胡鑫,沈亮,胡志剛,徐江
1.湖北中醫(yī)藥大學 藥學院,湖北 武漢 430065;2.中國中醫(yī)科學院 中藥研究所,北京 100700;3.北京科學技術研究院 北京自然博物館,北京 100050
人參PanaxginsengC.A.Mey.為五加科人參屬多年生宿根性草本植物。作為我國傳統(tǒng)名貴中藥材之一,其根、莖、葉、花及果實均可入藥,具有大補元氣、益氣生津、延年益壽等諸多功效[1]。目前,野山參資源日益匱乏,難以滿足市場需求,故人參產業(yè)主要依靠人工栽培。我國人參栽培模式分為3類:伐林栽參、林下栽參、農田栽參。伐林栽參作為我國人參傳統(tǒng)的栽培模式,由于其對森林資源和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重破壞,現(xiàn)已被我國政府明令禁止。林下栽參是仿照野生人參自然生長環(huán)境而發(fā)展起來的一種人參栽培模式,林下參具有較高的品質,但由于森林資源有限、栽培周期長,加之林下參產量低,導致其無法滿足市場需求。相比于伐林栽參和林下栽參,可用于農田栽參的土地資源較多,且不會破壞森林資源,解決了參、林爭地矛盾。目前,農田栽參已成為人參的主要栽培模式,然而農田人參在栽培過程中受多種病蟲害危害,其中侵染性病害對農田人參根組織危害最大,嚴重影響農田人參的質量和產量[2]。人參病蟲害防治雖然取得了一定進展,但現(xiàn)階段仍存在防治無序、濫用化學農藥等現(xiàn)象[3]。
近年來,由于對優(yōu)質安全藥材的需求與日俱增,為解決中藥行業(yè)實際需求,陳士林等[4]構建了“中藥材無公害精細栽培體系”。中藥材病蟲害無公害綜合防治是該體系的重要一環(huán)。病蟲害無公害防治是指在中藥材病蟲害防治過程中防治方法及所使用的藥劑種類符合國家有關標準和規(guī)范要求,生產的藥材有害物質(農藥殘留、重金屬、有害元素)含量控制在國家規(guī)定的安全使用范圍內的防治方法[5]。在此基礎上課題組提出了農田栽培人參無公害病蟲害防治準則及防治技術。本研究結合人參無公害病蟲害防治準則和防治技術,總結了近年來人參栽培中的主要病蟲害種類、發(fā)病規(guī)律及其無公害防治途徑,試圖通過綜合多種病蟲害防治技術為農田栽培人參無公害病蟲害防治研究提供參考。
農田栽培人參病蟲害種類多、危害重,藥材農殘及重金屬含量超標已成為制約農田栽培人參發(fā)展的核心問題。無公害農田栽培人參病蟲害防治應嚴格遵守“預防為主,綜合防治”的防治準則,即在病蟲害發(fā)生之前采取有效措施預防,而對于農田栽培人參已經出現(xiàn)的危害較重的病蟲害現(xiàn)象要綜合采取多種無公害方法予以治理[4,6-7]。在病蟲害預防上應加強人參抗病品種的選育、參地土壤的修復與改良工作,以提高人參自身的抗病抗逆能力,從源頭上減少病蟲害的侵害。綜合防治要求在解析病蟲害發(fā)生規(guī)律和危害程度的基礎上,以無公害農業(yè)防治、生物防治技術主,高效、低毒、低殘留的化學防治為輔,綜合使用農業(yè)防治、生物防治及化學防治方法減少人參病蟲危害[3,8]。
