酸性電解水對防治馬鈴薯晚疫病的增效作用

鄭虛 青野桂之 巖間和人 鄧英毅 唐秀樺 陳明才 韋民政 覃維治 熊軍

（1廣西農業科學院能源作物研究所，廣西 南寧 530007；2日本北海道大學農學研究院，日本北海道札幌 060-8589；3廣西大學農學院，廣西 南寧 530004；4廣西農業技術推廣總站，廣西 南寧 530022）

馬鈴薯晚疫病（Phytophthora infestans）應采用綜合防治方法，如采用抗病品種、使用無病種薯、陽光催芽（伊藤正舗，1977）、合理施肥、早期發現并預防等（Schober，1992）。但由于目前抗病品種和無病種薯還沒有得到很好的推廣普及，所以在栽培過程中，往往需要多次使用農藥來防治病害（永井佳史，2008；黃振霖 等，2009）。

近年來，在番茄（草刈眞一 等，2006）、黃瓜（福田富幸 等，2008）、水稻（上田知弘 等，2008）等作物上進行了利用電解水減少農藥用量的研究。電解水就是在電解槽中將水進行分解，由陽極所產生的水稱酸性電解水（以下簡稱酸性水），由陰極所產生的水稱堿性電解水。由于酸性水具有低的pH值、高的氧化還原電位和游離型氯離子等特點，所以具有較高的殺菌效果（Yu-Ru et al.，2008），因此，在食品加工（Yu-Ru et al.，2008）和果蔬采后處理（Koseki et al.，2003，2004；Wang et al.，2004；Koide et al.，2009）中被廣泛使用。然而，在農業生產中，能否利用酸性水來稀釋農藥達到減少農藥用量，增強農藥效果的目的，甚至利用酸性水代替農藥，目前相關的研究報道還比較少，有關噴施酸性水對病蟲害的防治效果主要是來自農民的生產實踐。溫室栽培的研究結果表明，噴施酸性水對各種蔬菜的白粉病（富川章 等，2002；Muller et al.，2003；草刈眞一等，2006；生井恒雄 等，2006）和番茄灰霉病（秋好広明 等，1996；富川章 等，2002）以及水稻稻瘟病（玉置雅彥 等，2000）等有防治效果。同時，如果在病害發生前每7 d噴1～2次酸性水也可抑制病害的發生（河野弘，2001；津野和宣，2007）。河野弘（2001）報道由于絕大部分的農藥通過水稀釋以后均顯示弱酸性，所以如果用酸性水來稀釋這類農藥，則有可能僅僅是需要原定農藥濃度的1/3～1/2就能獲得滿意的防治效果。Mueller等（2003）用酸性水稀釋多種殺菌劑后，對培養在試管里的灰霉菌進行噴霧，結果表明酸性水幾乎不影響這些殺菌劑的殺菌效果。

但是，目前尚未見在大田上利用酸性水來防治病蟲害的研究報道。所以，本試驗旨在大田中探索使用酸性水來防治馬鈴薯晚疫病，以期為馬鈴薯生產提供新的減少農藥用量的方法。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于 2008年在日本北海道大學北方生物圈大田科學研究中心的生物生產研究農場進行。馬鈴薯品種是較易感染晚疫病的May Queen（原產自英國，1900年開始向世界各國推廣），種薯經消毒（在稀釋40倍的アタッキン水溶劑中浸泡5 min）并在玻璃溫室中陽光催芽。5月1日播種，行距0.75 m，株距0.25 m；每667 m2施馬鈴薯6號專用肥（N︰P2O5︰K2O︰MgO=7︰11︰9︰3）66.7 kg作底肥。于5月21日出苗，出苗后8 d間苗，每穴留主莖2個，出苗后15 d培土。

1.2 處理

本試驗的水溶液分為酸性電解水（以下簡稱酸性水）和去氯離子的自來水〔用儀器TRIMION TI-8000（日本TRIMION公司）將原自來水中的氯離子除去后的水，制作當日使用，以下簡稱自來水〕。酸性水由TRIMION HD-24K電解水生成器（日本TRIMION公司）生成并在生成2 h內使用。試驗共設6個處理：①常規農藥濃度〔溶劑為自來水，殺菌劑furonnsaidu（日本名為殺菌剤フロンサイド水和剤，由石原産業株式會社生產，1500倍液）〕；②溶劑為酸性水的1/3常規農藥濃度（殺菌劑furonnsaidu，4500倍液）；③溶劑為自來水的1/3常規農藥濃度（殺菌劑furonnsaidu，4500倍液）；④單噴酸性水；⑤單噴自來水；⑥對照（在整個生育期不噴任何藥劑和水）。采用隨機區組設計，3次重復，每個小區3.75 m2。處理①、②和③在出苗后第39、49、64、79天同時進行，每處理共噴4次（每次用背式噴霧器MSB111將葉面和葉背噴濕，下同）；處理④和⑤則在出苗后27～89 d進行，每隔7 d噴1次，每處理共噴10次。

