几种植物提取物对马铃薯晚疫病的防治效果

致病疫霉（ Phytophthora infestans (Mont.) De Bary）是马铃薯最具破坏性的病害。本研究旨在评估 2019-2020 年孟加拉国拉杰沙希大学实验马铃薯田中 10 种植物提取物对晚疫病发病率和严重程度的功效。蒲桃 叶、番石榴叶、球桉叶、番木瓜叶和无色劳森叶粗提物；Terminalia bellirica , T. chebula和Piper nigrum的果实 ; 使用浓度为 5% (w/v) 的丁香蒲和丁香 进行评估。 在十种植物中，发现蒲桃叶提取物在控制晚疫病发病率和严重程度达 66 DAS（播种后天数）方面最有效，与未经处理的对照相比，马铃薯产量增加了 71.29% 。Lawsonia inermis提取物对晚疫病的疗效被证明是有希望的，使马铃薯产量增加了 48.51%。其他四种植物提取物（榄仁、黑胡椒、丁香 和Carica papaya )对晚疫病的发病率和严重程度表现出中等疗效，与对照相比，马铃薯产量增加了 30%。这些结果表明，蒲公英植物提取物作为化学杀菌剂的替代品在以生态友好的方式防治马铃薯晚疫病方面具有 很大的潜力。

关键词

植物提取物,晚疫病,马铃薯,致病疫霉,试验田

一、简介

就人类消费而言，马铃薯是世界上仅次于水稻和小麦的第三大粮食作物[ 1 ]。马铃薯是许多国家的主食。它是最便宜的碳水化合物来源，含有大量的维生素 B6 和 C 以及一些矿物质 [ 2 ] [ 3 ]。大量的马铃薯用于加工工业，如纺织和造纸工业的酒精、葡萄糖、糊精和柠檬酸的生产，油墨、染料、肥皂和皮革作为其原料[ 4 ]。据 Azad 介绍，马铃薯是生产生物乙醇等环保燃料的原料 [ 5]。在孟加拉国，马铃薯是仅次于稻谷的第二大重要作物。在孟加拉国的可出口农产品中，马铃薯位居第二 [ 6 ]。

马铃薯有晚疫病、早疫病、黑屑病、茎腐病、黑星病、黄心病、黑心病、软腐病、锈病、青枯病等多种病害。其中以晚疫病和早疫病最为常见马铃薯病害。由卵菌引起的晚疫病疫 霉(Mont.) De Bary 是马铃薯最具破坏性的疾病 [ 7 ] [ 8 ]。这种疾病以历史悠久的 1840 年代爱尔兰马铃薯饥荒而闻名 [ 9 ] [ 10 ]。早疫病是由一种真正的真菌Alternaria solani 引起的。这两种疾病的严重程度取决于天气条件和作物的易感性。凉爽潮湿的天气有利于马铃薯晚疫病，而早疫病则在较干燥的条件下发展。如果在有利的天气条件下不加控制，晚疫病可以在很短的时间内完全破坏一块田地，导致产量损失高达 50% - 70% [ 11 ]。通常早疫病的破坏性不如晚疫病。在孟加拉国，马铃薯田每年都会出现不同程度的晚疫病[ 12 ]。

通常化学杀菌剂用于防治马铃薯晚疫病。最常见的杀真菌剂是甲霜灵、代森锰锌、百菌清、灭菌灵、灭虫灵、灭蝇胺和用于治疗晚疫病的propineb。但滥用杀菌剂会增强致病疫霉的抗药性， 增加生产成本，更重要的是对环境和人体健康有害。过度和不恰当地使用这些杀菌剂已经破坏了我们的生态系统，并给人类带来了许多疾病，例如神经、心理功能障碍、不孕症以及癌症和肾脏疾病 [ 13]。因此，世界上最需要一种替代的控制马铃薯晚疫病的环保方式。在几种可用的替代材料中，植物提取物是化学杀菌剂的更安全替代品。植物提取物具有几种对人类和环境毒性较小的抗菌代谢物。近年来，植物源性产品在植物病害管理中的应用在世界范围内得到普及 [ 14 ]。与合成杀菌剂相比，植物基杀菌剂具有选择性、可生物降解、毒性更低且有效 [ 15 ]。植物性杀菌剂因其环保性和低成本 [ 17 ]可以作为合成杀菌剂的合适替代品 [ 16 ]。

