張連娟,高 月,董林林**,尉廣飛,楊 娟,陳軍文,沙本才
(1.云南農業大學農學與生物技術學院 昆明 650201;2.中國中醫科學院中藥研究所 北京 100700)
三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen為五加科人參屬多年生草本植物,又名田七、滇三七、血參等。性溫、味甘、微苦,具有散瘀止血、消腫定痛的功能,是我國傳統名貴藥材,是片仔癀、云南白藥、復方三七口服液等常見中藥制劑的主要原料之一[1]。近年來,隨著人們對養生保健問題的關注,三七的市場需求量也越來越大。中國為三七的主產地,隨著國內中藥產業現代化的發展,三七種植成為了云南省經濟發展的支柱產業[2]。
三七是多年生宿根植物,在生長過程中易受到外界環境因子及不良因素的影響[3]。董弗兆等[4]對文山三七種植區病害發生情況進行了調查,發現侵染性病害與非侵染性病害共計23種。連作障礙是引發病害的主要原因,可對三七帶來毀滅性災害,主要表現為三七連續種植多年以后,即使在正常的栽培管理情況下,也會出現生長勢變弱、產量降低、品質變劣、病蟲害嚴重等一系列不良現象[5]。據報道,云南文山七園總面積的15%為重茬連作,由此帶來的經濟損失每年高達上千萬元[6]。因此本文基于對三七生物學特征的了解,綜述了其主要病害類型、病原及傳播途徑,闡述了建立綜合的病害防治體系是促進三七產業可持續發展的有效措施。
三七病害的發生直接影響其高產性、優產性和穩產性。由生物因素與非生物因素引起的病害可分為侵染性病害和非侵染性病害[7]。三七主要侵染性病害包括黑斑病、圓斑病、炭疽病、疫霉病、根腐病等,可使植株倒伏或死苗。非侵染性病害主要包括由嚴寒、旱、澇、養分失調等因素所引起的病害[8]。隨著高價值藥用植物穩步發展的趨勢,病害防治等技術的研究也越來越受到相關專家學者的關注,如韓金聲主編的《中國藥用植物病害》、戚佩坤主編的《廣東省栽培藥用植物真菌病害志》以及陸家云主編的《藥用植物病害》等,對藥用植物病害的發生及防治進行了詳細講解[9-11]。而本文也對三七主要病害的習性特點進行了概括總結,以期為三七病害的防治提供參考(表1)。
三七黑斑病Alternaria panaxWhetz是三七主要病害之一,發病率5%~20%,嚴重時可高達60%以上。黑斑病存在于三七各個部位,主要癥狀為受害部位產生不規則水漬狀褐色或灰褐色病斑,常導致植株受害部位折垂至枯萎死亡[12]。黑斑病主要病原是人參鏈格孢(Alternaria panaxWhetz),所屬鏈格孢屬,鏈孢霉目,半知菌綱。人參屬的多種植物均受到該病原菌的侵害,1979年戚佩坤等人對云南文山等地的三七黑斑病樣株進行病原菌分離與鑒定,結果表明三七黑斑病病原與西洋參和人參的病原一致[13]。該病原菌為真菌性病害,分生孢子萌發最適濕度100%,溫度20℃,pH值為6,光暗對半交替有利于其萌發;菌絲生長最適溫度為25℃,全光照有助于菌絲生長[14]。

表1 三七主要病害生理特性
黑斑病具有起病急、傳播快等特點。該病的發生與多種因素相關,王勇等[15]經調查證實隨著光強的增加,黑斑病的發病率明顯加重;陳昱君等[16]發現該病發病情況會隨著相對空氣濕度的增加而加重。以云南文山為例,三七黑斑病的爆發時期多集中于該地四個降雨階段,雨后1-2天內會出現發病高峰期[17];三七生長過程中,溫度在18-22℃之間為三七易感病溫度,而在三七生產要地云南文山地區,三七生長時期的溫度正處于18-25℃。
1993年圓斑病在云南省文山州首次被發現,圓斑病的存在對于三七的生長具有毀滅性影響,該病占三七生長過程中因病害而造成損失的30%[18-19]。同黑斑病一樣,圓斑病也可侵染三七各個部位。受害部位病癥為深褐色水漬狀,葉片病斑處腐爛、葉柄上葉片脫落并且莖桿折垂等[20]。圓斑病病原菌是半知菌絲孢綱的槭刺孢Mycocentrospora acerina(Hartig)Deighton。陸寧等[18]對該病原菌生物特性進行研究,試驗證明產生分生孢子的最適溫度為18℃,并且先經歷低溫是孢子產生的前提;隨著溫度的增高,孢子萌發率下降,55℃為其致死溫度;隨著光照的增強,分生孢子產生的數量增多,無光照條件分生孢子無法生成。
