煙草青枯病災(zāi)變原因剖析

黎妍妍，王昌軍，黃俊斌，許汝冰，李錫宏*

(1.湖北省煙草科學(xué)研究院，湖北武漢 430030；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院，湖北省作物病害監(jiān)測與安全控制重點實驗室，湖北武漢 430070)

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煙草青枯病災(zāi)變原因剖析

黎妍妍1，2，王昌軍1，黃俊斌2，許汝冰1，李錫宏1*

(1.湖北省煙草科學(xué)研究院，湖北武漢 430030；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院，湖北省作物病害監(jiān)測與安全控制重點實驗室，湖北武漢 430070)

從青枯勞爾氏菌菌系分化特性、煙草基因型、土壤與氣象環(huán)境條件、技術(shù)措施等方面系統(tǒng)地分析了影響煙草青枯病發(fā)生、流行進而引起災(zāi)變的原因，并提出了今后的病害防治方向。

煙草；青枯??；災(zāi)變原因

由青枯勞爾氏菌(Ralstoniasolanacearum)引起的青枯病被認為是煙草(Nicotianatabacum)上最嚴重的土傳病害[1]。該病害在許多熱帶濕潤或暖溫帶濕潤的煙草種植國家均有發(fā)生[2]。青枯菌通常通過傷口或自然孔口侵染植株的根部，然后寄居在維管束中，導(dǎo)致葉片退綠，莖桿的一側(cè)常出現(xiàn)萎蔫癥狀，維管束變褐直至死亡[3-4]。在我國，煙草青枯病發(fā)生區(qū)域一直在擴展，嚴重威脅著我國煙葉生產(chǎn)。筆者主要從青枯勞爾氏菌菌系分化特性、煙草基因型、土壤與氣象環(huán)境條件、技術(shù)措施等方面入手，分析了煙草青枯病災(zāi)變流行原因，以期為青枯病防控提供理論依據(jù)。

1 青枯勞爾氏菌菌系分化特性

1.1 遺傳背景復(fù)雜 青枯菌具有高度的菌系多樣化，所以被描述為一個復(fù)合種[5]。不同地理起源的青枯菌在與其寄主長期協(xié)同進化的過程中，演化出明顯的生理分化或菌系多樣性。在傳統(tǒng)分類方法中，依據(jù)青枯菌的寄主范圍，可將我國煙草青枯菌劃定為1號生理小種[6-9]，即可以侵染煙草和其他茄科作物。依據(jù)青枯菌對 3 種雙糖和3種己醇的氧化能力的差異，可將我國煙草青枯菌劃定為生化型Ⅲ或Ⅳ[6-8，10-13]，其中生化型 Ⅳ 主要分布在福建、廣西、四川、廣東等地[8，10，12-13]。

2.3005年，F(xiàn)egan和Prior共同提出了演化型分類框架用于描述青枯菌種的差異，該分類框架依次將青枯菌劃分為種、演化型、序列變種以及克隆4個不同水平的分類單元。在基于部分內(nèi)切葡聚糖酶(egl)基因序列所建的系統(tǒng)發(fā)育樹中[12，14]，我國煙草青枯菌被鑒定為演化型I(亞洲分支)，可擴增得到片段大小分別為144和280 bp的2條特異性擴增條帶；分屬于4個序列變種(15、17、34和44)。Li等[13]通過全面分析來自全國的煙草青枯菌，發(fā)現(xiàn)序列變種13和14也可侵染煙草，同時還發(fā)現(xiàn)了1個新的序列變種54，表明我國煙草青枯菌存在較高的遺傳多樣性，且不同地理來源的煙草青枯菌表現(xiàn)出不同的遺傳多樣性水平，即地理分布越往北，煙草青枯菌的遺傳多樣性越低。

1.2 寄主范圍廣 青枯菌的寄主極為廣泛，可侵染50多科450多種植物。其中，1號生理小種是寄主范圍最廣的菌株，在演化型I和II中均存在，在限定寄主的情況下在演化型III和IV中也存在，顯示出較高的遺傳多樣性[15]。煙草菌株不僅對煙草致病，還對茄科、花生等其他寄主植物具有不同程度的致病能力[16]。這些遭受煙草青枯菌侵染的其他茄科作物都可成為初侵染源，因此，前作若是茄科或花生等作物且發(fā)生了青枯病，就會造成下季煙草的發(fā)病[8]。

