方中達(dá)與建國初期水稻白葉枯病的研究

宋健楊堅(jiān)

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095）

方中達(dá)與建國初期水稻白葉枯病的研究

宋健楊堅(jiān)

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 人文社會(huì)科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095）

方中達(dá)（1916—1999），我國著名植病科學(xué)家、農(nóng)業(yè)教育家、中國現(xiàn)代植病科學(xué)的奠基人之一。從美國留學(xué)歸來之后，方中達(dá)一直專注于全國的水稻白葉枯病防治工作，從白葉枯病菌侵染循環(huán)研究入手，通過選用抗病稻種、稻種消毒等多種方法對(duì)水稻白葉枯病進(jìn)行綜合防治，有效控制了病害的發(fā)生，為建國初期水稻病害的防治做出重要貢獻(xiàn)。

方中達(dá)；建國初期；水稻

方中達(dá)（1916—1999），我國著名植病科學(xué)家、農(nóng)業(yè)教育家、中國現(xiàn)代植病科學(xué)的奠基人之一。水稻作為我國最主要的糧食作物，其種植面積和產(chǎn)量均居糧食作物的首位，建國初期水稻白葉枯病肆意橫行，嚴(yán)重影響了水稻產(chǎn)量。從美國留學(xué)歸來之后，方中達(dá)一直專注于全國的水稻白葉枯病防治工作，從白葉枯病菌侵染循環(huán)研究入手，通過選用抗病稻種、稻種消毒等多種方法對(duì)水稻白葉枯病進(jìn)行綜合防治，有效控制了病害的發(fā)生，為建國初期水稻病害的防治做出重要貢獻(xiàn)。然而，國內(nèi)許多介紹中國植病發(fā)展史的論文或者專著中，大多是以植病技術(shù)發(fā)展為線索，很少涉及推動(dòng)植病研究技術(shù)進(jìn)程的科技人員，所以我們很難看到方中達(dá)的名字。這對(duì)貢獻(xiàn)于植病研究技術(shù)事業(yè)的先驅(qū)們無疑是一種埋沒。

一、建國初期水稻白葉枯病的防治形勢

“民以食為天”，在我國黃河以南地區(qū)，水稻一直是種植面積最大的糧食作物。然而，由于各種植物病害的肆虐，水稻產(chǎn)量一直上不去。白葉枯病是僅次于稻瘟病的重要水稻病害，1884年在日本被發(fā)現(xiàn)和報(bào)導(dǎo)，之后我國各地的水稻種植區(qū)亦有發(fā)生，但危害尚不大。20世紀(jì)初，在我國華南稻區(qū)首先報(bào)導(dǎo)有該病發(fā)生，后病區(qū)不斷擴(kuò)大，在江蘇、浙江、安徽等地都引起不同程度的為害。20世紀(jì)50年代，水稻白葉枯病在我國的長江流域和珠江流域稻區(qū)大范圍流行，因水稻白葉枯病引起減產(chǎn)的一般是10%左右，輕的也有1—5%，但是發(fā)病重的減產(chǎn)可達(dá)50—60%，甚至90%以上，總計(jì)減產(chǎn)面積在500萬畝以上。[1]

日本是最早研究水稻白葉枯病的國家，但直到1917年經(jīng)研究才證實(shí)其為細(xì)菌寄生所引起。日本植病專家經(jīng)過幾十年的研究，積累了一些有關(guān)病害與環(huán)境因素關(guān)系的資料，但對(duì)病害初次侵染的來源，即病原細(xì)菌在何處越冬這一關(guān)系到制定防治措施的關(guān)鍵性問題，意見仍然很不一致。我國有關(guān)水稻白葉枯病的研究工作，雖在二十年前就有人作過調(diào)查，但國內(nèi)有關(guān)水稻白葉枯病資料還是很少，再加上我國之前防治水稻病害方面的農(nóng)業(yè)技術(shù)并不是十分發(fā)達(dá)，對(duì)白葉枯病的防治，除去注意品種和施肥以外，還沒有更積極有效的方法，往往造成極大的損失。

二、發(fā)現(xiàn)白葉枯病菌初次侵染來源

在20世紀(jì)初，日本學(xué)者石山信一及橋罔良夫認(rèn)為土壤和作物殘余中的細(xì)菌是白葉枯病初次侵染的來源，而后藤和夫等證明白葉枯病細(xì)菌在土壤中不能越冬，提出初次侵染的來源是病葉和種子中的細(xì)菌的說法，并且他發(fā)現(xiàn)在野草中越冬的細(xì)菌也是侵染的來源，其中主要的越冬寄主是鞘糠草。后藤和夫從自然感染的菱白和李氏禾上分離到的菌株，亦能為害水稻。并且水稻的白葉枯病細(xì)菌，經(jīng)過人工接種，也可以為害菱白和李氏禾等禾本科野生植物，所以他認(rèn)為李氏樂以及其他禾本科雜草是白葉枯病的初次傳染來源。[2]

