树木防冻防病膜剂效果试验

张妍，杨成超

（辽宁省杨树研究所，辽宁 盖州 115213）

过冷水在摄氏零度以下仍保持液态，小体积纯水甚至到－40 ℃而不结冰。水从液态向固态转变需要冰核催化。大量研究证明，冰核活性细菌（Ice nucleation active bacteria，简称冰核细菌）广泛存在[1]，可在－2～－3 ℃诱发植物细胞水结冰造成冻害，没有冰核细菌植物一般可耐－6～－7℃低温。1974年，Maki首次从赤杨叶片中分离到冰核细菌[2]；Hirana等指出丁香假单胞菌Pse udomonas syringae pv. syringae是加重杨树冻害的冰核细菌[3]。在我国东北地区，冰核细菌广泛存在，容易导致杨树发生冻害[4]，给林业生产带来重大损失[5-7]。杨树遭受冻害，不能正常发芽，生长不良乃至枯死。树木防冻防病膜剂由杨成超等根据农药学原理研制而成[8]，本文结合室内抑菌试验和田间模拟试验检验其效果。

1 试验地概况

田间试验在辽宁省凌海市金城镇进行。凌海市位于辽宁省西南部，南临辽东湾，北依松岭山余脉，地处辽西走廊的咽喉地带。年均气温8.6 ℃，年均降水600 mm，属于北温带大陆性气候。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

供试冰核细菌：丁香假单胞菌（株系编号2090，简称2090菌），菠萝泛生氏菌Pantoea ananas（株系编号1332，简称1332菌）。2个菌种均购自中国林业微生物菌种保藏管理中心。

供试药剂：树木防冻防病膜剂（简称膜剂），农用链霉素（简称链霉素）。膜剂由辽宁省杨树研究所提供，主要成分为壳聚糖、丙三醇、乙二醇、磷酸二氢钾、二甲基亚砜、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。链霉素为72%农用链霉素可溶性粉剂，购自重庆济公农牧药业有限公司。

供试杨树无性系：中辽1号Populus×canadensis cv.‘Zhongliao 1’、108杨P.×canadensis ‘Guariento’。试验林密度2 m×6 m，林龄1 a，平均高2.6 m，平均胸径2 cm。

2.2 试验方法

2.2.1 室内抑菌试验

冰核细菌抑制试验采用滤纸片扩散法。1332菌斜面活化后，接种环挑取两环菌体稀释到10 ml无菌生理盐水中，振荡均匀，制成菌悬液。牛肉膏蛋白胨固体培养基表面加0.1 ml菌悬液，玻璃棒涂抹均匀，制成含菌培养皿。直径0.6 cm无菌滤纸圆片药液中浸泡10 min，无菌镊子取出贴于含菌培养皿表面，每皿3片，“品”字形等距排布。培养皿置29 ℃培养箱中培养24 h，测定滤纸圆片周围的抑菌环环宽，用以代表抑菌效果[9]。

膜剂、链霉素质量分数设3个水平：0.03%、0.06%、0.10%。按药剂质量分数划分对比组，每组以无菌水为对照。共9个处理，每个处理3个重复，每个重复1个培养皿。

2.2.2 田间模拟试验

冰核细菌接种与膜剂防治试验在田间进行。接种菌制成108个/ml菌悬液。供试树距梢顶80 cm选择饱满芽1个，解剖针等距环刺3处，脱脂棉浸蘸菌悬液包敷伤芽，外包保鲜膜。2 d后除膜除棉，均匀涂施膜剂，记号笔标记接种芽[10]。2018年10月下旬接种，翌年4月25日统计接种芽萌发率。

108杨、中辽1号全组合接种1332菌、2090菌，分别以灭菌水为对照；膜剂设3个水平：无、2倍稀释液、5倍稀释液。共14个处理，每个处理3个重复，每个重复10株树。

DPS数据处理系统统计分析试验数据，Excel软件绘图。

3 结果与分析

3.1 室内抑制试验

膜剂抑制冰核细菌1332菌及其与链霉素对比试验结果见表1。

在给定置信水平下，两两比较有统计学意义，说明两个处理之间效果不同；否则效果相同，数值差异属于随机误差。根据上述统计学原理，由表1可以看出：各对比组膜剂抑菌效果均不同于对照和0.10%链霉素，0.10%链霉素抑菌效果不同于对照。0.03%膜剂抑菌效果不同于0.06%膜剂、0.10%膜剂；0.06%膜剂与0.10%膜剂抑菌效果相同。