因此，本研究的目的是评估一些孟加拉国植物药在试验田中控制马铃薯晚疫病发病率和严重程度的功效。

2。材料和方法

2.1。实验场地和地块准备

2019年11月至2020年2月，在孟加拉拉杰沙希大学环境科学研究所植物农药试验场进行了马铃薯田间试验，试验区位于北纬24.37˚，东经88.7˚。海拔21米。土地先用动力耕耘机翻了几遍，除草了。试验田施用所需量的三重超磷酸盐（TSP）、氯化钾（MP）和尿素肥料，并灌溉两次。

2.2. 植物药的集合

考虑气味、抗​​真菌活性和植物毒性筛选植物药。还考虑了以前的研究和民族植物学知识来选择植物。大部分植物材料是从拉杰沙希大学校园收集的，有些是从当地市场购买的。印度黑莓（ Syzygium cumini）、番石榴（Psidium guajava）、桉树（Eucalyptus globusus ） 、木瓜（Carica papaya）、海娜（Lawsonia inermis ）等十种植物材料；Bohera ( Terminalia bellirica )、Horitoki ( T. chebula ) 和黑胡椒 (Piper nigrum )、丁香花蕾 ( Syzygiumaromaticum ) 和 蒜瓣( Allium sativum ) 在田间条件下对马铃薯晚疫病进行了评估。

2.3. 植物提取物的制备

植物部分通过流动的自来水洗涤 2-3 次，并在棚下干燥 2/3 周。风干的叶子在电动研磨机的帮助下研磨成细粉[ 18 ]。为了制备 5% 水提取物 (w/v)，将 50 g 每种细粉分别溶解在容器中的 1000 ml 蒸馏水中。大蒜鳞茎被切成小块并用搅拌机混合。约 50 克混合大蒜溶于 1000 毫升蒸馏水中。容器在室温下储存 72 小时，每天轻轻摇晃（2-3 次）。然后通过三层粗棉布过滤水提取物以收集用于喷雾的最终提取物。提取物储存在瓶中并保存在冰箱中以备将来使用。

2.4. 实验设计和处理

试验在田间条件下以随机完整区组设计 (RCBD) 进行，重复三次。地块间距为0.75 m，地块间距为0.5 m，单位地块大小为1 m×1.5 m。本研究中使用了十二种处理方法，包括两种对照（一种未经处理，一种经过化学处理）和十种植物提取物（表 1）。

治疗

专注

T0-未处理对照（水）

-

T1-化学处理（杀菌剂-百菌清）

1.5 毫升/升

T2-蒲公英_

5% (w/v)

T3-番石榴_

5% (w/v)

T4-桉树_

5% (w/v)

T5-大葱_

5% (w/v)

T6-榄仁_

5% (w/v)

T7-榄仁_

5% (w/v)

T8-黑胡椒

5% (w/v)

T9-丁香_

5% (w/v)

T10-无死劳森菌

5% (w/v)

T11-番木瓜_

5% (w/v)

表 1。治疗说明。

2.5. 植物提取物的喷洒和数据收集

在播种后 30 天（DAS）开始，每周两次用手动喷雾器将制备的植物提取物在田间喷洒到马铃薯叶上。在 50、58、66 和 73 DAS 收集有关疾病发病率和严重程度的数据。收获后收集产量数据。

2.6. 疾病评估和产量计算

根据疾病发病率百分比和疾病严重程度百分比评估疾病。收集的数据使用以下公式[ 19 ]计算：

发病率( % ) =无病植物观察到的植物总数× 100

通过观察马铃薯叶片上的病害症状来确定病害严重程度。叶片枯萎病（%）按表2中的以下尺度[ 20 ]计算。

收获后记录块茎总产量（kg/小区），通过以下公式计算相对于对照的增产百分比[ 21 ]：

增产（%)=处理产量-控制产量控制产量× 100

2.7. 数据分析

使用单因素方差分析 (P ≤ 0.05) 进行数据分析，然后使用邓肯的多重范围检验 (DMRT) 通过软件 SPSS (V20) 确定处理之间的显着差异。

3. 结果

定期观察马铃薯田的晚疫病症状，并通过计算晚疫病感染植物的数量和叶片上的疫病部分来确定疾病发生率（DI）和疾病严重程度。在播种后48天（DAS）的T0和T3处理观察到第一次枯萎病症状。除T1（杀菌剂）外的所有处理均在58 DAS感染晚疫病。在此阶段，T3 发病率最高（23.33±1.93b），T2 发病率最低（1.11±1.11de）（表 3）。在十种植物中，治疗 T2 在 66 和 73 DAS 显示出控制晚疫病的最佳功效。除 T3 和 T4 外，其他植物处理对高达 58 DAS 的马铃薯晚疫病发病率表现出良好的疗效（表 3）。在 73 DAS 时，只有 T2 和 T10 显示出比未处理的对照（水）更好的功效。考虑到疾病的发病率，其余的植物药在 73 DAS 时与未处理的对照在统计学上相似（表 3）。

