微波技术在防治烟草病虫害的应用

摘要

微波技术在防治烟草病虫害的应用。本发明将微波技术应用于烟草病虫害防治，可在烟草育苗、烟草种植、烟草烘烤调质、烟草种植土壤、烟草仓储等中有效地防治烟草病虫害，尤其是烟草花叶病毒病，获得较好的病虫害防治效果，并且不会造成农药残留和对环境的污染。

说明书

技术领域

本发明属于烟草病虫害防治技术领域，尤其是应用微波技术防治烟草病虫害技术领域。

背景技术

烟草病虫害防治是烟草农业发展中的一个重大课题。中国目前已发现烟草种植中的病害主要有真菌29种，病毒16种，细菌8种，植原体2种，线虫3种和寄生性种子植物2种；害虫主要有地老虎、金针虫、蝼蛄、蚜虫、烟青虫、斑须蝽、烟蓟马、烟草潜叶蛾、烟蛀茎蛾、蜗牛、野蛞蝓等。烟叶仓储害虫主要有烟草甲、大谷盗、赤拟谷盗、烟草粉螟、米缟螟、亚麻夜蛾、蝼蛄、金针虫、地老虎、金龟子等，其中以烟草甲、烟草粉螟两种害虫对烟叶及卷烟成品的危害最大。在烟草病虫害中，烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus，简称TMV)病是世界各烟草产区普遍发生的一类重要病害。据估计，全世界每年仅由烟草花叶病毒危害就造成约一亿多美元的经济损失，也是我国各烟区的重要病害，被称为烟草的“癌症”，传播最广、防治最难、危害最大。

国内外有众多的科研机构和人员，一直在通过化学药物、免疫、基因、物理等众多方法，努力探索烟草病虫害防治的方法。在烟草种植过程中，采用以下方式来防治烟草花叶病毒：(1)选育生长势强，发育速度快，耐病毒性强的高抗品种。(2)强化苗期管理，选用2年以上未种烟草及茄科植物、远离菜田的苗床，不使用TMV污染的粪肥。(3)选用从无病田无病株上采收的种子，用硝酸银、硫酸锌、磷酸三钠等药液浸泡冲洗去除种子表面病毒。(4)健苗、定苗前用肥皂水洗手和器具，发现病株及时拔除。(5)不与茄科植物间、套作，与禾本科作物轮作2年以上。(6)多施氮、磷、钾肥和多种微量元素肥料，提高植株抗病能力；移栽后炼苗，团棵末期浇临界水，来促进植株生长。(7)出现花叶病时，追施速效肥、培土浇水、促进开秸开片，减轻病害。(8)发病初期使用化学药剂。(9)加强田间管理，将已发病的烟苗风干烧毁，按先健株后病株顺序管理，甚至在操作过程中不准吸烟，不在烟田反复走动、触摸。以上各种方法，一定程度上预防和缓解了病毒的危害，但实际防治烟草花叶病毒的效果无法定论，烟草花叶病毒的危害发生率仍然很高。

目前，人们普遍采用化学药剂消毒、加热消毒和紫外线消毒等方法来消灭病毒。化学药剂消毒法常采用戊二醛、过氧乙酸、氯消毒剂、二氧化氯、环氧乙烷、臭氧、碘伏、乙醇、双胍类化合物和季铵盐等消毒剂来杀灭花叶病毒，但这些化学药剂对病毒的防治能力十分有限，用单独的化学药剂消毒，难以对病毒实施有效灭活，且在实际操作中，消毒周期较长，效率不高、病虫害易产生抗药性，化学药剂需要不断更新换代，防治效果降低。此外，化学药剂品种使用过多，易造成农残和环境污染。采用加热消毒法(含红外线消毒)，需要加热的环境温度通常要达到93℃以上，由于消毒过程中所涉及的各类器具的热传导性不一致，无法均衡控制各部位的温度，死角部位难以彻底消毒。并且高温消毒不仅消毒时间长，还可能造成损坏器具、人手无法及时操作器具、接触导致烟苗死亡的后果。因此，从时间性、实际运用和安全性上来看，加热消毒方法都不应作为首选的方法。采用紫外线消毒法，没有试验数据和资料可以证明，用什么波长、多长时间能有效杀死具体种类的病毒，给实际应用带来了困难，并且在实际过程中，病毒亦可能存在于器具残留的汁液中，也可存在于器具的各个死角，紫外线由于波长较短，不具有穿透性，只能对辐射到的器具或残汁表面进行消毒，即使紫外线能杀灭如花叶病毒一类的病毒，也只能用于试验室使用，不具有实际的使用价值。