3个对比组对照的抑菌环环宽均为0 mm，说明无菌水处理无抑菌效果。抑菌环环宽：各对比组膜剂均大于无菌水和0.10%链霉素，0.10%链霉素大于无菌水，说明0.10%链霉素抑菌有效，膜剂抑菌有效且效果优于0.10%链霉素；膜剂不同水平之间抑菌环环宽：0.03%膜剂＜0.06%膜剂＜0.10%膜剂，说明随着质量分数增大，膜剂抑菌效果增强。

表1 不同药剂处理对冰核细菌1332的抑制效果

上述分析表明，膜剂抑制1332菌有效，抑菌效果优于链霉素，并且随着质量分数增大而增强，质量分数增加到一定数值时抑菌效果达到最大。

各处理间差异极显著，方差分析表见表2。

表2 方差分析

采用Tukey法多重比较对不同处理的抑菌圈直径进行比较，见表3。可以看出防冻防病膜剂的抑菌效果显著优于农用链霉素，且FDM随着浓度的增大抑菌效果有所增强。但是0.06%浓度与0.10%浓度的防冻防病膜剂对冰核细菌的抑菌效果达到了同一水平。

表3 Tukey法多重比较字母标记法

3.2 田间模拟试验

108杨与中辽1号接种冰核细菌及膜剂防治试验结果见图1。结合统计学原理分析，由图1可以看出：4个无膜剂处理的效果均不同于对照；8个膜剂处理的效果均不同于无膜剂处理。108杨接种1332菌、中辽1号接种1332菌和2090菌，6个膜剂处理的效果与2个对照相同；108杨接种2090菌，2个膜剂处理的效果不同于对照。同一无性系同一冰核细菌接种，膜剂2倍液与5倍液处理的效果相同。

图1数据显示：2个对照处理的接种芽萌发率均为100%，说明自然状态下接种芽萌发正常，没有发生冻害。4个无膜剂处理的接种芽萌发率低于对照且数值很小，说明冰核细菌引发了接种芽严重冻害。8个膜剂处理的接种芽萌发率均高于无膜剂处理，说明膜剂防治冰核细菌危害有效。108杨接种1332菌、中辽1号接种1332菌和2090菌，6个膜剂处理的接种芽萌发率同于2个对照，说明膜剂完全消除了冰核细菌引发的冻害；108杨接种2090菌，2个膜剂处理的接种芽萌发率低于对照，说明膜剂部分消除了冰核细菌引发的冻害。同一无性系同一冰核细菌接种，膜剂2倍液与5倍液处理的接种芽萌发率相同或相近，说明二者防治效率相近。

上述分析表明，膜剂对1332菌和2090菌防治有效，甚至完全消除两种冰核细菌引发的108杨、中辽1号冻害，防治效率因菌种、无性系而存在一定差异；膜剂稀释2倍液和5倍液的防治效率相近。膜剂处理的冰核细菌接种芽萌发情况见图1。

从图1还可以看出，4个无膜剂处理的接种芽萌发率不同，说明1332菌、2090菌引发108杨和中辽1号杨树无性系的冻害的严重程度不同，即不同冰核细菌对同一杨树无性系危害程度不同，同一杨树无性系感染不同冰核细菌受害程度也不相同。这一结果暗示，针对不同冰核细菌种类和不同杨树无性系，膜剂防治效率存在一定差异。

4 结论与讨论

图2 膜剂处理及冰核细菌接种芽萌发率

室内抑菌试验和田间模拟试验表明，树木防冻防病膜剂抑制菠萝泛生氏菌1332株系有效，抑菌效果优于农用链霉素；对菠萝泛生氏菌1332株系、丁香假单胞菌2090株系防治有效，甚至完全消除2种冰核细菌引发的108杨、中辽1号冻害，防治效率因菌种、无性系而存在一定差异。因此，树木防冻防病膜剂能够有效防治冰核细菌危害。

冰核细菌引发的树木越冬冻害不仅发生在杨树上，也发生在其他经济、绿化等树木上。树木防冻防病膜剂含有多种有效成分，不仅具有良好的抑菌杀菌作用，还具有保温、增温、防冻、防失水等功能。进一步防治试验研究，树木防冻防病膜剂有望推广到其他树种，也有望扩大其应用范围。