云南省馬鈴薯冬季種植生態(tài)避病增產(chǎn)效果研究

鞏 晨，張紅驥，許永超，楊夢平，姜思羽，宋雙偉，于德才

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物多樣性與病蟲害控制教育部重點實驗室/西南生物多樣性重點實驗室，云南 昆明 650201）

云南省馬鈴薯冬季種植生態(tài)避病增產(chǎn)效果研究

鞏 晨，張紅驥，許永超，楊夢平，姜思羽，宋雙偉，于德才*

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物多樣性與病蟲害控制教育部重點實驗室/西南生物多樣性重點實驗室，云南 昆明 650201）

云南省發(fā)展冬季馬鈴薯具有得天獨厚的地理、氣候和市場優(yōu)勢，近些年種植面積不斷擴大。自2012年起對云南省13個馬鈴薯種植區(qū)38個地點進行晚疫病病害發(fā)生情況及產(chǎn)量調(diào)查。經(jīng)過統(tǒng)計分析，結(jié)果表明冬季種植馬鈴薯晚疫病發(fā)病率低于25%，較春季種植平均避病效果達到92%以上，部分區(qū)域避病效果可達到100%，不同冬作區(qū)避病效果存在差異。冬季種植平均產(chǎn)量可達2 400 kg/667m2，顯著高于春季種植1 500 kg/667m2，增產(chǎn)可達60%以上。云南省利用冬季種植馬鈴薯可有效避開晚疫病的發(fā)生，使馬鈴薯增產(chǎn)效果明顯，為云南省開展冬季生態(tài)種植生產(chǎn)無公害馬鈴薯奠定理論基礎(chǔ)。

冬季種植；病害調(diào)查；產(chǎn)量調(diào)查；避病效果

馬鈴薯原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，栽培歷史悠久，目前已在世界各地廣泛種植。在世界范圍內(nèi)，N 23°～N 34°的地區(qū)多為冬作馬鈴薯種植區(qū)，約占世界馬鈴薯種植面積的19%[1]。目前，中國南方馬鈴薯冬作區(qū)產(chǎn)量占全國馬鈴薯產(chǎn)量的8%[2,3]。據(jù)報道，目前中國冬作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量高于大春種植[4-7]，其中福建省冬種馬鈴薯產(chǎn)量平均在1 500～2 000 kg/667m2，最高可達5 000 kg/667m2；廣東省惠東縣馬鈴薯產(chǎn)量在1 500 kg/667m2左右，江西省冬種馬鈴薯平均產(chǎn)量在1 000～1 500 kg/667m2[8]。云南省低熱河谷、壩子和丘陵山地，氣候多屬南亞熱帶及部分北熱帶氣候，適宜馬鈴薯種植。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯有害生物生態(tài)治理課題組于2013年在云南省建水縣試驗田種植的馬鈴薯產(chǎn)量達到5 500 kg/667m2，因此云南省發(fā)展冬種馬鈴薯具有較大潛力。

馬鈴薯晚疫病是全世界普遍發(fā)生的一種毀滅性病害，病害發(fā)生和流行受環(huán)境影響極大。當(dāng)環(huán)境溫度在16～22℃，且相對濕度達到95%以上時晚疫病易發(fā)生，而持續(xù)高濕、多霧、多露條件下晚疫病易大面積流行[9,10]。云南省馬鈴薯冬種區(qū)溫度適宜，降雨量少，能夠有效避開晚疫病發(fā)病條件，保證馬鈴薯產(chǎn)量。本研究對云南省13個種植區(qū)進行產(chǎn)量和病害調(diào)查，分析馬鈴薯冬種避病增產(chǎn)效果，為云南省開展冬季生態(tài)種植提供依據(jù)，也為高產(chǎn)避病機理研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查品種

