李宏偉,郭富貴,劉 洋,石富云,董志祥,張棋麟,林連兵,崔秀明,2,3,袁明龍
(1. 昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650500;2. 云南省三七資源可持續(xù)發(fā)展利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650500;3. 國(guó)家中藥管理局三七資源可持續(xù)發(fā)展利用研究室,云南 昆明 650500;4. 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院,甘肅 蘭州 730020)
三七(Panax notoginseng)隸屬傘形目(Apiales)五加科(Araliaceae)有參屬(Panax),是我國(guó)特有的名貴經(jīng)濟(jì)藥材[1-2]。三七分布較為集中,云南省文山州是世界三七的原產(chǎn)地和主產(chǎn)區(qū),該區(qū)域三七的栽培面積及產(chǎn)量均占全國(guó)的60%以上[1]。近年來,隨著國(guó)家“調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)”政策的實(shí)施,三七在發(fā)展地方特色經(jīng)濟(jì)、調(diào)整畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的作用日益凸顯。三七產(chǎn)業(yè)作為云南省的重點(diǎn)支柱產(chǎn)業(yè),能有效地促進(jìn)山區(qū)農(nóng)民增收,轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,減輕草山畜牧的壓力,有效保護(hù)山區(qū)草地生態(tài),達(dá)到草畜平衡的良好農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。
三七是多年生草本植物,高30~80 cm,性喜溫暖和陰濕,怕嚴(yán)寒、酷暑,且畏多水。種植三七的土壤多為疏松紅壤或棕紅壤,微酸性[1]。三七具有止血、散淤、定痛等功效,明代著名的藥學(xué)家李時(shí)珍稱其為“金不換”[2]。目前,對(duì)三七的研究主要集中于有效化學(xué)成分含量的分析,包括黃酮類、多糖類、揮發(fā)油類、氨基酸類和無機(jī)成分等。此外,對(duì)三七藥理作用的研究也是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。例如,對(duì)血液系統(tǒng)的功效,包括止血、活血和補(bǔ)血的效果和機(jī)理研究;對(duì)消化系統(tǒng)、肝臟、抗癌、抗炎癥和改善免疫系統(tǒng)功能的機(jī)制探索[2]。近年來,三七年均市場(chǎng)需求量達(dá)9 000 t以上,市場(chǎng)供應(yīng)緊俏,人工栽培面積不斷增加。
三七的人工種植,通常采用免耕蔭蔽的栽培方式進(jìn)行連作,但該農(nóng)作系統(tǒng)易遭受多種病蟲的侵害[3]。近年來,病蟲害問題逐漸突顯,已成為限制三七產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素。自20世紀(jì)90年代以來,云南省持續(xù)投入大量的人力、物力和財(cái)力控制三七的病蟲害,但仍未得到有效緩解,且有加重的趨勢(shì)。究其原因,一定程度上歸結(jié)于人們對(duì)三七病蟲害未全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),缺乏正確的病蟲害防治科學(xué)理論參考,盲目施藥、粗暴防控,導(dǎo)致病蟲害抗藥性等問題日益突出。近年來,三七主產(chǎn)區(qū)多澇、干旱等極端天氣增加,致使病蟲害加劇,造成三七嚴(yán)重減產(chǎn),品質(zhì)也大不如從前。然而,三七的病蟲害研究一直未得到應(yīng)有的重視。
圖1 1978年至今 (2019年 3月)三七研究文獻(xiàn)主題分類統(tǒng)計(jì)(前20)Figure 1 Classification statistic of categories for Panax notoginseng references form 1978 to present (March 2019)(Top 20)