圓斑病的傳播受溫度、濕度和光照的影響。連續的“低溫、高濕”天氣有助于該病害的傳播[19],且光照強度的增加會加重病害的發生。因此,加強田間管理,降低田間濕度,合理密植降低透光率可對病害有顯著抑制作用。
三七炭疽病是三七主要病害之一,在三七產區普遍存在。三七整個生長期均可受病,主要侵染植株葉、葉柄、莖及花果。發病嚴重時葉片病部破裂穿孔,葉柄和莖會發生倒折,花果干癟、腫爛[21]。引發炭疽病病害的是半知菌亞門真菌膠孢炭疽菌(C.gloeosporioides)和黑線炭疽菌(Colletotrichum dematium)。高溫、多濕以及透光度大等因素是病原菌繁殖所需條件。
病菌主要寄生在種子或殘留株葉上越冬進行侵染,次年通過風雨等條件傳播。
三七疫霉病又稱葉腐病,是三七所受病害中較古老的一種。據報道,先后在浙江、廣東被發現,是三七生產的主要病害[22,23]。該病發生在三七的全生育期,且整株各部位都可受到侵害。三七幼苗、子葉、成株葉片、莖頂、花軸及地下部分都可受到侵染。由點向面發展,管理不當可造成大面積死亡,屬于系統性侵染病害。疫霉病致病菌為霜霉目疫霉屬惡疫霉菌(Phytophthora cactorum(leb.et Cohn)Schroter)。王勇等[24]對文山地區三七疫霉病相關因子進行調查,結果表明海拔1300-1700 m為發病較嚴重區域,且隨著海拔的升高發病率有所降低;同時研究表明積水或空氣流通性差會加大病情的發生,光強的增加也會促進發病情況。
三七根腐病是典型的土傳性病害,俗稱爛頭子。全年皆有發病情況,是制約三七可持續發展及農業生態環境建設的一大障礙[25]。三七根腐病癥狀表現多樣,主要包括黃腐型,受病植株矮小葉片黃化,塊根呈黃色干腐狀;干裂型,塊根由初侵染時的腐爛逐步變成干枯潰爛;髓爛型,表皮完整,髓內腐爛呈干腐狀;急性青枯型,植株發病迅速,地上部葉片仍呈綠色伴隨萎蔫下垂,塊根出現大量膿菌;濕腐型,由地上部分侵染蔓延到塊根最后呈濕腐狀;莖基干枯型,莖桿基部最先受病,由上至下直至塊根腐爛[26]。根腐病的病原種類多樣,細菌、真菌、線蟲都能成為其致病菌,其中真菌為主要致病菌包括Cylindrocarpon destructans、C.didynum、Fusariumsolani、F.oxysporum、Phytophthora cactorum、Phoma herbarum、Rhizoctonia solani等[25]。文山州三七種植區在氣溫20℃,相對濕度大于95%,透光率過大(>30%)的條件下有利于根腐病的發生[27]。病害的發生與透光率成正比。王朝梁等[28]人對三七根腐病與環境關系進行研究,表示溫度決定病害發生時間及傳播速度,濕度及透光度決定病害發生的嚴重程度。陳昱君[29]等人經調查證實根腐病發病情況會隨著地勢的不同而不同,所以土壤狀況與根腐病的發生也關系密切。

表2 三七主要病害防治方法
三七病害的發生已嚴重威脅三七產業的可持續發展,目前可采用的三七病害防治方法主要包括農業防治、物理防治、化學防治以及生物防治(表2)。本文對為害三七生產的主要病害的防治方法進行概述,以期為三七病害的防治提供參考。
農業防治具有安全有效無污染等特點,三七生育周期中的大部分病害可通過采取農業防治措施得到控制以減緩病情發生。過程中主要基于選育抗性品種,進行合理輪作等標準化種植,同時加強田間管理進而對三七的病害進行綠色防治。
