紫外線技術對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

（紹興文理學院元培學院，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，經濟價值高。章姬草莓為日本甜寶品種，品質優良，抗病性強。果肉淡紅色、細嫩多汁、濃甜美味，在日本被譽為草莓中的極品。草莓一般為鮮食，因此果實成熟期禁止使用化學農藥，但是草莓種植過程中，病蟲害較多，較為嚴重的病害有灰霉病、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量和品質。生物防治方法是近年來重點研究的方向，但由于病蟲害的變異很快，容易產生抗性。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。由于物理因子誘導的抗性是利用了植物體內自身存在的抗病蟲機理，因此這種抗性誘導是自然和安全的，紫外線照射就是其中的一種物理誘導因子[1]。本試驗主要研究紫外線照射（UV-B）對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常栽品種章姬，由本校實驗室提供。

UV-B實驗燈，功率30 W，由信陽市奧通儀器設備有限公司生產；紫外燈照射波長313 nm。UV-B輻照度使用北京師范大學光電儀器廠生產的UV-B紫外輻射強度儀測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 UV-B處理方法

將紫外燈固定在草莓植株上方，照射強度通過調節燈管與草莓植株幼苗頂端的距離來實現，紫外燈照射面積為50 cm×150 cm。采用三因素三水平正交表設計試驗（表1、2），以自然條件為對照，共10個試驗組。選取生長一致的章姬草莓幼苗，在子葉展開后進行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，設重復1次。各處理時間、輻照度、間隔時間見表1。

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

1.2.2 病蟲害測定項目及方法

（1）病斑直徑

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

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

（2）病葉率

觀察葉片表面的發病情況，病葉率為發病葉片數量與總葉片數量的比值。

（3）蟲害情況

自8月1日試驗開始起至8月26日結束，隨機選取對照組和處理組的5盆植株，做好標記，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）蚜蟲和紅蜘蛛的數量，以試驗結束當天的蟲害總量取平均值為最終數據。

（4）病情指數

1.3 數據統計分析

利用Excel 2010、SPSS 18.0軟件對試驗數據進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同UV-B輻射處理對草莓蟲害的影響

2.1.1 不同UV-B輻射處理對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，對紅蜘蛛抑制作用最明顯。綜合考慮，T5處理對蚜蟲、紅蜘蛛抑制效果都較好，該處理有良好的抗蟲性能。

表3 蟲害數據分析表Table 3 The analysis table of pest data

2.1.2 各觀察期總體蟲害發展趨勢分析

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

圖1 各時期蚜蟲數量變化趨勢Fig.1 The variation trend of aphid populationin each period

圖2 各時期紅蜘蛛數量變化趨勢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日前后出現先減少后增長的趨勢。CK紅蜘蛛數量呈持續增長狀態，在8月16～21日之間增長最快，并在8月21日達到峰值后呈現減少趨勢。綜上可知，T5、T6組紅蜘蛛數量在UV-B照射處理下最少，效果最佳。綜合圖1、2的結論可得，UV-B照射對草莓蚜蟲數量和紅蜘蛛數量在T5處理時防治效果最佳。

2.1.3 T5組各時期蟲害變化趨勢

圖3 T5與CK各時期蚜蟲數量對比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，蚜蟲數量呈先增加后減少趨勢，在8月11日達到峰值，并出現了試驗組蚜蟲數量多于對照組的現象。分析反常原因，有可能是蚜蟲體內存在能清除自由基的保護酶體系，經紫外線照射后，蚜蟲體內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，對其生殖力也有一定的促進作用。但是長時間輻射會使蚜蟲自身的生理防御機制受到破壞，所以蚜蟲數量在照射后期開始逐漸下降[3，4]。

由圖4可知，處理組紅蜘蛛數量呈現先下降再上升后減少的波動趨勢，CK紅蜘蛛數量呈持續增長狀態，在8月16～21日之間增長最快，在8月21日達到峰值后呈現減少趨勢。

圖4 T5與CK各時期紅蜘蛛數量對比Fig.4 Comparison of spider between T5 and CK at different periods

2.2 不同UV-B輻射處理對草莓病害的影響

2.2.1 對草莓灰霉病的影響

由表4可知，草莓灰霉病的防治效果并不與輻照度的強弱呈現一致性，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，對草莓灰霉病有較好的抑制作用。

2.2.2 對草莓白粉病的影響

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組對草莓白粉病的防治效果較好也能對草莓灰霉病起到較好的抑制作用。

3 討論

試驗表明，經過紫外線UV-B照射處理，草莓植株的蚜蟲與紅蜘蛛數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也有所降低。在三因素三水平組合處理中，T5、T9對蚜蟲的抑制效果較好，T5、T6對紅蜘蛛的抑制效果較好，T5、T6對灰霉病的抑制效果較好，T5、T8對白粉病的抑制效果較好。因此本試驗中，對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2 d。

試驗結果還顯示，所有的UV-B照射組合處理對草莓病蟲害都有一定的抑制作用，在某些情況下，UV-B照射時間越長，照射強度越高，對草莓灰霉病的影響越大，抑制作用越強[5-7]。UV-B輻照度越高，照射時間越長，草莓白粉病病葉率及病情指數越低，對白粉病的抑制效果也越好，但是高強度、長時間輻照對草莓的生長帶來一定的不利影響，這與張富榮等[8]在黃瓜的上研究結果基本一致。李曉科等[9]的研究認為UV-B輻照對植物生長的影響有可能是因為輻照導致細胞膜結構損傷。

可見，一方面，一定的UV-B輻照能夠減少蚜蟲與紅蜘蛛的數量，延遲蚜蟲與紅蜘蛛的發生時間，有利于減少蚜蟲與紅蜘蛛對章姬草莓的危害，在一定程度上能增加章姬草莓的產量；但另一方面，過強、過長的UV-B輻照會對草莓的生長產生影響，進而也會影響產量，本試驗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處理下對草莓生長會不會產生影響、以及影響是否顯著等，都缺乏詳細的數據記錄，難以進行細化分析。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，草莓的營養成分會不會發生變化或受到破壞也有待于進一步研究。

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

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