉(zhuǎn)變成黑色鼠糞狀菌核(見圖5)。發(fā)病嚴(yán)重時(shí),植株萎蔫死亡。溫度為10~20 ℃、空氣相對(duì)濕度≥85%時(shí)發(fā)病重,空氣相對(duì)濕度≤65%時(shí)病害輕或不發(fā)病。
1.1.6 生菜病毒病
生菜病毒病是由病毒侵染引發(fā)的一種病毒病害,侵染生菜的病毒主要有馬鈴薯病毒屬(PV)的馬鈴薯S病毒(PVS)、馬鈴薯Y病毒屬(PVY)的萵苣花葉病毒(LMV)、蒲公英黃花葉病毒(DYMV)、黃瓜花葉病毒(CMV)[10]、番茄斑萎病毒(TSWV)[11]等。
生菜被病毒侵染后,常表現(xiàn)植株矮化、葉片皺縮、葉面泡狀突起、葉脈變成褐色或出現(xiàn)褐色壞死斑(見圖6)。其主要原因是病毒不僅與生菜爭(zhēng)奪營養(yǎng)成分,而且破壞生菜的養(yǎng)分疏導(dǎo)通道,改變生菜器官或打亂組織代謝平衡,抑制光合作用,最終導(dǎo)致生菜生長受阻。
侵染生菜的病毒主要是通過蚜蟲等昆蟲媒介、機(jī)械接種以及種子等多種方式進(jìn)行傳播侵染。
1.1.7 生菜軟腐病
生菜軟腐病是由胡蘿卜軟腐歐氏桿菌胡蘿卜軟腐亞種[Erwiniacarotovorasubsp.Carotovora(Jones)Bergey et al.][12]侵染引發(fā)的一種細(xì)菌性病害,在生菜生長的中后期發(fā)生,病原侵染很快,基部的葉片發(fā)病較多。病原主要從植株基部葉片的傷口侵入(見圖7),發(fā)病葉片初期呈水漬狀,后變褐變軟,葉片腐爛,發(fā)出惡臭氣味。發(fā)病植株白天萎蔫,傍晚恢復(fù)正常,嚴(yán)重時(shí)不能恢復(fù)。在干燥條件下,腐爛的病葉失水變干呈薄紙狀。溫度在2~40 ℃都可發(fā)病,溫室溫度升高、空氣相對(duì)濕度增大時(shí)發(fā)病加重。
危害生菜的昆蟲較多,在植物工廠以潛葉蠅、萵苣冬夜蛾和蚜蟲為主。
1.2.1 潛葉蠅
生菜潛葉蠅(Pegomyaexilis)屬雙翅目、花蠅科,見圖8。其成蟲體長4~6 mm,呈灰褐色,腿、脛節(jié)呈灰黃色,跗節(jié)呈黑色。卵白色,橢圓形。成熟幼蟲長約7.5 mm,有皺紋,呈污黃色。蛹橢圓形,呈淺黃褐色到暗褐色[12]。
生菜潛葉蠅幼蟲在葉內(nèi)取食葉肉,形成較寬的蛇形隧道,僅留上下表皮,隧道內(nèi)有蟲糞,導(dǎo)致生菜失去商品價(jià)值。
1.2.2 萵苣冬夜蛾
萵苣冬夜蛾(CuculliafraternaButler)屬鱗翅目,夜蛾科,主要危害萵苣。萵苣冬夜蛾蛹長23 mm左右,呈紅褐色;末齡幼蟲體長45 mm左右,頭蓋縫呈灰白色,氣門線、背線呈黃色,各體節(jié)兩側(cè)在兩線之間各具近棱形大黑斑1個(gè),斑外有淺黃色環(huán),各節(jié)間生啞鈴狀黑斑,腹面黑色,節(jié)間也有黑黃相間點(diǎn)塊,圍氣門片、氣門篩黑色,氣門后具小黑點(diǎn)1個(gè),胸足及腹足基部黑色;成蟲體長20 mm左右,翅展46 mm,頭部、胸部呈灰色,頸板近基部生黑橫線1條,腹部呈褐灰色,前翅呈灰色,翅脈呈黑色;其卵為半圓形,有縱棱及橫道,呈乳白色至淺黃色[12]。
萵苣冬夜蛾以幼蟲啃食萵苣、生菜的嫩葉及花器形成危害(見圖9),被啃食過的生菜商品價(jià)值較低。
1.2.3 蚜蟲
危害生菜的蚜蟲大多為萵苣指管蚜(UroleuconformosanumTakahashi)。萵苣指管蚜屬同翅目,蚜科。無翅孤雌蚜體長3.3 mm,寬1.4 mm,體呈土黃色或紅黃褐色至紫紅色,頭頂骨化呈深色,腹部毛基斑呈黑色,體表光滑,背毛粗短;觸角和喙細(xì)長,腹管為長管狀;尾片色淺,為長錐形。無翅胎生雌蚜的頭、胸呈黑色,腹部色淺[12]。
