楊 林 張建華 范 嶸 李子蒙 楊儒綱 劉洪泰
(云南省煙草公司保山市公司,云南保山 678000)
煙草是主要經濟作物之一,對發展國民經濟、增加農民收入發揮了重要作用。隨著經濟社會的發展,人們對自身健康和生態環境日益重視,煙草生產也不斷向綠色、安全靠攏。持續推進煙草病蟲害綠色防控是煙草產業轉型升級推動高質量發展的必然選擇。
煙草黑脛病是由煙草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)引起的土傳性卵菌病害,也是煙草生產上發生最為嚴重的病害之一,在煙葉主產區常年發生[1]。國內外一直普遍使用化學農藥防治煙草黑脛病,但長期依賴于化學防治會導致病菌抗藥性上升、煙葉品質下降、環境污染、農殘累積等嚴重后果,不利于煙草產業的綠色發展[2]。為此,本文從預測預報、農業防治、生物防治、抗病品種選育4個方面概述了煙草黑脛病的綠色防控措施,并對其未來發展進行了展望。
農作物病蟲害預測預報是農業生產的基礎性工作,做好病蟲害預測預報是實現煙草生產持續發展的關鍵措施之一[3]。針對煙草黑脛病的防控,病害發生后的“對癥下藥”固然重要,但癥狀出現前的“治未病”才是關鍵。因此,建立精準的黑脛病預測預報體系至關重要。
預測預報體系建立的核心在于田間病害癥狀、氣象環境條件等信息的收集利用。一方面,從當地氣候條件和品種布局出發,依據歷年黑脛病發生危害情況,科學合理設立預測圃和普查圃等系統監測點,同時對標監測結果,開展相關分析,及時進行預報發布。另一方面,充分利用遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、“3S”技術等信息收集技術,建立完善病害預防及應急機制,提高對黑脛病發生的預警能力[4]。遙感技術在煙草中的應用早有報道,但相關研究主要集中在生長監測、品質管理、面積和產量估算,在病蟲害監測方面研究較少,僅有的報道也多關注于煙草花葉病[5-8]。Zhang 等[9]利用高光譜遙感監測番茄晚疫病,以加強病害管理的精確性。同屬于作物疫病的一員,遙感技術在煙草黑脛病的監測方面同樣有著廣泛的應用前景。
選育和使用穩定的抗性品種是防治煙草黑脛病經濟有效的方法之一。煙草黑脛病的抗源主要有4 個,包括Florida301、Beinhart1000-1、藍茉莉葉煙草(Nicotiana Plumbaginiflora)和長花煙草(N.Longiflora)[10]。我國主栽烤煙品種的抗源多出自于此,特別是具有水平抗性的Florida301。其中,雪茄煙品種Beinhart1000-1的抗性最好,但由于抗性基因與不利性狀基因的連鎖,育成的烤煙品種品質不佳。因此,需要適合的育種手段將抗病性和優良性狀整合在一個品種中。
近年來,分子標記技術和基因組研究迅猛發展,成為抗病育種的重要輔助手段。Zhang等[11]以Beinhart1000-1 和小黃金1025 為親本,應用SSR 標記定位到2 個抗黑脛病主效QTLqbs7和qbs17。Duan等[12]研究發現,轉SoCYP85A1基因株系對煙草疫霉(P.nicotianae)的抗性較野生株系強。利用相關技術開展育種工作,有望快速獲得兼顧黑脛病抗性和優良品質的煙草品種。
烤煙生產不同于其他經濟作物,高度的計劃性和統一性決定了各產區種植品種結構的固定和單一。因此,各煙葉產區在兼顧質量、產量、效益的同時,應當因地制宜地選擇合適的抗黑脛病煙草品種,積極引進新的優良抗病品種進行試驗示范,做好品種更新換代工作。
連作會引起黑脛病病原菌在煙田土壤中的積累,破壞土壤中微生物結構平衡,導致煙草黑脛病的大面積發生。合理的輪作、間作或套作可以降低煙草疫霉菌在土壤中的繁殖與積累,是一種很好的控制煙草黑脛病的措施。釧有聰等[13]研究發現,大蒜根系分泌物能夠抑制煙草疫霉菌的活性,表明大蒜和烤煙輪作可以減輕煙草黑脛病的危害。薛超群等[14]研究發現,烤煙與大蒜、黑燕麥、花生間作對煙草黑脛病存在不同程度的防控效果。煙草與禾本科作物或非寄主作物輪作、間作均可減輕黑脛病的危害,但應避免與寄主作物,特別是馬鈴薯、番茄、辣椒等茄科作物的搭配輪作或間作。
深翻曬垡,利用太陽光殺滅土壤中的黑脛病病原菌;選用拮抗菌劑,特別是復合微生物菌劑進行育苗基質拌菌,培育壯苗、齊苗;高起壟、高培土栽煙,挖好排水溝,避免田間積水,降低田間土壤濕度;合理密植,保障田間通風透光條件;科學施肥,氮、磷、鉀肥合理搭配,生長中后期葉面噴施0.1%~0.2%磷酸二氫鉀,提高煙株抵抗力;適時揭膜培土,抑制病菌滋生;田間作業保護好煙株,發現病株及時拔出,帶出田間深埋銷毀。
