常燕霞 陳書霞 程智慧 杜俊娜 李曉敏 周 靜
(西北農林科技大學園藝學院,陜西楊凌 712100)
大蒜(Allium sativumL.)屬百合科蔥屬蔬菜作物。由于其營養豐富,是人們喜愛的傳統調味品。我國是大蒜的主要生產國,年均產量為10.5 萬t,占全世界的77%(Zohary & Hopf,2000)。但是近年來,隨著大蒜種植面積和產業化發展及栽培生態環境的不斷變化,大蒜葉枯病日益嚴重,造成大蒜蒜薹、蒜頭產量的嚴重損失(牛俊平 等,2007;Zheng et al.,2008)。據報道,由于大蒜葉枯病造成的損失達20%~30%,嚴重年份及部分地塊損失達50%以上(顏琳琳 等,2009)。
早在1975年,由匍柄霉引發的大蒜葉枯病在意大利第1 次被發現(Rao & Pavgi,1975),而現在已在美國(Miller et al.,1978)、南非(Aveling & Naude,1992)、西班牙(Basallote-Ureba et al.,1993)、巴西(Mehta,1998)、澳大利亞(Suheri & Price,2000)、埃及(Hassan et al.,2007)、中國(Zheng et al.,2008)等地陸續發生。長期以來蒜農都是采取農家自留種,年復一年的種植,蒜種得不到提純復壯,存在嚴重的種性退化問題,導致植株矮小,假莖變細,抗逆性和抗病蟲害的能力降低。因此了解國內外大蒜葉枯病的發生、發展及其防治方法,對于大蒜葉枯病的研究和防治具有重要意義。
大蒜葉枯病病原為枯葉格孢腔菌(Pleospora herbarum),屬子囊菌門真菌,無性階段為匐柄霉(Stemphylium botryosum),屬半知菌門類真菌,兩個階段的病菌均可侵染大蒜,但以無性階段侵染為主(張志強 等,2007;肖德海和鄭秀珍,2007)。分生孢子為灰色或暗黃褐色,單生,卵形至橢圓形或廣橢圓形。子囊殼群生或散生,球形或扁球形,具孔口。子囊孢子黃褐色,紡錘形或橢圓形(黃征,2007;肖德海和鄭秀珍,2007)。
大蒜葉枯病主要危害大蒜的葉片和蒜薹。葉片上的癥狀主要有兩種:一是秋季苗期蒜苗中、下部葉片先發病,葉尖發白逐漸形成尖枯,翌年2、3月氣溫回升至8~10 ℃時,病斑沿葉脈向下擴展,并逐漸枯死;二是春季病菌直接從葉片其他部位侵染,病斑初呈花白色圓形斑點,擴大后呈不規則形或橢圓形,灰白色或灰褐色病斑,中央灰白色或淡紫色病斑,在高濕生長條件下和大蒜生長后期病斑上有黑色霉狀物產生,并由灰白色轉變為灰褐色(王永山 等,2004;林順花,2008)。蒜薹上的癥狀主要表現為在薹梢和蒜薹上出現黃白色斑點,不易貯藏,從而失去食用價值和商業價值(朱秋兵,2004)。
大蒜葉枯病病菌主要以菌絲體或子囊殼隨病原體越冬,菌絲生長的最適宜溫度為 15~25 ℃,低于8 ℃或高于25 ℃生長均受到抑制,34 ℃以上停止生長。分生孢子形成適宜溫度為20~25 ℃,萌發適溫為15~34 ℃。大蒜出苗后,溫濕度適宜時產生分生孢子,隨氣流或雨水飛濺傳播造成初步侵染,之后病部產生分生孢子進行再侵染(蔣平,1999;何麗和冉一倩,2007)。該菌系弱寄生菌,常伴隨霜霉病或紫斑病混合發生。除侵染大蒜外,還可侵染大蔥、洋蔥、韭菜等作物(張洪才 等,1995)。