在中國(guó)知網(wǎng)中,以“三七”為關(guān)鍵詞,范圍限定在期刊,共檢索到1978年至今(2019年3月)的7 379篇文獻(xiàn)。通過知網(wǎng)研究主題分類統(tǒng)計(jì)功能,分析發(fā)現(xiàn),三七相關(guān)研究的最多20個(gè)主題中,三七總皂苷研究文獻(xiàn)最多(2 233篇),其次為三七皂苷R1(447篇)和三七色譜分析(390篇)(圖1),有關(guān)三七病害和蟲害的主題僅分別有38和8篇。此外,在“Web of Science”數(shù)據(jù)庫(kù)核心集中,以“Panax notoginseng”和“P. notoginseng”為關(guān)鍵詞搜索三七研究文獻(xiàn)。結(jié)果表明,SCI期刊近五年來收錄三七文獻(xiàn)數(shù)基本保持穩(wěn)定,2018年略有上升;但是總體上,三七病蟲害研究論文較少,在所有三七相關(guān)論文占比中較低(均在10%以下),2017年甚至僅有3%;5年中,涉及三七病蟲害的SCI文章還未達(dá)到20篇(圖2)??梢姡瑖?guó)內(nèi)外,三七病蟲害研究開展得較為滯后和缺乏,系統(tǒng)的研究綜述極少。為此,本文對(duì)三七病蟲害發(fā)生的種類、為害特征、防治方法、面臨問題和未來研究重點(diǎn)等進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié),并討論了今后應(yīng)重點(diǎn)開展的研究方向,以期推動(dòng)三七產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展,為我國(guó)三七產(chǎn)區(qū)草畜戰(zhàn)略平衡的政策制定提供一定的參考。
圖2 近五年 (2014-2018年)Web of Science中以“Panax notoginseng”和“P. notoginseng”為關(guān)鍵詞文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)Figure 2 Statistics for references from the past 5 years searched by key words “Panax notoginseng” and “P.notoginseng” in Web of Science (2014-2018)
三七病原菌目前報(bào)道19種,引起7種病害。三七常見地上部分病害為圓斑病[4]、黑斑病[4-5]、炭疽病[6]、灰霉病[7]、白粉病[8]和疫霉病[9]等,常見地下部分病害為根腐病[10-12](表1)。其中,根腐病、黑斑病和圓斑病是三七的主要病害,相關(guān)研究報(bào)道也最多。
在三七連作障礙系統(tǒng)中,根腐病是三七發(fā)生最為嚴(yán)重的病害。每年3-10月均有不同程度發(fā)生,發(fā)病率在5%~20%,嚴(yán)重時(shí)可達(dá)到70%以上[24-25]。在田間調(diào)查過程中甚至觀察到根腐病發(fā)病率95%以上的情況。三七根腐病的病原菌種類多,以真菌侵染為主[25-26],伴隨細(xì)菌和根結(jié)線蟲(Meloidogynespp.)為害[27-28]。根腐病是典型的土傳病害,可包括多種不同的發(fā)病特征,如黃腐型、干裂型、髓爛型、濕腐型、莖基干枯型和急性青枯型等[29],其中黃腐型和急性青枯型根腐病影響最為嚴(yán)重[30]。
黃腐型根腐病與人參銹腐病菌(Cylindrocarpon destructans)和雙生柱孢(C. didynum)真菌的侵染直接相關(guān)。急性青枯型是由惡疫霉菌(Phytophthora cactorum)和草莖點(diǎn)霉(Phoma herbarum)真菌引起的,發(fā)病過程中,病原真菌先侵染三七葉片和嫩莖,然后向下發(fā)展導(dǎo)致塊根發(fā)病[13]。研究發(fā)現(xiàn),環(huán)境條件過于潮濕易造成該病發(fā)生[13],但是該結(jié)論僅憑經(jīng)驗(yàn)觀察,還需要室內(nèi)試驗(yàn)和田間調(diào)查進(jìn)一步確認(rèn)。