不同品種抗病性存在顯著性差異,品種的選育主要包括單株選育、混合選育以及集團選育等。在三七生產過程中,可選育較強的抗性品種以獲得性狀優良、抗逆性強的三七群體植株[34]。進行三七的標準化種植,是確保三七健康生長的必要保證。云南文山三七種植系統制定出了《三七標準操作規程》并得到國家中藥材GAP認證,通過三七種植規范化和規?;讲粩嗵岣?,2008年文山三七種植業全年產值4億元,純收入可達1.92億元[35]。三七栽培忌連作,宜輪作,實行科學合理的輪作對七園中根腐病、立枯病等病害有明顯防治作用。楊建忠等[36]調查三七輪作對于其影響,發現輪作時間的加長可使其發病率得到顯著緩解;根據三七生長特性需求,加強田間管理措施,主要包括科學施肥用水、搭建遮陰棚、保持田間清潔衛生等方面。肥水的科學施用可調節三七營養狀況,增強免疫力。搭建遮陰棚以方便對于光照的管理,因病而異控制三七植株曝光率。三七田園時刻保持清潔,避免病害以殘葉、廢棄物作為寄主進行繁殖傳播病原。
物理防治簡單易行,對環境、人畜無傷害,但是成本略大影響了大面積的推廣和使用。主要包括熱處理、土壤消毒等防治方法。熱處理是防治病害的有效措施,分為熱水浸泡和陽光暴曬兩種方式。播種前,將三七種子放入55℃溫水中浸泡10-15 min,可殺死寄生在種子上的病害分生孢子;通過深翻土層,進行日光暴曬,持續3周之后,可有效殺死或減少土壤中的病菌[40];種植前,利用干柴雜草放置土面進行焚燒,也可達到防治土傳病害的目的;試驗表明,高溫熏蒸可殺死土壤中的植物病原菌和雜草;在發病區撒上適量生石灰,也能有效防止病情快速、大面積的傳播[41-42]。

圖1 三七病蟲害綜合防治方法
化學防治又稱藥劑防治,即用化學藥劑的毒性來防治病害?;瘜W防治是植物保護中最常用的方法,也是綜合防治中的一項重要措施,適用范圍廣,方法簡便,收效快而顯著,尤其是在病害大面積發生時。根據防治對象、藥劑性能、使用方法選擇有效的藥劑品種進而對癥下藥,是提高防效的重要保證。王勇等發現25%丙環唑水劑2000倍液、30%愛苗乳油3000倍液、25%腈菌唑水劑2000倍液對三七黑斑病的防效均在80%以上[39];用50%的腐霉利(1:600倍液)和佳爽(1:500倍液)或科露凈(1:800倍液)和65%代森錳鋅兌水進行噴霧防治,可有效預防和控制三七圓斑病害[12]。此外,大量化學農藥的使用易造成農殘現象,因此農藥的選擇應符合《中藥材生產質量管理規定》,并嚴格按照三七病害防治技術操作規程要求,選擇使用殘留量低、對人畜毒害作用小以及對自然環境無污染的高效農藥[43]。
隨著人們對自然環境保護意識的增強和對綠色農業生態系統的進一步認識,生物防治技術被逐漸重視[44]。據研究生物防治主要包括天敵昆蟲的保護利用和輸引、病源農藥的防治及生防菌的制備。丁萬隆等利用純化后的木霉菌制劑對三七灰霉病進行防治,試驗結果顯著可達到對人畜無毒,無農殘的要求[45];制備生防菌,使其快速增值,對有限的營養和空間條件展開競爭減少病原菌數量,從而達到“以菌治菌”的效果[46-47]。
三七病害的發生嚴重影響了三七經濟產業的發展,有效的防治措施可緩解病害的蔓延。隨著三七栽培產業的規模化,病害發生情況日益嚴重,已引起有關部門對該問題的重視?!爸兴幉牟∠x害防治技術平臺”由中國醫學科學院藥用植物研究所等相關權威研究機構建立,針對我國三七、人參、西洋參等中藥材病蟲害現狀及防治展開技術研究[48]。因此病害的預防及治療對加快三七產業可持續發展起著決定性作用。
目前三七病害的防治方法呈現多樣化,但單一的防治手段無法避免對自然環境的破壞。因此在病害的防治過程中我們必須堅持“預防為主,綜合防治”的植保工作方針。從全局生態學角度出發,根本性的對病害的發生采取有效措施。充分利用環境及病害發生規律,將農業防治、物理防治、化學防治以及生物防治方法相結合,建立綜合性病害防治體系(圖1)。以保證防治過程中的高效、低毒無污染。
真菌、細菌、線蟲等都可引起三七病害的發生。優化三七生長環境條件建立綠色種植體系是控制病害發生的首要措施。三七病害、蟲害多寄生于植株各個器官以及潛伏在雜草、土壤、殘葉中越冬,次年繁殖發育,進而通過風雨等條件進行傳播,擴大病害侵染面積。因此,在三七生長發育過程中,應加強田間管理。越冬期前,進行深耕翻土以充分暴曬土壤,破壞適宜病蟲生長環境;三七生長期間勤檢查、勤清掃,若發現有害生物,可及時進行人工清除[49]。病害發生常與溫度、濕度、光照等因素有關,并且常借助雨水、風力傳播。因此過程中可搭設遮陰棚避免過多雨水澆灌,同時控制光照以防止病害源的繼續擴大。