发明内容

本发明的目的正是为了解决现有技术存在的问题，将微波技术应用于烟草病虫害防治，以获得较好的病虫害防治效果，并且不会造成农药残留和对环境的污染。

本发明的技术方案如下：

微波技术在防治烟草病虫害的应用。

微波技术在烟草育苗或/和烟草种植或/和烟草烘烤调质或/和烟草种植土壤或/和烟草仓储中防治烟草病虫害的应用。

微波技术在烟草育苗中防治烟草病虫害的应用方法为：

①将育苗盘清洗后用频率为900-2500MHz、输出功率为220V900-2500W的微波装置对育苗盘照射消毒5-10分钟后再直接用于育苗；

②在烟苗剪叶、掐叶、切根器具上进行辅助剂喷雾后实施剪叶、掐叶、切根操作；然后使用频率为900-2500MHz、输出功率为220V900-2500W的微波装置对每组器具进行照射消毒5-10分钟，再用器具进行下一盘烟苗的剪叶、掐叶、切根操作。

微波技术在烟草育苗中防治烟草病虫害的应用方法为，所述辅助剂为0.1％的褐藻酸钠。

微波技术在烟草种植中防治烟草病虫害的应用方法为采用频率为500-1500MHz、输出功率为200-1000W的微波装置，附加紫外线波长为254nm、功率为30-100W的紫外线装置，同时对烟草植株进行5-20秒照射。

微波技术在烟草烘烤调质中防治烟草病虫害的应用方法为根据烤房面积，按每立方米915MHz、500-1000W配置微波装置，使用频率为900-2500MHz、输出功率为900-2500W的微波装置对烤房内烟叶照射消毒。

微波技术在烟草种植土壤中防治烟草病虫害的应用方法是对每年或多年种植烟草的土壤进行翻耕、筛除大块金属杂物后，使用微波频率为900-2500MHz、输出功率为10-50KW的微波装置对土壤进行1-10分钟照射消毒。

微波技术在烟草仓储中防治烟草病虫害的应用方法为使用两组对射的频率为900-2500MHz、输出功率为10-50KW的微波装置对入库烟包逐包进行1-5分钟照射消毒；并使用微波频率为900-2500MHz、输出功率为500-2000W的微波装置，附加紫外线波长为254nm、功率为30-100W的紫外线装置，对仓库内环境、死角、烟包进行照射杀毒。

由于微波消毒菌谱广，可杀灭各种病毒、真菌、细菌等微生物和害虫。微波加热时产热均匀，微波能达到的地方，吸收介质均能吸收微波并很快将微波转化为热能，使微生物、害虫和病毒死亡。当病毒处于微波场中时，分子受到冲击和震荡，破坏结构和内外物质平衡。微波场中量子效应波可使各种蛋白、酶、核酸等受到破坏。采用微波杀菌消毒不仅节能、消毒速度快，而且对生物体作用无选择性，可杀灭各种微生物和病原体等。此外，微波消毒无毒性，无残留物，不会对环境造成污染，损坏轻，微波消毒所需工作环境与占地面积小，对周围环境不致形成高温，清洁卫生。

具体实施方式

实施例一：微波技术在烟草育苗中防治烟草病虫害的应用

①采用全水发泡聚氨脂(成本约28000元/吨)，耐温160℃以上作为育苗盘(规格每盘160株左右)，回收利用周期为3-6年。

②对育苗盘消毒灭害：烟农使用育苗盘后清洗，然后用频率为900-2500MHz、输出功率为220V900-2500W的微波流水线设备，对育苗盘照射消毒5-10分钟。消毒5分钟即可灭活烟草花叶病毒。将消毒后的育苗盘直接用于育苗。

