地膜覆蓋模式下芋頭疫病發(fā)生規(guī)律及其與產(chǎn)量的關(guān)系

王安+吳薇+謝吉先++焦慶清

摘要：由疫霉屬真菌引起的芋頭疫病是限制芋頭產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一。以泰興香荷芋為材料，設(shè)置不同地膜顏色及厚度10個處理，研究不同地膜覆蓋處理下芋頭疫病發(fā)生規(guī)律及其產(chǎn)量表現(xiàn)。研究結(jié)果表明，芋頭疫病病情指數(shù)在不同處理間達到顯著差異（P<0.05），D4、D7、D9這3個處理疫病病情指數(shù)均超過40，均顯著高于其他各處理，表現(xiàn)為感病，D1、D2、D8的病情指數(shù)分別為26.21、26.35、26.50，表現(xiàn)為抗性；各處理間在倒一葉、倒二葉上疫病病級無顯著差異，而在倒3葉上則有顯著差異，葉位間疫病嚴(yán)重程度為：倒三葉>倒二葉>倒一葉；不同處理間芋頭產(chǎn)量差異性較大，變幅為8 441（D10）～15 758 kg/hm2（D3）；芋頭病情指數(shù)與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)為-0.723，兩者相關(guān)性達到極顯著（P<0.01）。

關(guān)鍵詞：芋頭；疫病；產(chǎn)量

中圖分類號： S436.32文獻標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0193-03

收稿日期：2016-02-03

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（13）3025]；江蘇省農(nóng)業(yè)三新工程項目（編號：SXGC[2015]252）。

作者簡介：王安（1988—），男，江蘇連云港人，碩士，助研，主要從事特糧特經(jīng)作物品種選育及其高效配套技術(shù)研究。E-mail：wangan_863@foxmail.com。

通信作者：焦慶清，碩士，副研究員，主要從事特糧特經(jīng)作物新品種、新技術(shù)研究與開發(fā)應(yīng)用研究。E-mail：mtjqq@163.com。疫病是由疫霉屬真菌（Phytophthora）引起的植物病害[1]，它是芋頭生長過程中最嚴(yán)重的病害之一[2]。該病菌可以從植物的自然孔口或傷口侵入，在芋頭感病早期表現(xiàn)為葉片病斑，褐色或黃褐色，后期斑面上下常長出白色霉?fàn)钗铮ㄦ咦幽壹版吣夜＃┘懊埸S色溢滴液，造成病葉干枯、破裂和穿孔，組織脫落，僅殘留葉脈[3]。在田間主要通過氣流、雨水和灌溉水傳播，由于病程短，再侵染發(fā)生頻繁，在多雨潮濕的條件下疫病流行速度特別快。疫病在全世界廣泛分布，高溫、高濕地區(qū)尤其猖獗，全球每年芋頭產(chǎn)量因疫病造成減產(chǎn)20%～30%，嚴(yán)重年份可達50%以上[4-5]。在我國，疫病已成為芋頭持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的嚴(yán)重障礙，在長江中下游等雨水分布較多的地區(qū)發(fā)病尤為嚴(yán)重。由于疫霉屬真菌存在生理分化現(xiàn)象，具有許多不同的生理小種，再加上連續(xù)陰雨天氣，疫病防治工作一直是芋頭生產(chǎn)中的一大難題。

一直以來，研究者通過選育芋頭抗病品種作為防治疫病的主要手段[4，6]，而在栽培方式對芋頭疫病防治方面缺乏研究。目前，地膜覆蓋是芋頭大面積種植中應(yīng)用比較廣的栽培方式之一，關(guān)于地膜覆蓋對芋頭產(chǎn)量的研究報道有很多[7-9]，而地膜覆蓋條件下芋頭疫病的發(fā)生與其抗性特征至今沒有報道過。為此，本研究以香荷芋為材料，通過研究不同地膜處理下芋頭疫病的發(fā)生規(guī)律，進而揭示地膜覆蓋模式對芋頭疫病防治機制，以期為實現(xiàn)芋頭穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1試驗設(shè)計

