大豆根腐病病原菌多元性特征及其綠色防控策略的深入探討

大豆根腐病是大豆生產常見病害，是導致大豆減產的重要因素，威脅大豆生產與品質，影響農業經濟效益。鐮刀菌屬、惡疫霉和立枯絲核菌是主要病原體。本研究分析病原菌多樣性，探討發病因素，提出綠色防控策略，以減少病原菌數量、減輕病害、提高產量和品質。

大豆是1年生草本植物，蛋白質含量 35%-40% ，是優質植物蛋白來源，在全球農業和食品產業中地位重要。但大豆根腐病病原多、危害大，不同于其他病害，可在大豆全生長周期出現，播種后胚根長2-3厘米時可能出現癥狀，發病損害根系，影響根部酶活性和數量，削弱植株吸收能力，一般使產量損失 10%-30% 嚴重時超 60% ，甚至絕收。近年因氣候變化，該病發生呈上升趨勢，農業損失巨大。因此，研究病原菌多樣性和綠色防控策略對保障大豆產業可持續發展意義重大。

一、大豆根腐病的病原菌多樣性

1、病原菌的種類

（1）鐮刀菌屬

大豆根腐病是嚴重危害大豆生長的土傳病害，病原菌種類多，主要病原菌類群為鐮刀菌屬，代表性致病菌種是尖孢鐮刀菌。該菌種在自然環境廣泛分布，各類土壤均有，侵染能力強，可通過多種途徑侵入大豆植株，尤其易侵染根系。其菌絲體初始為白色棉絮狀，隨菌落成熟，顏色從白色變為淡粉色，最終可能呈紫色或紫紅色。尖孢鐮刀菌主要靠產生分生孢子繁殖傳播，孢子形態多樣，能在土壤中長期存活并保持侵染活力。

在農業生產中，長期種植大豆且土壤條件差的田塊，特別是地勢低、排水差的黏重土壤田塊，易受尖孢鐮刀菌侵害，病原菌會迅速繁殖并達到致病濃度。當土壤濕度高或溫度在 25-30°C 時，侵染加劇，導致大豆根腐病大面積發生。

大豆植株被侵染后癥狀很典型，根系發育被阻礙且有從褐色到黑色的腐爛病斑，地上部分長得慢還矮化，下部葉片會黃化萎蔫且嚴重時整株枯死，這些癥狀影響大豆生長發育，使結莢變少、籽粒不飽滿，產量損失嚴重，減產 30%-50% ，大豆生產遭受重大經濟損失。

（2）惡疫霉

高濕度環境下，病原菌惡疫霉偏好生長繁殖，潮濕土壤或積水區域、相對濕度超 80% 是其適宜生長環境。惡疫霉的繁殖結構孢子囊多為規則球形或近似球形，直徑20-40微米。在 15-25^°C 且濕度充足時，成熟孢子囊會釋放大量直徑約5-10微米、有兩根鞭毛、能主動游動的孢子。外力如雨水飛濺、灌溉水流能使其被動傳播。游動孢子隨水流接觸大豆植株根部后，主要通過2條途徑侵入寄主：一種是根部自然傷口或機械損傷部位，另一種是根毛區或根尖的皮孔。侵入后，病原菌在寄主組織細胞間隙快速蔓延，根部初期出現透明水漬狀病變斑塊，后病變區域擴大成深褐色到黑色的壞死病灶。病害嚴重時，根系大面積腐爛，植株因缺水缺養分而萎蔫死亡。

（3）立枯絲核菌

立枯絲核菌屬于典型土壤習居性病原微生物，能于富含有機質的土壤環境中長期存活越冬，大多以土壤里殘留的植物病殘體或者未腐熟的有機肥料為生存基質與營養來源。春天氣候適宜時，立枯絲核菌就活躍繁殖起來，大豆種植時，從種子萌發一直到幼苗根系發育這整個生長階段，幼嫩根毛或者根尖表面一旦接觸到帶菌土壤，菌絲體馬上就附著上去，接著這些菌絲分泌多種酶類物質，借助生化作用慢慢突破植物根系表皮保護層，侵入寄主組織內部細胞。侵染持續發展，大豆植株根部出現顯著病變癥狀，局部組織會有深褐色至黑色壞死病斑，病斑不斷擴大相連，整個根系組織逐漸軟化腐爛，病原菌代謝活動和次生代謝產物積累，受害部位散發明顯腐敗惡臭氣味，這是該病害典型特征之一。

