Page 89 - 《广西植物》2025年第11期

１１ 期 陈先锐等: 微波处理对甘蔗种茎萌芽和宿根矮化病脱菌的影响 ２ ０ ３ ３

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｔｏｏｎ ｓｔｕｎｔｉｎｇ ｄｉｓｅａｓｅ (ＲＳＤ) ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ
ｂａｃｔｅｒｉｕｍꎬ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｆｏｒ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｅｅｄｃａｎｅ ｓｅｔｔｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅｉｒ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｓꎬ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｕｒａｔｉｏｎ. Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙꎬ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅ ｆｏｒｃｅꎬ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｒａｔｅꎬ ｓｈｏｏｔ ｈｅｉｇｈｔꎬ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒａｔｅ ｏｆ ＲＳＤ ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ
ｆｉｖｅ ｔｅｓｔｅｄ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｓꎬ ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ ｓｔａｃｋｅｄ ｓｈａｐｅ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｓｐａｔｉａｌ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｓｕｐｅｒｉｏｒ
ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ. (２) Ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ (５４－５６ ℃) ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｏｆ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｅｅｄｃａｎｅ ｓｅｔｔｓ ｇｒｏｗｔｈꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ≥５８ ℃ ｃａｕｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｉｔ. ( ３) Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＲＳＤ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍꎬ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒａｔｅ ｏｆ ＲＳＤ ｉｎ ｔｈｅ
ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｅｅｄｃａｎｅ ｓｅｔｔｓ ｔｒｅａｔｅｄ ａｔ ５４ ℃ ａｎｄ ５６ ℃ ｆｏｒ ２０ ｍｉｎ ａｎｄ ３０ ｍｉｎ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ ０ꎬ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｔｅ
ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ. (４) Ｕｎｄｅｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｔ ５４ ℃ ｆｏｒ ２０ ｍｉｎꎬ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｅｅｄｃａｎｅ ｓｅｔｔｓ
ａｃｈｉｅｖｅｄ ａ １０￣ｄａｙ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ １００％ꎬ ｗｉｔｈ ａｎ ａｖｅｒａｇｅ ｓｈｏｏｔ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ １１. ６７％ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｇｒｏｕｐ. Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬ ｔｈｉｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓａｖｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ５４
℃ꎬ ３０ ｍｉｎꎬ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｉｔ ａｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＲＳＤ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍꎬ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｎｇ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｓｕｐｅｒｉｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙꎬ ｈｉｇｈ
ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｆｒｉｅｎｄｌｉｎｅｓｓ. Ｔｈｅ ｆｉｎｄｉｎｇｓ ｏｆｆｅｒ ａ ｎｏｖｅｌ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｅａｌｔｈｙ ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｅｅｄｃａｎｅ ｓｅｔｔｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｓｕｇａｒｃａｎｅ ｓｅｅｄｃａｎｅ ｓｅｔｔｓꎬ ｍｉｃｒｏｗａｖｅꎬ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉｕｍꎬ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ
ｒａｔｏｏｎ ｓｔｕｎｔｉｎｇ ｄｉｓｅａｓｅ

甘蔗(Ｓａｃｃｈａｒｕｍ ｏｆｆｉｃｉｎａｒｕｍ Ｌ.) 是全世界热带 ２００３)ꎮ 与组织培养和温水浸泡等方式相比ꎬ微波
与亚热带地区的主要糖料作物ꎬ是我国蔗糖主要来 灭菌不仅升温快、时间短、高效节能ꎬ而且成本低、
源ꎬ具有很高的经济和营养价值(Ｓｈａｎｍｕｇａｎａｔｈａｎ ｅｔ 无残留、安全环保ꎮ 微波灭菌的优点来源于其热
ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎮ 广西作为我国甘蔗的主产区之一ꎬ甘蔗 效应和非热效应(Ｖａｒｄａｘｉｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９７)ꎬ并以后者
年产量约占我国总产量的三分之二( 韦敬楠和刘 为主导作用ꎬ其能够有效增强灭菌效果ꎬ从而降低
伟ꎬ２０２２)ꎬ对广西农业经济和甘蔗制糖产业具有举 病原微生物死亡的温度阈值ꎮ 近年来研究者也开
足轻重的作用ꎮ 甘蔗作为无性繁殖作物ꎬ多年反复 始考察利用微波对农作物生物病害进行防控ꎬ如
种植极易受到多种病原微生物侵染ꎬ其中细菌性病 利用 微 波 设 备 在 田 间 杀 灭 土 壤 致 病 微 生 物
害以宿根矮化病(ｒａｔｏｏｎ ｓｔｕｎｔｉｎｇ ｄｉｓｅａｓｅꎬＲＳＤ) 为主 (Ｍａｙｎａｕｄ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 在微波防控植物内生致
(Ｂｒｕｍｂｌｅｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００６ꎻ Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８)ꎮ ＲＳＤ 是 病菌方面ꎬ张蕊思等(２０１６ａ) 考察不同微波强度对
由一种维管束寄生细菌(Ｌｅｉｆｓｏｎｉａ ｘｙｌｉ ｓｕｂｓｐ. ｘｙｌｉ)引 醉马草种子内生真菌的致死情况和对发芽活力的
发的全球蔗区流行病害(陈明辉等ꎬ２０１１)ꎬＲＳＤ 染 影响ꎬ发现 １５０ Ｗ 和 ３００ Ｗ 微波处理 ３０ ｓ 可以将
病蔗株茎细、矮小ꎬ造成品质和产量严重下降ꎬ并且 醉马 草 带 菌 率 从 ９１. ８２％ 分 别 降 到 ６０. １９％ 和
收割后病菌会留在种茎或宿根中过冬ꎬ次年在新植 ２３.２９％ꎬ而醉马草种子的发芽率、发芽势、发芽指
株发芽后再次繁殖和致病(Ｐｕｔｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１４ꎻ 张小 数和活力指数与对照组相比均无显著性差异ꎬ３００
秋ꎬ２０１７)ꎮ 有研究发现ꎬ对甘蔗种茎进行脱毒可以 Ｗ 微波处理 ６０ ｓ 可完全杀灭醉马草内生真菌ꎬ但
十分有效地预防病原菌侵染和传播ꎮ 例如ꎬ茎尖组 同时 会 严 重 伤 害 醉 马 草 生 命 力ꎮ 张 蕊 思 等
织培养、种茎温水浸泡等方法( 周凌云等ꎬ２００７ꎻ伍 (２０１６ｂ)研究发现ꎬ利用 １５０ Ｗ 微波处理 ４０ ｓ 可
彩云等ꎬ２０１６)ꎮ 但是ꎬ前者技术难度大ꎬ成本高ꎬ后 将披碱草种子内生真菌的带菌率从 ８３.１７％ 降低

者能耗 高、 效 率 低 且 容 易 相 互 污 染 ( 黄 应 昆 等ꎬ 至 ２７.３３％且能够提高发芽率ꎬ促进根、芽的生长和
２０１３)ꎮ 生物量的积累ꎬ当微波处理时间≥５０ ｓ 时ꎬ会显著降
微波灭菌作为一种新型的物理消杀技术ꎬ是 低披碱草种子活力ꎮ 此外ꎬ张建桃等(２０２４) 采用
近年来研究的热点ꎬ目前已广泛应用于食品和医 微波热处理感染黄龙病的长春花ꎬ９０ ｄ 后发现长
药等 行 业 进 行 杀 灭 病 原 微 生 物 ( Ｂａｎｉｋ ｅｔ ａｌ.ꎬ 春花体内的黄龙病病菌含量下降了 ９９.９８％ꎬ并且