1.2.1 農業(yè)防治技術 無公害農業(yè)防治是農田栽培人參病蟲害防治中經濟實用的防治方法,通過改進耕作管理措施,創(chuàng)造有利于藥材生長而不利于病蟲害發(fā)生的環(huán)境,達到控制病蟲害發(fā)生和傳播的目的。目前,常用農業(yè)防治方法包括:1)選地。選擇適宜栽培人參生產而不適宜病蟲害生長的產地環(huán)境,要求選擇的參地地勢較高、背風向陽、土質肥沃疏松、排水透氣性良好;2)選種。選用產量高、抗病性好的品種,如中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所聯(lián)合集安人參研究所、康美新開河藥業(yè)有限公司育種開發(fā)的新開河1號等;3)整地。隔年翻耕土壤,使翻到地表的病菌、害蟲卵被太陽光殺滅,及時清除參地殘根和枯枝,保證參地土壤充分熟化,從而減少病菌來源及土壤中的還原性金屬離子;4)施肥。人參施用的有機肥必須充分腐熟,以減少病菌二次污染并防止燒苗;5)水分管理。在早春土壤解凍前及時清除參地床面和作業(yè)道上的積雪,預防“桃花水”,降低凍害的發(fā)生概率;6)遮蔭。采用半透光棚,調節(jié)透光度,避免陽光直射,并控制參地土壤水分、溫度及濕度;7)中耕除草。對人參病葉、病莖、病果及病株隨時進行清除,防止其擴散蔓延,及時清除參地周圍的腐爛雜物,減少病菌的初侵染源和中間寄主[5,9]。
1.2.2 生物防治技術 農田栽培人參無公害生物防治是利用有益生物及其代謝產物防治人參病害、控制病原體的方法,其最大特點是對環(huán)境安全、友好、無污染?;谏鲜鲇袡C體開發(fā)的無公害農藥被稱為生物農藥,根據來源可分為植物源農藥、動物源農藥和微生物源農藥。其中植物源農藥和微生物源農藥的研究及開發(fā)應用是無公害農藥的重點及熱點,植物次生代謝產物如小檗堿、苦參堿、細辛揮發(fā)油[10-11]等;中藥醇提物、水提物如丁香、藿香、厚樸[12-13]等;微生物菌株或其代謝產物如枯草芽孢桿菌[14]、哈茨木霉菌[15]、多抗霉素[16]等對人參的病害均有較高的抑制率。
1.2.3 化學防治技術 目前,化學防治仍是病蟲害防治的常用方法。農田栽培人參無公害化學防治參照《中華人民共和國農業(yè)行業(yè)標準(NY/T-393-2000)農藥使用準則》以及《農藥合理使用準則1~5》(GB/T8321.1-GB8321.5)要求,嚴格控制施用化學農藥的種類和劑量,在病蟲害高峰期要合理、及時、對癥使用高效、低毒、低殘留的農藥,保證人參藥材的農殘及重金屬含量符合《中華人民共和國藥典》標準。此外,同一種病蟲害的防治應避免長期單一用藥,藥劑合理搭配使用以減緩抗藥性。根據人參農藥登記、《無公害人參藥材及飲片農藥與重金屬及有害元素的最大殘留限量》(T/CATCM001-2018)、農業(yè)農村部有關中藥材禁用公告以及多年農田人參實際生產操作過程中用藥經驗,總結了農田栽培人參無公害化學和生物防治過程中推薦可使用的高效、低毒、低殘留的藥劑種類以及禁限用農藥。
已報道的人參病害主要分為侵染性病害和非侵染性病害兩大類。其中侵染性病害主要包括黑斑病、根腐病、銹腐病、立枯病、菌核病、疫病及灰霉病等病害,是人參病理學研究以及病害防治的重點;非侵染性病害主要包括紅皮病及凍害等。通過在中國知網(CNKI)中檢索并查閱與人參病蟲害防治有關文獻,共統(tǒng)計人參病蟲害防治用藥124種,其中符合無公害防治準則的藥劑有70種,禁限用藥劑6種。