萵苣指管蚜喜歡群集于生菜的嫩梢、花序及葉片反面吸食汁液,傳播病毒病等,見圖10。
生菜的食用方法一般是用新鮮生菜與沙拉醬一起做成沙拉生吃。植物工廠生產(chǎn)的生菜雖然病蟲害的發(fā)病率相對(duì)露天生產(chǎn)的較低,但上述病蟲害的發(fā)生客觀存在,就不得不使用農(nóng)藥。植物工廠1年可生產(chǎn)10~11茬生菜,生菜生長期較短,受農(nóng)藥安全間隔期的影響存在安全風(fēng)險(xiǎn)[13]。減少農(nóng)藥的使用量,提高病害防治效果,降低農(nóng)殘或達(dá)到零農(nóng)殘,生產(chǎn)符合NY/T 743—2020綠色食品標(biāo)準(zhǔn)要求的生菜,研究新的病害防治技術(shù)很有必要。
甲殼素廣泛存在于蝦、蟹等海洋節(jié)肢動(dòng)物的甲殼、昆蟲的甲殼、菌類和藻類細(xì)胞膜、軟體動(dòng)物的殼和骨骼及高等植物的細(xì)胞壁中,是一種取之不盡、用之不竭的生物資源,甲殼素脫乙酰后得到的殼聚糖(見圖11)的資源也就非常豐富。
殼聚糖不僅可用于食品工業(yè)、生物醫(yī)用材料、化妝品等領(lǐng)域,在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用也很廣泛?;跉ぞ厶堑膶?shí)踐與推廣應(yīng)用,植物免疫、植物疫苗、植物免疫誘導(dǎo)劑的研究取得了新的突破[15-16],2012年Liu等[17]發(fā)表了有關(guān)甲殼素在植物免疫方面的功能和機(jī)制的論文,大大推進(jìn)了關(guān)于甲殼素/殼聚糖的研究和應(yīng)用。
殼聚糖及其衍生物易溶于水、乳酸、乙酸等稀有機(jī)酸,使用方便,可以添加在水培蔬菜的營養(yǎng)液中,也可以進(jìn)行葉面噴施。市場(chǎng)上銷售的部分種衣劑、抗寒劑、土壤改良劑、植物病害抑制劑、果蔬保鮮劑等都含有殼聚糖及其衍生物。
一些研究機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)相繼開展了甲殼素/殼聚糖及其衍生物等生物刺激素產(chǎn)品的應(yīng)用研究,不斷開發(fā)新產(chǎn)品。楊德榮等選用殼聚糖的衍生物殼寡糖與氨基酸等生物刺激素制備復(fù)合生物刺激素(YCB),并添加在復(fù)合肥中開發(fā)新型肥料,取得了顯著的效果[18-19]。開展的復(fù)合生物刺激素與肥藥協(xié)同對(duì)烤煙產(chǎn)量、病蟲害防控及土壤改良的研究,證明了復(fù)合生物刺激素與肥藥具有顯著的協(xié)同作用,可提高烤煙產(chǎn)量、產(chǎn)值,減輕烤煙土傳病害,改善土壤質(zhì)地,提高土壤肥力[20]。對(duì)香蕉煉苗添加復(fù)合生物刺激素,證明了復(fù)合生物刺激素能顯著提高香蕉的定值成活率[21]。李進(jìn)平等[22]開展的生物有機(jī)肥與生物刺激素協(xié)同對(duì)撂荒香蕉園土壤改良的研究,證明生物刺激素和生物有機(jī)肥配合施用相較于單施生物有機(jī)肥或生物刺激素具有顯著的協(xié)同作用。熊麗莉等[23]采用含有甲殼素、殼聚糖等生物刺激素的蝦肽有機(jī)肥與磷肥配施,顯著提高了蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì);用含有甲殼素和殼聚糖的特肥“蝦肽壯根素”和“蝦紅素”與農(nóng)藥配施防治玉米大斑病,不但減少了農(nóng)藥的使用量,而且提高了防治效果[24]。這些試驗(yàn)研究展現(xiàn)了甲殼素/殼聚糖及其衍生物的協(xié)同作用和增效作用。
