发明内容
针对现有技术的不足,本发明公开了一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,利用微波照射加热时间短,升温快,温度均匀和具有非热效应的特点,杀灭柑橘黄龙病病原韧皮杆菌。
本发明的技术方案如下:
一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,包括以下步骤:
(1)柑橘黄龙病检测:将待脱毒柑橘取样,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌;
(2)脱毒前准备:将待脱毒柑橘置于微波装置内,调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为20-100 cm;
(3)微波预处理:开启微波照射对柑橘预处理,微波照射频率为1.0 GHz-3.0 GHz、功率为100-900 W,微波照射时间为5-20 s,然后停顿10-30 s,重复操作3-10次,将柑橘各部位温度加热至40-45℃,并维持恒温30-60 s;
(4)微波脱毒:调整微波照射频率为350 MHz-950 MHz、功率为1000-3000 W,微波照射时间为3-10 s,然后停顿20-60 s,重复操作5-20次,将柑橘各部位温度加热至50-55℃,并维持恒温1-5 min,利用微波照射对柑橘脱毒;
(5)重复脱毒:每间隔1-7天重复操作步骤(2)至步骤(4),共重复2-5次;
(6)脱毒后检测:脱毒完成后60-90天,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌,得到无黄龙病感染的柑橘。
作为本发明的进一步说明,所述待脱毒柑橘包含柑橘果树、柑橘苗、柑橘砧木。
作为本发明的进一步说明,所述柑橘果树、柑橘苗、柑橘砧木控制土壤含水质量百分比为10-25%。
作为本发明的进一步说明,所述柑橘果树、柑橘苗、柑橘砧木控制土壤含水质量百分比为15%。
作为本发明的进一步说明,所述微波照射为平面微波照射,所述平面微波为连续微波或脉冲微波。
作为本发明的进一步说明,所述脉冲微波其脉冲宽度为50-200 ms、间歇时间为10-100 ms。
作为本发明的进一步说明,步骤(3)中,微波照射频率为2.45 GHz、功率为450 W,微波照射时间为10 s,然后停顿15 s,重复操作8次。
作为本发明的进一步说明,步骤(3)中,将柑橘各部位温度加热至45℃,并维持恒温60 s。
作为本发明的进一步说明,步骤(4)中,调整微波照射频率为915 MHz、功率为2100W,微波照射时间为5 s,然后停顿35 s,重复操作15次。
作为本发明的进一步说明,步骤(4)中,将柑橘各部位温度加热至55℃,并维持恒温5 min。
本发明的技术原理如下:
柑橘根部、主干和树冠在材质、形状和韧皮部深度都不一致,需要各部位均衡升温,因此本发明将微波照射分为微波预处理和微波脱毒两个步骤。具体为:(1)调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为20-100 cm,使微波照射处于合适的强度,避免微波照射强度过大损害树体或强度过小无法杀灭韧皮杆菌;(2)控制土壤含水质量百分比为10-25%,在这个含水量范围内微波穿透土壤能力和升温能力为最优组合;(3)由于受外部气温和柑橘树体各部位升温性质的不同,首先采用微波照射对柑橘预热,微波照射频率为1.0GHz-3.0 GHz、100-900 W,微波照射时间为5-20 s,然后停顿10-30 s,重复操作3-10次,将柑橘各部位温度加热至40-45℃,并维持恒温30-60 s;预处理阶段采用较高的微波频率1.0GHz-3.0 GHz,柑橘内粒子振动频率高,升温效率高,可以较快速地将柑橘根部、树干、枝条温度从常温升高,有利于缩短处理时间;(4)因为柑橘经过预处理后整体温度达到40-45℃,因此微波脱毒时调整微波照射频率为350 MHz-950 MHz、功率为1000-3000 W,微波照射时间为3-10 s,然后停顿20-60 s,重复操作5-20次,将柑橘各部位温度加热至50-55℃,并维持恒温1-5 min;微波频率350 MHz-950 MHz穿透性强,可以使柑橘各部位较快而均匀地达到50-55℃,并维持恒温,此时的温度为韧皮杆菌致死温度,而树体短时间内不受影响,并且在微波电磁场的非热效应下,韧皮杆菌内的核酸和蛋白质等分子容易变性失活,达到双重杀菌效果,传统用热空气、热水等处理柑橘进行脱毒的操作需要耗时几十分钟至几个小时,本发明极大缩短了杀毒周期;(5)每间隔1-7天重复微波照射可以杀灭柑橘和土壤中残存的韧皮杆菌,实现最大程度的脱毒。
本发明的有益效果:
(1)可以使柑橘各部位较快而均匀地达到韧皮杆菌致死温度,而树体不受影响,并且在微波电磁场的非热效应下,韧皮杆菌内的核酸和蛋白质等分子容易变性失活,达到双重杀菌效果,经微波脱毒后的柑橘采用GB/T 28062-2011《柑桔黄龙病菌实时荧光PCR检测方法》检测,黄龙病转阴率≥82%。
