范蓉蓉,廖 晨,于冬冬,龐澤銘,曲龍祥,謝 亮,楊德榮
(1.云南云天化現代農業發展有限公司 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、護肝、降脂等藥用功效。生菜既不耐寒,又不耐熱,宜在冷涼環境中生長,其適宜生長溫度為15~20 ℃。云南因特殊的高原氣候環境,已成為我國重要的生菜產區[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。云南云天化現代農業發展有限公司在昆明晉寧礦山復墾區和呈貢區高原種業小鎮分別建設了以溫室大棚為主體的兩家植物工廠,通過設施內高精度環境控制,實現了生菜周年連續生產,且生菜生產計劃性更強,單位面積產量更高。
植物工廠的環境相對獨立,病蟲害的發生相對于露天栽培會有所減少,但是在實際營運中發現,溫室大棚蔬菜水培區和基質栽培區零星有生菜灰霉病、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生,同時發現有潛葉蠅、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,為了能達到行業標準《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。
1.1.1 生菜灰霉病
生菜灰霉病是由灰葡萄孢(Botrytiscinerea)侵染引發的一種真菌性病害[5],葉片上最初呈現“V”字形淡褐色水浸狀病斑,后擴大呈現灰褐色病斑,空氣潮濕時病部表面上產生厚密的灰色霉層,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 ℃條件下均可發病,溫度為20~25 ℃且空氣相對濕度≥90%時發病嚴重。
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),背面生白色霉狀物,嚴重時白色霉狀物覆蓋整個葉背(見圖2中②),致使葉片枯黃而死。病原菌在低溫高濕環境易發病,1~25 ℃均能發病,溫度為15~20 ℃且空氣相對濕度為95%時發病最嚴重,發病潛育期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.]侵染引發的一種真菌性病害[7]。發病初期,生菜葉片呈現圓形至不規則形水漬狀病斑,病斑直徑為2~10 mm;發病后期,病斑上產生褐色至暗灰色病斑,病害嚴重時病斑連在一起,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較難辨別(見圖3右)。溫度為27~30 ℃且空氣相對濕度≥98%時易發病。
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(見圖4),病斑具有同心輪紋,病斑直徑為3~15 mm,看不到霉狀物。
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],從葉柄開始發病,管道水培生菜從種植杯附近開始發病,病部最初呈現褐色水漬狀病斑,逐漸向整個莖部擴展,并產生近白色的菌絲體似棉絮狀,后期菌絲體轉變成黑色鼠糞狀菌核(見圖5)。發病嚴重時,植株萎蔫死亡。溫度為10~20 ℃、空氣相對濕度≥85%時發病重,空氣相對濕度≤65%時病害輕或不發病。
1.1.6 生菜病毒病
生菜病毒病是由病毒侵染引發的一種病毒病害,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,常表現植株矮化、葉片皺縮、葉面泡狀突起、葉脈變成褐色或出現褐色壞死斑(見圖6)。其主要原因是病毒不僅與生菜爭奪營養成分,而且破壞生菜的養分疏導通道,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、機械接種以及種子等多種方式進行傳播侵染。
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]侵染引發的一種細菌性病害,在生菜生長的中后期發生,病原侵染很快,基部的葉片發病較多。病原主要從植株基部葉片的傷口侵入(見圖7),發病葉片初期呈水漬狀,后變褐變軟,葉片腐爛,發出惡臭氣味。發病植株白天萎蔫,傍晚恢復正常,嚴重時不能恢復。在干燥條件下,腐爛的病葉失水變干呈薄紙狀。溫度在2~40 ℃都可發病,溫室溫度升高、空氣相對濕度增大時發病加重。
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、脛節呈灰黃色,跗節呈黑色。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取食葉肉,形成較寬的蛇形隧道,僅留上下表皮,隧道內有蟲糞,導致生菜失去商品價值。
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,各體節兩側在兩線之間各具近棱形大黑斑1個,斑外有淺黃色環,各節間生啞鈴狀黑斑,腹面黑色,節間也有黑黃相間點塊,圍氣門片、氣門篩黑色,氣門后具小黑點1個,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。植物工廠生產的生菜雖然病蟲害的發病率相對露天生產的較低,但上述病蟲害的發生客觀存在,就不得不使用農藥。植物工廠1年可生產10~11茬生菜,生菜生長期較短,受農藥安全間隔期的影響存在安全風險[13]。減少農藥的使用量,提高病害防治效果,降低農殘或達到零農殘,生產符合NY/T 743—2020綠色食品標準要求的生菜,研究新的病害防治技術很有必要。
甲殼素廣泛存在于蝦、蟹等海洋節肢動物的甲殼、昆蟲的甲殼、菌類和藻類細胞膜、軟體動物的殼和骨骼及高等植物的細胞壁中,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、生物醫用材料、化妝品等領域,在農業上的應用也很廣泛。基于殼聚糖的實踐與推廣應用,植物免疫、植物疫苗、植物免疫誘導劑的研究取得了新的突破[15-16],2012年Liu等[17]發表了有關甲殼素在植物免疫方面的功能和機制的論文,大大推進了關于甲殼素/殼聚糖的研究和應用。