王淑琴和于洪軍[31]報(bào)道腐皮鐮刀菌(Fusairium solani)和人參鏈格孢(Alternaria panax)是引發(fā)三七根腐病的病原菌之一。1991年,駱平西和許毅濤[14]發(fā)現(xiàn),誘發(fā)三七根腐病的病原菌并不是單一的菌株,至少包括腐皮鐮刀菌、串珠鐮刀菌中間變種(F. monilliformevar.intermedium)和尖刀鐮刀菌 (F.oxysporam)。此外,有學(xué)者發(fā)現(xiàn),根生?;透ょ牭毒部梢氯吒32]。值得注意的是,在病原菌混合發(fā)生過程中,不同真菌的致病力表現(xiàn)出明顯差異。例如,假單胞菌(Pseudomonasspp.)、極細(xì)鏈格孢菌(A. tenuissima)和腐皮鐮刀菌共同導(dǎo)致三七根腐病,但前者的致病性最強(qiáng),而后兩者較弱[33-34]。此外,柔毛鐮刀菌(F. flocciferum)、黃瓜萎蔫病菌(Plectosphaeralla cucumerina)、黑附球菌(Epicoccum nigrum)3種病原菌對(duì)三七根腐病有致病性[15]。
2006年,繆作清等[13]總結(jié)了當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的三七根腐病病原菌,包括人參鏈格孢菌(A. panax)、極細(xì)鏈格孢菌、腐皮鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、疫霉病菌、草莖點(diǎn)霉、立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)和假單胞桿菌8種(類)。此后,再未發(fā)現(xiàn)其他新的三七根腐病病原菌。這可能是由于檢測(cè)技術(shù)的局限,也可能是由于三七作為區(qū)域集中種植的經(jīng)濟(jì)藥材,與其他作物根腐病病原菌較少有接觸,減少了交叉侵染幾率。
黑斑病是三七栽培中常見的地上病害,常年發(fā)病率在10%~20%,最高可達(dá)80%,是三七毀滅性病害之一[35]。三七為多年生,一旦感染黑斑病,就會(huì)多年連續(xù)發(fā)生。隨著三七種植年限的增加,土壤中病原菌數(shù)量也隨之積累,故病害逐年加重,且易在株間傳播擴(kuò)展[36]。
表1 三七主要病害及病原菌Table 1 Diseases and pathogens of Panax notoginseng
黑斑病主要為害三年齡以下三七全株,莖和葉柄受害初期出現(xiàn)淡綠色橢圓斑,繼而變?yōu)楹稚枷莅?,隨之出現(xiàn)黑色霉層;葉片發(fā)病初期出現(xiàn)褐色圓形水侵樣病斑,隨即病斑干枯破裂;種子受害時(shí),初期表現(xiàn)為米黃色,顏色逐漸變褐,種皮生黑色霉層;塊根受害時(shí),出現(xiàn)褐色斑,隨后腐爛,直至全株死亡[37]。在三年齡及以上三七植株上,病斑多發(fā)生于節(jié)間、花苔及紅子上。在節(jié)間處,初時(shí)為褐色病斑,病部逐漸縊縮,最后病部折斷?;ㄌΠl(fā)病時(shí),初始在花基部變?yōu)楹稚?,?yán)重時(shí)整個(gè)花苔變?yōu)楹稚S后腐爛;紅子發(fā)病時(shí),初始時(shí)紅子表面出現(xiàn)褐色病斑,隨后擴(kuò)展至整個(gè)紅子[37-38]。黑斑病發(fā)生在葉片上,易引起葉片過早脫落,阻礙三七塊根的生長(zhǎng)。在發(fā)生黑斑病的三七園中,所有植株表現(xiàn)為年齡越大,發(fā)病越嚴(yán)重[38]。
三七黑斑病病原菌主要為人參鏈格孢和極細(xì)鏈格孢菌[21-22]。而對(duì)三七黑斑病的研究中,大多數(shù)學(xué)者只針對(duì)人參鏈格孢進(jìn)行研究,而對(duì)極細(xì)鏈格孢菌關(guān)注較少[39-40]。三七黑斑病的病原菌人參鏈格孢,主要傳播途徑是病原分生孢子通過雨水和空氣流動(dòng),且分生孢子埋于淺表土層(3 cm以上)能存活1~2年,而深層土壤(10 cm以上)僅能存活1個(gè)月[39]。陳昱君等[41]研究了人參鏈格孢病原菌的生物學(xué)特性,發(fā)現(xiàn)其菌絲生長(zhǎng)最適溫度在22~28 ℃,孢子萌發(fā)最適溫度為20 ℃,萌發(fā)率隨環(huán)境濕度的增加而提高,還可在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿下生長(zhǎng),最適pH 6.0,對(duì)有機(jī)氮源的利用效率高于其他氮源??