江蘇省泰興市農(nóng)科所基地為試驗點，該地區(qū)海拔在4～8 m，年平均氣溫在14.4～15.1 ℃之間，年平均降水量 1 000 mm 左右，降水主要集中在7—9月。土壤主要以沙土為主，地勢平坦，排灌良好，肥力中等均勻。前茬水稻，收獲后秸稈全量粉碎還田，冬季耕翻壓草凍垡。2014年3月8日撒施有機復(fù)合肥4 500 kg/hm2，高鉀復(fù)合肥900 kg/hm2，同時按表1方案進行設(shè)置。試驗采用隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積為1368 m2，小區(qū)間隔40 cm。壟寬為100 cm，高20 cm，壟面寬 60 cm，密度為52 620株/hm2，四周設(shè)置保護行。4月4日播種芋頭，播種方式為穴播。其中，白色地膜覆蓋小區(qū)播完種芋后覆上地膜，黑膜地膜覆蓋小區(qū)覆膜后破膜播種種芋。4月20日灌水抗旱，5月6—8日陸續(xù)出苗，白膜小區(qū)選擇晴天早晨或下晚及時放苗，5月15—18日陸續(xù)齊苗，5月25日查苗補缺。5月21日、6月25日、7月20日、8月23日4次人工拔除田間雜草，7月22日、8月10日進行培土及壓邊荷。8月22日對疫病進行統(tǒng)計調(diào)查，11月8日收獲并計算各小區(qū)芋頭子孫芋產(chǎn)量。

1.2疫病抗性鑒定

芋頭疫病主要侵害葉片、葉柄及球莖。芋頭疫病的抗性鑒定一般采用自然誘發(fā)鑒定，本病主要流行于降雨多發(fā)時期，鑒定部位主要以葉片為主，根據(jù)發(fā)病情況，將病情分為以下級別：0級，無病癥；1級，零星壞死斑；2級，壞死面積不超過葉面積1/4；3級，壞死面積占葉面積的1/4～1/3；4級，壞死面積占葉面積的1/3～2/3；5級，壞死面積占葉面積的2/3以上。計算病情指數(shù)，公式為：

DI=∑（Si ni）/5N×100%。

式中：DI為病情指數(shù)；Si為發(fā)病級別；ni為相應(yīng)發(fā)病級別的株數(shù)；i為病情分級的各個級別；N為總株數(shù)。

種質(zhì)群體對疫病的抗性依病情指數(shù)分5級：1為高抗（HR）（DI≤10）、3為抗?。≧）（10

8月18日芋頭田出現(xiàn)疫病，8月22日疫病病害達到高峰，當(dāng)日對芋頭疫病嚴(yán)重程度進行調(diào)查，每個小區(qū)隨機取樣5株，根據(jù)葉片疫病發(fā)生面積對芋頭全部葉片進行病害分級，并計算病情指數(shù)。并對倒一、倒二、倒三葉片疫病病級及葉片面積進行測量與分析，葉片面積采用公式A=L×W×0.75。其中A代表葉片面積，L代表葉片長度，W代表葉片寬度。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007對疫病數(shù)據(jù)進行一般統(tǒng)計量分析，采用GraphPad Prism 5對疫病病級進行F測驗，并對其進行Waller-Duncan新復(fù)極差法多重比較。

2結(jié)果與分析

2.1芋頭疫病在不同處理間的抗性表現(xiàn)

病情指數(shù)是衡量芋頭疫病的主要指標(biāo)之一，對芋頭生長具有重要的指示作用。試驗結(jié)果（圖1）表明：D10處理芋頭疫病病情指數(shù)最低，為24.85，表明該處理小區(qū)芋頭種群對疫病表現(xiàn)為抗?。≧），但還沒有達到高抗（HR）；D1、D2、D8與D10相比，病情指數(shù)無顯著差異（P>0.05），但這3個處理病情指數(shù)分別為26.21、26.35、26.50，均屬于中抗水平（MR）。D3、D6這2個處理群體病情指數(shù)DI分別為3184、3417，對疫病表現(xiàn)亦為中抗，但這2個處理病情指數(shù)與D1、D2、D8、D10有顯著差異（P<0.05）。另外，D4、D7、D9這3個處理芋頭群體對疫病的抗性表現(xiàn)為感病（S）（40

2.2葉位置疫病擴展差異性分析

不同地膜覆蓋芋頭倒三葉疫病級別特征分析結(jié)果（圖2）表明：整體而言，疫病在芋頭倒一葉的擴展表現(xiàn)為無病癥或有零星壞死斑點，各處理間疫病病級無顯著差異（P>0.05）。其中，D1、D5、D8這3種地膜覆蓋模式下植株倒1葉（新葉）沒有出現(xiàn)疫病；在倒二葉上，各處理芋頭疫病均有小面積感染，疫病侵染面積均低于葉片總面積的1/3，其病級變幅在12（D4）～2.6（D7），各處理間疫病病級沒有顯著差異；疫病在倒三葉上的抗性表現(xiàn)有很大差異性，方差分析表明處理間疫病病級達到極顯著差異（P<0.01），其中，病級最高的為D4，為4.8，幾乎所有葉面積均出現(xiàn)壞死，病級最小的是D1，其大小為1.6。另外，從圖2可以看出，葉位置對芋頭疫病表現(xiàn)也有一定影響，葉位置疫病侵染嚴(yán)重程度為：倒三葉>倒二葉>倒一葉，可能原因是芋疫霉菌寄主中心區(qū)位于植株下半部老葉區(qū)，隨著葉位的上升，疫病病級逐步減小。