③对剪叶机、掐叶机、切根机消毒灭害：采用耐高温200℃以上、物理性能好的工程塑料制做剪叶机、掐叶机、切根机等器具，用辅助剂喷雾器具。辅助剂选用0.1％的褐藻酸钠。用剪叶机、掐叶机、切根机实施剪叶、掐叶、切根操作后，使用频率为900-2500MHz，输出功率为220V900-2500W的微波装置对器具进行照射消毒再进行下一盘操作。采用单微波装置，两工位，交互转换式刀具多组(2-8组，客户的时间要求确定)，每组刀具消毒5-10分钟，综合时间在1-10分钟每盘/人，进行流水作业。

本消毒方法消毒时间短、成本低、效率高、占地小、环保无毒、可以灭活包括烟草花叶病毒在内的各种烟草病虫害。

实施例二：微波技术在烟草种植中防治烟草病虫害的应用

使用背负式移动微波设备，微波频率为500-1500MHz、输出功率为200-1000W。附加紫外线波长在254nm、功率在30-100W的紫外装置，对烟草植株进行5-20秒照射，能有效地灭活、减轻、抑制烟草植株表面的病害，尤其对芽虫等害虫的防治，可以减少烟草花叶病毒等通过害虫口器传播。

实施例三：微波技术在烟草烘烤调质中防治烟草病虫害的应用

利用微波具有内加热、发热效率高的特点，用来改造现有烤房或建造新型烤房，在烘烤烟叶的同时，对烟草病毒进行杀灭，可减少烟草病毒的后续传播。根据烤房面积，一般按每立方米915MHz、500-1000W配置微波装置。使用频率为900-2500MHz，输出功率为900-2500W的微波装置，微波照射消毒时间按目前烘烤过程的变黄阶段、定色阶段和干筋阶段，根据不同烟叶质量、品种来编制工艺确定。本烘烤调质方法节能、环保无毒、可以灭活或抑制包括烟草花叶病毒在内的各种烟草病虫害。

实施例四：微波技术在烟草种植土壤中防治烟草病虫害的应用

对每年或多年种植烟草的土壤，进行翻耕、筛除大块金属杂物后，对土壤进行微波消毒。使用微波频率为900-2500MHz，输出功率为10-50KW的微波流水线设备，对土壤进行1-5分钟消毒，有效杀灭突然中的病虫害，包括烟草花叶病毒等烟草病毒。根据种植面积和规模的不同，可选用耕、筛与微波消毒分开的固定设备，也可选用耕、筛、微波消毒一体的移动设备。采用本消毒方法可实现烟草精细化种植、提高土地使用效率、环保无农残、有效防治烟草病虫害。

实施例五：微波技术在烟叶仓储中防治烟草病虫害的应用

①使用两组对射的频率在900-2500MHz、输出功率在10-50KW的微波流水线入库设备，对入库烟包进行1-5分钟消毒，利用微波良好的穿透性和消毒性能，有效杀灭烟包内、外的病虫害，同时对烟叶(包)进行干燥，减少霉变损失。

②使用微波频率伟900-2500MHz，输出功率为500-2000W的微波移动设备，附加紫外线波长为254nm、功率为30-100W的紫外装置，对仓库内环境、死角、烟包进行日常照射杀毒。

对微波灭活烟草花叶病毒的效果进行了试验检验，具体如下：

(一)试验方法

1、用带有烟草花叶病毒的烟苗4株，各取病毒特征明显的2株放入同一研磨袋充分研磨至糊状，用消过毒的载玻片(微波煮沸10分钟，包括辅助器具)取第一组(C组)10X15X1mm带病毒样本6份编号(C-01、C-11、C-12、C-13、C-14、C-15)、取第二组(D组)15X30X2mm带病毒样本6份编号(D-01、D-11、D-12、D-13、D-14、D-15)备用。

2、按时间间隔2、3、4、5、6分钟，在喷雾加入辅助剂(0.1％的褐藻酸钠)的同时，用频率为900-2500MHz、输出功率为220V900-2500W的微波对两组病毒样本照射试验，取得2X5＝10个(C-11、C-12、C-13、C-14、C-15和D-11、D-12、D-13、D-14、D-15)灭活样本。