疾病严重程度量表

秤的描述

0

未观察到疾病。

0.1%

小区中的第一个孢子病变。

1.0%

一般轻度感染。大约 5 - 10 个病灶/植物。

5.0%

约50个病灶/株；十分之一的传单受到影响。

25%

几乎每个小叶都被感染，但植物保持正常形态；植物可能有枯萎的气味。尽管每株植物都受到影响，但田野看起来很绿。

50%

每株植物都受到影响，大约 50% 的叶面积被破坏。田野呈绿色，带有棕色斑点。

75%

约 75% 的叶面积被破坏；场看起来既不是主要的绿色也不是棕色。

95%

植物上只有几片叶子，但茎是绿色的。

100%

所有的叶子都死了，茎死了或垂死了。

表 2。晚疫病严重程度量表。

治疗

DAS 50 时的 % DI

DAS 58 时的 % DI

DAS 66 时的 % DI

DAS 73 时的 % DI

T0-未经处理的对照（水）

3.33±1.93a

46.67±1.93a

100.00 ± 0.00a

100.00 ± 0.00

T1-阳性对照（杀菌剂）

0.00 ± 0.00b

0.00±00e

12.22±2.22f

56.67±3.85c

T2-蒲公英_

0.00 ± 0.00 b

1.11±1.11de

53.33±1.93e

93.33±3.85b

T3-番石榴_

1.11 ± 1.11 b

23.33±1.93b

100.00±00a

100.00 ± 0.00a

T4-桉树_

0.00 ± 0.00 b

22.22±2.94b

98.89 ± 1.11a

100.00 ± 0.00a

T5-大葱_

0.00 ± 0.00 b

14.45 ± 4.00c

80.00 ± 3.33d

100.00 ± 0.00a

T6-榄仁_

0.00 ± 0.00 b

7.78±2.94d

97.78 ± 2.22ab

100.00 ± 0.00a

T7-榄仁_

0.00 ± 0.00 b

4.44 ± 1.11 德

81.11±1.11d

100.00 ± 0.00a

T8-黑胡椒

0.00 ± 0.00 b

6.67 ± 1.93 德

94.44 ± 2.94abc

100.00 ± 0.00a

T9-丁香_

0.00 ± 0.00 b

5.56 ± 1.11 德

91.11 ± 2.22bc

100.00 ± 0.00a

T10-无死劳森菌

0.00 ± 0.00 b

3.33 ± 0.00 德

80.00 ± 3.33d

94.45 ± 4.00ab

T11-番木瓜_

0.00 ± 0.00 b

6.67 ± 1.93 德

88.89 ± 2.94c

100.00 ± 0.00a

表 3。植物提取物对播种后不同天数（DAS）马铃薯晚疫病发病率（DI）的影响。

在晚疫病的严重程度 (%) 的情况下，T2 在植物提取物中表现出最好的功效（表 4）。T2、T9、T10 和 T11 处理对晚疫病严重程度的控制与 T1（杀菌剂）一样好，最高可达 58 DAS（表 4）。在 66 DAS 上，在 T0（未治疗的对照）中观察到最高的疾病严重程度（65.17 ± 4.21a）。同期，T4 和 T2 分别观察到第二高（50.83±3.33b）和最低（21.50±0.00e）晚疫病严重程度（表4）。T7-T11 治疗也显示出与未治疗对照相比对疾病严重程度的显着抑制（表 4) 在 66 DAS。73个DAS数据显示，除T2外，所有植物处理与T0（未处理对照）静态相似，对马铃薯晚疫病严重程度无显着疗效。

马铃薯产量结果见表5。收获后，测量每块地的产量并估计相对于未处理对照的产量增加百分比。在 T1（杀菌剂）处理中观察到最高产量（26.33 公吨/公顷）（表 5）。在十种植物提取物中，分别在 T2（丁香）和 T3（番石榴）处理中观察到最高（11.51 公吨/公顷）和最低（7.53 公吨/公顷 ）产量（表5 ）。T10 ( Lawsonia inermis ) 的产量 (10.00 mt/ha) ) 治疗也很有希望。然而，所有植物提取物都显着提高了产量。在 T2 中观察到最高 (71.29%) 的产量增量，在 T3 处理中观察到最低 (11.88%) 比 T0 (未处理的对照)。其余的植物提取物将产量提高了 14.85% - 48.51%。