梢姡谌卟≡乐沃?,尤其是人參鏈格孢發(fā)病的嚴(yán)重期,應(yīng)減少有機(jī)氮源(如花生餅粉、黃豆餅粉、酵母粉、蛋白胨、尿素等)的施用,盡量用無機(jī)氮源(農(nóng)用/肥料級(jí)硫酸銨、硝酸銨)替代,避免給病原菌生長(zhǎng)創(chuàng)造有利的有機(jī)氮環(huán)境。另外,在病原菌孢子傳播能力較強(qiáng)的時(shí)期,初次強(qiáng)降水(4-5月初)后,應(yīng)注意降低三七園濕度,減少園內(nèi)通風(fēng)。翻耕土地的最低深度應(yīng)當(dāng)大于10 cm,降低土壤中人參鏈格孢分生孢子的存活率。
三七圓斑病于1993年在云南文山州首次發(fā)現(xiàn),三七圓斑病的發(fā)病率在10%~20%,嚴(yán)重時(shí)甚至可超過90%,三七全株均可發(fā)病[42]。該病的發(fā)病率僅次于黑斑病,兩者在病斑形狀上比較相似,但是發(fā)病過程中和為害后病斑的顏色和大小有較大差異。三七葉片和花發(fā)生圓斑病時(shí),初期葉片上出現(xiàn)黃色病斑,陰雨天,病斑呈現(xiàn)圓形透明狀,天晴則病斑呈現(xiàn)圓形褐色狀;莖、根部受害時(shí),呈褐色病斑,生有灰白色霉層,隨著病害愈發(fā)嚴(yán)重,導(dǎo)致芽腐和莖基腐[43]。
三七圓斑病的病原菌為半知菌絲孢綱的槭菌刺孢(Mcyocentrospora acerina)[19-20]。研究表明,槭菌刺孢在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基上生長(zhǎng)最快,菌絲生長(zhǎng)溫度范圍廣(1~28 ℃),最適溫度為20 ℃,pH在3~11,最適pH 6.0,分生孢子的致死溫度為55 ℃[44]。光照對(duì)菌絲生長(zhǎng)有一定抑制作用,但對(duì)分生孢子的萌發(fā)有明顯促進(jìn)作用[44]。隨光照強(qiáng)度和空氣濕度的增加,三七圓斑病的發(fā)病率逐漸增高[44]。因此,利用圓斑病發(fā)病后的土壤種植三七前,應(yīng)進(jìn)行高溫消毒,以殺死病原菌分生孢子。
立枯病也是三七主要病害之一,該病不同于黑斑病和圓斑病,其主要發(fā)生于三七種苗期。立枯病已在多種植物上被發(fā)現(xiàn),目前已報(bào)道160多種植物可患病[45]。三七立枯病好發(fā)于2-4月低溫陰雨季節(jié),主要為害其種芽、種子及幼苗,種子發(fā)病時(shí)腐壞,產(chǎn)生乳白色漿汁[38]。種芽受害時(shí)腐爛呈黑褐色。幼苗發(fā)病時(shí)多位于離地表土3~5 cm干濕交界處,呈現(xiàn)黃褐色水漬狀條形斑,繼而變成深褐色,幼苗折倒死亡[46]。
立枯病病原菌屬于真菌中的絲孢綱、無孢目的立枯絲核菌,長(zhǎng)年生存于三七的根際土壤中,以菌絲體或菌核的形式繁殖;菌絲有隔膜,生長(zhǎng)初期無色,生長(zhǎng)后期,菌絲交織在一起形成暗褐色、質(zhì)地疏松的菌核[38]。帶菌土壤是主要侵染源,病株殘?bào)w、肥料也可傳播,還可通過流水、農(nóng)具、人、畜等傳播。天氣越潮濕,病害越嚴(yán)重,多年連作會(huì)使病害加重[47]。
雖然炭疽病、灰霉病和疫霉病相對(duì)其余主要病害發(fā)生率低,為害范圍相對(duì)較小,已有研究也更為有限,但三者在田間也時(shí)常發(fā)現(xiàn)。1)炭疽?。喊l(fā)病時(shí)危害三七地上部分,葉片呈現(xiàn)黃褐色病斑,具有明顯的褐色邊緣,發(fā)病后期病斑上出現(xiàn)黑色點(diǎn)狀病斑,使葉片穿孔;葉柄和莖部病斑為中央下陷的黃褐色棱形斑;果實(shí)上病斑呈圓形微凹的褐色斑,高溫多濕發(fā)病重[48]。引發(fā)三七炭疽病的病原菌是半知菌亞門的真菌膠孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)和黑線炭疽菌(C. panacicola),高溫、多濕是導(dǎo)致病原菌危害三七的主要原因[17-18]。2)灰霉?。