1.3 調查項目

1.3.1 各處理溶液的pH值、電導率（EC）、鈣含量、鎂含量和游離型氯離子含量 每次在噴霧前測定各種處理溶液的pH值（離子IM-22P型，日本東亞DKK公司）和EC（Twin Cond/EH-17，日本 HORIBA公司）；用 EDTA法測定鈣、鎂含量及其總含量。游離型氯離子含量用殘留游離型氯離子、低濃度用分析試紙WAP-CIO（日本共立理化學研究所）來測定。

1.3.2 馬鈴薯晚疫病調查 在馬鈴薯地上部最大期（在開花末期，約出苗后60 d）（Jackson et al.，2004），每小區調查3株的所有復葉，病情指數參照《バレイショ疫病》（日本植物防疫協會，2004）的計算公式。

n1、n2、n3、n4表示發病程度分別為1、2、3、4級的復葉數。晚疫病病級分級標準：0—沒有病癥；1—復葉的1/4有病癥；2—復葉的1/2有病癥，同時有部分面積已枯死；3—復葉的3/4有病癥，同時約有1/2的面積已枯死；4—復葉幾乎全枯死，同時莖也出現枯死癥狀。

1.3.3 葉面積指數（LAI）的測定 在地上部最大期和其后的第29天，每小區取3株調查LAI：將所有的葉摘后混勻，用自動葉面積測定儀AAM-9測定（日本林電工公司制造）2000 cm2，并將此樣和剩余的葉分別放在 80 ℃的烘箱中烘 72 h后稱質量，最后根據葉干質量算出比葉面積（Jackson et al.，2004），然后計算 LAI。

1.3.4 產量性狀 在收獲期（當小區的地上部有70 %的植株莖、葉變黃或因疫病為害而呈褐色時），每小區取12株，調查塊莖數、塊莖鮮質量、平均單薯質量，將單薯質量20 g以上的商品薯按20≤單薯質量≤60、60.1≤單薯質量≤120、120.1≤單薯質量≤180、單薯質量≥180.1的4個等級分別稱質量，在每個等級中取有代表性的約 1/4的薯塊縱切，然后取各等級的一半混合并用天平稱測定鮮質量后切成厚度約0.2 cm，放在80 ℃的烘箱中烘72 h后稱干質量，計算塊莖干物率。

1.4 統計分析

試驗數據采用SPSS 14.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 各處理溶液的特性

如表1所示，自來水的平均pH值明顯高于酸性水；酸性水EC明顯高于自來水，自來水的平均 EC僅僅是酸性水的33 %左右。

酸性水的鈣、鎂濃度和總硬度明顯高于自來水（表2）。

2.2 對晚疫病病情指數的影響

噴農藥處理的晚疫病病情指數顯著低于不噴農藥處理（表3）。在噴農藥處理中，噴常規農藥濃度的晚疫病病情指數顯著低于1/3常規農藥濃度的處理；當農藥

表1 各處理間pH值和EC的差異

表2 酸性電解水和去氯離子的自來水中的鈣濃度、鎂濃度和總硬度的差異

濃度為常規農藥濃度的1/3時，用酸性水作溶劑處理的病情指數顯著低于用自來水作溶劑處理；每7 d噴1次酸性水處理的晚疫病病情指數顯著低于每7 d噴1次自來水處理。

2.3 各處理間LAI和生育期的差異

由于LAI在調查時間與處理之間不存在互作關系，所以表4僅列出從地上部最大期（出苗后60 d）到其后第29天（出苗后89 d）的平均LAI。由表4可知，用酸性水作溶劑農藥處理的平均LAI最大，與噴常規農藥濃度處理的基本相當，最小的是每7 d噴1次自來水處理，與對照相差不大。

如果將酸性水和自來水處理進行歸類比較，則發現酸性水處理的LAI明顯高于自來水處理。

據田間調查，各處理的生育期為97～99 d，處理間沒有顯著的差異。

表3 在出苗后60 d各處理間晚疫病病情指數差異

表4 各處理間平均葉面積指數（LAI）1）

2.4 晚疫病的病情指數與LAI的關系

地上部最大期時的晚疫病病情指數與地上部最大期時的LAI和地上部最大期后29 d的LAI存在著顯著的負相關關系（地上部最大期時 r=-0.878**，地上部最大期后 29 d時 r=-0.897**，n=10）。

