一种北方温室冬季雾霾天石斛白绢病防治方法与流程

本发明涉及植物保护技术领域，具体地涉及植物病虫害防治技术领域，更具体来说，涉及珍稀中草药石斛室内栽培时病害防治的方法。

背景技术：

铁皮石斛为兰科石斛属多年生草本植物，是我国传统名贵中药。因其种子没有胚乳、萌发条件较为苛刻，自然成苗率极低，通过植物组织培养大量繁育种苗是人工栽培铁皮石斛主要途径。

但铁皮石斛组培苗在炼苗驯化期间常出现白绢病，基质偏酸时尤其易发病。白绢病(Souther blight)是规模化人工集约栽培金钗石斛(Dendrobium nobile)、铁皮石斛(Dendrobium officinale)的主要病害之一,引起该病害的病源是齐整小核菌(Sclerotium rolfssi Sacc.)，全世界有超过500种以上的寄主能被该病原菌侵染，植株受侵染后，以病腐叶中的葡萄糖和淀粉为碳源，通过乙醛酸氧化酶氧化乙醛酸产生大量乙二酸，乙二酸作为细胞毒素破坏植物细胞膜系统，增加膜透性，导致胞内电解质渗漏，这些渗透调节物质便可作为菌丝繁殖的营养物质；同时，病原菌还分泌细胞壁降解酶类，破坏细胞之间的联系和细胞的膨胀状态，造成大量有机物分子流失，常引起植物根及根茎腐烂和大量死苗，造成巨大损失。

该病发生时，在基质表面可见白色绢状菌丝，并且中心部位形成褐色菜籽状菌核，开始危害植株根部及近地面的茎段，植株近基质的茎上会出现黄色或淡褐色的水渍状病斑，叶片受害从叶尖或叶缘开始，初呈褐色水渍状病斑，病斑不规则，略凹陷；丝状物可在基质表面及茎叶部位蔓延，后期病斑变成褐色或黑褐色，受害部位腐烂变软、植株倒伏，并产生白色丝状物。该病可导致植株基部腐烂并向茎上部及叶扩展，感染部位腐烂变软，植株很快腐烂和死亡，造成大量死苗， 一般死亡率在30％左右，严重者可达70％以上。对于兰科石斛属植物来说白绢病发病条件包括：黑暗、高湿、酸性环境、病菌养分充足、菌核刺激物。

石斛白绢病的防治，主要有以下三个途径：一是严格灭菌消毒。种植石斛时用2％福尔马林溶液对基质、场地、用具和种苗进行严格消毒，杜绝侵染原。二是调整基质酸碱度。可以用3％的石灰水浇施基质。三是药物防治。

目前对于石斛而言，如前所述，大多数不通过种子繁殖，而是通过组培等技术，通过炼苗，进而进行栽培；在此过程中，可以对基质等进行消毒处理，通常控制消毒间隔为3～5日一次，由于石斛属于名贵植物，其本身生长栽培也尚有待进一步摸索，过于频繁的消毒，对于石斛的生长也存在较大不利影响，且消毒后的副产物可能会残留在最终的中药石斛产品中，导致后期品质下降。同时，基质酸碱度调整虽然可以一定程度控制白绢病的进程，但对石斛的自然生长存在不利影响。多数石斛由于并非种子繁殖，因而只能在组培过程中控制灭菌消毒，但是，现有的防治方法主要是药物防治(化学防治)，使用的药物包括：苯甲·嘧菌酯、氯霉素、甲基立枯灵乳油、灭普灵可湿性粉剂、甲霜·恶霉灵、多利维生、乙蒜素、百菌清、甲基托布津可湿性粉剂、多菌灵可湿性粉剂等。例如，发病的石斛植株，可选用氯霉素针剂500～1000倍液浇施，每日1次，连续2～3次，有望控制病情。用“菌虫净”、“达克宁”、20％的甲基立枯灵乳油800倍液、50％富多宁300倍液、75％灭普灵可显性粉剂1000倍液可有望防治该病。

然而，化学防治方法存在诸多弊端：第一，污染环境、降低药材品质；第二，虽然取得抑菌效果，但同时对于罹病植物形成了新的胁迫，客观上不利于植物迅速恢复健康生长；第三，很难根除病害复发。