大蒜葉枯病在大蒜出苗后2~3 葉期即可被侵染,田間一般10月下旬開始見病,但由于氣溫不斷降低,冬季田間濕度較小,田間病株增長較為緩慢,嚴重度較低,多以單病葉、單病株或單病斑存在。翌年2月底~4月中旬病菌再度侵染,病害急度上升,這一時期葉片被大量感染,葉片大量枯死,嚴重影響大蒜的抽薹和蒜頭生物產量的形成。病害危害期貫穿整個生長季節,達6 個月左右(陳華 等,2004;王永山 等,2004)。
大蒜葉枯病的發生與田間溫度、濕度、降水量有密切的關系,一般溫度越高、濕度越大、降水量越多,發病越嚴重。當大蒜在溫度、相對濕度適宜的情況下,再加上暴露在降水或露水中達8 h 以上時,是大蒜感染葉枯病適宜的環境條件(Zheng et al.,2010)。Sinha 和Singh(1993)試驗證實當溫度為18 ℃,空氣相對濕度為85%~90%時,扁豆葉枯病發病嚴重。張洪才等(1995)系統地分析了大蒜葉枯病的發生與氣候的關系:降水和溫度與葉枯病的發生呈正向關系,在一定范圍內,降水多,春季回暖早,氣溫高,大蒜葉枯病發病嚴重,反之則輕;光照長短與大蒜葉枯病的發生輕重呈負向關系。另外,種植密度大、田間管理粗放、整地質量差、肥水管理不當也是葉枯病發生的原因,然而地膜覆蓋的田塊,以及增施磷、鉀肥的田塊葉枯病發生程度輕于其他田塊。
大蒜葉枯病的防治應堅持以農業措施為基礎,以藥劑防治為重點的防治策略,協同運用多種防治手段,以達到綜合控病的目的。
2.1.1 不同種類作物多樣性配置 分生孢子在土壤中越冬是春季大蒜葉枯病傳播蔓延的主要途徑,因此利用作物種類和類型多樣性合理布局,并充分利用蔬菜間的化感作用建立良好的蔬菜生態系統,合理輪作倒茬,破壞病原菌的生存環境,減少菌源積累。很多種植區由于大面積作物連年單作,大蒜葉枯病、姜瘟病造成了作物大面積絕產。對于大蒜葉枯病發病嚴重的地塊,可與冬小麥、油菜、豌豆等輪作倒茬,輪作年限3 a 以上(陳華 等,2004)。
2.1.2 改善蒜田生態環境 種植大蒜應選擇地勢平坦,土層深厚,土壤肥力高,排灌方便,保肥、保水性能強的地塊。一般覆膜栽培比露地栽培晚播5~7 d,株距12~14 cm,行距20~25 cm,種植密度每公頃37.5 萬~45.0 萬株,播后覆土2~3 cm(何麗和冉一茜,2007);栽培時施足底肥,有機肥必須充分腐熟,實行氮、磷、鉀肥平衡施肥,避免過量施用氮肥,并在蒜薹生長期和鱗莖膨大期進行追肥,苗期還可進行葉面噴肥,促進壯苗,提高抗病能力;干旱時適量澆水,春末、夏初降雨多,田間濕度大時,及時排水,適時中耕、除草、松土,培育壯苗,促進植株健壯生長,可以增強植株抗病能力。大蒜收獲后,應徹底清除病株殘體和覆蓋物,嚴禁將殘株落葉隨意丟棄在田邊及溝渠中,應帶出田外集中燒毀或深埋,以減少病源菌。
2.1.3 選育優良品種 淘汰發霉、蟲蛀、發黃變軟的蒜頭,盡可能采用脫毒、抗病、無病蟲蒜,并精選大瓣蒜作蒜種。顏琳琳等(2009)認為選用每頭蒜有4~6 個或7~8 個的一、二級蒜瓣,單瓣5 g 以上的肥大、潔白、無病斑、無傷口的蒜瓣作種,可以有效地防止葉枯病的發生。還要有計劃地引進優良品種的脫毒大蒜,逐步替代本地退化的品種。Suheri 和Price(2000)將26 個大蒜品種種植在試驗田,使其長時間暴露在濕潤環境中(≥8 h),并散播匍柄霉分生孢子,結果發現其中5 個大蒜品種沒有感染葉枯病。
