用牛奶治愈植物病害
-牛奶、叶面有益菌和白粉病防治
韩如旸 | 2020年10月18日
文献引用
韩如旸. 2020. 用牛奶治愈植物病害-牛奶、叶面有益菌和白粉病防治 . 网址：www.ruyangmicrobio.org/milk-powdery-mildew
瓜类白粉病
瓜类作物（Cucurbit）如黄瓜、甜瓜、西瓜、西葫芦、南瓜等均为葫芦科植物（Cucurbitaceae）。白粉病是最为严重的一种瓜类病害，致病真菌为单囊壳白粉菌Podosphaera xanthii（苍耳叉丝单囊壳；同种异名Podosphaera fusca）和二孢白粉菌Golovinomyces cichoracearum （同种异名Erysiphe cichoracearum），其中对Podosphaera xanthii 的报道较为常见。瓜类白粉病菌主要侵害叶片表面、叶柄和茎部，较少出现在果实上，肉眼可见侵染区域由菌丝和分生孢子组成的白色粉末聚集(1)。病原真菌通过穿透表皮细胞形成附着胞和吸器来获取营养。病情重发时，菌丝可布满整个叶面。白粉病病原菌吸收植物体的营养，减弱作物光合作用，使得叶片变得黄萎乃至枯干，严重时导致整株死亡。染病植株叶片早衰导致生长受限而发育畸形、产斑，最终导致果实产量和品质下降(1)。
白粉病菌生活史分为有性生殖和无性生殖。侵染易感宿主后，分生孢子产生短的萌发管，萌发管的末端产生初级分化型附着胞，从而在表皮细胞内形成初级吸器。初级菌丝形成次级附着胞，从而发育出次级吸器，随后分支形成次级菌丝。白粉病菌形态学特征为分生孢子梗从次级菌丝直接分支产生，在每个分生孢子梗的顶端，5-10个分生孢子聚集成串。白粉病典型症状为次级菌丝纠缠一起和分生孢子共同形成白色侵染区。该菌在两种不同交配型的菌丝相遇时可进行有性生殖，产生含有８个子囊孢子的子实体（Chasmothecium）。子实体可以抵御不良环境，在条件适合时释放孢子(1)。
牛奶对白粉病菌抑制作用
人们很早就发现了牛奶对白粉病菌的防治作用。Bettiol等利用牛奶喷施西葫芦叶片防治白粉病的试验表明，每周喷施两次，10%或高于10%的牛奶作用与杀真菌剂相当；每周喷施一次，20%-50%的牛奶可取得和杀真菌剂相当的效果(2)。Ferrandino和Smith 使用牛奶喷施南瓜后，使其叶面发病症状减轻50-70%，产量提高40-50%(3)。有些种植者对西葫芦和黄瓜每周喷施5%牛奶已经成为病害防控的常规操作(2)。DeBacco利用40%牛奶防治南瓜白粉病，其效果比杀真菌剂更佳(4)。
牛奶含有多种成分均表现为对白粉病菌的抑制作用，比如牛奶种的盐分和氨基酸可有效控制白粉病和其它病害。牛奶亦可诱导植物对白粉病间接的系统性抗性(2)。Crisp等发现白粉病控制和牛奶产生自然基和乳铁蛋白有关。该研究利用电子自旋共振技术（Electron Spin Resonance）显示牛奶中多种成分可在天然光下产生氧自由基，可能为白粉病抑制机理之一。牛奶和其中单一成分乳清均可在24小时内使菌丝萎缩，并破坏分生孢子。过氧化氢可产生自由基，只可使菌丝萎缩，但不能破坏分生孢子。牛奶中的抗菌成分乳铁蛋白（Lactoferrin）可使分生孢子破裂，并在处理48小时后破坏菌丝(5)。Bottiel等发现瓜类白粉病发病程度和喷施乳清浓度呈负相关，25-30%浓度乳清抑菌效果最佳。每周喷施两次浓度大于10%的乳清可使黄瓜白粉病减轻71–94%，西葫芦病情减轻81–90%(6)。
Crisp报道乳糖可降低葡萄白粉病发病程度，效果仅次于全脂牛奶、脱脂牛奶、和乳清，乳糖可能是自由基的来源，使菌丝体萎缩，并刺激孢子萌发(7)。乳糖亦可作为碳源刺激了叶面微生物，尤其使拮抗微生物的生长，导致白粉病菌生长抑制。Medeiros等研究表明，牛奶成分中的乳糖和全脂或脱脂高温消毒牛奶效果相当，牛奶中的脂类没有抗菌作用(8)。
牛奶介导的微生物拮抗作用