植物免疫誘抗劑不能直接殺死病原菌,而是通過激活植物的免疫系統,誘導植株產生主動防御,從而增強植物的抗病能力[15]。目前發現的對煙草黑脛病具有防治作用的植物免疫誘抗劑主要是生物來源的寡糖類物質。姚艷平等[16]分別在活體和離體條件下,利用化學合成的幾丁寡糖及其結構類似物研究了煙株對煙草黑脛病的誘導抗性,發現β-1,3-乙酰氨基葡聚四糖、β-1,4-乙酰氨基葡聚三糖和β-1,4-乙酰氨基葡聚四糖的誘導處理對煙草黑脛病表現出顯著抗性。趙蕾等[17]研究表明,殼聚糖除了對煙草疫霉菌有抑制作用外,還能誘導煙草植株產生抗性。
與化學農藥相比,植物免疫誘抗劑具有安全無毒、綠色環保等特點,既可以誘導作物產生較為廣譜的抗病性,長期使用又不易使病原菌產生抗藥性,是防治作物病害的理想選擇。盡管關于寡糖類植物免疫誘抗劑的開發已獲得重要進展,但能實際應用的高效植物免疫誘抗劑種類依舊不多,有些防治效果尚不理想,仍需進一步研究[18-19]。
隨著生物技術的迅猛發展,針對煙草黑脛病的生防微生物越來越多地被發現和利用,主要包括細菌、真菌、放線菌。
細菌作為農業有益微生物的重要來源,在煙草上應用廣泛,目前鑒定出的拮抗煙草黑脛病的細菌多屬于芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞桿菌屬(Pseudomonas)。顧金剛等[20]從云南煙田土壤中分離出2株熒光假單胞桿菌(Pseudomonas fluorescens)RB-42和RB-89,研究發現二者能夠產生抗生素類物質,從而抑制煙草疫霉菌的活動。趙秀香等[21]對新分離到的1種側孢短芽孢桿菌(Brevibaeillus lateroporus)B8的鑒定結果表明,該菌株對煙草疫霉菌具有很強的抑制作用,且預防效果優于治療效果。
目前,針對煙草黑脛病的生防真菌主要是木霉屬的一些菌株。端永明等[22]研究發現,噴施質量濃度2.5 g/L綠色木霉(Trichoderma viride)菌劑,對大田煙草黑脛病防效明顯。長柄木霉和涇陽鏈霉菌復配能夠發揮協同增效作用,既能防治煙草黑脛病,又能促進煙苗根系和莖葉的生長[23]。哈茨木霉菌LTR-2對煙草黑脛病防效顯著,能提高中上等煙比例,是一種較好的生物防治藥劑[24]。
生防放線菌主要通過代謝產生抗生素,抑制微生物活動,從而減輕病害的發生。鄒朔飛等[25]從烤煙根際土壤中分離篩選到1株對煙草黑脛病菌有強拮抗作用的郝氏鏈霉菌(Streptomyces halstedii)MT35,研究發現,該菌對煙草黑脛病具有良好的田間防效,且對煙株具有促生效果。王靜等[26]對從土壤中分離出的不產色鏈霉菌(Streptomyces achromogenes subsp.streptozoticus)F8的鑒定結果表明,該菌株具有幾丁質酶、纖維素酶及蛋白酶活性,對煙草黑脛病菌有著較強的抑制作用。
植物分泌出的多種代謝產物和本身具有的天然抗性成分,因其綠色、環保、有效等優點而成為生物農藥的研究熱點,也是煙草黑脛病防治的重要方法之一。
朱三榮等[27]研究發現,土黃連、黃柏等19 種中藥材的提取物對煙草黑脛病病菌菌絲生長有顯著的抑制效果。盧敏等[28]采用菌絲生長抑制法和莖稈接種法,分別評價了5 種植物精油對煙草黑脛病的體內和體外抑菌活性,結果表明,檸檬草精油對煙草黑脛病的抑制效果最好。大蒜素可以防治煙草黑脛病,且濃度越高,田間防效越好[29]。近年來,有關抗煙草黑脛病植物源殺菌劑的報道多停留在試驗層面,能用于實際生產的商品化制劑十分稀少。因此,研制和開發高效、低毒的抗黑脛病植物源殺菌劑,并用于商品化生產十分必要。
綠色是農業發展的本色,烤煙生產亦不例外。推動煙草病蟲害防治由化學防治向綠色防控轉變,既是煙區農業綠色發展所需,也是助力鄉村振興和生態文明建設所需。
煙草黑脛病的發生、傳播和危害涉及氣候條件、土壤狀況、品種抗性等諸多因素,再加上煙草生長過程往往多種病害連發、重發,任何一種防治措施都難以達到徹底防治的效果。因此,必須嚴格落實“預防為主,綜合防治”植保方針,集成包括農業防治、生物防治、植物免疫誘抗劑等在內的所有綠色防控措施,在調查研究的基礎上,形成一套因地制宜、技術成熟、便于推廣、效果顯著的綠色防控技術體系。做好好煙草黑脛病防控,主要措施如下:第一,做好系統調查和田間普查,建立準確的黑脛病預測預報體系;第二,加快鑒定和發掘新的抗黑脛病種質資源,依托基因工程技術進行抗黑脛病定向改良或選育抗病新品種;第三,合理輪作、間作,加強栽培管理,做好土壤養護;第四,強化有益菌的篩選和應用研究,在實際生產中,選擇高效、低毒的綠色殺菌劑并科學合理地施用于煙株;第五,強化基層技術人員綠色防控知識培訓,以點帶面,支持和引導煙農自覺進行綠色植保,促進和實現煙草綠色防控措施的普及和推廣。