技术实现要素：

本发明着眼于石斛栽培时白绢病病害发生的根源，亦即从病害发 生的环境条件及其宿主生理状态入手，从根本上消除病菌滋生条件，强化石斛健康生长环境因子。从而，本发明提供了一种优化的石斛栽培和病虫害防治方法。

本发明的石斛栽培和病虫害防治方法包括：

(1)在石斛培育时整个白天使用LED单色光谱灯在植株顶端进行照射，从而有效控制石斛每日接受的光量子数量；并同时

(2)控制空气湿度在50％-60％之间；且

(3)控制石斛的培养基质湿度；保持上述条件一定时间，从而有效防治白绢病的病害。

经过发明人的大量研究和实验发现，白绢病病菌发育的过程中，其影响或者说关键控制因素包括温度、pH值等；值得注意的是，光线能够促进白绢病产生菌核，在不良条件下菌核可以休眠，在适宜条件下菌核即会萌发。

另外，在前期研究中，发明人发现高温高湿是石斛白绢病发病的重要条件；环境湿度大非常有利于病害发生，促进菌核萌发，增加对寄主侵染的机会。

在北方地区冬季石斛栽培温室为了保温，密封性能必须保证，这就导致了很难通风换气，温室内空气湿度大，空气不流通，客观上为病菌滋生造成有利条件。同时，由于冬季日照时间短，加之近年雾霾严重，2015年发生雾霾27次，近半数集中在冬季的11、12、1月，其中2015年11月前20天，北京日照时数总共只有35小时，这就加重了温室的阴暗状态。

据发明人研究，当100μmolphoton·m^-2·s^-1以上光照时数少于3小时、温室内全天空气湿度高于86％时，持续72小时天以上，则栽培石斛基部则会出现白绢状菌丝，如图1。

因此，本发明着眼于病害发生的根源，亦即从病害发生的环境条件及其宿主生理状态入手，从根本上消除病菌滋生条件，强化石斛健康生长环境因子。

综上，本发明通过控制光照强度、环境湿度来综合防治，从而从白绢病病害发生的根源入手，调控环境因子使之偏离白绢病发病的外在条件，并改善宿主健康状况、增强其抵御白绢病菌核侵染的能力，从而从根本上消除病菌滋生条件，强化石斛健康生长环境因子。这就为北方地区提供了一种优化的石斛栽培和病虫害防治方法。

本发明的石斛栽培和病虫害防治方法如下：

(1)在石斛培育时整个白天使用LED单色光谱灯在植株顶端进行照射，从而有效控制石斛每日接受的光量子数量；且

(2)控制空气湿度在在50％-60％之间；且

(3)控制石斛的培养基质湿度；保持上述条件一定时间，从而有效防治白绢病的病害。

其中，条件(1)中，在石斛培育时整个白天使用LED单色光谱灯在植株顶端进行照射，从而有效控制石斛每日接受的光量子数量。

优选地，所述光源采用超亮LED单色光谱灯；每颗灯珠2～5W，红光波长660±20nm,蓝光波长450±20nm。

更优选地，所述光源采用超亮LED单色光谱灯；每颗灯珠3W，红光波长660nm,蓝光波长450nm。

优选地，所述光源设置于距离植株叶幕顶端50～70cm处。更优选地，所述光源设置于距离植株叶幕顶端60cm处。

优选地，所述光源的光照强度180～220μmolm^-2s^-1,光周期10～14h/d。更优选地，所述光源的光照强度200μmolm^-2s^-1,光周期12h/d。优选地，所述光源照射时间为早晨7:00-晚上19:00。

优选地，所述光源的红蓝光数量比例为1.78～1.85:1。优选地，所述光源的红蓝光数量比例为1.82:1。

优选地，所述LED灯为长方形，每灯含130～150颗2～5W的灯珠，红蓝色灯珠相间排列。更优选地，所述LED灯为长方形，每灯含141颗3W的灯珠，红蓝色灯珠相间排列。