2.3不同處理芋頭子孫芋產(chǎn)量表現(xiàn)

不同處理小區(qū)芋頭子孫芋產(chǎn)量結(jié)果（圖3）表明：不同處理間小區(qū)芋頭產(chǎn)量差異性較大，變幅為8 441（D10）～15 758 kg/hm2（D3）。D2、D3和D9小區(qū)芋頭產(chǎn)量分別為 14 248、15 758、14 360 kg/hm2，這3個黑膜覆蓋處理芋頭產(chǎn)量均顯著高于白膜覆蓋處理（D4～D7）及無地膜處理（D8、D10）（P<0.05），表明黑膜處理能顯著提高芋頭產(chǎn)量。黑色地膜處理間（D1～D3、D9）芋頭產(chǎn)量無顯著差異（P>0.05），表明黑膜不同厚度對芋頭產(chǎn)量的影響較小，而在白膜覆蓋處理間，D4、D5、D7處理小區(qū)芋頭產(chǎn)量依次降低，分別為 11 802、11 234、10 402 kg/hm2，表明芋頭產(chǎn)量隨著白膜處理厚度的增加而下降，可能原因是白膜厚度的增加會導(dǎo)致土壤溫度的升高，進一步導(dǎo)致土壤含水量的下降，從而引起芋頭植株產(chǎn)量表現(xiàn)受抑制。露地處理下（D8、D10）芋頭產(chǎn)量最低，表明無地膜覆蓋不利于芋頭產(chǎn)量的提高。

2.4芋頭疫病病情指數(shù)與子孫芋產(chǎn)量的相關(guān)性分析

對芋頭疫病病情指數(shù)與子孫芋產(chǎn)量進行的相關(guān)性分析（圖4）表明：芋頭病情指數(shù)與產(chǎn)量間的相關(guān)系數(shù)為-0.722，兩者相關(guān)性達到極顯著水平（P<0.01），表明芋頭疫病病情指數(shù)與產(chǎn)量為極顯著負相關(guān)，病情指數(shù)越高，產(chǎn)量越低。由產(chǎn)量和病情指數(shù)的回歸曲線y=-224.5x+20 089可知，當(dāng)疫病病情指數(shù)低于40時，芋頭子孫芋產(chǎn)量較高，高達 11 000 kg/hm2，而當(dāng)病情指數(shù)高于50時，子孫芋產(chǎn)量則低于8 800 kg/hm2，表明疫病病害越重，產(chǎn)量越低。

3討論

芋頭疫病在我國長江中下游地區(qū)分布較為廣泛，該地區(qū)每年6—8月月平均降水量高于150 mm，日平均溫度高于255 ℃。溫和濕潤的環(huán)境為疫病的發(fā)生、流行創(chuàng)造了自然條件。在此環(huán)境下，疫病病菌的前體孢子囊借助風(fēng)雨傳播，產(chǎn)生芽管或游動孢子侵染芋頭植株，后又在病部產(chǎn)生孢子囊進行再侵染。芋疫霉菌侵染芋頭是一個受多因素影響的復(fù)雜過程，該過程受到田間菌源量、品種抗性、田間小氣候、栽培管理措施等多種因素的影響。在芋頭疫病抗性鑒定方面，國際上的研究報道有很多[10-12]，而在國內(nèi)相關(guān)的研究報道較少。莫俊杰等于2011年及2012年對63個芋頭品種的疫病抗性鑒定及其不同品系遺傳多樣性進行分析，發(fā)現(xiàn)不同品系間抗病性差異顯著，廣州-2、江門-2、湛江-5等6個品系對疫病表現(xiàn)為抗病，而潮州-1、惠州-1、惠州-2等42品系對疫病表現(xiàn)為感病，占總數(shù)的66.7%[13]。