1.3 環(huán)境適應(yīng)性強 青枯菌環(huán)境適應(yīng)性很強，對溫度、pH等條件要求較為寬泛。研究表明，青枯菌生長極限溫度為10～41 ℃，最適溫度為 30～35 ℃[17-18]；在偏酸或偏堿性的環(huán)境中均能生長，pH為6.0～10.0時生長良好[18]。

1.4 存活時間長 青枯菌是一種土壤習(xí)居菌，病菌主要在土壤、遺落在土壤中的病殘體及生長著的寄主體內(nèi)及根際越冬，也能潛伏在雜草根部或根際土壤中存活[19-20]。在土壤或堆肥中它可存活2～3年，甚至更長，但在干燥條件下很快死亡[21]。一般來說，青枯菌大量分布于土壤的 15～17 cm土層中，由于深層土壤溫度低，以及深層土壤中拮抗微生物較少，對青枯菌的抑制作用較小[22]，從而造成青枯菌在土壤深層存活時間較長。

1.5 傳播流行因素多樣 煙草青枯病主要的初侵染源是土壤、田間病殘組織及肥料中的病原菌，病菌通過雨水、流水、病苗或附在種子上的病土、生產(chǎn)工具、人畜、地下害蟲等從煙株根部傷口侵入，向地上部分侵染。孫光軍等[23]研究了青枯病發(fā)生與煙草根結(jié)線蟲病危害的關(guān)系，結(jié)果表明，土壤中的根結(jié)線蟲會對煙株根系造成傷口，有利于青枯菌的侵染。青枯菌從煙株根部傷口侵入后進行快速繁殖，進入木質(zhì)部導(dǎo)管，然后擴張蔓延至煙株莖部和葉片，此時菌量可能超過1×109cfu/g[24-25]。青枯菌在寄主植物木質(zhì)部進行繁殖后，大量的細菌又從寄主根部溢出進入土壤，再次進行侵染[26]。

1.6 致病類型交叉存在 不同地區(qū)來源的分離物不僅在生化型和序列變種上存在差異，其致病力也各不相同。王國平等[27-28]根據(jù)菌株對3個煙草品種的致病力強弱將分別來源于湖南、恩施煙區(qū)的煙草青枯菌株劃分為強、中、弱3個類群；向忠明等[29-32]依據(jù)煙草青枯菌株在4個煙草鑒別品種上的反應(yīng)特征將福建、貴州、廣東、江西、湖南、云南等煙區(qū)煙草青枯菌劃分為不同的致病型。這表明煙草青枯菌的致病型在同一區(qū)域是一個由弱到強連續(xù)變化的群體，存在不同致病型交叉并存的現(xiàn)象。煙草青枯菌的致病力和地理分布間存在一定的關(guān)系。Li等[13]研究表明，我國黃淮煙區(qū)未發(fā)現(xiàn)高致病型菌株，表明該煙區(qū)煙草青枯菌致病力稍低于西南煙區(qū)、東南煙區(qū)和長江中上游煙區(qū)。

2 煙草基因型

在青枯病的各種防治措施中，選育和利用抗病品種是最經(jīng)濟、最有效的途徑。然而，目前我國煙區(qū)栽培的煙草多為易感品種，這是我國煙草青枯病流行的主要原因。近年來，一些研究者也相繼開展了種質(zhì)資源的鑒定。顧鋼等[33]對13個煙草主栽品種進行的抗青枯病試驗表明，只有K346、RG11、Coker176 和G80這4個品種屬于中抗型。巫升鑫等[34]通過自然病圃結(jié)合人工接種進行的抗青枯病篩選鑒定表明，G3、反帝3號和G6是迄今所發(fā)現(xiàn)的抗病譜廣且能抗強菌系的種質(zhì)資源。然而，盡管在大田鑒定中存在抗性較好且穩(wěn)定的品種，但由于這些材料的品質(zhì)缺陷(產(chǎn)量較低、質(zhì)量較差等)[35]，從而使其無法直接應(yīng)用于生產(chǎn)，推廣存在較大難度。同時，由于煙草品種在田間對青枯病的抗性表現(xiàn)型取決于寄主品種基因型、菌系毒力型與環(huán)境的相互作用[33]，因此，煙草品種的抗病性強弱會隨著種植年限的延長、病菌致病型組成結(jié)構(gòu)的變化以及受其他因素的影響而發(fā)生改變，一個表現(xiàn)抗病的品種在病地上連作3～5年，其抗性就會部分喪失或完全喪失[31]。