最优化的栽培条件防治方法中，步骤(1)如下：

在石斛培育时于早晨7:00-晚上19:00使用超亮LED单色光谱灯在植株顶端进行照射，从而有效控制石斛每日接受的光量子数量。所述超亮LED单色光谱灯为：每颗灯珠3W，红光波长660±20nm,蓝光波长450±20nm,距离植株叶幕顶端60cm,光照强度200μmolm^-2s^-1,光周期12h/d,早晨7:00-晚上19:00，红蓝光比例为1.82:1＝R/B。LED灯为长方形，每灯含141颗3W的灯珠，红蓝色灯珠相间排列，如图2的LED单色光灯配置模式。

优选地，采用美国LICOR公司生产的Li-250A光照计对光量子通量密度进行监测。光量子通量密度是单位时间内在单位面积叶片上入射波长在400-700nm的光量子photon数。

其中，条件(2)中，在栽培过程中，控制空气湿度在50-60％之间。优选地，控制空气湿度为52～59％。更优选地，控制空气湿度为53～58％。更优选地，控制空气湿度为54～56％。最优选地，控制空气湿度为55％。

其中，条件(3)中，在栽培过程中，控制石斛的培养基质湿度。优选地，将基质的湿度控制在26％以下。基质湿度过高，则不利于石斛的生长发育。虽然石斛本身是喜湿、喜阴的植物，但是由于肉质根，水多易腐烂，故基质湿度不宜过高。所谓喜湿，是指石斛的适生环境的空气湿度较高，作为典型附生植物的石斛，其根系不是唯一吸收水分的器官。因此，调控湿度的关键是在基质相对干燥的同时，确保空气湿度在不会引起各种霉菌危害的前提下相对较高。通过大量实验，发明人发现26％是一个有效的阈值，在此湿度以下，配合前述的特定光照条件和空气湿度，则可非常有效地防治白绢病的发生。湿度高于此数值，则将有利于白绢病的发生。但湿度过低，则石斛的生长、发育亦会受到不利影响。

优选地，所述的基质是松树皮基质。

优选地，所述的光照、空气湿度和基质湿度条件应至少保持一周以上。

在保持上述条件的基础上，连续一周，则可以防治病害，效果达到92％。计算方法：(对照染病株数-处理染病株数)/对照染病株数。

石斛白绢病是一个一直以来困扰行业界的难题，尤其是在北方冬季，石斛必须于温室内越冬，温室内白绢病是高度易发病害，特别是在雾霾天气下。发现在光照不足时，温室培育石斛白绢病发病率非常高，目前，即使使用化学方法，温室石斛冬季白绢病的发病也越来越难以控制。冬季连续雾霾天导致的温室栽培石斛白绢病表观见图1。

本发明的方法适用于石斛栽培，尤其是炼苗和培育期间病虫害的防治，尤其是高湿易发病病种的防治，更具体来说，适宜于石斛白绢病的防治，尤其是值得在北方地区温室培养冬季病害防治的有效方法。

本发明的有益技术效果：本发明克服了现有技术的缺陷，着眼于病害发生的根源，亦即从病害发生的环境条件及其宿主生理状态入手，从根本上消除病菌滋生条件，强化石斛健康生长环境因子。本发明的方法，简单易控，人力物力成本非常低，对环境的危害亦非常小，石斛栽培和病虫害防治期间不引入有害物质，客观上提高和改善了石斛的品质。同时，本发明方法的条件对石斛的生长较为有利，有助于石斛光合作用碳同化物质积累，在有效防治病害，尤其是白绢病的同时，对石斛本身的发育没有造成负面影响，石斛的生长较好，假鳞茎组织更加充实，有效成分含量升高，其中石斛多糖可以增加4.24％。本发明方法降低北方温室栽培铁皮石斛冬季营养物质消耗，促进植株正常生长发育,提高和改善了石斛的品质，同时对环境不会造成负面影响，在北方温室冬季雾霾天中对石斛白绢病的发生具有较好的防治作用。

附图说明

图1为冬季连续雾霾天导致的温室栽培石斛白绢病表观图。

图2为本发明实施例1在冬季连续雾霾天温室利用LED单色红蓝光防治白绢病的现场灯源配置图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

