孢子捕捉儀在在園林植物病害監(jiān)測(cè)上的應(yīng)用研究

夏菲 邵金麗 戴子云 車(chē)少臣

摘 要：該文應(yīng)用病菌孢子捕捉儀，在北京市園林科學(xué)研究院城市綠地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站進(jìn)行捕捉試驗(yàn)，分析了捕捉病菌的主要種類、捕捉孢子數(shù)量消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。結(jié)果表明，病菌孢子捕捉儀可監(jiān)測(cè)到的主要病菌種類及其數(shù)量動(dòng)態(tài)能一定程度上反映監(jiān)測(cè)區(qū)域病害的發(fā)生情況，從而可為園林植物科學(xué)監(jiān)測(cè)提供手段，達(dá)到對(duì)園林植物病害的早期預(yù)防和控制的目的。

關(guān)鍵詞：孢子捕捉儀；氣傳真菌病害；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào) S436 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）07-0068-3

隨著北京市和諧宜居城市的不斷推進(jìn)，園林綠化面積不斷擴(kuò)大，園林植物種類和數(shù)量增加的同時(shí)，植物病害發(fā)生也呈上升趨勢(shì)。病原菌孢子隨氣流進(jìn)行傳播是病害發(fā)生和流行的主要原因之一，因此對(duì)空氣中病原菌孢子種類和數(shù)量數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，分析病害發(fā)生情況，構(gòu)建病害預(yù)測(cè)模型，可以為病害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供數(shù)據(jù)支持。孢子捕捉器利用空氣驅(qū)動(dòng)裝置使空氣被吸入到捕捉倉(cāng)內(nèi)，從而將空氣中的孢子吸附到黏性捕捉帶上。目前應(yīng)用最多的是定容式孢子捕捉器，能對(duì)病原菌數(shù)量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)[1]?；诳諝庵刑鸩撕职卟【–ercospora beticola）、蘋(píng)果白粉病菌（Podosphaeta leucotricha）、草莓灰霉病菌（Botrytis cinerea）等病原菌孢子濃度或孢子數(shù)的病害預(yù)測(cè)模型也已報(bào)道[2]。

本研究采用孢子捕捉儀，通過(guò)對(duì)觀測(cè)區(qū)域內(nèi)病菌分生孢子捕捉種類與不同時(shí)間段捕捉數(shù)量的監(jiān)測(cè)，分析觀測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)生的主要園林植物病害、監(jiān)測(cè)孢子數(shù)量與發(fā)生病害情況的關(guān)系，為孢子捕捉儀在園林植物病害定位觀測(cè)上的運(yùn)用提供技術(shù)依據(jù)，達(dá)到對(duì)園林植物病害的早期預(yù)防和控制的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)儀器與參數(shù) 采用鶴壁佳多科工貿(mào)股份有限公司生產(chǎn)的“固定式孢子捕捉儀”。該儀器能夠定時(shí)自動(dòng)捕捉采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)病菌孢子消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。孢子捕捉儀的主要技術(shù)參數(shù)：集風(fēng)口風(fēng)速為0.3～5m/s，工作方式為定時(shí)可調(diào)整，使用交流電進(jìn)行供電。每天儀器定時(shí)進(jìn)行吸氣捕捉孢子90min，定時(shí)將玻片取回，在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行光學(xué)顯微鏡鏡檢及圖片采集，選用放大200倍，顯微鏡圖片視野面積為0.496mm2，選取30張清晰度高的記為有效圖像，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)與儀器運(yùn)行時(shí)間 試驗(yàn)地點(diǎn)選在北京市園林科學(xué)研究院城市綠地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站，該觀測(cè)研究站是結(jié)合綠地生態(tài)系統(tǒng)檢測(cè)、研究與示范需求而建，包括6種典型植物配置群落（疏林草地、純針葉林、針闊混交林、圍合型綠地、條帶型綠地、雨水花園），共占地3.4萬(wàn)m2。將儀器設(shè)置在觀測(cè)研究站內(nèi)平坦空曠處。儀器安裝后，運(yùn)行時(shí)間為2017年9月15日至10月20日，共35d，儀器定時(shí)每天下午02：00開(kāi)機(jī)，03：30關(guān)機(jī)。

2 結(jié)果與分析

2.1 捕捉病菌種類及其比率 根據(jù)各常見(jiàn)氣傳病菌分生孢子的形態(tài)變化，在捕捉孢子的顯微照片上識(shí)別各種分生孢子（圖1）。試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)站點(diǎn)的儀器捕捉孢子總數(shù)為6207個(gè)，病菌孢子主要種類有白粉病菌分生孢子、葉斑病菌交鏈孢、平臍蠕孢；少數(shù)為殼二孢、霜霉病菌孢子囊、鐮刀菌孢子，以及其他因圖片分辨率較低而無(wú)法鑒定的病菌孢子。白粉病菌分生孢子、葉斑病菌交鏈孢、平臍蠕孢和其他孢子比率分別為72%、24.4%、2.9%、0.7%。2臺(tái)儀器均設(shè)置在觀測(cè)試驗(yàn)站平坦空地上，間隔距離大約100m，2個(gè)采集點(diǎn)各種病菌位次一致，優(yōu)勢(shì)種都是白粉病菌分生孢子，第2位為葉枯病菌，平臍蠕孢位居第3（表1）。孢子捕捉儀設(shè)置點(diǎn)周?chē)^察病害發(fā)生情況，主要有黃櫨白粉病、平枝荀子葉斑病、月季黑斑病等，捕捉的孢子種類與病原菌分生孢子基本一致，能一定程度上反映監(jiān)測(cè)區(qū)域病害發(fā)生情況，但是病害發(fā)生發(fā)展情況仍缺乏完整的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，下一步仍需開(kāi)展相關(guān)工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2 捕捉孢子數(shù)量和消長(zhǎng)動(dòng)態(tài) 通過(guò)白粉病菌分生孢子的統(tǒng)計(jì)數(shù)量和動(dòng)態(tài)分析，2個(gè)設(shè)置點(diǎn)的白粉病孢子的數(shù)量，在9月15日至10月20日觀測(cè)期間，均呈上升趨勢(shì)。捕獲孢子的數(shù)量在10月中下旬出現(xiàn)驟升，其中孢子捕捉儀A在10月19日單日捕獲量達(dá)418個(gè)（圖2），孢子捕捉儀B在10月20日單日捕獲量達(dá)340個(gè)（圖3）。