夯颐共〔【嗲秩救呷~,發(fā)生于低溫高濕的季節(jié),發(fā)病時(shí),植株下部葉片會(huì)出現(xiàn)灰褐色霉層,霉層外緣呈黃色,當(dāng)葉片接觸到地面時(shí),會(huì)呈現(xiàn)出褐色水浸狀病斑,最后導(dǎo)致全株萎蔫死亡[49]。其主要病原菌為柔膜菌目(Helotiales)核盤菌科(Sclerotiniaceae)葡萄孢屬(Botrytis),葡萄孢菌(B. cinerea)[16]。3)疫霉?。河置按钊~爛”,多發(fā)生于多雨季節(jié),主要危害三七葉片[50]。發(fā)病初時(shí)葉片出現(xiàn)暗綠色不規(guī)則形病斑,潮濕時(shí)病部呈現(xiàn)水漬狀病斑,隨著病情加重,病斑會(huì)迅速擴(kuò)展,導(dǎo)致葉片腐爛,隨后根莖部呈現(xiàn)出黃褐色腐爛癥狀,最后整株植株死亡[51]。病原菌為霜霉目(Peronosporales)疫霉屬(Phytophthora)惡疫霉菌(P.cactorum)[23]。疫霉能侵染三七的各個(gè)部分,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
與病害相比,三七蟲害的研究相對(duì)較少,也缺乏系統(tǒng)的田間調(diào)查。吳云[52]對(duì)鄂西南山區(qū)的三七蟲害進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)蚜蟲、紅蜘蛛和蚧殼蟲等為害嚴(yán)重。陳昱君等[53]報(bào)道了通過誘蟲板誘集法在不同地點(diǎn)(硯山縣江那鎮(zhèn)、硯山縣干河鄉(xiāng)、文山市馬塘鎮(zhèn))的一年齡、二年齡三七園均可誘捕到包括2目4科的昆蟲類群(未確定具體種數(shù))。張葵等[54]對(duì)云南文山地區(qū)三七田屯的薊馬消長(zhǎng)規(guī)律開展初步觀察,發(fā)現(xiàn)了三七園內(nèi)有多個(gè)種類的薊馬混合為害植株,主要大面積為害一、二年齡三七,而對(duì)三年齡三七基本不構(gòu)成威脅。當(dāng)前研究報(bào)道為害三七的主要害蟲類群(包括蜱螨類)為三七短須螨(Brevipalpussp.)、薊馬 (Thripidae)、蚜科 (Aphididae)、粉虱科(Aleyrodidae)、葉蟬科(Cicadellidae)等(表2)。其中,三七短須螨和薊馬類害蟲為研究文獻(xiàn)相對(duì)較多的種類,其他害蟲僅見為害三七的報(bào)道,缺乏確切的種類、為害特點(diǎn)及發(fā)生規(guī)律等的相關(guān)研究。
目前,三七上僅發(fā)現(xiàn)一種短須螨屬紅蜘蛛,命名為三七短須螨(Brevipalpussp.)。何振興和羅麗飛[59]于20世紀(jì)80年代,初步觀察了三七短須螨的生長(zhǎng)習(xí)性及對(duì)三七的為害特征,也是迄今為止對(duì)該蟲害開展的最為全面和深入的工作。該蟲在新三七園發(fā)生較少,為害較輕;老園則明顯發(fā)生嚴(yán)重。隨氣溫回升(10 ℃以上),紅蜘蛛卵逐漸孵化,后于雜草中取食,待三七出葉后,逐漸轉(zhuǎn)移至三七為害。其主要為害三七葉、莖、花并吸食其汁液,使葉片缺水、變黃和脫落,花序和果實(shí)萎縮干癟[59]。三七短須螨為害多發(fā)于5-8月,6-7月上旬尤為嚴(yán)重,甚至可見一張復(fù)葉背面有上百只蟲體取食汁液,在植株上拉絲爬行,借風(fēng)傳播[59]。當(dāng)前未有一種三七短須螨的種類被鑒定,故未來研究應(yīng)基于形態(tài)特征結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)手段對(duì)其種類進(jìn)行明確,區(qū)分單獨(dú)和混合發(fā)生,便于制定防治策略。