4。讨论

马铃薯晚疫病是马铃薯生产的主要威胁。在有利的条件下，该病害在田间迅速蔓延，并在很短的时间内破坏了整个田地，因此产量急剧下降。虽然化学杀菌剂是对抗晚疫病的主要代价

治疗

DAS 50 时的严重性百分比

DAS 58 的严重性百分比

DAS 66 的严重性百分比

DAS 73 的严重性百分比

T0-未经处理的对照（水）

0.10±0.06a

17.83±1.92a

65.17±4.21a

100.00 ± 0.00

T1-阳性对照（杀菌剂）

0.00 ± 0.00b

0.00±0.00d

0.73±0.03f

5.10±0.55c

T2-蒲公英_

0.00 ± 0.00b

0.03±0.03d

21.50 ± 0.00e

72.67 ± 4.09b

T3-番石榴_

0.03±0.03b

2.30±0.15bc

45.83 ± 0.83bc

100.00 ± 0.00a

T4-桉树_

0.00 ± 0.00b

2.53±0.84b

50.83±3.33b

100.00 ± 0.00a

T5-大葱_

0.00 ± 0.00b

1.03±0.44bcd

41.67±0.833c

99.17±0.17a

T6-榄仁_

0.00 ± 0.00b

0.63±0.89bcd

45.67±1.59bc

100.00 ± 0.00a

T7-榄仁_

0.00 ± 0.00b

0.53±0.29bcd

30.50±3.55d

98.00 ± 0.76a

T8-黑胡椒

0.00 ± 0.00b

0.47±0.19cd

34.67±2.03d

100.00 ± 0.00a

T9-丁香_

0.00 ± 0.00b

0.20±0.15d

31.50±1.50d

98.67±0.33a

T10-无死劳森菌

0.00 ± 0.00b

0.10±0.00d

35.00±1.44d

98.33±0.67a

T11-番木瓜_

0.00 ± 0.00b

0.20±0.06d

32.17±2.80d

100.00 ± 0.00a

表 4。植物提取物对播种后不同天数（DAS）马铃薯晚疫病严重程度（%）的影响。

治疗

产量（公斤/地块）

产量（公吨/公顷）

产量比对照增加 (%)

T0-未经处理的对照（水）

1.01±0.06d

6.73

-

T1-阳性对照（杀菌剂）

3.95±0.08a

26.33

+291.23

T2-蒲公英_

1.73±0.06b

11.51

+71.29

T3-番石榴_

1.13±0.05cd

7.53

+11.88

T4-桉树_

1.16±0.14cd

7.73

+14.85

T5-大葱_

1.39±0.14bcd

9.27

+37.62

T6-榄仁_

1.33±0.09bcd

8.87

+31.68

T7-榄仁_

1.35±0.20bcd

9.00

+33.66

T8-黑胡椒

1.38±0.06bcd

9.20

+36.63

T9-丁香_

1.36±0.19bcd

9.03

+34.65

T10-无死劳森菌

1.50±0.23bc

10.00

+48.51

T11-番木瓜_

1.37±0.05bcd

9.14

+35.64

表 5。每块地的产量和控制的产量增量百分比。

迄今为止，在世界不同地区报道的一些致病疫霉菌 株对化学杀真菌剂特别是甲霜灵的抗性发展。化学杀菌剂造成的环境污染现在是一个值得关注的问题。因此，对生态友好型天然产品的需求日益增加。植物的天然化合物因其可生物降解性和对环境和人类的低毒性而成为很好的替代品。植物有不同的机制来对抗真菌的侵袭。他们通过使用化学防御系统来对抗真菌攻击，通过产生苯酚、黄酮、醌、萜烯、单宁、生物碱、凝集素、多肽、皂苷、甾醇等次生代谢物。 [ 22]。富含次生代谢产物的植物提取物可以杀灭真菌，破坏真菌细胞膜，使各种酶失活以及病原体的代谢过程[ 23 ]。