三七不同栽培品種的抗病能力不同。在三七生產和栽培過程中,因地制宜,通過雜交育種、系統選育、分子標記輔助育種等方法獲得性狀優良、抗病性強的三七群體植株,是防治三七病害的有效措施之一。雜交育種和系統育種育種周期長,易受環境影響,短期內選擇優良性狀難度大,而分子標記輔助育種,是利用分子標記與決定目標性狀基因緊密連鎖的特點,通過檢測標記,達到選擇目標性狀的育種方式[34]。它不僅可以加快三七抗性品種的育種進程、縮短育種周期,且準確度高。因此,三七等藥用植物可以依據DNA多態性為基礎,利用高通量測序技術篩選與高產、優質、抗病等表型相聯的DNA片段作為標記,輔助抗性新品種的選育[50]。隨著栽培面積的不斷擴大,病害的發生造成三七產量及品質的下降,已成為制約三七產業可持續發展的重要障礙因子。而三七抗性新品種的選育和推廣將有效減少農藥使用量,減輕環境污染,降低農殘對人體健康的危害,促進并保障三七產業的可持續發展
隨著三七市場的迅猛發展,由中國云南省為代表的三七主產栽培地年經濟總值也得到了大幅度提升,云南三七產量占全國90%以上,2008年銷售收入23.78億元[51]。且由于三七產地適應性問題,文山三七原料提供影響了全國86%相關產企業和國外消費市場。然而由于市場需求量的提高,云南等三七產地已出現超負荷運轉現象。病害的連年發生以及連作障礙等因素,導致三七品質無法達標等問題嚴重影響三七產業的可持續發展。所以積極選育優良品種并提倡“預防為主,綜合防治”的管理方針,是促進三七產業良性循環發展的根本辦法。以我國三七資源的獨有性提升我國三七品牌在國際上的市場號召力,帶動經濟鏈條的可持續穩定發展。
1 夏鵬國,張順倉,梁宗鎖,等.三七化學成分的研究歷程和概況.中草藥,2014,45(17):2564-2570.
2 周清華.云南省文山州三七產業化發展研究.昆明:云南大學碩士學位論文,2014.
3 孫雪婷,李磊,龍光強,等.三七連作障礙研究進展.生態學雜志,2015,34(3):885-893.
4 董弗兆,劉祖武,樂麗濤.云南三七.昆明:云南科技出版社,1988.
5 官會林,陳昱君,劉士清,等.三七種植土壤微生物類群動態與根腐病的關系.西南農業大學學報(自然科學版),2006,28(5):706-709.
6 張子龍,王文全,王勇,等.連作對三七種子萌發及種苗生長的影響.生態學雜志,2010,29(8):1493-1497.
7 范艷霞.夏季草坪主要病害的識別與防治.現代園藝,2009,(6):39.
8 馮光泉,陳昱君,王勇,等.三七主要病害防治技術標準操作規程(草案).現代中藥研究與實踐,2003,17(S1):47-48.
9 汪澈,何月秋.植物病害生物防治在大棚溫室中的應用.云南農業大學學報,2004,19(6):673-676.
10戚佩坤.廣東省栽培藥用植物真菌病害志.廣州:廣東科技出版社,1994.
11陸家云.藥用植物病害.北京:中國農業出版社,1995.
12蔣妮,覃柳燕,葉云峰.三七病害研究進展.南方農業學報,2011,42(9):1070-1074.
13王淑琴,于洪軍,陳仙華.三七黑斑病的防治研究.特產科學實驗,1980,(4):8-14
14王志敏,皮自聰,羅萬東,等.三七圓斑病和黑斑病及其防治.農業與技術,2016,36(1):49-51
15王勇,劉云芝,陳昱君,等.三七黑斑病的研究.人參研究,2005,17(3):42-45.
16王勇,陳昱君,周家明,等.三七黑斑病田間發生規律調查初報.云南農業科技,2000,23(11):671-672.
17陳昱君,王勇.劉蕓芝,等.三七黑斑病發生規律調查研究.中國中藥雜志,2005,(7):557-558.
18陸寧.三七圓斑病病原菌分生孢子的生物學特性.中藥材,2005,28(9):748-750.