(2)柑橘根部、主干和树冠能够以同样的升温速度预处理至40-45℃,然后又可以在较短时间内以同样的升温速度升温至50-55℃,实现柑橘不同部位的匀速升温,并且温度可控,避免出现升温不足导致的灭菌能力低或升温过快损伤树体。
(3)在预处理的40-45℃和脱毒的50-55℃期间,由于存在微波非热效应,本发明的灭菌能力超过普通加热方式,比传统热空气、热水等处理法极大缩短了脱毒周期。
(4)微波杀灭黄龙病韧皮杆菌的同时,也可以杀灭柑橘溃疡病、疮痂病、炭疽病等病害的病原,以及树体上害虫的虫卵、若虫、幼虫和成虫。
(5)本发明杀灭韧皮杆菌效果显著,能够有限防止黄龙病的传播和蔓延,并且无需使用化学药剂,是一种低成本、生态、环保、高效的黄龙病防治方法。
具体实施方式
实施例1:
一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,包括以下步骤:
(1)柑橘黄龙病检测:将待脱毒柑橘苗取样,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌;
(2)脱毒前准备:控制土壤含水质量百分比为15%,将待脱毒柑橘置于微波装置内,调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为40-60 cm;
(3)微波预处理:开启微波照射对柑橘预处理,微波照射频率为2.45 GHz、功率为450 W,微波照射时间为10 s,然后停顿15 s,重复操作8次,将柑橘各部位温度加热至45℃,并维持恒温60 s;所述微波照射为平面微波照射,所述平面微波为脉冲微波,所述脉冲微波其脉冲宽度为200 ms、间歇时间为50 ms;
(4)微波脱毒:调整微波照射频率为915 MHz、功率为2100 W,微波照射时间为5 s,然后停顿35 s,重复操作15次,将柑橘各部位温度加热至55℃,并维持恒温5 min,利用微波照射对柑橘脱毒;
(5)重复脱毒:每间隔5天重复操作步骤(2)至步骤(4),共重复5次;
(6)脱毒后检测:脱毒完成后90天,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌,得到无黄龙病感染的柑橘。
本实施例选取50株树高为0.5-0.8米的黄龙病柑橘苗进行实验,微波脱毒实验前,样本采用GB/T 28062-2011《柑桔黄龙病菌实时荧光PCR检测方法》检测均为黄龙病阳性(样本CT≤35),微波脱毒完成后90天重新检测,46株柑橘苗转为黄龙病阴性(样本CT>35),说明本实施例处理的黄龙病柑橘苗脱毒效果显著,转阴率92%,其余4株未完全转阴的黄龙病柑橘苗体内韧皮杆菌含量降低95-99%,并且50株柑橘苗树势全部显著改善。
实施例2:
一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,包括以下步骤:
(1)柑橘黄龙病检测:将待脱毒柑橘果树取样,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌;
(2)脱毒前准备:控制土壤含水质量百分比为20%,将待脱毒柑橘置于微波装置内,调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为20-40 cm;
(3)微波预处理:开启微波照射对柑橘预处理,微波照射频率为2.45 GHz、功率为800 W,微波照射时间为5 s,然后停顿15 s,重复操作6次,将柑橘各部位温度加热至44℃,并维持恒温40 s;所述微波照射为平面微波照射,所述平面微波为脉冲微波,所述脉冲微波其脉冲宽度为50 ms、间歇时间为20 ms;
(4)微波脱毒:调整微波照射频率为433 MHz、功率为1800 W,微波照射时间为8 s,然后停顿40 s,重复操作12次,将柑橘各部位温度加热至54℃,并维持恒温3 min,利用微波照射对柑橘脱毒;
(5)重复脱毒:每间隔7天重复操作步骤(2)至步骤(4),共重复3次;
(6)脱毒后检测:脱毒完成后75天,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌,得到无黄龙病感染的柑橘。
本实施例选取50株树高为0.8-1.2米的黄龙病柑橘果树进行实验,微波脱毒实验前,样本采用GB/T 28062-2011《柑桔黄龙病菌实时荧光PCR检测方法》检测均为黄龙病阳性(样本CT≤35),微波脱毒完成后75天重新检测,45株柑橘果树转为黄龙病阴性(样本CT>35),说明本实施例处理的黄龙病柑橘果树脱毒效果显著,转阴率90%,其余5株未完全转阴的黄龙病柑橘果树体内韧皮杆菌含量降低92-99%,并且50株柑橘果树树势全部显著改善。
实施例3:
一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,包括以下步骤:
(1)柑橘黄龙病检测:将待脱毒柑橘砧木取样,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌;
(2)脱毒前准备:控制土壤含水质量百分比为5%,将待脱毒柑橘置于微波装置内,调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为80-100 cm;