2.1.1 黑斑病 黑斑病的病原菌為半知菌亞門交鏈孢屬人參鏈格孢菌Alternariapanax,其為人參地上部發(fā)生最普遍、危害最嚴重的病害之一,能侵染人參全株的多個部位,以人參根、莖、葉、果為主。常年發(fā)病率為20%~30%,嚴重時可達90%以上[17],病斑呈近圓形至不規(guī)則型,最初呈黃褐色,后變?yōu)楹稚行念伾兊?,外緣有輪紋狀,干燥后容易破碎,陰雨潮濕天氣病斑的擴展迅速,使葉片枯死[18]。
以“人參+黑斑病”為檢索條件,在CNKI中共檢索到166篇文獻,用于人參黑斑病防治研究的藥劑共51種,其中屬于禁限用農藥的甲基立枯磷(利克菌)及氟菌唑曾被用于黑斑病防治,12種化學源農藥[代森錳鋅、丙環(huán)唑(斑絕)、嘧菌環(huán)胺、多抗霉素、嘧菌酯(阿米西達)、硫酸銅、異菌脲(撲海因)、多菌靈、速克靈(腐霉利)、甲霜·錳鋅(瑞毒霉)、氫氧化銅(可殺得)、王銅]包含在人參無公害防治過程中推薦可使用的藥劑范圍內。此外,在人參黑斑病無公害生物防治中,分離并鑒定的有明顯防效作用的土壤微生物或植物內生菌類主要為枯草芽孢桿菌、哈茨木霉、解淀粉芽胞桿菌[17,19-21]。近年來,有關學者致力于植物提取物防治人參黑斑病的研究。李翔國等[22]的研究表明,2.25%以上濃度木醋液可抑制人參黑斑病菌。孫立晨等[18]利用生長速率法測定5種中藥95%乙醇提取物對人參黑斑病菌的生物活性的抑制作用,發(fā)現(xiàn)當質量濃度達1.0 kg·L-1時,丁香、藿香和苦參對人參黑斑病菌有顯著的抑菌活性。劉瑩等[23]發(fā)現(xiàn)厚樸提取液質量濃度>0.5 mg·mL-1時,對人參黑斑病菌的孢子萌發(fā)抑制效果最好。逄世峰等[11]考察細辛揮發(fā)油對人參4種病菌室內抑菌作用,發(fā)現(xiàn)細辛揮發(fā)油對人參黑斑病抑制作用明顯,防效率達63.94%。
2.1.2 銹腐病 銹腐病的病原菌為半知菌亞門柱孢屬銹腐柱孢菌Cylindrocarpondestructans,能侵染人參全株的多個部位,以人參根、莖、芽孢為主。病斑呈近圓形、橢圓形或不規(guī)則型等,黃銹色,中部凹陷邊緣突起,與健康部位差別十分明顯。且患病植株十分矮小,埋于土中的莖基部也呈銹褐色,嚴重時整個植株焉萎枯死,常造成絕產[24-26]。
以“人參+銹腐病”為檢索條件,在CNKI中共檢索到122篇文獻,用于人參銹腐病防治研究的藥劑共37種,發(fā)現(xiàn)屬于禁限用農藥的氯化苦被用于銹腐病的防治,化學源農藥有8種[代森錳鋅、丙環(huán)唑、菌核凈、多抗霉素、噻蟲·咯·霜靈(邁舒平)、苯醚甲環(huán)唑(世高)、咯菌腈、多菌靈]包含在人參無公害防治過程中推薦可使用的藥劑范圍內。哈茨木霉菌、枯草芽孢桿菌以及解淀粉芽孢桿菌[15,20,27-29]等菌株是人參銹腐病無公害生物防治主要研究對象。此外,潘樂[30]從人參莖部分離篩選的內生細菌甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌NJ13對人參銹腐病也有較好生防效果,通過對其抗菌蛋白基因克隆、表達與敲除載體構建,為抗菌蛋白基因功能的驗證以及闡明抗菌機制奠定基礎。孫卓等[31]采用平板對峙法篩選的菌株土壤短波單胞菌SZ-22對人參銹腐病抑制率達82.63%。相關研究者從參地土樣中分離篩選出的多粘芽孢桿菌[20]對人參銹腐病具有較好的生防效率。
