孢子捕捉儀在在園林植物病害監測上的應用研究

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系統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、捕捉孢子數量消長動態。結果表明，病菌孢子捕捉儀可監測到的主要病菌種類及其數量動態能一定程度上反映監測區域病害的發生情況，從而可為園林植物科學監測提供手段，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，園林植物種類和數量增加的同時，植物病害發生也呈上升趨勢。病原菌孢子隨氣流進行傳播是病害發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量數據，結合氣象數據，分析病害發生情況，構建病害預測模型，可以為病害預測預報提供數據支持。孢子捕捉器利用空氣驅動裝置使空氣被吸入到捕捉倉內，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，能對病原菌數量進行連續監測[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，通過對觀測區域內病菌分生孢子捕捉種類與不同時間段捕捉數量的監測，分析觀測區內發生的主要園林植物病害、監測孢子數量與發生病害情況的關系，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，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 采用鶴壁佳多科工貿股份有限公司生產的“固定式孢子捕捉儀”。該儀器能夠定時自動捕捉采集，實時監測病菌孢子消長動態。孢子捕捉儀的主要技術參數：集風口風速為0.3～5m/s，工作方式為定時可調整，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，進行數據統計。

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系統定位觀測研究站，該觀測研究站是結合綠地生態系統檢測、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 結果與分析

2.1 捕捉病菌種類及其比率 根據各常見氣傳病菌分生孢子的形態變化，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測區域病害發生情況，但是病害發生發展情況仍缺乏完整的統計數據，下一步仍需開展相關工作進行統計。

2.2 捕捉孢子數量和消長動態 通過白粉病菌分生孢子的統計數量和動態分析，2個設置點的白粉病孢子的數量，在9月15日至10月20日觀測期間，均呈上升趨勢。捕獲孢子的數量在10月中下旬出現驟升，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）。

統計葉斑病菌交鏈孢數量和動態分析，孢子捕捉儀A捕捉的孢子動態幅度較大，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量和消長動態基本相似，白粉病分生孢子數量在監測時間段呈明顯上升趨勢，葉枯病菌交鏈孢數量在監測時間段的峰值時間也基本相同。

3 討論

根據2015—2016年北京市園林植物病蟲害普查結果，北京地區園林植物發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，并且這些孢子形態有各自典型特征，容易通過顯微鏡觀察進行識別。通過統計孢子捕捉儀捕捉的孢子種類及數量，可確定監測區域內的病菌優勢種群，判斷一定范圍內園林植物主要發生病害的情況。通過對監測站內9月15日至10月20日觀測期間統計數據比較，白粉病是監測區域內該時段的主要發生病害，比率達到72%，10月中下旬白粉病分生孢子數量達到高峰值，其次為交鏈孢引起的葉斑病，比率達到24.4%，在9月、10月數量處在較高值，病害發生時間較長。

病害發生情況不只與捕捉到空氣中的孢子數量有關，還與周圍環境變化情況有關，最終數據統計需要結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的問題，只收集到9—10月的孢子量數據，不夠完善，仍需要通過長期的孢子捕捉數據收集，并結合觀測區域氣象條件和植物病害發生情況進行綜合分析，構建合適的監測模型。通過病菌的早期監測，不同與人工目測調查，病害在還沒有發展到一定程度，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品可運用物聯網自動拍照，通過網絡進行圖像傳輸，雖然如此，仍需人工進行捕捉孢子種類識別和數量統計，對專業人員技術要求較高、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育缺陷外，也受到外界因素的影響。孢子的發育進程不一所表現出的形態變化；由于氣候因素，造成未發育成熟的病原體出現在采集玻片上[3]?？諝庵袎m埃等雜質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展方向主要在自動識別和計數軟件開發方面，進一步提高設備的實用性，推動病害預測預報行業進步。

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測效果[J].植物保護，2015，41（6）：163-168.

（責編：張宏民）