試驗調(diào)查品種為‘麗薯6號’。

1.2 病害調(diào)查方法

試驗于2012～2016年對云南省13個馬鈴薯主要種植區(qū)38個地點進行馬鈴薯晚疫病病害調(diào)查，調(diào)查時間為植株的盛花期。調(diào)查方法采用5點取樣田間調(diào)查法和大數(shù)據(jù)搜集法，對各地晚疫病的發(fā)病率進行評價。馬鈴薯晚疫病發(fā)病率田間病害調(diào)查方法參照《植病研究方法》[11]，記錄發(fā)病植株的數(shù)量和正常植株的數(shù)量，計算發(fā)病率。

發(fā)病率（%）=馬鈴薯晚疫病發(fā)病株數(shù)/馬鈴薯總株數(shù)×100

病情指數(shù)調(diào)查采用5點取樣法，在每個點取10株，分別調(diào)查馬鈴薯全部葉片的發(fā)病級數(shù)，按照CIP分級標準進行分級評價。

病情指數(shù)=∑（各級病葉數(shù)×各級代表值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級代表值）×100

調(diào)查地點概況見表1。

表1 病害調(diào)查地點Table 1 Planting area of disease investigation

1.3 產(chǎn)量調(diào)查方法

在馬鈴薯種植區(qū)內(nèi)選取3個不同的小區(qū)，每個小區(qū)均采用5點法[12]取樣，每點100株薯塊稱重，計算5個地塊的平均產(chǎn)量（產(chǎn)量/面積），再計算總產(chǎn)量。

產(chǎn)量（kg/667m2）=小區(qū)實際收獲產(chǎn)量/小區(qū)面積×667

增產(chǎn)率（%）=（冬季單位面積產(chǎn)量-春季單位面積產(chǎn)量）/春季單位面積產(chǎn)量×100

1.4 不同種植時間對避病效果的影響

在云南省西雙版納試驗區(qū)設(shè)置不同播期試驗，3個播種時間處理分別為10月29日、11月28日和1月15日，在收獲期調(diào)查病害發(fā)生情況，分析不同播期對避病效果的影響。

1.5 統(tǒng)計分析

對冬季種植避開晚疫病發(fā)生的效果定義為避病效果（Avoiding disease effect，ADE），對減輕病害發(fā)生的嚴重程度定義為病害減輕度（Control effect，CE），公式如下：

避病效果（%）=（對照發(fā)病率-處理發(fā)病率）/對照發(fā)病率×100

病害減輕度（%）=（對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)×100

數(shù)據(jù)整理和分析在Excel 2007軟件下完成，采用SPSSV18.0和OriginPro 8軟件進行方差分析和制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 云南省馬鈴薯種植區(qū)晚疫病發(fā)病率調(diào)查

本研究于2013～2016年在不同季節(jié)對云南省馬鈴薯主要種植區(qū)昆明、大理、紅河、怒江等13個州市38個地點進行病害調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明（圖1），不同地點種植馬鈴薯晚疫病發(fā)生存在差異。但整體分析發(fā)現(xiàn)春作區(qū)在7、8月馬鈴薯花期降雨量較大，導(dǎo)致發(fā)病嚴重，各地點發(fā)病率均高于40%，年際間受降雨影響變化明顯。冬作區(qū)晚疫病發(fā)生較輕，大部分地區(qū)發(fā)病率為0，僅在低緯度地區(qū)由于花期有少量降水，導(dǎo)致病害發(fā)生，且發(fā)病率不超過25%，年際間變化不大。

通過對不同地區(qū)發(fā)病率比較發(fā)現(xiàn)（圖2），春作區(qū)昭通市、麗江市、玉溪市發(fā)病率較高，但各地發(fā)病率差異不明顯。冬作區(qū)紅河州、臨滄市和德宏州晚疫病發(fā)病率均為0，文山州發(fā)病率約為1%，普洱市和版納地區(qū)發(fā)病率均不超過20%，因此冬季種植馬鈴薯發(fā)病率明顯低于春季種植。

2.2 冬季馬鈴薯避病效果

通過對云南省馬鈴薯晚疫病的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，冬作發(fā)病率顯著低于春作，冬作平均發(fā)病率為3.8%，春作平均發(fā)病率為47.7%，冬季避病效果達到了92.03%。通過對病情指數(shù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)冬作病害的嚴重程度為1.17，而春作達到了5.62，利用冬季種植可以使晚疫病減輕79.20%，避病效果明顯（表2）。