2、病原菌的分布與流行規律

（1）地理分布

大豆根腐病病原菌地理分布比較廣泛，多種土壤類型和氣候條件下都能生存繁殖，從寒冷的北方到溫暖濕潤的南方都有它們的蹤跡，像東北、黃淮海這些大豆集中種植區，大豆種得多，連作年頭長，土壤管理又不好，病原菌就更多，病害也更嚴重，這些地方防控大豆根腐病格外重要。

（2）時間流行規律

春季大豆播種時氣溫上升且土壤濕度增加，病原菌往往就活躍起來，播種前土壤里病原菌多種子發芽時就易被感染，從而出苗率降低，夏季高溫多雨為病原菌傳播和侵染提供了良好環境，大豆根腐病常發病最重，這個階段病原菌借著雨水飛濺、灌溉水流動、農事活動等快速擴散致使好多大豆植株根部爛掉，秋季氣溫慢慢降低且降水量減少，病原菌生長和活動受限，病害發展速度就減緩了，不過有一些病原菌能在土壤里越冬，成為下一年病害的初始侵染源。

二、大豆根腐病的發病影響因素

1、環境因素

（1）濕度方面

土壤中水分含量持續過高時會顯著影響土壤物理結構特性，土壤孔隙被水分過度填充從而使通氣性能被嚴重削弱，缺氧環境直接抑制大豆根系正常呼吸且根系組織因缺氧代謝紊亂、生理活性明顯下降，具體表現為根系活力減弱、抗逆性降低、細胞膜透性增加，這都讓土壤病原菌有機可乘，連續多日陰雨天氣或者灌溉管理不合理，使田間長時間積水時，土壤環境持續厭氧會抑制好氧微生物活動且使厭氧性病原菌大量繁殖，就拿大豆根腐病來說，其致病菌在濕潤缺氧的土壤環境里快速繁殖并經受損根系組織侵入植株，最終導致病害暴發蔓延。

（2）溫度方面

絕大多數引發根腐病的病原微生物，其生長繁殖和代謝活動在相對溫暖的環境溫度（通常 25^°C-35^°C ）下特別有利，田間土壤溫度持續穩定處于這一最適溫度區間時，各類病原菌菌絲體快速生長、孢子大量形成，生理活性和致病能力也明顯提高，活躍的病原菌能更有效地侵入大豆根系組織，侵染效率和致病性顯著增強，如此，大豆植株根部組織更易被病原菌侵襲破壞，大豆根部感染根腐病的風險大幅上升，最終可能導致嚴重的產量損失。

（3）土壤質地方面

黏重土壤顆粒細小結構緊密，保水性能極強，但這會使土壤孔隙度降低、透氣性明顯下降，降雨或灌溉后很容易積水，這種土壤環境不好，會嚴重抑制大豆根系呼吸與生長發育，導致根系缺氧腐爛，而且積水環境利于土傳病原菌繁殖傳播，使大豆感染根腐病等土傳病害的風險大增。沙質土壤顆粒結構粗大、孔隙度大，透氣性好，不過保水保肥能力差，養分和水分很容易隨雨水或灌溉水流失，土壤如此貧瘠，大豆植株往往長得瘦弱、抗逆性不強，一旦病原菌入侵，沒有足夠營養支持，抗病物質積累也不足，植株防御能力低，各種病害也容易發生。

2、品種抗性差異

根腐病在不同品種的大豆抗性差異顯著主要源于各自的遺傳特性，部分大豆品種會慢慢形成針對特定病原菌的防御機制，抗性強的品種根系細胞結構緊湊且細胞壁厚實能有效阻攔病原菌入侵，像有些品種的根系表皮細胞富含酚類物質、木質素等抗菌化合物，病原菌一接觸這些根系化合物就被激活釋放，進而抑制病原菌生長繁殖，而且抗病品種遇病原菌侵襲后自身免疫系統被激活，引發一系列防御反應像病理相關蛋白的合成、抗氧化酶系統的激活等以增強對病原菌的耐受性與清除能力。