目前，國內(nèi)研究者研究的主要方向為芋頭疫病的藥物防治。例如，朱敦軍在50%烯酰嗎啉水分散粒劑防治芋頭疫病藥效試驗中發(fā)現(xiàn)，采用劑量為1 000倍液，作物生長周期內(nèi)使用3～4 次，間隔為5～6 d，對芋頭疫病有很好的控制作用[14]；馬建芳等通過不同藥劑試驗篩選出25%雙炔酰菌胺懸浮劑對芋艿疫病的防效最好，顯著優(yōu)于氟菌·霜霉威等藥劑[15]。然而，由于藥劑的使用會對環(huán)境、人體產(chǎn)生危害，因此對芋頭疫病的防治還應(yīng)注重其他防治措施。由于疫病病害受到田間連作、低洼、排水不良、通風(fēng)透光不良等栽培措施的影響[16]，而目前在這些方面的研究還比較缺乏。因此，本研究以地膜覆蓋模式為切入點，重點分析了不同地膜覆蓋處理下芋頭疫病的發(fā)病規(guī)律，針對倒一、倒二、倒三葉的疫病病級的病情特征進行了較為詳細的研究，并對其與芋頭子孫芋產(chǎn)量進行了相關(guān)性分析，這是本研究的一大創(chuàng)新點。當(dāng)然，本研究僅僅是對1年間芋頭疫病發(fā)生規(guī)律的研究，還需對其進行多年間的試驗研究，以得到穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)結(jié)果，這將是下一步的工作重點。

參考文獻：

[1]van der Plank J E. Plant diseases：epidemics and control[M]. Amsterdam，Netherlands：Elsevier，2013.

[2]Pillai S V，Tkankappan M. Breeding for leaf blight resistance in taro-problems and prospects[J]. Journal of Root Crops，1991，3：57-61.

[3]王德旭. 芋頭疫病識別及防治[J]. 植物醫(yī)生，1995，1（8）：16.

[4]Sahoo M R，DasGupta M，Kole P C，et al. Antioxidative enzymes and isozymes analysis of taro genotypes and their implications in Phytophthora blight disease resistance[J]. Mycopathologia，2007，163（4）：241-248.

[5]Misra R S，Sharma K，Mishra A K. Phytophthora leaf blight of taro （Colocasia esculenta）-a review[J]. The Asian and Australasian Journal of Plant Science and Biotechnol，2008，2：55-63.

[6]Sahoo M，Sahu S，Mukherjee A，et al. In vitro screening of taro genetic resources for tolerance to biotic and abiotic stresses[J]. Plant Resources Utilization，2002，4：241-248.

[7]Miyasaka S C，Hollyer J R，Kodani L S. Mulch and compost effects on yield and corm rots of taro[J]. Field Crops Research，2001，71（2）：101-112.

[8]Pardales Jr J R. Effect of mulch application and planting depth on growth，development and productivity of upland taro（Colocasia esculenta）[J]. Annals of Tropical Research，1985，7：27-38.

[9]Asghar M，F(xiàn)ernando L H，Kaye A，et al. Effects of mulch，manure and fertilizer on taro [Colocasia esculenta （L.） Schott] production at Alafua，Western Samoa[J]. Alafua Agricultural Bulletin，1985，10（2）：37-46.

[10]Brooks F E. Detached-leaf bioassay for evaluating taro resistance to Phytophthora colocasiae[J]. Plant Disease，2008，92（1）：126-131.

[11]Jackson G V H，Gollifer D E，Newhook F J. Studies on the taro leaf blight fungus Phytophthora colocasiae in Solomon Islands：Control by fungicides and spacing[J]. Annals of Applied Biology，1980，96

（1）：1-10.

[12]Bandyopadhyay R，Sharma K，Onyeka T J，et al. First report of taro （Colocasia esculenta） leaf blight caused by Phytophthora colocasiae in Nigeria[J]. Plant Disease，2011，95（5）：618.

[13]莫俊杰，胡漢橋，梁鉀賢，等. 芋疫病抗病性鑒定及不同品系遺傳多樣性分析[J]. 廣東海洋大學(xué)學(xué)報，2012，32（4）：67-72.

[14]朱敦軍. 50% 烯酰嗎啉水分散粒劑防治芋頭疫病藥效試驗[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009（13）：151-151.

[15]馬建芳，張仁杰，周華光，等. 奉化大芋艿疫病防治藥劑篩選初報[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（2）：230-232.

[16]姜東明. 2012 年芋頭疫病大發(fā)生原因分析及防治對策[J]. 福建農(nóng)業(yè)科技，2012（12）：25.王偉舵，劉永鋒. 中國稻瘟病菌遺傳多樣性研究進展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（6）：196-198.