為害三七嫩葉的害蟲除了三七短須螨,還包括薊馬。兩者相同的是,均通過為害嫩葉,間接致使三七根莖營(yíng)養(yǎng)不良而干縮。不同的是,三七短須螨的為害可迅速導(dǎo)致嫩葉枯萎脫落,薊馬則引起葉片畸形,緩慢致使葉片喪失正常的生理功能。薊馬是近年來三七產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)的主要蟲害。薊馬在三七植株上主要危害幼嫩的葉片,受為害后葉片受害部位出現(xiàn)分布比較均勻的麻點(diǎn)狀黃斑;有的葉片病斑稍向上隆起,形成皰斑。據(jù)調(diào)查,麻點(diǎn)葉斑病在文山三七產(chǎn)區(qū)一般發(fā)病率在1.5%~20%,嚴(yán)重時(shí)可達(dá)100%。針對(duì)薊馬為害,有學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究:麻點(diǎn)葉斑病主要由煙薊馬(Thrips tabaci)吸食后引起,并可傳播番茄斑萎病毒[55]。張葵等[56]對(duì)薊馬為害三七果實(shí)的情況進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)棕櫚薊馬(T. palmi)致使果實(shí)干癟褪色,顯著降低了三七的結(jié)果率。楊建忠等[57]對(duì)文山州冬季作物薊馬種類初步調(diào)查,發(fā)現(xiàn)除以上提到的薊馬種類外,在越冬過程中,黃薊馬(T. flavus)和八節(jié)黃薊馬(T.flavidulus)也會(huì)對(duì)三七造成危害??偟膩碚f,煙薊馬是三七產(chǎn)區(qū)主要薊馬害蟲種類[55]。因此,三七害蟲種群動(dòng)態(tài)觀測(cè)和防控中,應(yīng)重點(diǎn)對(duì)薊馬開展觀測(cè),尤其是針對(duì)煙薊馬的防治和研究應(yīng)加強(qiáng)。在薊馬于三七園達(dá)到種群數(shù)量最高峰的4-5月前[55],應(yīng)提前對(duì)薊馬種群密度進(jìn)行監(jiān)控,防止其暴發(fā)成災(zāi)。
表2 三七主要害蟲Table 2 Pests of Panax notoginseng
張葵等[58]于云南省文山州文山縣馬塘鎮(zhèn)夾馬石村三七種植園調(diào)查三七煙薊馬為害情況,在2年生三七葉片上,共采集薊馬150頭,全部為煙薊馬。值得注意的是,在該三七園旁的雜草上采集到22頭薊馬類昆蟲,其中19頭為棕櫚薊馬,2頭為花薊馬(Frankliniella intons),僅1頭為稻管薊馬(Haplothrips aculeatus)。在煙薊馬嚴(yán)重為害的三七園旁,研究者雖于雜草上采集到三種未直接對(duì)三七造成為害的薊馬種類,但它們的生態(tài)位與煙薊馬有較高重疊,它們對(duì)三七有較大的潛在威脅。因此,在三七害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中,應(yīng)注意對(duì)三七園周邊有為害可能性的昆蟲開展種群動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
目前,三七病蟲害防治主要遵循預(yù)防為主,物理和化學(xué)防治相結(jié)合的方針。一般來說,在病害防治過程中普遍采用清除三七病株殘?bào)w,保持三七園內(nèi)清潔后進(jìn)行化學(xué)防治。當(dāng)病蟲害大規(guī)模、高密度發(fā)生時(shí),仍主要依賴于化學(xué)防治[60]。但是,三七病蟲害的防治難度很大,嚴(yán)重影響了三七種植的可持續(xù)發(fā)展。隨著大范圍使用農(nóng)藥,危害三七的病原菌、害蟲很可能出現(xiàn)抗藥性,且污染環(huán)境。
對(duì)三七的病蟲害化學(xué)防治應(yīng)推行“交替用藥,掌握時(shí)機(jī),混合施用”的防治思路,在病害初期和害蟲低齡期之前通過交替組合用藥對(duì)混合發(fā)生的病蟲害進(jìn)行防控,以減少病原菌及蟲口密度。在三七根腐病防治過程中,應(yīng)針對(duì)不同病原菌開展防治,多種農(nóng)藥混合、多次施用,優(yōu)先防治主要病原真菌。研究發(fā)現(xiàn),播種時(shí)用殺毒礬可濕性粉劑-代森錳鋅可濕性粉劑-多菌靈可濕性粉劑混合溶液可有效防治三七圓斑病等多種病害的發(fā)生[61]。利用多菌靈-根康-甲基硫菌靈-腐霉利[62],殺菌劑福鎂雙-多菌靈-葉枯寧等組合按一定比例混合對(duì)種苗進(jìn)行消毒處理可有效控制三七根腐病的發(fā)生。丙環(huán)唑水劑-愛苗乳油-腈菌唑水劑組合液,丙環(huán)唑水劑-愛苗乳油或腈菌唑水劑等組合對(duì)三七黑斑病的防效均在80%以上[63]。速凱乳油-辛硫磷乳油、七星保乳油、保得乳油、農(nóng)家樂乳劑(阿維菌素)等方法可有效的防治園內(nèi)危害三七的主要昆蟲。長(zhǎng)期使用化學(xué)藥劑,不僅會(huì)增強(qiáng)病蟲害的抗藥性,降低防治效果,還會(huì)污染環(huán)境,危及人、畜健康與安全。阿維菌素[64]、氯氰菊脂[65]、有機(jī)菊酯及精油類[66]等,這類多為抗生素、植物殺蟲劑,對(duì)人較為安全,目前在其他作物使用也較為普遍。因此,在三七病蟲害防治中應(yīng)進(jìn)一步推廣使用,始終堅(jiān)持綠色植保、生態(tài)植保的理念。