傳統意義上防治葉枯病的方法主要是依靠殺菌劑,藥劑防治的關鍵是抓好發病前的預防及發病初期的防治,做到苗期早防,發病初期重治,中后期巧治。Basallote-Ureba 等(1993)報道利用戊唑醇和腐酶劑提前處理大蒜種子可以有效地防止葉枯病的發生。顏琳琳等(2009)研究發現,在播種前用50 ℃溫水浸種30 min、用0.5%代森銨、福美雙拌種或用種子質量0.25%的2.5%適樂時懸浮種衣劑進行種子包衣,殺滅蒜體病原菌,均勻拌好晾干后播種,對葉枯病的防效可達95%左右。李秀菊等(2008)用50%甲基托布津可濕性粉劑(WP)或50%多菌靈WP處理種子后再播種可有效切斷侵染途徑。
當田間大蒜葉枯病的發病率低于 11%時,病害不足以對大蒜蒜頭、蒜薹的產量造成危害(McDonal et al.,2004),但是當病害繼續蔓延時,應及時全面噴藥,尤其是連陰雨天氣后應及時噴藥,防止病原菌蔓延。陳華等(2004)根據多年的研究得出:用25%咪鮮胺乳油(EC)1 000~1 500 倍液、50%撲海因WP 1 000~1 500 倍液或50%代森錳鋅WP 500 倍液交替噴施,間隔7 d 噴1 次,連噴3~4 次,可以防治葉枯病,同時還兼治葉疫病等其他病害。
王永山等(1997)對4 種殺菌劑(25%多菌靈WP、40%治萎靈WP、50%撲海因WP、50%速克靈WP)進行了比較,結果發現50%撲海因WP 對大蒜葉枯病的防治效果最優。楊德良等(2001)利用三唑類藥劑10%世高WG 防治大蒜葉枯病,以每667 m260 g 的施用量防效最好。陸進泉和顧衛忠(2008)使用50%咪鮮胺錳鹽對大蒜葉枯病進行防治試驗,結果表明:800~1 000倍液的50%咪鮮胺錳鹽對大蒜葉枯病的防治效果可達47.90%~63.40%,且對作物安全,同時對大蒜的蒜薹鱗莖有一定的增產、穩產效果,可在生產中大面積示范后推廣應用。孔素萍等(2010)選用7 種低毒廣譜殺菌劑對大蒜葉枯病進行了田間藥效試驗,結果表明:每667 m2用25%阿米西達懸浮劑(SC)20 g、50%翠貝干SC 10 g 可有效防治大蒜葉枯病,大蒜葉枯病發病指數小于8.0,防效達70%以上,而蒜薹、蒜頭增產10%。
化學藥劑雖能在一定程度上防治大蒜葉枯病,但是長期單一使用某種藥物會使病原菌產生耐藥性。Alberoni 等(2005)報道匍柄霉真菌對腐酶劑有很強的免疫力,而這一殺菌劑在意大利被廣泛應用,如此一來蒜農不得不使用強效殺菌劑。但強效殺菌劑的有毒物質有可能殘留在大蒜中,不僅造成環境污染和生態平衡,而且對人類有害,因此,在農業生產上要盡可能減少化學藥劑的使用。
使用化學藥劑防治大蒜葉枯病易導致有毒物質的積累,不僅破壞生態平衡,而且危害人類健康,因此應用環境友好型生物技術防治大蒜葉枯病成為國內外研究的熱點。
將培養好的拮抗微生物以一定方式施入土壤中或將有機物加入土壤中可以有效的抑制土壤病原菌,減少病害的發生(Ouhdouch et al.,2001)。Lahdenpera(1987)從泥炭蘚中分離的灰綠鏈霉菌K61(S.griseoviridis),在溫室試驗中發現能夠降低康乃馨枯萎病病原菌的擴展,從而抑制病原菌的產生,提高康乃馨的產量。Nemec 等(1996)研究發現哈茨木霉(T.harzianum)T-22 菌株可以有效地降低番茄根腐病和枯萎病的發病率。
