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为解决铜基杀菌剂防治辣椒细菌性斑点病（BSP）出现的铜耐药问题，研究人员开展铜和镁基纳米材料抗 BSP 病原菌的研究。结果表明，这些纳米材料在体外和体内均有杀菌活性，为防治 BSP 提供新途径。
辣椒，作为餐桌上常见且深受人们喜爱的蔬菜，富含维生素 C，在全球广泛种植与食用。然而，一种名为辣椒细菌性斑点病（Bacterial spot of pepper，BSP）的病害，却如同隐藏在辣椒种植产业中的 “恶魔”，严重威胁着辣椒的产量与品质。BSP 主要由黄单胞菌属（Xanthomonas）的病原菌引起，在温暖潮湿的环境下极易爆发。一旦发病，辣椒植株会出现落花、落果的现象，后期果实还会因叶片脱落、过度暴晒而失去商品价值，给种植户带来巨大的经济损失。
多年来，铜基杀菌剂一直是防治 BSP 的主要手段。但随着时间推移，病原菌逐渐产生了铜耐药性，导致铜基杀菌剂的防治效果大打折扣。为了应对这一问题，种植户们不得不将铜基杀菌剂与代森锰锌等混合使用，可即便如此，防治形势依旧严峻。不仅如此，大量使用铜基杀菌剂还会对土壤环境和植物健康造成不良影响，比如导致土壤中铜元素积累，影响土壤微生物群落结构，甚至会让辣椒植株出现生长不良的情况。在这样的背景下，寻找铜基杀菌剂的替代品迫在眉睫。
美国相关研究机构的研究人员肩负起了探索新防治方法的重任。他们开展了关于铜和镁基纳米材料防治 BSP 的研究，旨在评估这些纳米材料能否有效替代传统铜基杀菌剂，为辣椒细菌性斑点病的防治开辟新道路。该研究成果发表在《Crop Protection》杂志上，为农业病害防控领域带来了新的希望。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。在纳米材料合成方面，采用了已发表的成熟制备方案来获取实验所需的纳米材料。在抗菌活性检测上，通过体外实验、生长室实验以及田间实验，在不同环境和条件下对纳米材料的抗菌效果进行评估。其中，体外实验用于检测纳米材料在实验室条件下对病原菌的直接作用；生长室实验模拟温室环境，观察纳米材料对植株病害发展的影响；田间实验则在实际种植环境中，全面检验纳米材料的防治效果。
纳米材料合成
研究人员按照先前发表的方案制备核壳铜（CS-Cu）纳米颗粒，通过一系列复杂的化学反应，成功获取了实验所需的纳米材料。这一过程为后续实验的开展提供了关键的物质基础。
体外实验
研究人员对铜和镁基纳米材料（MgO、MgCu、CS-Cu 和 MgDC）进行体外杀菌活性测试。在四个不同时间点孵育后重复实验三次，并进行方差分析（ANOVA）。结果显示，所有纳米材料在低至 200 ppm 的浓度下都展现出杀菌活性，与商业铜杀菌剂（Kocide 3000）和对照组相比，能使活菌细胞数量大幅减少，甚至完全消除。这表明这些纳米材料在体外对病原菌具有强大的抑制作用。
生长室实验
在生长室实验中，研究人员发现所有纳米材料在浓度为 100 μg/ml 或更高时，都能降低病害严重程度，与未处理的对照组相比，病害减少幅度在 15% 至 56% 之间。这一结果进一步证明了纳米材料在相对可控的温室环境中，能够有效减轻辣椒植株的发病程度。
田间实验
田间实验结果表明，除了 MgO 和 MgCu 在 100 μg/ml 浓度下，其他纳米材料都能将 BSP 的严重程度降低 12% 至 50%，与未处理的对照组相比效果显著，且它们的防治效果与 Kocide - 3000 相当。这意味着在实际的田间种植环境中，部分纳米材料可以作为有效的防治手段，与传统杀菌剂发挥相似的作用。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：铜和镁基纳米材料在体外实验、温室实验以及田间实验中，相较于未处理的对照组，均展现出了杀菌活性。在体外实验中，这些纳米材料对耐铜的 Xanthomonas euvesicatoria（Xe）的抗菌活性，比 Kocide - 3000 还要高，即使在较低的铜浓度（100 μg/ml 孵育 4 小时）下也是如此。在生长室和田间实验中，多种纳米材料能够有效降低 BSP 的严重程度。
这项研究意义重大。它为辣椒细菌性斑点病的防治提供了新的选择，这些纳米材料不仅在一定程度上解决了病原菌对铜耐药的问题，而且部分镁基纳米材料对环境相对友好，有望减少传统铜基杀菌剂对环境造成的负面影响。同时，该研究成果也为其他农业病害的防治研究提供了新思路，推动了农业病害防控领域向更加绿色、高效的方向发展。未来，随着研究的深入，这些纳米材料或许能够在农业生产中得到更广泛的应用，为全球辣椒种植产业保驾护航。