在过去的几十年里，许多名为 Cao [ 24 ]、Khair [ 11 ]、Majeed [ 25 ] 和 Subhani [ 26 ] 的研究人员评估了植物提取物在体外和田间条件下对P. infestans的 功效。但植物提取物对马铃薯晚疫病的田间评估仍然有限。发现鬼臼叶提取物更有效地减少马铃薯晚疫病的发病率，并在自然田间条件下产生更好的块茎产量 [ 25 ]。黑杨提取物 （5% 和 10%）在田间条件下降低了马铃薯叶片晚疫病的严重程度，并证明比常规使用的杀菌剂更有效 [ 27 ]。Jabeen 和 Javaid [ 28 ] 观察到 5% 的小茴香叶水提取物可将鹰嘴豆枯病病原体 Ascochyta rabiei 的生长降低 64 %。汗等人。[ 29 ] 发现S. cumini的甲醇叶提取物可有效对抗病原菌立枯丝核菌。S. cumini叶提取物对曲霉具有显着的抗真菌活性 种负责种子在储存过程中的生物劣化 [ 30 ]。

本研究评估了 10 种孟加拉国植物药在田间水平对马铃薯晚疫病的疗效。该研究观察到，蒲桃 叶提取物在降低疾病发病率和晚疫病严重程度方面表现出最佳功效。与未处理的对照相比，该处理的马铃薯产量增量也较高。发现其他植物药的疾病发病率和严重程度的降低低于未经处理的对照高达 66 DAS。Khair 和 Haggag 发现 2.5% 的大蒜水提取物可将晚疫病的严重程度降低 54.2% [ 11 ]，这与本研究的 66 DAS 的结果一致。Subhani的调查结果[ 26] 表明大蒜提取物将强度分别降低了 44.4% 和 47%，这与目前的研究结果一致。曹 [ 27 ] 发现，Horitoki ( Terminalia chebula)可将离体叶片的感染减少高达 99.4%。这些结果也支持了我们在野外条件下对 Horitoki 的发现。Khair [ 11 ] 和 Subhani [ 26 ] 发现桉树在田间条件下可将疾病严重程度降低至 34.3% 和 28.35%，这与本研究的结果几乎相似。

5。结论

本研究表明，除番石榴 和桉树外，所有植物的水提取物都有效地控制了晚疫病的发病率和严重程度，尽管晚疫病的强度很高，但最高可达 66 DAS。在十种植物中，发现蒲桃叶提取物在控制晚疫病发病率和严重程度方面非常有效，与未经处理的对照相比，马铃薯产量增加了 71.29% 。这些研究结果表明，在早中期（58 - 66 DAS），马铃薯种植者可以使用植物提取物来控制田间晚疫病。因此，本研究是朝着探索一种生态友好的植物杀菌剂如 蒲桃 提取物作为传统有毒化学杀菌剂的替代品。

考虑到水提取物的低成本选择，本研究未进行有机溶剂提取过程。正在使用甲醇、乙醇、氯仿和正己烷进行化学溶剂萃取，以供未来研究。

利益冲突

作者声明与本文的发表没有利益冲突。

参考

[ 1 ] CIPOTATO (2021) 马铃薯事实和数据。

https://cipotato.org/potato/potato-facts-and-figures/

[ 2 ] Singha, U. 和 Maezawa, S. (2019) 孟加拉国马铃薯的生产、营销系统、储存和未来方面。农业科学评论，7，29-40。

[ 3 ] King, JC 和 Slavin, JL (2013) 白土豆、人类健康和饮食指南。营养学进展，4，393-401。

[ 4 ] Abouzied, MM 和 Reddy, CA (1986) 黑曲霉和酿酒酵母共培养将马铃薯淀粉直接发酵成乙醇。应用和环境微生物学, 52, 1055-1059。

[ 5 ] Azad, AK, Yesmin, N., Sarker, SK, Sattar, A. 和 Karim, R. (2014) 孟加拉国马铃薯生物乙醇生产的最佳条件。生物科学和生物技术进展，5，501-507。

[ 6 ] 粮农组织统计数据库（2019 年）。

http://www.fao.org/faostat/en/#rankings/commodities_by_country

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[ 8 ] Agrios, GN (2005) 植物病理学。第 5 版，学术出版社，伦敦。

[ 9 ] Chycoski, CI 和 Punja, ZK (1996) 1993 年至 1995 年不列颠哥伦比亚省和加拿大其他地区马铃薯疫霉种群的特征。植物病害, 80, 579-589。

[ 10 ] Fry, WE 和 Goodwin, SB (1997) 爱尔兰马铃薯饥荒真菌的复苏。生物科学，47，363-371。

[ 11 ] Khair, AE 和 Haggag, WM (2007) 一些埃及药用植物提取物对马铃薯晚疫病和早疫病的应用。农业和生物科学研究杂志，3, 166-175。