2.1.3 根腐病 根腐病的病原菌為半知菌亞門鐮孢菌屬腐皮鐮刀菌Fusariumsolani以及尖孢鐮刀菌Fusariumoxysporum,侵染人參的根部。根腐病是人參根部較為嚴重的病害,且3年生以上的參根病害較重,是造成人參不能連作的主要原因。病菌菌絲纖細、無色、有隔,大型分生孢子鐮刀狀,小型分生孢子橢圓至卵橢圓?;疾≈仓瓴〔慨a生的新病菌可進行再次侵染,在雨季排水不良的情況下,發(fā)病嚴重,造成大片人參根部腐爛、參苗大面積死亡[32-34]。
以“人參+根腐病”為檢索條件,在CNKI中共檢索到107篇文獻,用于人參根腐病防治研究的藥劑共10種。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),人參根腐病抗病研究多集中在無公害生防微生物的分離、鑒定以及抗病效率等方面,其中哈茨木霉菌、枯草芽孢桿菌及解淀粉芽孢桿菌對人參根腐病的抗病效率高,具有很大的推廣使用價值,化學防治過程中使用的農藥咯菌腈(適樂時)、多抗霉素包含在人參無公害防治過程推薦可使用的藥劑范圍內。此外,鐘嘉麗等[35]通過菌絲生長速率法考察了蘇云金桿菌、EM菌肥、解磷菌、嗜熱性側孢霉對人參根腐病菌的抑制效果,發(fā)現(xiàn)蘇云金桿菌對人參根腐病抑制率明顯高于其他3個生物菌劑。王瑞等[36]采用組織分離法從人參根腐病株中分離得到單菌株,經形態(tài)學及分子生物學鑒定,確定該病原菌為尖孢鐮刀菌。利用牛津杯法評價蘇子粗提物對尖孢鐮刀菌的抑制作用,結果表明,當提取物質量濃度為0.50 g·L-1時抑菌效果較好,抑菌直徑為11.75 mm。該研究確定農田栽參中根腐病的病原菌類型,為根腐病植物源農藥的開發(fā)提供材料。
2.1.4 立枯病 立枯病的病原菌為半知菌亞門絲核菌屬立枯絲核菌Rhizoctoniasolani,侵染人參幼苗的莖基部。立枯病是人參苗期的主要病害,主要危害土表面上下干濕交界處的莖基部。病菌部初呈梭形、黃褐色的斑點,隨著病害發(fā)展,病部凹陷,并向四周擴展,莖葉逐漸萎焉,人參苗站立枯死,故名“立枯”。參苗受害嚴重時,其莖部彎曲倒伏。種子被侵染后會立刻腐爛;幼苗被侵染后則死在土中[37-38]。
以“人參+立枯病”為檢索條件,在CNKI中共檢索到65篇文獻,用于人參立枯病防治研究的藥劑共17種,其中化學源農藥有5種[咯菌腈、噁霉靈、菌核凈、甲霜·噁霉靈(瑞苗清)、速克靈]包含在人參無公害防治過程中推薦可使用的藥劑范圍內。研究者發(fā)現(xiàn),哈茨木霉菌、枯草芽孢桿菌[14,39]對人參立枯病有明顯無公害防效作用。此外,劉時輪等[40]使用對峙培養(yǎng)法分離出木霉菌株Tv04-2對人參立枯病有較強拮抗作用。