圖1 云南省不同地點晚疫病發(fā)生情況調(diào)查Figure 1 Incidences of potato late blight in different places surveyed of Yunnan Province

圖2 云南省馬鈴薯種植區(qū)晚疫病發(fā)生情況Figure 2 Incidences of potato late blight in different planting areas of Yunnan Province

表2 冬季馬鈴薯避病效果研究Table 2 Avoiding disease effect(ADE)in winter potato

2.3 冬種馬鈴薯不同種植緯度避病效果

冬季不同地區(qū)馬鈴薯避病效果存在差異（圖3），在德宏州，文山州、建水縣和石屏縣種植區(qū)晚疫病發(fā)病條件不適宜，晚疫病發(fā)病率幾乎為零，避病效果達到100%。隨著緯度降低，雙江縣種植區(qū)晚疫病有所發(fā)生，但與大春相比避病效果達到了98%，與德宏州、文山州、石屏縣、建水縣差異不顯著，但顯著高于普洱縣和版納地區(qū)。隨著緯度繼續(xù)降低，晚疫病發(fā)生率有明顯增加，普洱縣避病效果可達87%，顯著高于版納地區(qū)，而顯著低于其他種植區(qū)。版納是云南省緯度最低地區(qū)，馬鈴薯晚疫病有一定程度發(fā)生，該地區(qū)利用冬閑田種植馬鈴薯，與省內(nèi)春種馬鈴薯發(fā)病相比，避病效果也可達到64%，因此避病效果與緯度相關(guān)性較強，且決定系數(shù)r2=0.926 5。

2.4 冬種馬鈴薯不同種植時間避病效果

不同種植時間避病效果研究試驗選擇在西雙版納進行，該地區(qū)雨季結(jié)束較晚易引起爛種現(xiàn)象，因此該地區(qū)篩選適宜的播種時間具有較好的應(yīng)用價值。試驗設(shè)3個播種時間處理（圖4），分別是10月29日、11月28日和1月15日，結(jié)果表明（圖4）不同時間種植馬鈴薯，晚疫病的發(fā)生存在明顯差異，因此避病效果也存在明顯差異。其中播種較早的處理10月29日在開花期正好遇上雨季，利于病害的發(fā)生和蔓延，避病效果只達到了16%，病害嚴重度為3.5級，而種植較晚的馬鈴薯在苗期抗性較強，有效避開了晚疫病的發(fā)生，避病效果達到了100%。因此冬作區(qū)種植馬鈴薯，其避病效果與播種時間有很大的關(guān)系，建議在11月末后進行種植。

圖3 冬季種植區(qū)避病效果Figure 3 Avoiding disease effect of potato planted in winter

圖4 不同播種時間避病效果Figure 4 Avoiding disease effect in different sowing time

2.5 冬季種植對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

冬季種植馬鈴薯產(chǎn)量明顯高于春季（圖5），冬季調(diào)查地點產(chǎn)量平均為2400 kg/667m2，春季平均產(chǎn)量為1 500 kg/667m2，冬季產(chǎn)量是春季的1.6倍，增產(chǎn)達到了60%。這主要是由于春節(jié)種植雨水大，晚疫病發(fā)生嚴重，極大影響馬鈴薯的生長和產(chǎn)量，而冬季晚疫病很少發(fā)生，植株能夠極大發(fā)揮產(chǎn)量優(yōu)勢，因此利用冬季進行生態(tài)種植即可以減少病害發(fā)生，提高馬鈴薯產(chǎn)量。

2.6 不同冬作種植區(qū)產(chǎn)量差異分析

冬作區(qū)不同地點產(chǎn)量存在差異，但均高于春季種植的平均產(chǎn)量（表3）。紅河地區(qū)產(chǎn)量為3 200 kg/667m2，顯著高于其他地區(qū)；文山為2 500 kg/667m2與雙江2 675 kg/667m2的產(chǎn)量差異不顯著，版納地區(qū)產(chǎn)量相對較低為1 575 kg/667m2，與春季產(chǎn)量平均值1 500 kg/667m2相比，冬季增產(chǎn)效果明顯，紅河地區(qū)增產(chǎn)最高為113.3%，顯著高于其他地區(qū)，其次是文山和雙江，分別增產(chǎn)66.7%和78.3%。德宏和普洱地區(qū)增產(chǎn)也為43.3%和46.7%，僅版納地區(qū)增產(chǎn)顯著低于其他地區(qū)僅為5%。冬作不同種植區(qū)間增產(chǎn)效果存在顯著差異。

