CN110235661B

CN110235661B - 一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法

Info

Publication number: CN110235661B
Application number: CN201910492723.0A
Authority: CN
Inventors: 陈先锐; 黄志民; 黄端权; 谢能中
Original assignee: Guangxi Hezhou Zhengfeng Modern Agriculture Co ltd; Guangxi Zhongke Microwave Advanced Manufacturing Industry Technology Research Institute; Nanning Zhongke Microwave Advanced Manufacturing Industry Technology Research Institute; Guangxi Academy of Sciences
Current assignee: GUANGXI HEZHOU ZHENGFENG MODERN AGRICULTURE Co.,Ltd.; Guangxi Zhongke microwave advanced manufacturing industry technology Research Institute; Nanning Zhongke microwave advanced manufacturing industry technology Research Institute; Guangxi Academy of Sciences
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2039-06-06
Also published as: CN110235661A

Abstract

本发明公开了一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，涉及微波应用技术领域，其特征在于微波预处理时，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；然后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。本发明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%，是一种高效、快速和环保的柑橘脱毒方法。

Description

一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法

技术领域

本发明属于微波应用技术领域，具体涉及一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法。

背景技术

柑橘黄龙病（Huanglongbing）是当前全球柑橘生产的头号毁灭性病害，由植物韧皮部内寄生的韧皮部杆菌引起。由于危害严重和致死率高，而且至今缺乏有效的防控方法，因此黄龙病被称为柑橘“癌症”。因此，研究者致力于对染病柑橘树进行脱毒研究，即通过物理、化学等手段直接杀灭病树内的韧皮部杆菌。利用热处理方法防治柑橘病害由来已久，主要用于嫁接脱毒，近年来开始应用于田间防治。中国专利CN201610566664（申请号）公开了一种柑橘黄龙病的热空气处理装置及其使用方法，中国专利CN201310318834（申请号）公开了一种利用热处理防治柑橘黄龙病的方法。中国专利CN201610215620（申请号）公开了一种用于防治柑橘黄龙病的药剂，中国专利CN201811243632（申请号）公开了一种防治柑橘黄龙病的微生物药物。在封闭空间内利用太阳光、热空气、热蒸汽对黄龙病果树进行升温处理可以杀灭韧皮部杆菌，从而对黄龙病进行有效的防治。但是现有的热处理方法都是通过介质由外至内传热，升温速度慢、温度分布不均、条件不易控制和处理周期长，并且柑橘根部难以升温至杀灭韧皮部柑橘的温度，不利于进行规范化操作和大量苗木样品的处理。而化学药剂、中草药制剂或者微生物制剂防治黄龙病都存在着药效不明确、渗透性差和隐形的食品安全问题。

微波是无线电波中一个有限频带的简称，是指频率为300 MHz-300 GHz，即波长在1 mm-1 m之间的电磁波。微波照射加热是一种新型的物理灭菌杀虫技术，其优点来源于微波的热效应和非热效应，其热效应具有一定的穿透性和较好的温度均匀性。中国专利CN201810278941（申请号）公开了一种黑皮鸡枞菌菌棒的微波灭菌方法，中国专利CN02129628（申请号）提供了一种微波除草灭菌法。土壤中的水分及其他极性成分也会吸收微波能而升温，形成高温环境，加速杂草、病原菌的死亡，从而达到相对持久的除草、灭菌效果。微波灭菌杀虫已在某些病害防治方面得到了较好应用，然而目前还没有针对柑橘黄龙病的微波杀灭韧皮杆菌方法。

黄龙病感染植株后，病菌在韧皮部形成病斑，几乎能感染所有柑橘栽培品种的各个生长时期的各个部位，如叶片、果实、花、根部、种皮和茎部，因此，以物理高温方式杀灭韧皮杆菌要将柑橘各部位全部均匀升温，普通的热空气、热蒸汽等加热方式升温速度慢、不均匀和无法加热根部，存在明显的缺陷。微波照射加热具有时间短，穿透性强，升温快，温度均匀，高效节能，安全环保，反应灵敏，设备简单和便于控制等优点，开发一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，可以高效、快速、环保地杀灭韧皮杆菌，有助于柑橘植株脱毒，从而控制柑橘黄龙病的传播和蔓延，有效防治柑橘黄龙病。

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C_T≤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C_T＞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C_T≤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C_T＞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C_T≤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C_T＞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：

（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；

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C_T≤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C_T＞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：

（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；

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C_T≤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C_T＞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。

Claims

1.一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：所述待脱毒柑橘包含柑橘果树、柑橘苗、柑橘砧木。

3.根据权利要求2所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：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%。

4.根据权利要求3所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：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%。

5.根据权利要求4所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：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。

6.根据权利要求5所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：所述脉冲微波其脉冲宽度为50-200 ms、间歇时间为10-100 ms。

7.根据权利要求6所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：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。

8.根据权利要求7所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：步骤（3）中，将柑橘各部位温度加热至45℃，并维持恒温60 s。

9.根据权利要求6所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：步骤（4）中，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。

10.根据权利要求9所述一种利用微波对柑橘进行脱毒的方法，其特征在于：步骤（4）中，将柑橘各部位温度加热至55℃，并维持恒温5 min。