我國在利用微生物防治植物病害方面的研究和開發近年來發展很快,陳延熙等(1985)研制的增產菌已經廣泛應用于防治水稻稻瘟病、小麥紋枯病和油菜菌核病等。云南農業大學和中國農業大學共同研制的微生物農藥——百抗,其主要有效成分是枯草芽孢桿菌B908,對水稻紋枯病的防治效果達70%以上(徐欽,2002)。游春平等(2006)研究發現稻瘟病生防菌(短小芽孢桿菌)發酵原液對香蕉枯萎病菌的分生孢子萌發具有較好的抑制作用,抑制率達到 86.67%。魏春妹等(2000)研制出青枯散,田間試驗證明對番茄青枯病、煙草青枯病的防治效果為70%和80%,并有10%的增產效果,具有提高發芽勢和壯苗的作用。黃傳輝(2007)采用田間試驗的方法,對3 個大蒜基地施用生物多抗菌肥,結果表明:施用生物多抗菌肥后,與對照相比,大蒜葉枯病的發生率和發病程度明顯降低。因此用生防菌處理大蒜種子或溫室土壤將成為今后防治大蒜葉枯病的有力手段。王桂華等(2010)選擇已連續種植15 a 以上的蒜田為試驗對象,以測土配方施肥、配施復合微生物肥及PGPR 菌劑等不同措施研究對防治大蒜重茬病的效果,結果發現采用配方施肥,減少氮肥用量,配施復合微生物肥和PGPR 菌劑,對改善大蒜苗期生長狀況、促進根系發育、減輕重茬病害、增加大蒜產量有顯著的作用。
在傳統農業生產中,早有利用太陽暴曬土壤起消毒作用、減輕土傳病蟲害的實踐經驗。目前國外使用的土壤暴曬(Soil solarization)技術就是在此基礎上發展起來的。土壤暴曬的方法始于以色列人利用太陽能消毒成功防治番茄和茄子的枯萎病及幾種雜草的試驗(Katan et al.,1976)。該技術的重點就是在土壤上覆蓋塑料薄膜,能夠防止熱量、溫度和揮發性氣體的散失,提高土壤溫度,殺死或減少土壤中有害微生物。在約旦,田間應用黑色地膜覆蓋,同時結合熱水處理,可使土溫提高到56~60 ℃(劉松林,2000)。此溫度超過了匍柄霉孢子萌發和菌絲生長所需的適宜溫度,因此可采用土壤暴曬來防治大蒜葉枯病的發生。
迄今為止,國內外對大蒜葉枯病的抗性鑒定方法較少。程曉蘭等(2010)根據田間調查的結果選擇對大蒜葉枯病抗性不同的品種G087、G064、G039,在實驗室條件下采用離體接種〔不同的孢子懸浮液(孢子數1×105、1×106、1×107個·mL-1)、溫度、接種部位、接種株齡〕和活體接種方法對3 個品種進行抗性鑒定,統計病情指數和品種抗病類型,鑒定結果與田間調查的品種抗病水平一致,即G087、G064、G039 這3 個品種分別為抗病、中抗、感病品種;離體接種和活體接種方法均能如實地反應出大蒜品種的田間抗病性,但離體接種鑒定更簡單、方便,因此利用離體接種病原菌的孢子懸浮液鑒定大蒜品種的抗性將是一個有力的手段,從而為防止大蒜葉枯病的發生和栽培品種的選擇提供有力的技術支持。
目前,雖然有一些化學藥劑可以用來防治大蒜葉枯病,但效果不明顯,而且大量用藥還會引起產品農藥殘留增加,降低食用安全性(肖德海和鄭秀真,2007;張志強 等,2007)。因此,要從根本上防治大蒜葉枯病,必須選育抗病品種。但由于大蒜不育的特性和有性育種幾乎不可能進行等原因,導致品種老化和退化嚴重(朱秋兵,2004),無法進行有性雜交育種。所以通過離體培養篩選抗病突變體是其快捷而有效的育種途徑之一,這將是今后的研究重點。
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