引發(fā)作物產(chǎn)生病害的主要原因是病原菌的侵染。甲殼素/殼聚糖及其衍生物既是植物的營養(yǎng)物質(zhì),又可以有效調(diào)節(jié)植物生長,同時(shí)還能對(duì)某些真菌、細(xì)菌、病毒及害蟲產(chǎn)生毒性,誘導(dǎo)植物啟動(dòng)防御系統(tǒng),刺激有益微生物的生長和活性[25-26]。因此,試驗(yàn)采用對(duì)植物工廠內(nèi)管道栽培的生菜噴施殼聚糖及殼聚糖與農(nóng)藥配施的方案,研究基于殼聚糖的生菜病害防治技術(shù)方案。
2.2.1 試驗(yàn)材料及試劑
生物刺激素:殼聚糖,w(甲殼寡聚糖)≥5%,湛江市博泰生物化工科技實(shí)業(yè)有限公司。
生菜品種:意大利生菜。
農(nóng)藥:75%百菌清WP,江蘇省宜興興農(nóng)化工制品有限公司。
A液:94.5 g/L(質(zhì)量濃度,下同)Ca(NO3)2·4H2O+80.9 g/L KNO3。
B液:15.3 g/L NH4H2PO4+49.3 g/L MgSO4·7H2O。
C液:2.04 g/L EDTA-2NaFe+0.286 g/L H3BO3+0.213 g/L MnSO4·4H2O+0.023 g/L ZnSO4·7H2O+0.008 g/L CuSO4·5H2O+0.002 g/L(NH4)6Mo7O24·4H2O。
2.2.2 處理方案設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理,每個(gè)處理1個(gè)種植床896株生菜,8次重復(fù)(8個(gè)種植床)共7 168株生菜。CK(對(duì)照處理),噴清水;T1,殼聚糖1 000倍液;T2,殼聚糖800倍液;T3,殼聚糖1 000倍液+75%百菌清WP 800倍液;T4,殼聚糖800倍液+75%百菌清WP 800倍液。
2.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
2021年12月5日噴施,2021年12月24日進(jìn)行生菜病害調(diào)查統(tǒng)計(jì),見表1。
表1 生菜病害調(diào)查統(tǒng)計(jì)
由表1可知,T1、T2、T3、T4處理的發(fā)病率相對(duì)CK處理的分別下降了94.45%、95.73%、97.24%、98.23%。生菜發(fā)病率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)充分證明噴施殼聚糖后,提高了抗病性,為編制溫室大棚生菜病害防治技術(shù)方案提供了依據(jù)。
2.2.4 溫室大棚生菜病害防治技術(shù)方案編制
(1)殼聚糖與營養(yǎng)液配施
先將9.80 g/L H3PO4調(diào)酸液和4.00 g/L NaOH調(diào)堿液稀釋100倍,然后打開在線pH控制儀,用稀釋后的調(diào)酸液或調(diào)堿液將純水的pH調(diào)至6.5左右,再將A液、B液和C液用調(diào)酸/堿后的純水稀釋100倍;用pH為6.5的純水將殼聚糖(原液)稀釋1 000倍,添加在A液中,然后開始營養(yǎng)液循環(huán),營養(yǎng)液循環(huán)流速控制為2~4 L/min。