對(duì)于日本專家的結(jié)論，方中達(dá)持懷疑態(tài)度。從1949年開始，方中達(dá)和助手經(jīng)常一起深入農(nóng)村調(diào)查，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室和溫室觀察病害的發(fā)生規(guī)律，發(fā)現(xiàn)白葉枯病種子傳染的可能性很大。1950年，方中達(dá)特意從江寧縣淳化鎮(zhèn)水稻白葉枯病病區(qū)取得“勝利”水稻的種子，在金陵大學(xué)體育館前新辟的小塊水稻田中試種。金陵大學(xué)附近數(shù)里之內(nèi)之前并沒有水稻，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了白葉枯病，這間接證明水稻種子可能是帶菌的。他接著使用帶菌種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)秧苗的發(fā)病率與種子帶菌率聯(lián)系很緊密，種子帶菌率高，秧苗發(fā)病率也高。1955年進(jìn)一步試驗(yàn)病種，種子已經(jīng)貯藏一年以上（1955年8月收獲的種子，到1956年9月檢查），播種以后幼苗的發(fā)病率是7.4%，同時(shí)播種的健全的種子，秧苗沒有一株發(fā)病，由此得出白葉枯病病菌能在種子上成活和越冬的結(jié)論。方中達(dá)和助手進(jìn)行的接種試驗(yàn)，盡管使用的接種菌量很大，但是發(fā)現(xiàn)土壤接種傳染的效率并不高，所以日本專家認(rèn)為土壤可以作為初次侵染的來源的說法也是不成立的。經(jīng)過多次試驗(yàn)、調(diào)查，方中達(dá)提出水稻白葉枯病種子帶菌的觀點(diǎn)。1956年初，他在全國水稻白葉枯病防治專業(yè)會(huì)議上首次報(bào)告了這一成果，引起與會(huì)者的廣泛興趣。會(huì)議結(jié)束后，方中達(dá)將研究成果整理成論文《水稻白葉枯病侵染循環(huán)的初步研究》發(fā)表出版。

三、論證白葉枯病菌再次侵染途徑和傳播方式

當(dāng)時(shí)對(duì)水稻白葉枯病病菌再次侵染研究則更少，接種的方法存在著很大的問題。日本專家石山信一認(rèn)為細(xì)菌必須從傷口侵入，橋罔良夫則認(rèn)為白葉枯病的發(fā)生和臺(tái)風(fēng)密切相關(guān)，因此每年七、八月如遇臺(tái)風(fēng)，白葉枯病必然大流行。[3]

方中達(dá)并沒有受上述觀念的束縛，他大膽對(duì)破除日本專家的迷信，認(rèn)為白葉枯病侵染循環(huán)中的許多重要環(huán)節(jié)還需要進(jìn)行詳細(xì)研究。他通過對(duì)病葉進(jìn)行解剖觀察，發(fā)現(xiàn)病菌從水孔或氣孔侵染的可能性也很大。

方中達(dá)首先進(jìn)行了苗期接種的實(shí)驗(yàn)，然后再研究成株期的侵入途徑。其中苗期使用了抽氣接種、噴灑接種和水孔接種3種方法：抽氣接種的秧苗從懸浮液中取出時(shí)，呈現(xiàn)有水漬狀的條紋，條紋也不限于在葉尖及葉緣上。并且這種接種方法潛育期很短，移植以后，數(shù)日內(nèi)即形成水漬狀的條紋，并能向上下擴(kuò)展，但其癥狀與自然發(fā)病的情形也不同，因此抽氣接種并不能反映在自然情形下病菌侵入的方式。在適宜的條件下，噴灑接種和水孔接種的結(jié)果大致相同，噴灑接種雖然將細(xì)菌噴灑在整個(gè)葉片上，但是根據(jù)發(fā)病部位判斷，有機(jī)會(huì)侵入的只有那些在水孔上或水孔附近的細(xì)菌。噴灑接種時(shí)，即使用手將葉片托住，猛烈噴灑葉面，也從未發(fā)現(xiàn)有氣孔或傷孔侵入的現(xiàn)象。噴灑接種的效率有時(shí)比水孔接種高，這主要還是因?yàn)楸竦淖饔?，使水孔上保持有分泌水，造成?xì)菌侵入的機(jī)會(huì)。而水孔接種的結(jié)果，說明只要病菌有侵入的機(jī)會(huì)，接種以后的長期保濕并不是必要的。