孫卓[41]使用形態(tài)學及分子生物學方法鑒定分離出的1個菌株SZ-3為甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌,采用傷根灌注法發(fā)現(xiàn)其對人參立枯病有較好防治效果。滕朕等[16]采用菌絲生長速率法評價了9種生物藥劑對人參立枯病菌的室內抑菌效率,結果發(fā)現(xiàn),50億cfu·g-1多粘類芽孢桿菌可濕性粉劑對人參立枯病菌的室內抑菌率最高。逄世峰等[11]從細辛中提取的細辛揮發(fā)油對人參立枯病防治效率達65.86%。
2.1.5 菌核病 菌核病的病原菌為子囊菌亞門核盤菌屬人參核盤菌Sclerotiniaschinseng,主要侵染人參的根。早春發(fā)病,主要危害人參3年生以上的根部,有時也危害莖基及蘆頭。病菌部初生水浸狀的黃褐色斑點,隨著病害發(fā)展,病部由根冠處擴展至整個根部,后期受侵染的根部及根莖均出現(xiàn)不規(guī)則的菌核。若蘆頭受到侵害則導致人參不能出苗,且發(fā)病初期人參地上部分與正常的參苗并無二異,后期地上部分才呈現(xiàn)出焉萎狀。菌核病危害嚴重,一旦發(fā)病可使整個參床根部爛掉[42-43]。
以“人參+菌核病”為檢索條件,在CNKI中共檢索到25篇文獻,用于人參菌核病防治研究的藥劑共10種。有關研究者考察了不同種類及使用劑量的藥劑對人參菌核病的抑菌效率,車喜慶[44]考察了10%苯醚甲環(huán)唑、80%代森錳鋅、50%嘧菌酯等7種不同殺菌劑對人參菌核病的抑菌效率,結果發(fā)現(xiàn),10%苯醚甲環(huán)唑對人參菌核病室內抑制率最高。黃存達等[45]通過小區(qū)實驗考察發(fā)現(xiàn),40%菌核對人參菌核病防治效率高達91.7%。此外,在人參菌核病無公害生防菌劑研究上,盧占慧等[46]基于人參中分離的221株內生菌,采用抑菌圈法測定其對人參菌核病生長的抑制作用,依據抑菌圈是否>30 mm,篩選了3株拮抗菌,通過性狀、理化以及分子鑒定發(fā)現(xiàn),3株抑菌能力強的菌株均為解淀粉芽孢桿菌。王燕等[47]采用生長速率法測定了多種殺菌劑對人參菌核病的抑制率,結果表明,枯草芽孢桿菌、蠟質芽孢桿菌、苯醚甲環(huán)唑、木霉菌、菌核凈、丙環(huán)唑、大黃素甲醚抑菌效果較好。
2.1.6 疫病 疫病的病原菌為鞭毛菌亞門疫霉屬惡疫霉菌Phytophthoracactorum,主要侵染人參的莖、葉等地上部分,也能侵染人參根部,引起根腐。葉片上的病斑多從葉緣發(fā)生,水浸狀,暗綠色,隨后病斑擴散至整個葉片使其枯萎。受疫病侵染的莖上出現(xiàn)長條狀斑,腐爛后使莖干倒折。疫病菌體常以卵孢子或菌絲體在土壤或病殘體中越冬,等到第二年開春,條件適宜后菌絲直接侵染人參根部,或以孢子的形式侵染人參地上莖葉部分。在人參的生育期內,疫病病菌可多次侵染人參各器官[48-49]。