殼聚糖及其衍生物易溶于水、乳酸、乙酸等稀有機酸,使用方便,可以添加在水培蔬菜的營養液中,也可以進行葉面噴施。市場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。
一些研究機構、生產企業相繼開展了甲殼素/殼聚糖及其衍生物等生物刺激素產品的應用研究,不斷開發新產品。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合生物刺激素(YCB),并添加在復合肥中開發新型肥料,取得了顯著的效果[18-19]。開展的復合生物刺激素與肥藥協同對烤煙產量、病蟲害防控及土壤改良的研究,證明了復合生物刺激素與肥藥具有顯著的協同作用,可提高烤煙產量、產值,減輕烤煙土傳病害,改善土壤質地,提高土壤肥力[20]。對香蕉煉苗添加復合生物刺激素,證明了復合生物刺激素能顯著提高香蕉的定值成活率[21]。李進平等[22]開展的生物有機肥與生物刺激素協同對撂荒香蕉園土壤改良的研究,證明生物刺激素和生物有機肥配合施用相較于單施生物有機肥或生物刺激素具有顯著的協同作用。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肥與磷肥配施,顯著提高了蘋果的產量和品質;用含有甲殼素和殼聚糖的特肥“蝦肽壯根素”和“蝦紅素”與農藥配施防治玉米大斑病,不但減少了農藥的使用量,而且提高了防治效果[24]。這些試驗研究展現了甲殼素/殼聚糖及其衍生物的協同作用和增效作用。
引發作物產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物質,又可以有效調節植物生長,同時還能對某些真菌、細菌、病毒及害蟲產生毒性,誘導植物啟動防御系統,刺激有益微生物的生長和活性[25-26]。因此,試驗采用對植物工廠內管道栽培的生菜噴施殼聚糖及殼聚糖與農藥配施的方案,研究基于殼聚糖的生菜病害防治技術方案。
2.2.1 試驗材料及試劑
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業有限公司。
生菜品種:意大利生菜。
農藥:75%百菌清WP,江蘇省宜興興農化工制品有限公司。
A液:94.5 g/L(質量濃度,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 處理方案設計
試驗設5個處理,每個處理1個種植床896株生菜,8次重復(8個種植床)共7 168株生菜。CK(對照處理),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 試驗數據統計分析
2021年12月5日噴施,2021年12月24日進行生菜病害調查統計,見表1。

表1 生菜病害調查統計
由表1可知,T1、T2、T3、T4處理的發病率相對CK處理的分別下降了94.45%、95.73%、97.24%、98.23%。生菜發病率的統計數據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方案提供了依據。
2.2.4 溫室大棚生菜病害防治技術方案編制
(1)殼聚糖與營養液配施
先將9.80 g/L H3PO4調酸液和4.00 g/L NaOH調堿液稀釋100倍,然后打開在線pH控制儀,用稀釋后的調酸液或調堿液將純水的pH調至6.5左右,再將A液、B液和C液用調酸/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,然后開始營養液循環,營養液循環流速控制為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,病害會得到有效控制,如果有少量病害出現,則輕度使用農藥,確保生菜品質能達到NY/T 743—2020的要求。
灰霉病:選用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%烯酰·錳鋅WP 1 000倍液或64%噁霜·錳鋅WP 600倍液。
褐斑病:選用40%硫黃·多菌靈SC 600倍液或60%琥銅·乙膦鋁WP 600倍液。
黑斑病:選用75%百菌清WP 1 000倍液或50%克菌丹WP 600倍液。
菌核病:選用50%腐霉利WP 1 500倍液或40%菌核凈WP 600倍液。
病毒病:選用5%菌毒清AS 500倍液或2%香菇多糖AS 1 500倍液。
軟腐病:選用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入大棚,其次控制農藥及其用量。
風淋室是進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區域,導致植物工廠發生蟲害,當有工作人員或參觀人員進入植物工廠時,均需要經過風淋系統的吹淋,以減少害蟲的帶入。
工作人員或參觀人員進入風淋室時,首先打開A門(處于植物工廠外),進入風淋室后關上A門,風淋系統自動進行吹淋,10 s后停止吹淋,然后B門自動打開(系統在吹淋工作期間B門打不開),人員即可進入植物工廠生產區,3 s后B門自動關閉,下一位重復上述操作。當人員需要離開溫室大棚時,首先打開B門,進入風淋室后關上B門,3 s后A門自動打開,人員離開風淋室后A門自動關閉。
進入植物工廠的人員如果嚴格執行吹淋,一般情況下蟲害少見,但因特殊情況發生蟲害,優先采用生物防治和物理防治措施,最后配以噴施農藥。
3.2.1 潛葉蠅的防治
(1)生物防治
在溫室大棚內釋放姬小蜂、潛蠅繭蜂等寄生蜂。
(2)物理防治
在溫室大棚內懸掛黃板誘殺成蟲。
(3)噴施農藥
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
在溫室大棚內釋放蚜繭蜂、跳小蜂等寄生蜂。
(2)物理防治
在溫室大棚內懸掛黃板誘殺成蟲。
(3)化學防治
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。