1956年6月，方中達(dá)參加了江蘇省農(nóng)業(yè)廳組織的考察團(tuán)，到江陰、溧陽、揚(yáng)州等地進(jìn)行考察。在實(shí)地考察中，他注意到白葉枯病在水稻早期的為害病狀不很顯著，但在生長后期往往突然大量爆發(fā)，這給了他很大的啟發(fā)。方中達(dá)通過接種試驗(yàn)證實(shí)秧苗可以感染，在大田中同樣發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，但是幼苗感染能否引起成株發(fā)病，還需要證明?；氐綄W(xué)校以后，他將播種的幼苗經(jīng)過水孔接種以后，進(jìn)行了室外和溫室對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無論在室內(nèi)和室外，都發(fā)現(xiàn)有病苗。但是在溫室內(nèi)生長的病秧，病害不向上發(fā)展，受害的葉片枯死以后，成株即完全無病。室外的病秧，隨著植株的生長，病害會(huì)逐漸由下面的葉片向上發(fā)展。將病株移植在溫室內(nèi)栽培的試驗(yàn)，又用噴灑和抽氣接種的病秧重復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在成株期都不發(fā)病。抽氣接種的病秧，發(fā)病極重，有些植株的葉片大部分枯死，但是新發(fā)生的葉片，都是健全的。

試驗(yàn)的結(jié)果說明，白葉枯病苗期的感染，可以引起成株期的發(fā)病，但是它們的關(guān)系，并不是系統(tǒng)性的傳染，而是必須經(jīng)過不斷的再次侵染，病害逐漸向上發(fā)展。若將感染的秧苗移植在溫室內(nèi)（沒有雨露），病菌沒有傳播和引起再度感染的機(jī)會(huì)，成株也就不再發(fā)病。

通過幾年的艱辛調(diào)查和研究，方中達(dá)終于初步弄清楚水稻白葉枯病的侵染循環(huán)原理：水稻種子是初次侵染重要來源之一，帶菌的種子引起秧苗的發(fā)病，病害隨著植株的生長而蔓延，在一個(gè)植株上是由下向上發(fā)展，并且可以擴(kuò)展到鄰近的植株。這種蔓延和擴(kuò)展，主要是通過水孔的再次侵染。這一時(shí)期病害的擴(kuò)展主要表現(xiàn)為量的增加，也就是逐漸增加受病葉及植株的數(shù)目，在田間形成發(fā)病的中心。到植株后期，植株的抵抗性減退，并且由于氣溫的升高而縮短了潛育期，病害發(fā)病在量和嚴(yán)重度方面都很快地增加，這就造成病害突然爆發(fā)的現(xiàn)象。有了上述研究成果，方中達(dá)指出今后對(duì)于水稻白葉枯病的防治研究著重在早期，包括注意如何獲得無病的種子，找到更有效的種子處理方法，以及防治病害早期的擴(kuò)展。[4]

四、綜合防治白葉枯病

種子內(nèi)部帶菌是水稻發(fā)生白葉枯病的根本原因，所以獲得無病稻種、選用抗病稻種和對(duì)稻種消毒自然成為防治本病的首要關(guān)鍵，但白葉枯病是多次侵染性病害，因此，尚須結(jié)合采用一系列耕作栽培措施，以創(chuàng)造適合于水稻生長發(fā)育而不利于病害發(fā)生和蔓延的環(huán)境條件，才能收到更大的防治效果。

20世紀(jì)50年代，方中達(dá)通過在華東、華中和華南地區(qū)的考察發(fā)現(xiàn)換種是防治白葉枯病的有效措施，并且根據(jù)白葉枯病發(fā)病原理和歷年調(diào)查，水稻白葉枯病在一個(gè)地區(qū)并不是全面發(fā)生的。因此他指出首先可以找到并逐步建立無病田和無病區(qū)，無病區(qū)的稻種就可以作為大規(guī)模的調(diào)種用。在病區(qū)一般都能找到無病田或輕病田，即使在本地不能找到無病田或無病區(qū)，還可以從鄰近的無病區(qū)換用同一品種的無病稻種，江蘇的江陰縣自1957年起連年采用無病區(qū)和輕病區(qū)的稻種后，病害逐年減輕，到1959年在80萬畝以上的中稻中，發(fā)病的不過六千畝左右，病害程度也很輕微。[5]

選用抗病品種是防治白葉枯病的有效途徑，除去在自然發(fā)病條件下觀察品種的抗病性以外，方中達(dá)還使用人工接種的方法測定了大量水稻品種的抗病性，1956年測定的145個(gè)水稻品種中，發(fā)現(xiàn)水稻品種對(duì)白葉枯病感染的程度是有很大差別的，各地不同品種的發(fā)病輕重情況完全不同。當(dāng)大量種植易感染品種時(shí)，就會(huì)誘發(fā)水稻白葉枯病的發(fā)生和流行，普遍推廣抗性品種時(shí)，病害就受到控制，1957年在蘇州推廣抗病良種“農(nóng)墾58號(hào)”，使原來老病區(qū)的病害得到了有效控制。[6]