2.5 不同處理對馬鈴薯主要產量性狀的影響

由表 5可知，在塊莖鮮質量、塊莖干物率、塊莖干質量、塊莖數和平均單薯鮮質量等主要產量性狀方面，各處理間的差異不顯著。

表5 不同處理對馬鈴薯主要產量性狀的影響

3 結論與討論

在本試驗中，雖然使用了較易感染晚疫病的品種May Queen，但對照的病情指數也僅僅是20.7，說明該田塊馬鈴薯晚疫病的危害程度較低，從而導致在收獲期產量和干物率方面各個處理間都沒有顯著的差異，而且對照產量僅比常規農藥濃度處理的產量減少5 %，但也不能否定噴施酸性水對晚疫病的抑制效果。因為在本試驗中，用酸性水作溶劑的農藥處理病情指數顯著低于用自來水作溶劑的農藥處理；每7 d單噴1次酸性水的處理病情指數也顯著低于每7 d噴1次自來水處理。因此，無論是用酸性水稀釋農藥還是單噴酸性水，它們的LAI均比用自來水稀釋農藥或單噴自來水的高。同時，將酸性水和自來水進行歸類比較后也發現，酸性水處理的LAI顯著高于自來水處理。所以，今后在研究利用酸性水來防治馬鈴薯病害以提高馬鈴薯產量和品質方面應該在病害更容易發生的田塊或者人工接種病菌的條件下進行。

草刈眞一，阿知波信夫，阿部一博.2006.酸性電解水の散布によるトマトおよびキュウリうどん粉病の防除.近畿中國四國農業研究，8：16-19.

富川章，大久保憲秀，北上逹，黒田克利.2002.施設栽培のトマト、イチゴで発生する病害蟲や天敵に対する電解機能水利用へ試み.三重県科學技術センター農業研究部報告，29：1-13.

福田富幸，勝山直樹，成田久雄，鈴木隆志，越川兼行.2008.弱酸性電解水によるキュウリうどんこ病防除に関する研究.岐阜県農業技術センター研究報告，8：14-21.

河野弘.2001.強電解水農法.4版.東京：農林漁村文化協會：68-120.

黃振霖，譚建潤，袁文斌，張亞東.2009.新藥組合防治馬鈴薯晚疫病田間藥效試驗//陳伊里，屈冬玉.馬鈴薯產業與糧食安全.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社：323-326.

津野和宣.2007.微酸性電解水による植物病害の抑制.農業および園蕓，82：998-100.

秋好広明，水谷房雄，大久保直樹，大杉佳世，村上汎司.1996.強電解水の園蕓作物への利用（第一報）強電解水の散布がトマトの生育及び品質に及ぼす影響.愛嬡大學農學部農場報告，17：13-16.

日本植物防疫協會.2004.野菜等殺菌剤圃場試験法//日本植物防疫協會.バレイショ疫病.東京：日本植物防疫協會：278-279.

日本分析學會北海道支部.2005.水的分析.5版.京都：化學同人：210-217.

上田知弘，佐能正剛，深井正清，草刈眞一，阿知波信夫，阿部一博.2008.各水稲品種に対する電解水散布による生育促進と収量増加に関する研究.農業および園蕓，83：785-796.

生井恒雄，森北美紀，清井加壽子，西沢隆.2006.電解強酸性水（機能水）散布による溫室栽培メロンのうどん粉病防除.山形大學紀要（農學），1：43-50.

伊藤正舗.1977.栽培//田口啓作，村山大記.馬鈴薯（POTATOES IN JAPAN）.日本北海道札幌：グリーンダイセン普及會：343-349.

永井佳史.2008.もっと賢く防除する!.ポテカル，44：8-15.

玉置雅彥，新宅佐壽，酒井泰文.2000.電解水によるイネいもち病の検討.日本作物學會記事，69（別2）：246-247.

Jackson K，Iwama K，Jitzuyama Y，Zheng X.2004.Effect of cultivar maturity period on the growth and yield of potato plants grown from microtubers and conventional seed tubers.Amer J of Potato Res，81：327-333.

Koide S，Takada J，Shi J，Shono H，Atungulu G G.2009.Disinfection efficacy of slightly acidic electrolyzed water on fresh cut cabbage.Food Control，20：294-297.

Koseki S，Yoshida K，Kamitani Y，Itoh K.2003.Influence of inoculation method，spot inoculation site，and inoculation size on the efficacy of acidic electrolyzed water against pathogens on lettuce.J Food Protections，66（11）：2010-2016.

Koseki S，Yoshida K，Isobe S，Itoh K.2004.Efficacy of acidic electrolyzed water for microbial decontamination of cucumbers and strawberries.J Food Protections，67（6）：1247-1251.

Muller D S，Hung Y C，Oetting R D，Lersel M W，Buck J W.2003.Evaluation of electrolyzed oxidizing water for management of powdery mildew on gerbera daisy.Plant Disease，97：965-969.

Schober B.1992.Control of late blight，Phytopthora infestans，in integrated crop management.European Journal of Plant Pathology，98：251-256.

Wang Hua，Feng Hao，Luo Yaguang.2004.Microbial reduction and storage quality of fresh-cut cilantro washed with acidic electrolyzed water and aqueous ozone.Food Research International，37（10）：949-956.

Yu-Ru H，Yen-Con H，Shun-Yao H，Yao-Wen H，Deng-Fwu H.2008.Application of electrolyzed water in the food industry.Food Control，19：329-345.