3、将10个经微波照射的样本和未进行微波照射的2个对照(C-01、D-01、阳性)样本，共12个样本，分别放入研磨袋、加入4ML缓冲液充分研磨。

4、将研磨好的12个样本，外加2个不带毒心叶烟取样(C-16、D-16，阴性，取样方法同上)样本，共14个样本，分别进行心叶烟接种枯斑法检测相对活性、TAS-ELISA病毒相对浓度等二项试验。

试验一：各取等量样本，分别用金刚砂(60目)研涂接种于2组14个不带病毒心叶烟烟叶上，做好标识和记录；接种试验完成，将烟苗放入暗室12小时后取出，在常温室内正常养护5天，通过观察来判断活性结果。

试验二：各取(D组)等量样本，做好标识和记录，在405nm波长下检测0D值，来判断病毒相对浓度。

(二)试验结果

A：两次用心叶烟接种枯斑法检测病毒相对活性试验结果：

  微波  处理  时间 0分钟  0分钟  2分钟  3分钟  4分钟  5分钟  6分钟  10分钟  样本  状况 阴性  阳性  灭活样  灭活样  灭活样  灭活样  灭活样  心叶  烟叶  大小 50X60mm  50X60mm  50X60mm  50X60mm  50X60mm  50X60mm  50X60mm  C组试  验编  号 C-16  C-01  C-11  C-12  C-13  C-14  C-15

  C组枯  斑个  数 0  约310(枯  萎状态)  约148  25  4  0  0  D组试  验编  号 D-16  D-01  D-11  D-12  D-13  D-14  D-15  D组枯  斑个  数 0  约567(枯  萎状态)  约260  约161  23  0  0  平均  枯斑  个数 0  438  204  141  14  0  0  微波  谐腔  温度 25℃  25℃  69℃  92℃  106℃  125℃  148℃  175℃

B：委托云南省农业生物技术重点试验室，对样品用心叶烟接种枯斑法检测相对活性试验结果：

  处理时  间(分) 0  0  2  3  4  5  6  0  0  0  样本状  况 阳性  阳性  灭活  灭活  灭活  灭活  灭活  阴性  阴性  空白  心叶mm  (约) 30X50  30X50  30X50  30X50  30X50  30X50  30X50  30X50  30X50  30X50  1组试  验编号 CK+1  C-01-1  C-11-1  C-12-1  C-13-1  C-14-1  C-15-1  C-16-1  CK-1  空白1  枯斑个  数 26 萎 7  118  94  51  57  30  21  35  17  14  11  19  1  0  0  3  0  0  0  0  0  0  0  萎  0  0  0  0  0  0  0  2组试  验编号  CK+2  C-01-2  C-11-2  C-12-2  C-13-2  C-14-2  C-15-2  C-16-2  CK-2 空白2  枯斑个  数  68  34  70  57  66  79  65  76  12  17  5  17  萎  0  4  1  0  0  0  0  0  萎  0  0  0  0  0  0 0 0 0 0

  3组试  验编号  CK+3  C-01-3  C-11-3  C-12-3  C-13-3  C-14-3  C-15-3  C-16-3  CK-3 空白3  枯斑个  数  萎  118  120  108  55  25  19  萎  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0 0 0 0  平均枯  斑个数  44  85  32  18  1  0  0  0  0 0

C：委托云南省农业生物技术重点试验室，对样品在405nm波长检测的OD值结果：

  试验  编号  阳性  D-01  D-11  D-12  D-13  D-14  D-15  D-16  阴性  空白对照  样本  状况  阳性  灭活  灭活  灭活  灭活  灭活  阴性  OD值  I  0.311  0.240  0.186  0.163  0.189  0.186  0.187  0.137  0.143  0.142  OD值  II  0.322  0.197  0.168  0.151  0.166  0.164  0.183  0.124  0.127  0.143  平均  0.316  0.218  0.177  0.157  0.177  0.175  0.185  0.130  0.135  0.142

(三)结论

试验结果证明，利用微波技术，可以快速、有效地灭活烟草花叶病毒，抑制并阻断烟草花叶病毒传播。