物理防治和生物防治在三七病蟲害的防治上也取得了顯著的成效,且物理防治和生物防治比化學(xué)防治更有應(yīng)用前景,也符合綠色、可持續(xù)植保的理念。物理防治措施主要有:在三七播種前對(duì)種子采取溫湯浸種,恒溫或變溫處理,可殺死寄生在種子上的病菌分生孢子;對(duì)三七的土傳病害,還可采用火力或蒸汽進(jìn)行高溫?zé)崽幚?,如用蒸汽?duì)土壤消毒,以殺死潛伏在土壤中的病原菌等[67];通過深翻土層(10 cm以上),進(jìn)行日光暴曬,持續(xù)3周之后,可有效殺死或減少土壤中的病菌[68]。目前,僅有利用枯草芽孢桿菌和木霉菌制劑對(duì)三七根腐病、立枯病、灰霉病和疫霉病等進(jìn)行控制的生物防治的報(bào)道[69]。
在病蟲害發(fā)生前,實(shí)施災(zāi)害的早期監(jiān)測(cè)與預(yù)警,是及時(shí)有效控制其暴發(fā)成災(zāi)的重要基礎(chǔ)。近年來,三七種植面積逐年增加,但目前尚未形成與之配套的三七園病蟲害發(fā)生監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。目前,用于三七病蟲害防治的策略及手段單一、理念陳舊,仍以粗放原始的物理防治和對(duì)環(huán)境具有破壞性的化學(xué)防治為主,而生物防治的應(yīng)用及相關(guān)研究還非常有限。隨三七的大規(guī)模種植和三七產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,病蟲害問題表現(xiàn)出加重的趨勢(shì),今后應(yīng)重點(diǎn)開展以下研究。
加強(qiáng)對(duì)三七園內(nèi)害蟲種群的動(dòng)態(tài)監(jiān)控,能夠有效預(yù)防蟲災(zāi)的發(fā)生,并能為制定可靠的三七植保對(duì)策提供參考。例如,可利用人工合成的性信息素研究農(nóng)業(yè)害蟲的發(fā)生規(guī)律,并進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)已然成為一種有效的手段[70-73];也可利用線粒體基因組細(xì)胞色素氧化酶亞基 I(Cytochrome Coxidase subunit I,COI)為標(biāo)記的DNA條形碼技術(shù)對(duì)害蟲進(jìn)行不依賴于物種形態(tài)的鑒定和觀測(cè)[74-76],快速、準(zhǔn)確地對(duì)重點(diǎn)害蟲的種群動(dòng)態(tài)開展立體(地上地下、不同時(shí)期)監(jiān)控。此外,筆者認(rèn)為今后應(yīng)建立針對(duì)各大型三七園區(qū)的害蟲監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),利用昆蟲雷達(dá)、地面高光譜遙感、空中氣流場(chǎng)分析等現(xiàn)代化手段對(duì)三七園蟲情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);進(jìn)而將蟲情數(shù)據(jù)與氣候氣象資料、三七生物和農(nóng)藝學(xué)等數(shù)據(jù)整合,對(duì)不同害蟲類群為害程度、為害時(shí)間和方式等開展計(jì)算機(jī)建模預(yù)測(cè);最后借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)布三七害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果,服務(wù)于七農(nóng)。云南省把三七生產(chǎn)及深加工產(chǎn)業(yè)作為重要經(jīng)濟(jì)支柱,為整合各種科研、公共資源,進(jìn)行害蟲監(jiān)測(cè)預(yù)警基礎(chǔ)及應(yīng)用研究提供了機(jī)遇。