生防菌株对白粉病的抑制机理通常可理解为：1）通过竞争，减少其养分吸收，使其菌落生长受限；2）限制分生孢子和子囊壳数量，降低传播程度。现已用于白粉病防治的拮抗真菌有互生枝顶孢Acremonium alternatum和白粉寄生孢 Ampelomyces quisqualis(9)。新鲜牛奶本身含有很多具有抗菌作用的微生物。Nautiyal等从人奶或牛奶中分离得到600个菌种，其中3个菌株Bacillus lentimorbus B-30486，B.subtilis B-30487，和B.lentimorbus B-30488可抑制植物病害真菌(10)。三个菌株混合使用时比单个菌株效果好。这三种菌株利用甘蔗产业加工废料为基质混合发酵，发酵产生的菌液可以防治甘蔗病害菌Fusarium moniliforme and Colletotrichum falcatum(10)。枯草芽孢杆菌产生的脂肽类抗菌物质伊枯草菌素（iturin）和丰原素（fengycin）均可抑制白粉病(9)。El-Dakar和Mahmoud试验了四种芽孢杆菌B.megaterium，B.pumilus，B.subtilis和B.thuringiensis对黄瓜白粉病的抑制效果，其中枯草芽孢杆菌和磷酸氢二钾和乳清奶混配喷施抑制白粉病效果最佳(11)。
牛奶可以做为碳源和养分刺激叶面拮抗微生物比如乳酸菌的生长。和植物相关的乳酸菌可以产生有有机酸、过氧化氢、二乙醛（diacetyl）、罗伊氏素（reuterin， 3-hydroxypropionaldehyde，3-羟基丙醛(3-HPA）、2-吡咯烷酮-5-羧酸（pyrrolidone-5-carboxylic acid）、哌嗪二酮类化合物（diketopiperazines）、脂肪酸的羟化衍生物、３-苯基乳酸（3-phenyllactate）、细菌素或类细菌素物质(12)。Blainski研究表明，植物乳杆菌Lactobacillus plantarum 产生胞外多糖（exopolysaccharides，EPS)，使细菌病害番茄斑点病（Xanthomonas gardneri）降低55%(13)。
Medeiros等用电子显微镜观察到牛奶处理后被破坏的菌丝体和分生孢子囊，以及大量酵母状微生物，其中分离得到的一株酵母菌抑制白粉病的效果与10%牛奶相当(8)。酵母Pseudozima flocculosa可能产生和类似脂肪酸的生防物质(9)。酵母Tilletiopsis sp.被用于温室黄瓜白粉病的生物防治(14)。另外，Medeiros等研究表明，牛奶处理后的叶面微生物数量大于使用杀真菌剂、或水和酵母喷施防控白粉病的处理。细菌和真菌的数量比喷水对照增加了100倍，大多数真菌菌落类似酵母，生长迅速。30%牛奶处理的菌丝萌发率低于于10%牛奶，使真菌细胞壁萎缩更严重。菌落形态观察可得，牛奶处理后叶面微生物多样性也远高于对照。新鲜牛奶和巴氏消毒法处理后的牛奶效果比超高温消毒牛奶好，可见高温处理降低了牛奶的抑菌作用(8)。
牛奶对白粉病拮抗的作物广谱性
如上所述，研究者们已经在黄瓜、西葫芦、南瓜等瓜类作物，或番茄、草莓、葡萄等不同作物的叶片或茎部，利用牛奶进行了白粉病防治试验，抑制效果显著(2, 3, 5, 6, 8, 15)。笔者使用50%稀释的脱脂牛奶、全职牛奶、以及利用混合益生菌剂培养的发酵奶喷施百日菊、番茄、西葫芦、南瓜等作物白粉病侵染区，24小时后均使白色菌丝区明显萎缩抑制。叶片严重发病时喷施牛奶对白粉病的抑制效果亦非常显著。
百日菊正常叶片（左）和白粉病叶片（右）
牛奶喷施防治百日菊白粉病效果比较：喷施牛奶的植株叶片（左）和未喷施牛奶的发病植株叶片（右）
牛奶对黄瓜叶片白粉病的抑制效果：白色菌丝侵染区（左上），喷施牛奶后的叶片（右上），黄绿色的痊愈区（左下和右下）
施用建议
建议发病初期点喷白色菌丝侵染区，可节省牛奶喷剂用量；牛奶浓度10-50%均可，预防性每周一次全株喷施可将奶液稀释至10%；白天或晚上均可喷施，个人倾向于晚上喷施，夜露使叶面较为湿润，有利于叶面微生物利用牛奶生长，抑制白粉病作用更佳。
参考文献
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