三、大豆根腐病的綠色防控策略

1、農業防治措施

（1）選用抗病品種

品種選擇需綜合考慮當地氣候、土壤類型和常見病原菌種類。東北地區氣候冷、濕度大，適合選耐寒、耐濕且抗尖孢鐮刀菌強的品種，如“東生7號\"“東生19號”，其在不良環境生長好、染根腐病風險低；黃淮海地區夏季高溫多雨，可選耐高溫、高濕且對疫霉菌屬和立枯絲核菌抗性好的“中吉602”，該品種根系屏障功能強、生長快、抵御病原菌能力強。南方地區炎熱潮濕，選耐熱、耐濕、耐疫霉能力強的“華春3號\"\"華春5號\"等品種合適，它們能適應南方氣候、根系耐疫霉菌，疫病環境下生長穩定。此外，還可引進推廣新抗病品種，加強大豆種質資源搜集保護，利用現代育種技術培育更多廣譜抗病優質品種。

（2）合理輪作與間作

① 輪作

病原菌的生存周期能被輪作打破，從而減少其在土壤中的積累，大豆感染根腐病的幾率也就隨之降低。輪作模式上，大豆可與禾本科作物輪作，如玉米、小麥、水稻等。玉米根系發達，生長時能分泌抑制病原菌的物質，其根系還可改變土壤結構，增加土壤通氣性和透水性，使病原菌不易生存繁殖，小麥根系淺，在土壤中的分布層次和大豆不同，輪作可充分利用土壤養分和空間，減少病原菌滋生場所，水稻是水田作物，種植環境和大豆差別大，病原菌在水田難存活，與大豆輪作能減少土壤中病原菌數量。

② 間作

大豆田間能間隔種些像大蒜、洋蔥、薄荷這類有驅蟲或抑菌作用的植物，大蒜含大蒜素等抗菌物質能抑制多種病原菌生長，洋蔥揮發性氣味強可驅避部分病原菌，薄荷含薄荷醇等成分有殺菌驅蟲功效，將這些植物與大豆間作，可營造較健康的農田生態環境，減輕病原菌對大豆的侵害。

（3）優化栽培管理

栽培管理措施包括密植、施肥和排灌等。

① 密植方面

大豆品種特性、土壤肥力、氣候條件等因素需考慮進去才能合理確定種植密度，有些地區土地肥沃、降雨充沛時種植密度每畝可控制在1.5萬-2萬株上下，要是土地干旱又瘠薄的話種植密度就得減到1萬-1.2萬株。

② 施肥方面

土壤肥力檢測結果和大豆生長需求要參考，氮、磷、鉀等大量元素肥料和硼、鋅等微量元素肥料。要合理搭配，基肥施用時，每畝施2000-3000公斤充分腐熟的農家肥、10-15公斤尿素、20-30公斤過磷酸鈣、5-10公斤硫酸鉀，大豆生長期間，要依據實際情況進行追肥，開花期和結莢期分別追施氮肥和磷肥，才能滿足大豆不同生長階段的養分需求。

③ 排灌方面

大豆根系發達且對水分敏感、不耐澇漬，連續陰雨時需每隔幾天檢查1次田間排水狀況，發現積水就要趕緊排掉，干旱的時候用滴灌或者噴灌，少量多次地澆，讓土壤相對含水量維持在60%-70% 。

④ 中耕松土

土壤通氣性可通過適時中耕松土得以增加，有助于根系生長與下扎，大豆生長期間通常需中耕2-3次且中耕深度10-15厘米較為合適，大豆苗期第1次中耕能破除板結提高地溫，花期第2次中耕可促進根系發育增強植株抗倒伏能力。

2、生物防治措施

（1）利用拮抗微生物

拮抗微生物是能對病原菌起抑制、競爭或捕食作用的有益微生物，與病原菌相互作用可控制大豆根腐病發生與危害。常用的防治拮抗微生物有枯草芽孢桿菌、木霉菌和淡紫擬青霉等。其中，枯草芽孢桿菌抗菌譜廣，能在大豆根系周圍形成保護膜阻止病原菌入侵，還能分泌抗菌物質抑制其生長繁殖。木霉菌通過競爭和重寄生對抗病原菌，在土壤中迅速繁殖搶占生存空間和養分，并寄生在病原菌菌絲上致其死亡；淡紫擬青霉主要靠產生大量孢子抑制病原菌，其孢子在土壤中傳播，與病原菌孢子競爭萌發位點，減少侵染機會。具體實施時，可用多種應用方式。