由于換種對(duì)廣大群眾的實(shí)際應(yīng)用還存在著一定的困難，1959年夏天方中達(dá)提出通過種子消毒的方法來防治水稻白葉枯病，白葉枯病的種子傳染是因?yàn)榉N子的內(nèi)部帶菌，所以稻種消毒所用的方法和藥劑必須是能消滅種子內(nèi)部帶的病原細(xì)菌才能得到防治效果。方中達(dá)一再提出要多找一些藥劑來進(jìn)行藥效測定，在將近300種土洋農(nóng)藥的測定中，終于選定了5種防治白葉枯病的種子消毒藥劑和將近10種小麥赤霉病土壤消毒和穗期噴灑藥劑。當(dāng)室內(nèi)研究獲得初步成果后，他破除了先室內(nèi)再室外最后才到大田的研究步驟，直接使原來要3年之后才能推廣的方法縮短為1年。[7]同時(shí)改變過去試驗(yàn)一定要等有了結(jié)果才能進(jìn)行第二次重復(fù)的做法，改為不斷的連續(xù)重復(fù)，大大縮短了試驗(yàn)期限。

此外，改進(jìn)耕作栽培技術(shù)是白葉枯病防治中不能忽視的問題，合理施肥、淺水勤灌和排水曬田等一系列有利于水稻生育的技術(shù)措施，可以增強(qiáng)水稻的抵抗能力。為此方中達(dá)對(duì)水稻栽培方法與白葉枯病的關(guān)系進(jìn)行了探索研究，根據(jù)對(duì)功能葉成分進(jìn)行生化分析，發(fā)現(xiàn)抗病品種體內(nèi)的多元酚含量比感病品種高，而游離氨基酸的含量少得多，在碳氮代謝的比值方面，不同抗性的品種也有顯著差異，比值高的抗性較強(qiáng)。通過測定病菌的營養(yǎng)生理要求，發(fā)現(xiàn)最適于病菌利用的氮源是谷氨酸和天門冬氨酸等游離氨基酸，從游離氨基酸的分析及其在不同施肥和水漿管理?xiàng)l件下植株體內(nèi)的成分變化來看，品種抗性與耐肥性有關(guān)，稻株中游離氨基酸的量高和多元酚的量低，與稻株發(fā)病成正比例的關(guān)系。方中達(dá)發(fā)現(xiàn)采用當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)栽培專家陳勇康的“三黃三黑”栽培技術(shù)，可以有效避免了稻株中氨基酸量高和多元酚量低情況的發(fā)生，這種豐產(chǎn)栽培技術(shù)在抗白葉枯病生產(chǎn)實(shí)踐上發(fā)揮著重要的作用。[8]

五、結(jié)語

方中達(dá)從美國留學(xué)回來以后就一直從事與水稻白葉枯病的研究與防治相關(guān)的工作，他大膽懷疑，破除迷信，不受書本文獻(xiàn)等原有觀念的束縛，經(jīng)過多次試驗(yàn)、調(diào)查，終于找出了水稻白葉枯病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，證實(shí)種子是主要的侵染來源，推翻了日本專家的學(xué)說。一切從實(shí)際出發(fā)，實(shí)事求是是方中達(dá)先生的一貫作風(fēng)，他根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際情況，把研究與生產(chǎn)、抗病選種與推廣有機(jī)結(jié)合，努力探索中國植病業(yè)發(fā)展的正確道路，為我國植病研究做出了杰出貢獻(xiàn)。

[1]方中達(dá).水稻白葉枯病[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1963（2）：1-2.

[3]Hashioka，Y.1951.Bacterial leaf blight of rice and its control，Agric.and Hort.26:644-648.

[4]Ishiyama，S.1923.Studies with reference to leaf withering diease of rice，Rept.Dept.Agric and Commerce，45（3）:233-261.

[6]方中達(dá)，劉經(jīng)芳，朱家琳.水稻白葉枯病侵染循環(huán)的初步研究[J].南京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1957，（6）.

[7]方中達(dá).水稻白葉枯病[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1963（2）：70.

[8]方中達(dá)，劉經(jīng)芳，朱家琳.水稻白葉枯病侵染循環(huán)的初步研究[J].南京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1957，（6）.

[9]方中達(dá)，劉經(jīng)芳，朱家琳.水稻白葉枯病侵染循環(huán)的初步研究[J].南京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1957，（6）.

[10]方中達(dá)，劉經(jīng)芳，許志剛.水稻抗病性研究Ⅲ.水稻黃黑狀態(tài)對(duì)白葉枯病的反應(yīng)[J].植物病理學(xué)報(bào)，1963，（8）.