(2)葉面噴施殼聚糖
用pH為6.5的純水將殼聚糖稀釋800倍,在生菜定值后5~7 d噴施葉面,隔10 d再噴施1次。噴施殼聚糖后,病害會(huì)得到有效控制,如果有少量病害出現(xiàn),則輕度使用農(nóng)藥,確保生菜品質(zhì)能達(dá)到NY/T 743—2020的要求。
灰霉?。哼x用50%咯菌腈WP 3 000倍液或40%嘧霉胺SC 1 000倍液或50%異菌脲WP 1 500倍液。
霜霉病:選用69%烯?!ゅi鋅WP 1 000倍液或64%噁霜·錳鋅WP 600倍液。
褐斑?。哼x用40%硫黃·多菌靈SC 600倍液或60%琥銅·乙膦鋁WP 600倍液。
黑斑?。哼x用75%百菌清WP 1 000倍液或50%克菌丹WP 600倍液。
菌核?。哼x用50%腐霉利WP 1 500倍液或40%菌核凈WP 600倍液。
病毒?。哼x用5%菌毒清AS 500倍液或2%香菇多糖AS 1 500倍液。
軟腐?。哼x用72%春雷·王銅WP 1 000倍液或77%氫氧化銅WP 4000倍液。
植物工廠的蟲害主要有潛葉蠅、萵苣冬夜蛾、萵苣指管蚜等,防治措施為首先控制蟲卵和成蟲進(jìn)入大棚,其次控制農(nóng)藥及其用量。
風(fēng)淋室是進(jìn)入植物工廠的必需通道。為了防止人身體上的蟲卵和成蟲被帶入植物工廠的生產(chǎn)區(qū)域,導(dǎo)致植物工廠發(fā)生蟲害,當(dāng)有工作人員或參觀人員進(jìn)入植物工廠時(shí),均需要經(jīng)過風(fēng)淋系統(tǒng)的吹淋,以減少害蟲的帶入。
工作人員或參觀人員進(jìn)入風(fēng)淋室時(shí),首先打開A門(處于植物工廠外),進(jìn)入風(fēng)淋室后關(guān)上A門,風(fēng)淋系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行吹淋,10 s后停止吹淋,然后B門自動(dòng)打開(系統(tǒng)在吹淋工作期間B門打不開),人員即可進(jìn)入植物工廠生產(chǎn)區(qū),3 s后B門自動(dòng)關(guān)閉,下一位重復(fù)上述操作。當(dāng)人員需要離開溫室大棚時(shí),首先打開B門,進(jìn)入風(fēng)淋室后關(guān)上B門,3 s后A門自動(dòng)打開,人員離開風(fēng)淋室后A門自動(dòng)關(guān)閉。
進(jìn)入植物工廠的人員如果嚴(yán)格執(zhí)行吹淋,一般情況下蟲害少見,但因特殊情況發(fā)生蟲害,優(yōu)先采用生物防治和物理防治措施,最后配以噴施農(nóng)藥。
3.2.1 潛葉蠅的防治
(1)生物防治
在溫室大棚內(nèi)釋放姬小蜂、潛蠅繭蜂等寄生蜂。
(2)物理防治
在溫室大棚內(nèi)懸掛黃板誘殺成蟲。
(3)噴施農(nóng)藥
噴施5%氟啶脲EC 2 000倍液或10%除蟲脲SC 3 000倍液或50%滅蠅胺WP 3 000倍液。
3.2.2 萵苣冬夜蛾的防治
(1)物理防治
人工捕殺幼蟲。
(2)噴施農(nóng)藥
噴施50 g/L氟啶脲EC 1 500倍液。
3.2.3 萵苣指管蚜的防治
(1)生物防治
在溫室大棚內(nèi)釋放蚜繭蜂、跳小蜂等寄生蜂。
(2)物理防治
在溫室大棚內(nèi)懸掛黃板誘殺成蟲。
(3)化學(xué)防治
噴施46%氟啶·啶蟲脒水分散粒劑1 000倍液或10%吡蟲啉可濕性粉劑4 000倍液。