以“人參+疫病”為檢索條件,在CNKI中共檢索到51篇文獻,用于人參疫病防治研究的藥劑共11種。其中化學源農藥有4種(噻蟲·咯·霜靈、甲霜·錳鋅、嘧菌酯、霜脲·錳鋅)包含在人參無公害防治過程中推薦可使用的藥劑范圍內。另外,在人參疫病無公害生防拮抗菌劑的篩選中,吳長寶等[14]利用2種方法測定了枯草芽孢桿菌菌懸液和發(fā)酵液對人參疫病的抑菌效率,結果發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌菌懸液對疫病的抑菌效果強于發(fā)酵液。此外,才可新等[50]采用實時定量PCR技術克隆人參脂質轉運蛋白(LTP)基因,將構建的表達載體轉化到大腸桿菌中表達,利用純化目的蛋白進行抗菌活性實驗,發(fā)現(xiàn)其對人參疫病菌絲有明顯的抑制作用。
2.1.7 灰霉病 灰霉病的病原菌為半知菌亞門孢盤菌屬灰葡萄孢菌Botrytiscinerea,主要侵染人參的莖、葉和芽孢。葉片上病斑呈水浸狀,綠黃色,莖上病斑呈褐色,病斑擴散使莖葉枯死。病菌從摘斷的花梗處浸染引起發(fā)病,也可從葉柄基部浸染發(fā)病,可在地面交界處的莖基部發(fā)病部位形成黑色菌核。在人參休眠期可造成人參根及蘆頭的腐爛,病斑表面密生灰色的霉狀物[51]。
以“人參+灰霉病”為檢索條件,在CNKI共檢索到53篇文獻,用于人參灰霉病防治研究的藥劑共36種,其中屬于禁限用農藥氟菌唑曾被用于灰霉病防治,化學源農藥有9種[苯醚甲環(huán)唑、速克靈(腐霉利)、嘧菌環(huán)胺、多抗霉素、菌核凈、異菌脲(秀安)、代森錳鋅、天達參寶、丙環(huán)唑]包含在人參無公害防治過程中推薦可使用的藥劑范圍內。研究表明,生防菌劑哈茨木霉菌、枯草芽孢桿菌及解淀粉芽胞桿菌對人參灰霉病有良好的抑菌效率[52-54]。此外,研究者從人參中篩選獲得的陰溝腸桿菌、多粘芽孢桿菌及生防菌株NJ13均對灰霉病菌有良好防治效果[55-57]。其中,陰溝腸桿菌具有很好的抵抗熱、酸堿、蛋白酶以及紫外線等外界環(huán)境,田間實驗證明,其與50%嘧菌環(huán)胺防治效率相當。在人參灰霉病新型無公害植物源農藥的開發(fā)上,潘曉曦等[58]測定了丁香、五味子、北豆根、細辛、白頭翁、錦燈籠6種中藥乙醇提取物對人參灰霉病病原菌的抑制作用及溫室盆栽防治效果,結果發(fā)現(xiàn)6種中藥提取物均有不同程度的抑菌活性,室內抑菌實驗表明,細辛提取物對灰霉病菌絲生長的抑制作用最強,丁香提取物對灰霉病孢子萌發(fā)的抑制作用最強。在溫室防病實驗中,丁香提取物對人參灰霉病的防治效果達85%。魏曉兵等[59]通過室內毒力測定發(fā)現(xiàn),0.3%丁子香酚和2%蛇床子素對人參灰霉病菌抑制作用最強,通過田間實驗進一步驗證了0.3%丁子香酚對人參灰霉病防效最高。馬炳陽等[60]開發(fā)的白鮮皮水提物對人參灰霉病也有較好的防控效率。
2.2.1 紅皮病 紅皮病是由于土壤中鐵、鋁、錳等元素含量過高而毒害參根的一類生理性病害。發(fā)病人參根部會出現(xiàn)大小不等、形狀不一的紅色斑點狀物質,俗稱人參“水銹”。人參根紅皮病嚴重時,紅斑遍及整個參根部,且患病的根部表皮粗糙,逐漸變厚變硬,刮去參根表皮后其內部組織正常[61]。
基于文獻檢索,紅皮病無公害防治主要為農業(yè)防治和無公害化學防治,其中農業(yè)防治主要包括選地(選擇黑黃土比例為4∶6或5∶5的地塊可改善土壤物理性狀)、整地及田間清理;在無公害化學防治上,有關學者施用一定比例的生石灰、草炭土、生根粉作為土壤調節(jié)劑,以調節(jié)土壤酸化程度,降低土壤鐵、鋁離子濃度,增加土壤有機質,改良土壤結構[62-63]。另外,陳振山等[64]發(fā)明了含有氨基糖苷類抗菌素或四環(huán)素族廣譜抗菌素新藥——紅皮靈,通過室內實驗及大面積農田實驗發(fā)現(xiàn)其能有效控制人參紅皮病的發(fā)生與蔓延,防效率達94%以上。