(3)微波预处理:开启微波照射对柑橘预处理,微波照射频率为2.45 GHz、功率为100 W,微波照射时间为20 s,然后停顿30 s,重复操作3次,将柑橘各部位温度加热至40℃,并维持恒温30 s;所述微波照射为平面微波照射,所述平面微波为连续微波;
(4)微波脱毒:调整微波照射频率为433 MHz、功率为1000 W,微波照射时间为5 s,然后停顿60 s,重复操作5次,将柑橘各部位温度加热至50℃,并维持恒温2 min,利用微波照射对柑橘脱毒;
(5)重复脱毒:每间隔1天重复操作步骤(2)至步骤(4),共重复2次;
(6)脱毒后检测:脱毒完成后60天,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌,得到无黄龙病感染的柑橘。
本实施例选取50株树高为0.3-0.5米的黄龙病柑橘砧木进行实验,微波脱毒实验前,样本采用GB/T 28062-2011《柑桔黄龙病菌实时荧光PCR检测方法》检测均为黄龙病阳性(样本CT≤35),微波脱毒完成后60天重新检测,42株柑橘砧木转为黄龙病阴性(样本CT>35),说明本实施例处理的黄龙病柑橘砧木脱毒效果显著,转阴率84%,其余8株未完全转阴的黄龙病柑橘砧木体内韧皮杆菌含量降低93-99%,并且50株柑橘砧木树势全部显著改善。
实施例4:
一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,包括以下步骤:
(1)柑橘黄龙病检测:将待脱毒柑橘果树取样,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌;
(2)脱毒前准备:控制土壤含水质量百分比为25%,将待脱毒柑橘置于微波装置内,调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为40-60 cm;
(3)微波预处理:开启微波照射对柑橘预处理,微波照射频率为2.45 GHz、功率为900 W,微波照射时间为8 s,然后停顿30 s,重复操作10次,将柑橘各部位温度加热至43℃,并维持恒温30 s;所述微波照射为平面微波照射,所述平面微波为脉冲微波,所述脉冲微波其脉冲宽度为100 ms、间歇时间为20 ms;
(4)微波脱毒:调整微波照射频率为915 MHz、功率为3000 W,微波照射时间为3 s,然后停顿60 s,重复操作20次,将柑橘各部位温度加热至53℃,并维持恒温4 min,利用微波照射对柑橘脱毒;
(5)重复脱毒:每间隔3天重复操作步骤(2)至步骤(4),共重复5次;
(6)脱毒后检测:脱毒完成后90天,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌,得到无黄龙病感染的柑橘。
本实施例选取50株树高为1.5-2米的黄龙病柑橘果树进行实验,微波脱毒实验前,样本采用GB/T 28062-2011《柑桔黄龙病菌实时荧光PCR检测方法》检测均为黄龙病阳性(样本CT≤35),微波脱毒完成后90天重新检测,41株柑橘果树转为黄龙病阴性(样本CT>35),说明本实施例处理的黄龙病柑橘果树脱毒效果显著,转阴率82%,其余9株未完全转阴的黄龙病柑橘果树体内韧皮杆菌含量降低89-99%,并且50株柑橘果树树势全部显著改善。
实施例5:
一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法,包括以下步骤:
(1)柑橘黄龙病检测:将待脱毒柑橘苗取样,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌;
(2)脱毒前准备:控制土壤含水质量百分比为10%,将待脱毒柑橘置于微波装置内,调整控制待脱毒柑橘各部位与微波发射天线的距离为30-50 cm;
(3)微波预处理:开启微波照射对柑橘预处理,微波照射频率为2.45 GHz、功率为600 W,微波照射时间为10 s,然后停顿20 s,重复操作8次,将柑橘各部位温度加热至42℃,并维持恒温50 s;所述微波照射为平面微波照射,所述平面微波为连续微波;
(4)微波脱毒:调整微波照射频率为915 MHz、功率为2500 W,微波照射时间为6 s,然后停顿25 s,重复操作15次,将柑橘各部位温度加热至52℃,并维持恒温4 min,利用微波照射对柑橘脱毒;
(5)重复脱毒:每间隔5天重复操作步骤(2)至步骤(4),共重复3次;
(6)脱毒后检测:脱毒完成后60天,定性和定量检测柑橘内黄龙病病原韧皮杆菌,得到无黄龙病感染的柑橘。
本实施例选取50株树高为0.8-1.0米的黄龙病柑橘苗进行实验,微波脱毒实验前,样本采用GB/T 28062-2011《柑桔黄龙病菌实时荧光PCR检测方法》检测均为黄龙病阳性(样本CT≤35),微波脱毒完成后60天重新检测,43株柑橘苗转为黄龙病阴性(样本CT>35),说明本实施例处理的黄龙病柑橘苗脱毒效果显著,转阴率86%,其余7株未完全转阴的黄龙病柑橘苗体内韧皮杆菌含量降低95-99%,并且50株柑橘苗树势全部显著改善。