3 環(huán)境條件

3.1 植煙土壤營養(yǎng)狀況對病害發(fā)生的影響 礦質(zhì)營養(yǎng)不僅對植物的正常生長發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，而且還以多種方式直接或間接地影響病原物的侵染、繁殖及寄主植物的感病和抗病性[36]。鄭世燕等[37]對重慶煙區(qū)土壤中12種植物生長必需的礦質(zhì)營養(yǎng)成分與煙草青枯病發(fā)生程度進行了研究發(fā)現(xiàn)：健康煙株與青枯病發(fā)病煙株根際土壤營養(yǎng)部分指標間存在極顯著差異；土壤中交換性鈣、有效鉬的含量可能是影響青枯病發(fā)生最關(guān)鍵的土壤營養(yǎng)因子；合理調(diào)控植煙土壤的鈣鎂比將有利于土壤抑病作用的發(fā)揮。

3.2 土壤酸化對病害發(fā)生的影響 近年來，我國產(chǎn)煙地區(qū)土壤酸化日趨嚴重。根據(jù)平衡施肥項目組土壤普查結(jié)果，我國主要植煙土壤中有21%的土壤pH低于5.5[38]。引起土壤酸化的原因主要有自然因素和人為因素2類，相比降雨量大等自然因素，酸性氣體的大量排放、長期施用化肥等不恰當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)措施這些人為因素使得土壤酸化的過程大大加速。

3.3 連作對病害發(fā)生的影響 連作障礙是指在同一塊土壤中連續(xù)種植同一種作物或近親緣作物時，即使在正常的栽培管理條件下也會出現(xiàn)生長勢變?nèi)?、病蟲害加劇、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降等現(xiàn)象，即連作障礙。目前，連作障礙易引發(fā)煙草青枯病發(fā)生的原因主要有3個：①連作降低土壤pH。隨著連作年限的延長，煙田表層和次表層土壤的pH均呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢，表層土壤酸化更加明顯[42]。②長期連作導(dǎo)致土壤中有害微生物種群增加。研究表明，連作提供了土傳病害賴以生存的寄主和繁殖場所，病原菌在土壤中不斷富集，青枯病等病害的發(fā)病率與連作具有正相關(guān)[43]。③連作導(dǎo)致土壤中微生物群落多樣性降低。胡元森等[44]采用PCR-DGGE技術(shù)對根際土壤微生物區(qū)系的研究發(fā)現(xiàn)，隨黃瓜連作茬次增加，幾種主要微生物類群出現(xiàn)富集或消失，微生物種群趨于單一化?？挛妮x[45]研究表明，連作4茬后細菌群落的多樣性水平急劇下降，細菌群落結(jié)構(gòu)極為單一。在微生物多樣性高的土壤中病原菌很難滋生[46]，因此，微生物多樣性的降低不僅破壞了微生態(tài)平衡，也有利于病原菌的定殖和繁殖。

3.4 氣候條件對病害發(fā)生的影響 煙草青枯病屬于高溫高濕型病害，高溫多雨、低洼潮濕、連陰雨后突然轉(zhuǎn)晴或時雨時晴的悶熱天氣，有利于病害的發(fā)生與流行。在適宜的溫度(旬平均氣溫在 22 ℃以上)下，土壤相對濕度超過90%時，病菌即可進行為害，且7～10 d出現(xiàn)典型癥狀。陳順輝等[47]在福建三明煙區(qū)進行了煙草青枯病流行動態(tài)檢測，發(fā)現(xiàn)當(dāng)20 cm土溫穩(wěn)定通過20 ℃后5～10 d，高感品種紅花大金元即出現(xiàn)輕微癥狀；此后10 d左右，低抗品種K326亦出現(xiàn)凋萎癥狀。鄭向華等[48]研究表明，30 ℃以上高溫和高濕或暴雨天氣極有利于廣東煙區(qū)煙草青枯病的發(fā)生流行，高溫天氣到來越早發(fā)病越早，發(fā)病越重。吳建華等[49]分析了江西中部烤煙青枯病與氣候條件的關(guān)系，結(jié)果表明，當(dāng)日均溫在24 ℃以上時煙株開始發(fā)病，之后隨著溫度的升高，出現(xiàn)較大降雨(40 mm左右)后，必有1次發(fā)病高峰；若遇高溫天氣，病株加速枯萎死亡，損失更慘重。

4 其他技術(shù)措施不到位

通過對煙區(qū)主要生產(chǎn)技術(shù)進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)一些技術(shù)措施不到位，重視力度不夠，也易加重青枯病的發(fā)生。