統(tǒng)計(jì)葉斑病菌交鏈孢數(shù)量和動(dòng)態(tài)分析，孢子捕捉儀A捕捉的孢子動(dòng)態(tài)幅度較大，9月30日單日捕捉量達(dá)81個(gè)，9月25日、10月11日、10月17日、10月19日、10月20日單日捕捉量都超過(guò)70個(gè)（圖4）。孢子捕捉儀B捕捉9月30日單日捕捉量達(dá)97個(gè)，9月25日、10月17日、10月20日單日捕捉量都超過(guò)70個(gè)（圖5）。2個(gè)設(shè)置點(diǎn)的儀器捕捉的白粉病分生孢子和葉斑病菌交鏈孢數(shù)量和消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)基本相似，白粉病分生孢子數(shù)量在監(jiān)測(cè)時(shí)間段呈明顯上升趨勢(shì)，葉枯病菌交鏈孢數(shù)量在監(jiān)測(cè)時(shí)間段的峰值時(shí)間也基本相同。

3 討論

根據(jù)2015—2016年北京市園林植物病蟲(chóng)害普查結(jié)果，北京地區(qū)園林植物發(fā)生的主要?dú)鈧餍圆『τ腥~斑病、白粉病、銹病等，這些病害的分生孢子在傳播過(guò)程中均可被孢子捕捉儀捕捉到，并且這些孢子形態(tài)有各自典型特征，容易通過(guò)顯微鏡觀察進(jìn)行識(shí)別。通過(guò)統(tǒng)計(jì)孢子捕捉儀捕捉的孢子種類及數(shù)量，可確定監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的病菌優(yōu)勢(shì)種群，判斷一定范圍內(nèi)園林植物主要發(fā)生病害的情況。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)站內(nèi)9月15日至10月20日觀測(cè)期間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)比較，白粉病是監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)該時(shí)段的主要發(fā)生病害，比率達(dá)到72%，10月中下旬白粉病分生孢子數(shù)量達(dá)到高峰值，其次為交鏈孢引起的葉斑病，比率達(dá)到24.4%，在9月、10月數(shù)量處在較高值，病害發(fā)生時(shí)間較長(zhǎng)。

病害發(fā)生情況不只與捕捉到空氣中的孢子數(shù)量有關(guān)，還與周?chē)h(huán)境變化情況有關(guān)，最終數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)需要結(jié)合氣象和植物生長(zhǎng)情況進(jìn)行綜合分析。本試驗(yàn)由于購(gòu)置儀器中出現(xiàn)的問(wèn)題，只收集到9—10月的孢子量數(shù)據(jù)，不夠完善，仍需要通過(guò)長(zhǎng)期的孢子捕捉數(shù)據(jù)收集，并結(jié)合觀測(cè)區(qū)域氣象條件和植物病害發(fā)生情況進(jìn)行綜合分析，構(gòu)建合適的監(jiān)測(cè)模型。通過(guò)病菌的早期監(jiān)測(cè)，不同與人工目測(cè)調(diào)查，病害在還沒(méi)有發(fā)展到一定程度，提高防治效果，減少防控成本。

試驗(yàn)所用的孢子捕捉儀需要每天放置和收回玻片，浪費(fèi)工時(shí)，耽誤顯微觀察，目前已有孢子捕捉儀產(chǎn)品可運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)拍照，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像傳輸，雖然如此，仍需人工進(jìn)行捕捉孢子種類識(shí)別和數(shù)量統(tǒng)計(jì)，對(duì)專業(yè)人員技術(shù)要求較高、花費(fèi)時(shí)間較多。病原菌在識(shí)別過(guò)程中有許多因素干擾。病原菌孢子變異除本身發(fā)育缺陷外，也受到外界因素的影響。孢子的發(fā)育進(jìn)程不一所表現(xiàn)出的形態(tài)變化；由于氣候因素，造成未發(fā)育成熟的病原體出現(xiàn)在采集玻片上[3]?？諝庵袎m埃等雜質(zhì)干擾也是影響孢子識(shí)別的一個(gè)重要因素。未來(lái)病害測(cè)報(bào)技術(shù)發(fā)展方向主要在自動(dòng)識(shí)別和計(jì)數(shù)軟件開(kāi)發(fā)方面，進(jìn)一步提高設(shè)備的實(shí)用性，推動(dòng)病害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)行業(yè)進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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[2]曹學(xué)仁，周益林.植物病害檢測(cè)預(yù)警新技術(shù)研究進(jìn)展[J].植物保護(hù)，2016，42（3）：1-7.

[3]姜玉英，羅金燕，羅德平，等.遠(yuǎn)程控制病菌孢子捕捉儀對(duì)小麥氣傳病害的監(jiān)測(cè)效果[J].植物保護(hù)，2015，41（6）：163-168.

（責(zé)編：張宏民）