在三七生產(chǎn)中,根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝驮耘鄺l件,選育具有抗病蟲能力的三七新品種,是防治三七病蟲害最根本有效的措施之一。如果對(duì)某些防治難度較大或目前尚無有效防治方法的病蟲害,抗病品種的選育更是一個(gè)有效的解決途徑。對(duì)三七抗病蟲品種的選育,要求相關(guān)人員具備一定的植物遺傳育種專業(yè)知識(shí),并受過系統(tǒng)的植物選育培訓(xùn)。因此,科研院所、高校應(yīng)當(dāng)承擔(dān)起選育三七優(yōu)良抗病蟲品種的任務(wù),尤其是三七主產(chǎn)區(qū)的相關(guān)機(jī)構(gòu)。選育三七的過程中,仔細(xì)觀察,開展“提純復(fù)壯”的工作。挑選出那些生長(zhǎng)健壯、與周圍植株相比,表現(xiàn)出明顯抗病蟲性、結(jié)籽率高,且種皮紅潤(rùn)飽滿的桓株作為留種株,把此類植株的種子作為種質(zhì)資源,妥善保管。來年繼續(xù)重復(fù)此項(xiàng)工作,進(jìn)一步選出健壯無竊的留種株。提純復(fù)壯的工作應(yīng)長(zhǎng)期持續(xù)開展,獲得抗病蟲害性狀優(yōu)良,適合當(dāng)?shù)卦耘嗟娜呖共∠x害品種。
近15年來,許多植物保護(hù)學(xué)者都把挖掘、開發(fā)和研究抗生素、生防菌、噬菌體、昆蟲病毒等作為主要的研究?jī)?nèi)容。由于抗生素不但在植物保護(hù)中應(yīng)用,我國(guó)一部分畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的從業(yè)團(tuán)體和個(gè)人,也大量添加抗生素以減少畜禽漁業(yè)生產(chǎn)成本,致使目前在土壤、水體乃至動(dòng)物和人體都檢測(cè)到抗生素殘留,是人民健康的一大潛在威脅[77-78]。因此,未來對(duì)三七病蟲害防治應(yīng)開發(fā)新型抗生素,且制定科學(xué)合理的抗生素施用指南。此外,防治三七病蟲害的生防菌、生防病毒等種類還比較單一,施藥技術(shù)尚處于空白階段。以后應(yīng)重視三七生物防治、建立健全三七病蟲害生物防治體系。短期來看,學(xué)習(xí)其他重要大田作物和園藝植物,如玉米(Zea mays)、水稻(Oryza sativa)、小麥(Triticum aestivum)、西紅柿 (Lycopersicon esculentum)、蘋果(Malus pumila)、柑橘(Citrus reticulata)等的生物防治經(jīng)驗(yàn),可借鑒利用三七對(duì)應(yīng)病蟲害在其他作物中的生物防治經(jīng)驗(yàn);長(zhǎng)期來看,加強(qiáng)三七生物防治產(chǎn)品開發(fā)和配套施藥技術(shù)研究,推廣適宜三七種植的生防菌制劑和病毒。另外,三七病毒病也應(yīng)當(dāng)給予一定重視。雖然目前三七病毒病造成三七大量減產(chǎn)的報(bào)道還未發(fā)現(xiàn),但近年來,已有三七病毒從三七病株上被分離[79-80],且有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在自然條件下,其他作物病毒能侵染三七[81]。我國(guó)一直倡導(dǎo)“預(yù)防為主、綜合治理”的植保方針,故應(yīng)在七農(nóng)中加大對(duì)生物防治的宣傳力度,加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督,控制高毒、高殘留農(nóng)藥的使用,讓七農(nóng)樹立保護(hù)生態(tài)環(huán)境,倡導(dǎo)生物防治的意識(shí)。
總之,對(duì)三七的病蟲害防治,未來應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)病蟲害的預(yù)警預(yù)報(bào)。針對(duì)第一手資料,制定有效、科學(xué)的綜合防控措施。此外,也要組織精悍的科研力量,選育適合三七主產(chǎn)區(qū)人工栽培的三七抗病蟲害新品種,從種質(zhì)資源上就牢固樹立起對(duì)病蟲害防控的防線。