孢子捕捉儀在在園林植物病害監(jiān)測上的應用研究

夏菲 邵金麗 戴子云 車少臣

摘 要：該文應用病菌孢子捕捉儀，在北京市園林科學研究院城市綠地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站進行捕捉試驗，分析了捕捉病菌的主要種類、捕捉孢子數(shù)量消長動態(tài)。結(jié)果表明，病菌孢子捕捉儀可監(jiān)測到的主要病菌種類及其數(shù)量動態(tài)能一定程度上反映監(jiān)測區(qū)域病害的發(fā)生情況，從而可為園林植物科學監(jiān)測提供手段，達到對園林植物病害的早期預防和控制的目的。

關鍵詞：孢子捕捉儀；氣傳真菌病害；監(jiān)測

中圖分類號 S436 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）07-0068-3

隨著北京市和諧宜居城市的不斷推進，園林綠化面積不斷擴大，園林植物種類和數(shù)量增加的同時，植物病害發(fā)生也呈上升趨勢。病原菌孢子隨氣流進行傳播是病害發(fā)生和流行的主要原因之一，因此對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，構建病害預測模型，可以為病害預測預報提供數(shù)據(jù)支持。孢子捕捉器利用空氣驅(qū)動裝置使空氣被吸入到捕捉倉內(nèi)，從而將空氣中的孢子吸附到黏性捕捉帶上。目前應用最多的是定容式孢子捕捉器，能對病原菌數(shù)量進行連續(xù)監(jiān)測[1]。基于空氣中甜菜褐斑病菌（Cercospora beticola）、蘋果白粉病菌（Podosphaeta leucotricha）、草莓灰霉病菌（Botrytis cinerea）等病原菌孢子濃度或孢子數(shù)的病害預測模型也已報道[2]。

本研究采用孢子捕捉儀，通過對觀測區(qū)域內(nèi)病菌分生孢子捕捉種類與不同時間段捕捉數(shù)量的監(jiān)測，分析觀測區(qū)內(nèi)發(fā)生的主要園林植物病害、監(jiān)測孢子數(shù)量與發(fā)生病害情況的關系，為孢子捕捉儀在園林植物病害定位觀測上的運用提供技術依據(jù)，達到對園林植物病害的早期預防和控制的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗儀器與參數(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”。該儀器能夠定時自動捕捉采集，實時監(jiān)測病菌孢子消長動態(tài)。孢子捕捉儀的主要技術參數(shù)：集風口風速為0.3～5m/s，工作方式為定時可調(diào)整，使用交流電進行供電。每天儀器定時進行吸氣捕捉孢子90min，定時將玻片取回，在試驗室內(nèi)進行光學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，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

1.2 試驗地點與儀器運行時間 試驗地點選在北京市園林科學研究院城市綠地生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站，該觀測研究站是結(jié)合綠地生態(tài)系統(tǒng)檢測、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m2。將儀器設置在觀測研究站內(nèi)平坦空曠處。儀器安裝后，運行時間為2017年9月15日至10月20日，共35d，儀器定時每天下午02：00開機，03：30關機。

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別各種分生孢子（圖1）。試驗設置2個站點的儀器捕捉孢子總數(shù)為6207個，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臺儀器均設置在觀測試驗站平坦空地上，間隔距離大約100m，2個采集點各種病菌位次一致，優(yōu)勢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）。孢子捕捉儀設置點周圍觀察病害發(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)計數(shù)據(jù)，下一步仍需開展相關工作進行統(tǒng)計。

2.2 捕捉孢子數(shù)量和消長動態(tài) 通過白粉病菌分生孢子的統(tǒng)計數(shù)量和動態(tài)分析，2個設置點的白粉病孢子的數(shù)量，在9月15日至10月20日觀測期間，均呈上升趨勢。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418個（圖2），孢子捕捉儀B在10月20日單日捕獲量達340個（圖3）。

統(tǒng)計葉斑病菌交鏈孢數(shù)量和動態(tài)分析，孢子捕捉儀A捕捉的孢子動態(tài)幅度較大，9月30日單日捕捉量達81個，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70個（圖4）。孢子捕捉儀B捕捉9月30日單日捕捉量達97個，9月25日、10月17日、10月20日單日捕捉量都超過70個（圖5）。2個設置點的儀器捕捉的白粉病分生孢子和葉斑病菌交鏈孢數(shù)量和消長動態(tài)基本相似，白粉病分生孢子數(shù)量在監(jiān)測時間段呈明顯上升趨勢，葉枯病菌交鏈孢數(shù)量在監(jiān)測時間段的峰值時間也基本相同。

3 討論

根據(jù)2015—2016年北京市園林植物病蟲害普查結(jié)果，北京地區(qū)園林植物發(fā)生的主要氣傳性病害有葉斑病、白粉病、銹病等，這些病害的分生孢子在傳播過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，容易通過顯微鏡觀察進行識別。通過統(tǒng)計孢子捕捉儀捕捉的孢子種類及數(shù)量，可確定監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的病菌優(yōu)勢種群，判斷一定范圍內(nèi)園林植物主要發(fā)生病害的情況。通過對監(jiān)測站內(nèi)9月15日至10月20日觀測期間統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較，白粉病是監(jiān)測區(qū)域內(nèi)該時段的主要發(fā)生病害，比率達到72%，10月中下旬白粉病分生孢子數(shù)量達到高峰值，其次為交鏈孢引起的葉斑病，比率達到24.4%，在9月、10月數(shù)量處在較高值，病害發(fā)生時間較長。

病害發(fā)生情況不只與捕捉到空氣中的孢子數(shù)量有關，還與周圍環(huán)境變化情況有關，最終數(shù)據(jù)統(tǒng)計需要結(jié)合氣象和植物生長情況進行綜合分析。本試驗由于購置儀器中出現(xiàn)的問題，只收集到9—10月的孢子量數(shù)據(jù)，不夠完善，仍需要通過長期的孢子捕捉數(shù)據(jù)收集，并結(jié)合觀測區(qū)域氣象條件和植物病害發(fā)生情況進行綜合分析，構建合適的監(jiān)測模型。通過病菌的早期監(jiān)測，不同與人工目測調(diào)查，病害在還沒有發(fā)展到一定程度，提高防治效果，減少防控成本。

試驗所用的孢子捕捉儀需要每天放置和收回玻片，浪費工時，耽誤顯微觀察，目前已有孢子捕捉儀產(chǎn)品可運用物聯(lián)網(wǎng)自動拍照，通過網(wǎng)絡進行圖像傳輸，雖然如此，仍需人工進行捕捉孢子種類識別和數(shù)量統(tǒng)計，對專業(yè)人員技術要求較高、花費時間較多。病原菌在識別過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]。空氣中塵埃等雜質(zhì)干擾也是影響孢子識別的一個重要因素。未來病害測報技術發(fā)展方向主要在自動識別和計數(shù)軟件開發(fā)方面，進一步提高設備的實用性，推動病害預測預報行業(yè)進步。

參考文獻

[1]曹學仁，周益林，段霞瑜.定容式孢子捕捉器在植物病害流行學研究中的應用[A]//中國植物病理學會2008年學術年會論文集[C].2008：500-503.

[2]曹學仁，周益林.植物病害檢測預警新技術研究進展[J].植物保護，2016，42（3）：1-7.

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

（責編：張宏民）