19王勇,陳昱君,范昌,等.三七圓斑病發生與環境關系.中藥材,2003,26(8):541-542.
20陸寧,陳昱君,魯海菊,等.三七圓斑病病原菌生物學特性研究.云南農業大學學報,2005,20(2):193-195.
21何振興,羅麗飛.三七炭疽病的發生及防治.中藥材,1988,11(3):12-13.
22王勇,劉云芝,陳昱君,等.文山三七疫病病原菌的分離與鑒定.文山師范高等??茖W校學報,2007,20(1):104-107.
23戚佩坤.廣東藥用植物病害.廣州:廣東科技出版社,1994.
24王勇,劉云芝,陳昱君.三七疫霉病發生相關因子調查.中藥材,2007,30(2):134-136.
25繆作清,李世東,劉杏忠,等.三七根腐病病原研究.中國農業科學,2006,39(7):1371-1378.
26汪靜,梁宗鎖,康冰,等.文山三七根腐病病原真菌的鑒定與藥劑防治.西北林學院學報,2015,30(1):158-163.
27毛忠順,龍月娟,朱書生,等.三七根腐病研究進展.中藥材,2013,36(12):2051-2054.
28王朝梁,龍月娟,朱書生,等.三七根腐病發生與環境條件的關系研究.中國中藥雜志,1998,23(12):714-716.
29陳昱君,王勇,馮光泉,等.三七根腐病發生與生態因子的關系.云南農業科技,2001,(6):33-35.
30曾祥云.三七新品種選育取得新進展.農村百事通,2006,(11):28.
31王文亞,趙昶靈,陳中堅,等.文山三七三種病原真菌的分離、鑒定及其體外生長速率的研究.農業科學與技術:英文版,2015,16(6):1165-1171.
32尋路路,趙宏光,梁宗鎖,等.三七根腐病病株和健株根域土壤微生態研究[J].西北農業學報,2013,22(11):146-151.
33毛忠順,龍月娟,朱書生,等.三七銹腐病菌的鑒定及不同培養基對其產孢量的影響.西北農林科技大學學報(自然科學版),2014,42(8):169-177.
34董林林,谷利婷,徐江,等.三七無公害栽培體系探討.世界科學技術-中醫藥現代化,2016,18(11):1975-1980.
35余育鳳,任祖云.關于三七產業可持續發展的對策研究.文山學院學報,2011,24(1):110-114.
36楊建忠,孫玉琴,韋美麗,等.不同輪作年限土壤對三七生長的影響.現代中藥研究與實踐,2012,26(2):6-8.
37羅文富,賀承福.三七根腐病病原及復合侵染的研究.植物病理學報,1997,27(1):85-91.
38王朝梁,李忠義,賀承福,等.三七病害與栽培條件的關系.云南農業科技,1991(6):15-16.
39王勇,陳昱君,楊建忠,等.幾種殺菌劑對三七黑斑病防效及與三七質量關系研究.文山學院學報,2013,26(6):4-7.
40 O?trec L,Grubi?i? D.Effects of soil solarization on nematodes in Croatia.J Pest Sci,2003,76(5):139-144.
41勤農.三七的種植栽培與病蟲害防治.農村實用技術,2010,(12):41-42.
42舒彬,韓春梅.三七主要病蟲害及其防治.四川農業科技,2011,(9):43.
43任月萍,胡忠慶.寧夏枸杞主要病蟲害化學防治研究進展.寧夏農學院學報,2004,25(3):88-91.
44高崇省,趙森.害蟲生物防治研究進展.天津農林科技,1996,(3):38-44.
45丁萬隆,程惠珍.木霉在藥用植物病害防治上的應用.中草藥,1997,28(8):505-507.
46檀國印,楊志玲,袁志林.藥用植物連作障礙及其防治途徑研究進展.西北農林科技大學學報:自然科學版,2012,40(4):197-204.
47薛泉宏,同延安.土壤生物退化及其修復技術研究進展.中國農業科技導報,2008,10(4):28-35.
48程惠珍,高微微,陳君,等.中藥材病蟲害防治技術平臺體系建立.世界科學技術-中醫藥現代化,2005,7(6):109-114.
49陳昱君,馮光泉,王勇,等.三七害蟲及有害動物防治技術標準操作規程(草案).現代中藥研究與實踐,2003,17(S1):49-50.
50董林林,陳中堅,王勇,等.藥用植物DNA標記輔助育種(一):三七抗病品種選育研究.中國中藥雜志,2017,42(1):56-62.
51鄭昆,廖增強.開發有機三七初加工設備的意義探討.云南農業,2009,(11):51-51.