圖5 春冬兩季馬鈴薯產(chǎn)量對比Figure 5 Potato yield comparison between spring and winter planting seasons

表3 不同冬作種植區(qū)產(chǎn)量差異分析Table 3 Analysis of potato yield in differentwinter planting areas

3 討論

馬鈴薯晚疫病是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，目前防治主要以抗性育種和化學(xué)防治為主[13]，然而高產(chǎn)、抗性持久的品種選育困難，同時化學(xué)防治存在3R（抗性resistance、再猖獗resurgence和殘留residue）等亟待解決的難題，也使其應(yīng)用受到限制。本研究以生態(tài)防控為基礎(chǔ)，調(diào)查分析云南省馬鈴薯冬季種植生態(tài)避病增產(chǎn)效果。研究對云南省13個馬鈴薯種植區(qū)病害發(fā)生情況進行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冬季種植可有效避開晚疫病的發(fā)生，避病效果可達64%～100%，且不同緯度冬種區(qū)避病效果存在差異，這與目前研究結(jié)果一致[14]。由于馬鈴薯晚疫病是一種氣象型病害，目前研究認為隨著緯度、海拔及種植季節(jié)的不同，馬鈴薯晚疫病的發(fā)生時間和發(fā)病特點也有所不同[15]。其中降雨及濕度是晚疫病發(fā)生流行的首要條件，當(dāng)田間濕度在70%以下時，即使在最適的溫度條件下，病害也很難發(fā)生。本研究認為云南省冬種區(qū)冬季空氣濕度較低，尤其在植株進入現(xiàn)蕾期以后，空氣濕度均低于70%，不利于病菌的萌發(fā)和繁殖，病菌長期處于休眠狀態(tài)，不會引起病害的發(fā)生和流行，因此利用冬季生態(tài)避病種植生產(chǎn)無公害馬鈴薯具有良好的發(fā)展前景。

不同生態(tài)條件對馬鈴薯植株生長和薯塊形成具有一定影響[16]，研究發(fā)現(xiàn)云南省冬作區(qū)馬鈴薯平均產(chǎn)量接近2 400 kg/667m2，明顯高于春季。這主要是由于云南省冬季平均溫度在10～20℃，晝夜溫差大利于薯塊膨大，較低的夜溫也有利于莖葉同化產(chǎn)物向塊莖運轉(zhuǎn)[17]。同時云南省冬季降雨量較少，基本為灌溉農(nóng)業(yè)，因此合理灌溉施肥可保證植株整個生育期的長勢旺盛，為高產(chǎn)提供保障。而春季種植晚疫病發(fā)生較重，且該季節(jié)降雨量大、持續(xù)時間長，溫度較高不利于薯塊膨大，因此產(chǎn)量受到限制。研究也發(fā)現(xiàn)云南省冬季馬鈴薯產(chǎn)量較其他冬種省份產(chǎn)量偏高，這可能也是受到冬季環(huán)境因子影響，其冬季降雨量少，霜凍輕和基本無霜凍都是保證高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的優(yōu)勢條件。但由于冬季播種時可能降雨結(jié)束晚易出現(xiàn)爛種現(xiàn)象，因此選擇適宜播種時間尤為重要。

[1] 劉洋,高明杰,何威明,等.世界馬鈴薯生產(chǎn)發(fā)展基本態(tài)勢及特點[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2014,30(20):78-86.

[2] Walker T S,Schmiediche P E,Hijmans R J.World trends and patterns in the potato crop:An economic and geographic survey[J].PotatoResearch,1999,42(2):241-264.