2.2.2 凍害 凍害是由于越冬的參根經歷驟變的天氣后而引起參根病變的一類生理性病害。凍害的主要原因是早春參床土壤中含水量過多以及越冬后溫度的驟變,土質結構以及參苗的大小也會直接影響人參受凍害的程度。受凍害的人參根部會呈現(xiàn)出不同程度的變色腐爛,似水燙狀,且須根大部分腐爛掉。若受凍害的部位為人參的芽孢,則會出現(xiàn)人參莖葉尚未出土就已經腐爛的癥狀。
查閱文獻發(fā)現(xiàn),凍害無公害防治主要為農業(yè)防治和無公害化學防治,其中農業(yè)防治主要是參田水分管理,并且在入冬后及時在參地上覆蓋豆秸、玉米秸或樹葉等,人參的播種方式由秋栽秋播改為春栽春播也是防止凍害的有效措施[65]。另外,如果發(fā)生凍害達50%以上時,應及時起參或使用硫酸銅200倍液或100倍液對參床、作業(yè)道、參料等進行消毒[66]。
除侵染性病害及非浸染性病害外,蟲害也嚴重威脅著農田人參的栽培。目前,已發(fā)現(xiàn)的危害人參的昆蟲主要包括地上蟲害和地下蟲害,其中地下蟲害為害最大,而且以幼蟲居多,主要為金線蟲、螻蛄、蠐螬以及地老虎;地上蟲害主要為草地螟和八字地老虎。地下蟲害分布廣泛,食性多樣,人參根部受害后呈孔洞狀或缺刻狀,易引起感染,影響了人參的質量及產量。
3.1.1 金針蟲 金針蟲為叩頭蟲類幼蟲的總稱,又名針絲蟲、鋼絲蟲、姜蟲子、金耙齒、黃燦蜒等,屬鞘翅目叩頭蟲科。危害人參的金針蟲主要為溝金針蟲Pleonomuscanaliculatus和細胸金針蟲Agriotessubrittatus,其中細胸金針蟲危害甚重。越冬幼蟲在4—5月上旬移至表土層,嚙食人參種子、主根、蘆頭和莖基部,并鉆入根莖內部,影響參株水分、養(yǎng)分的輸送,受害參株常呈現(xiàn)黃萎狀態(tài),有的參株則因基部被咬斷、傷口感染或其他病害而萎爛死亡[67]。
金針蟲的無公害農業(yè)防治主要是在秋季翻耕參地土以及除草階段,使金針蟲蟲卵暴露在參地表面被太陽光殺滅。屬于禁限用化學農藥辛硫磷曾被用于金針蟲的防治。另外,李業(yè)恪等[68]將鮮酒糟握成直徑為6 cm的小團埋在畦面,引誘金針蟲,進行人工捕殺。趙玉敏[67]使用黑光燈、頻振式殺蟲燈來誘殺金針蟲。雷必武等[69]采用羊糞、兔糞做底肥或追肥,通過大田實驗觀察對金針蟲等地下害蟲的防治效果,結果表明羊糞、兔糞達到既驅蟲又增產的效果。
3.1.2 螻蛄 俗名土狗、地拉蛄、水狗、拉拉蛄,屬直翅目螻蛄科,為典型地下害蟲。東北地區(qū)主要有非洲螻蛄Gryllotalpa.orientalis和華北螻蛄G.unispina,以非洲螻蛄發(fā)生較多。螻蛄是雜食性害蟲,成蟲或若蟲在土壤中過冬,4月間開始活動,5—6月成蟲主要在地下用口器和前足將人參的嫩莖或主根、蘆頭咬斷,也咬食發(fā)芽的種子,并在參床內挖掘隧道,進而導致參苗和土分離而枯死[67]。