① 拮抗微生物被制成微生物菌劑，借種子包衣、蘸根或者土壤處理等方式施用于大豆植株，種子包衣時，含拮抗微生物的菌劑均勻包裹種子表面，播種后種子就能被有益微生物定殖，對病原菌形成早期防御。

② 把拮抗微生物跟有機肥料混合施入土壤，能為拮抗微生物提供不錯的生存環境與養分來源并促使它在土壤里繁殖擴散，從而強化對病原菌的抑制效果。

（2）應用生物源殺菌劑

生物源殺菌劑具有環境友好、低毒、低殘留的優點，主要包括植物源和微生物源兩類。植物源殺菌劑中，許多植物含抗菌活性成分，如茶多酚可抑制病原菌的酶活性與核酸合成，抑制多種植物病原菌。銀杏酸能直接殺傷病原菌，還可誘導大豆抗病，增強其抗根腐病能力。微生物源殺菌劑多為微生物代謝產生的殺菌活性物質，如鏈霉素，由灰色鏈霉菌產生，能抑制病原菌蛋白質合成。防治大豆根腐病時，需根據病害發生程度和流行情況選擇合適產品和時機，一般在發病初期或預防階段用藥，將藥劑稀釋800-1000倍左右，采用噴霧或灌根方式施藥。病害輕且發展慢時適合噴霧，將藥劑噴于葉片和莖部。病情重或土壤帶菌量高時適合灌根，將藥劑灌入植株根部以直接作用于病原菌。

3、物理防治措施

（1）土壤消毒處理

王壤中的病原菌能被土壤消毒處理殺滅，從而減少病害發生幾率并創造出大豆生長的健康土壤環境，消毒方法有太陽能消毒、蒸汽消毒等，太陽能消毒簡單易行且環保，夏季高溫時把土壤深耕和平整后，用塑料薄膜覆蓋借太陽能升溫悶曬20-30天，土壤溫度可達 50-60^°C ，這樣的高溫能殺死土壤里大部分病原菌、線蟲、雜草種子等有害生物，一些規模化種植大豆的地塊夏季會對土地集中進行太陽能消毒，消毒后的土地大豆根腐病發病率明顯降低，蒸汽消毒適合設施農業或者苗床等小面積土壤消毒，用水蒸汽發生器把水加熱，產生蒸汽再注入土壤使其溫度迅速升到 100^°C 左右，并保持一段時間后就能殺滅土壤中的病原菌和害蟲，這種方法消毒效果徹底，但需要特定設備和能源供應且成本比較高，在蔬菜育苗、花卉栽培這些對土壤消毒要求高的場合用得比較多。

（2）種子處理技術

種子經處理后發芽率可提高且幼苗抗病能力增強，溫水浸種較為常見。這種方法能殺掉種子表面部分病原菌，把大豆種子放在 50-55°C 溫水里泡15-20分鐘后撈出用清水沖凈，此過程需注意控制水溫和浸泡時間。水溫過高種子會燙傷且浸泡太長時間會影響發芽率，溫水浸種能殺傷病原菌、讓種子吸水膨脹并提高發芽勢，除溫水浸種外藥劑拌種也可行，選多菌靈、福美雙之類適合殺菌劑，按比例把藥劑和種子混在一起，且要保證每粒種子表面都均勻裹上一層藥劑（一般每公斤種子用2-3克藥劑），藥劑拌種時先把藥劑溶在水里再和種子混合，這樣藥劑才能均勻包裹種子。

綜上所述，大豆根腐病病原菌多種多樣使其防治工作更加困難，要有效控制該病需采用綠色綜合防控策略，如農業防治、生物防治和物理防治都要用上，往后要不斷深入研究大豆根腐病病原菌且重視綠色防控技術創新和普及，從而能少用化學農藥以保護生態環境并保證大豆產業可持續發展。

（作者單位：1.132400吉林省樺甸市農民科技教育中心；2.132400吉林省樺甸市農業技術推廣中心）