(1)農(nóng)事操作造成侵染傷口。煙草移栽時造成的根傷口，或團棵、旺長期根快速生長時因農(nóng)事操作造成的根傷口，或地下害蟲對煙株造成的傷口，都可成為青枯菌侵染的途徑。

(2)起壟高度偏低。如若煙田起壟高度低于25 cm，多雨的季節(jié)容易造成根系淹水，一方面使根系長期處于缺氧的狀態(tài)，另一方面也會延長青枯菌在土壤中的生存年限。

(3)不重視田間、田邊溝渠建設(shè)，雨水串灌現(xiàn)象普遍。田間溝渠未進行合理建設(shè)會造成降水后水流不能及時排出，局部田塊發(fā)病后，病菌傳播極為迅速，整片區(qū)域往往接二連三出現(xiàn)病株。

(4)施肥比例不協(xié)調(diào)或氮肥施用過多?，F(xiàn)行的平衡施肥技術(shù)中所提到的養(yǎng)分平衡，從植物保護的角度來考慮，就是既要保證作物最佳生長，又要考慮使作物獲得最大的抗性(包括抗病性)。一般而言，具有最佳營養(yǎng)狀態(tài)的植物具有最大的抗病力，而且植物的感病性隨植物養(yǎng)分濃度偏離最適水平的程度的增加而提高。土壤肥力過大或氮肥過多易造成煙株營養(yǎng)不協(xié)調(diào)，貪青晚熟，降低煙株自身的抗病性，往往也會導(dǎo)致青枯病的嚴重流行。

(5)預(yù)防不力，施藥不當(dāng)。一是施藥時機不準：煙農(nóng)一般多是見病打藥，錯過最佳防治時期，施藥偏遲，這是防治效果不好的主要原因之一。二是施藥方法不對、施藥量不夠：防治青枯病等根莖部病害應(yīng)采取根部施藥方式，而部分煙農(nóng)使用葉面施藥防治；還有部分煙農(nóng)為了節(jié)約成本少施藥，從而造成施藥量不足。三是不能對癥下藥：青枯病是細菌性病害，在生產(chǎn)過程中，部分煙農(nóng)使用防治真菌的病害藥劑來防治青枯病，不但造成藥劑的浪費與環(huán)境污染，同時也未達到防治青枯病的效果。四是施藥不精準：青枯菌在15～17 cm的土層分布量最大，而煙農(nóng)一般采用杯或瓢等小型容器從配好藥液的大容器中大致盛取一定量的藥液在煙株根部淋施，藥液很難淋溶到15～17 cm的土層中。

5 結(jié)語

綜上，認為青枯勞爾氏菌菌系分化特性和煙草品種感病或不抗病是根本原因，適宜病害發(fā)生的氣候條件是無法避免的客觀原因，土壤酸化、連作障礙等土壤生態(tài)惡性循環(huán)以及一些關(guān)鍵技術(shù)措施不到位是病害發(fā)生流行的主觀原因，同時也是可以控制的因素。因此，在煙草青枯病防治措施中，應(yīng)以土壤修復(fù)和保育技術(shù)為核心，充分發(fā)揮抗病品種作用，著重提高關(guān)鍵技術(shù)措施的到位率，形成以“改善植煙土壤生態(tài)環(huán)境，減少植煙土壤有害生物，提高煙株自身抗病能力，推行綠色生態(tài)防控技術(shù)”為手段的綜合防控技術(shù)，從而將青枯病的危害降低到最小限度。

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Analysis on the Reasons for the Disaster Induced by Tobacco Bacterial Wilt

LI Yan-yan1, 2, WANG Chang-jun1, HUANG Jun-bin2, LI Xi-hong1*et al

(1. Tobacco Research Institute of Hubei Province, Wuhan, Hubei 430030; 2. The Key Lab of Plant Pathology of Hubei Province, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, Hubei 430070)

We analyzed the reason for the popular and disaster of tobacco bacterial wilt from different aspects, mainly including the strain differential characteristics ofRalstoniasolanacearum, tobacco genotypes, soil and meteorological conditions, and agricultural practices comprehensively and systematically. Based on these, the reasonable prevention and control practices for this disease were proposed.

Tobacco; Bacterial wilt; Reason for disaster

中國煙草總公司重點科技項目(110201502018)。

黎妍妍(1982- )，女，河南鹿邑人，高級農(nóng)藝師，從事煙草病害防治研究。*通訊作者，研究員，從事煙草病蟲害防控研究。

2016-08-17

S 435.72

A

0517-6611(2016)29-0127-03