以下实施例中使用的水稻(Oryza sativa)品种圣稻808(SD808)，籼稻品种Dualr，Shiokari为标准品种，水稻窄叶突变体sd110来自中国农业科学院作物科学研究所。

实施例1 优化栽培条件防治方法

时间：2015年冬季12月，地点：北京林业大学温室

超亮LED单色光谱灯，每颗灯珠3W；

红光波长660nm,蓝光波长450nm；

距离植株叶幕顶端60cm；

光照强度200μmolm^-2s^-1,光周期12h/d,早晨7:00-晚上19:00；红蓝光比例为1.82:1＝R/B。

LED灯为长方形，每灯含141颗3W的灯珠，红蓝色灯珠相间排列

采用美国LICOR公司生产的Li-250A光照计对光量子通量密度进行监测。

控制湿度：空气湿度控制在55±2％，松树皮基质湿度控制在26％以下。连续一周。

结果：对白绢病的防治效果达到94％。

计算方法：(对照染病株数-处理染病株数)/对照染病株数。

实施例2 优化栽培条件防治方法

时间：2015年冬季12月，地点：北京林业大学温室

超亮LED单色光谱灯，每颗灯珠3W；

红光波长680nm，蓝光波长460nm；

距离植株叶幕顶端70cm；

光照强度180μmolm^-2s^-1，光周期13h/d,早晨7:00-晚上20:00；红蓝光比例为1.78:1＝R/B。

LED灯为长方形，每灯含135颗3W的灯珠，红蓝色灯珠相间排 列

采用美国LICOR公司生产的Li-250A光照计对光量子通量密度进行监测。控制湿度：空气湿度控制在54±2％，松树皮基质湿度控制在26％以下。连续一周。

结果：对白绢病的效果达到92％。

计算方法：(对照染病株数-处理染病株数)/对照染病株数。

实施例3 不同栽培条件下处理铁皮石斛的效果

T1、T2、T3、T4、T5、T6分别代表环境条件处理方式。其中T1是采用本发明实施例1记载的方法；

T2是除了将T1的LED灯用相同强度的高压钠灯替换外，其他条件参数与T1相同；

T3是在铁皮石斛栽培过程中，仅采用LED灯照射(参数条件同实施例1的LED灯照射)，未做其他处理；

T4是在铁皮石斛栽培过程中，仅采用高压钠灯照射(光照强度、时间同实施例1的LED灯照射)，未做其他处理；

T5是在铁皮石斛栽培过程中，仅控制基质湿度在26％以下(参数条件同实施例1的基质控湿)，未做其他处理；

T6是在铁皮石斛栽培过程中，仅控制空气湿度在53％-57％(参数条件同实施例1的空气控湿53％-57％)，未做其他处理。

对多糖、甘露糖、粗纤维这三类铁皮石斛茎段中的有效成分测定，采用下列方法：

多糖测定采用《中国药典》(2015年版一部)苯酚—硫酸比色法，提取和测定各种质茎的多糖含量。每个处理的测定设计6次平行试验。

甘露糖测定采用《中国药典》(2015年版一部)高效液相色谱法，提取和测定各种质茎的甘露糖含量。每个处理的测定设计6次平行试验。色谱条件:C18色谱柱，以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以乙腈(D)-0.02mol/L的乙酸铵溶液(B)(20:80)为流动相；梯度 洗脱：0～18min，18.5～20％D；18～35min，20％D；检测波长为250nm，柱温30℃，流速1mL/min，进样量10μL。

粗纤维测定采用国家标准(GB/T 5009.10-2003)植物类食品中粗纤维的测定方法，提取和测定各种质茎的粗纤维含量。每个处理的测定设计6次平行试验。

本实施例采用六种处理方式栽培铁片石斛，处理方式见表1。从表1中可以看到，处理T1效果最佳，茎段石斛多糖含量达到30.41％，比平均值26.17％高出4.24％。说明本发明实施例1的处理方法既能够有效防治铁皮石斛白绢病，还能够显著提高石斛的多糖含量。

表1不同环境处理铁皮石斛茎中有效成分的含量

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。