[3]米健,羅其友,高明杰.南方冬作區(qū)馬鈴薯增產(chǎn)潛力與適度規(guī)模[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,39(9):5124-5127,5174.

[4] 米健,羅其友,高明杰.南方冬作區(qū)馬鈴薯發(fā)展趨勢、區(qū)域格局與增產(chǎn)潛力[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2012,33(3):73-79.

[5] 羅其友,劉洋,高明杰,等.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與前景[J].農(nóng)業(yè)展望,2015,11(3):35-40.

[6] 曹先維,張新明,陳洪,等.南方冬作區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)特點及需求分析[M]//屈冬玉,陳伊里.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與小康社會建設(shè).哈爾濱:哈爾濱地圖出版社,2014.

[7] 《中國蔬菜》編輯部.2013年全國各地蔬菜、西瓜、甜瓜、草莓、馬鈴薯播種面積和產(chǎn)量[J].中國蔬菜,2015,1(1):12.

[8] 隋啟君.南方冬作區(qū)馬鈴薯考察報告[J].中國馬鈴薯,2012,26(5):311-313.

[9] 池再香,盧瑤,肖鈞,等.氣象因子對馬鈴薯晚疫病發(fā)生規(guī)律的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(9):69-71.

[10] 袁軍海.我國馬鈴薯晚疫病的發(fā)生與防治[J].南京農(nóng)專學(xué)報,2003,19(2):46-50.

[11] 方中達.植病研究方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1998.

[12] 弓滿良.農(nóng)作物的田間測產(chǎn)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè),1984(8):320-324.

[13]金光輝,呂文河,白雅梅,等.我國馬鈴薯抗晚疫病育種的研究進展及存在的問題[M]//陳伊里,屈冬玉.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)—更快更高更強.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2008.

[14] 徐洪蘭.冬種馬鈴薯晚疫病發(fā)生特點及綜合防治[J].云南農(nóng)業(yè),2011(1):38-39.

[15] 張宗波.淺談馬鈴薯晚疫病及其防治技術(shù)[J].新農(nóng)村:黑龍江,2014(12):142.

[16] 李欣.不同生態(tài)條件對馬鈴薯主要性狀的影響及遺傳分析[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[17] 劉淑娟,孫紅竹.棚室蔬菜內(nèi)在環(huán)境條件的要求與調(diào)控[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報,2006(4):42,44.

Effects ofWinter Potato Cultivation on Disease Escape and Yield Increase in Yunnan Province

GONG Chen,ZHANG Hongji,XU Yongchao,YANG Mengping,JIANG Siyu,SONG Shuangwei,YU Decai＊
(College o f Plant Protection,Yunnan Agricu lturalUniversity/Key Laboratory for Agro-bio Diversity and Pest Control,ministry o f Education/State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Bio-resources in Yunnan,Kunming,Yunnan 650201,China)

ract:In recent years,winter potato areas of Yunnan Province are increasing gradually due to its geography,climate and market advantages.To compare the effects of potato cultivation in different seasons in Yunnan Province,the research group had carried out a survey of incidence of late blight disease and yield for 38 places of 13 potato planting areas since 2012.Incidence of potato late blight in winter planting was below25%,and average avoiding disease effect was over 92%compared to spring planting.Meanwhile,different avoiding disease effects were showed in winter potato planting areas,with effect being 100%in some places.The average yield of potato was up to 2 400 kg/667m2in winter planting,significantly higher than that in spring planting(1 500 kg/667m2),and yield increase was 60%more than spring planting.Therefore,winter planting potato could e ffectively avoid the incidence o f late blight and increase yield.This research establishes a theoretical foundation for planting pollution-free potato in Yunnan Province.

ords:winter planting;disease investigation;yield investigation;avoiding disease effect

S532

B

1672－3635（2017）06-0346-07

2016-09-27

云南省省級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化專項資金（云農(nóng)財[2002]293號）。

鞏晨（1989-），男，碩士研究生，主要從事馬鈴薯病害防治研究。

于德才，副研究員，主要從事馬鈴薯有害生物生態(tài)治理及耕作栽培研究，E-mail:459025316@qq.com。