螻蛄的無公害農業(yè)防治主要包括整地以及施用腐熟的有機肥。有關學者采用黑光燈以及馬糞誘殺螻蛄[70]。另外,有關研究在防治過程中使用了敵敵畏、樂果等禁限用農藥。
3.1.3 蠐螬 蠐螬為朝鮮金龜甲Holotrichiadiomphalia或銅綠金龜甲Anomalacarpulenta等幼蟲的總稱,又名土蠶、白地蠶、地漏子、大頭蟲等,屬鞘翅目金龜卿科。蠐螬是雜食性害蟲,按其食性可分為植食性、糞食性、腐食性3類,春季解凍后即活動,是危害人參較嚴重的1種害蟲。幼蟲危害人參根部和接近地面的嫩莖,把參根咬成缺刻和網狀,嚴重時,參苗枯萎死亡。成蟲危害人參葉片,咬成缺刻狀,影響人參的光合作用和植株的正常生長。
蠐螬的無公害防治同螻蛄。蠐螬化學防治過程中使用的農藥辛硫磷已被禁用。
3.1.4 地老虎 地老虎也叫切根蟲、截蟲,地老虎種類很多,食性雜,分布廣泛,農業(yè)生產上造成危害的有10余種。常見的有大地老虎Agrotistokionis、小黃地老虎Agrotisypsilon及黃地老虎Agrotissegetum等。地老虎一般晝伏夜出,白天潛伏于參床土壤中,晚上外出取食,咬斷接近地表的人參苗嫩莖及根部,低洼地塊發(fā)生較重,造成嚴重缺苗斷條現(xiàn)象[67]。
地老虎的無公害防治主要包括農業(yè)防治和無公害化學防治,農業(yè)防治要注意田間管理,及時清除參畦內及周圍雜草和腐爛物。此外,孫濤等[70]地使用一定比例的糖、醋、蜜對地老虎進行誘殺,誘殺效果較好。地老虎化學防治的研究中使用的敵敵畏等劇毒農藥已被禁止使用。
3.2.1 草地螟 草地螟Loxostegesticticalis又名黃綠條螟,屬鱗翅目,螟蛾科,草地螟為多食性大害蟲,主要分布于我國東北、西北、華北一帶。主要以4齡以上幼蟲危害人參。人參被害后,在葉片被咬處呈孔洞或缺刻,嚴重時,葉柄被咬斷,葉片脫落。幼蟲有時還取食葉柄及參莖交界處的軟組織和莖的表皮[67]。
草地螟的無公害防治方法主要為在參地周圍挖倒漏形防蟲溝,及時清理參地周圍雜草。有關研究中推薦使用的農藥溴氰菊酯(敵殺死)、敵敵畏及樂果已被禁止使用。
3.2.2 八字地老虎 八字地老虎Amathesc-nigrum又名八字切根蟲,屬鱗翅目,夜蛾科,其食性較雜,寄主繁多,在我國分布較廣。八字地老虎幼蟲危害人參葉柄頂端的復葉,咬成杯狀3或喇叭形的凹缺,以參莖髓部為食,危害嚴重時使人參莖葉枯萎,并在咬傷處感染其他病菌,使人參莖苗枯死[67]。
八字地老虎的無公害防治方法主要為除去參地周圍雜草,防止其在雜草內棲息繁殖危害參地。防治八字地老虎的化學農藥敵敵畏已被禁止使用。
隨著市場需求日益增大,野生人參資源的不斷匱乏,栽培人參成為人參藥材、飲片以及相關保健品的主要來源。目前,農田栽參已成為我國人參的主要栽培模式。由于我國農田栽參起步較晚,栽培技術體系還不夠成熟,農田人參生產過程中普遍存在種植管理方式混亂,農藥、化肥過量施入等問題,嚴重影響了人參藥材質量及用藥安全。近些年來,對優(yōu)質安全藥材的需求與日俱增,如何保障優(yōu)質人參藥材的可持續(xù)生產,是整個人參行業(yè)亟需解決的問題,“無公害農田栽參”也將成為未來我國人參種植產業(yè)發(fā)展的重要方向。
病蟲害無公害綜合防治是“無公害農田栽參”體系的重要一環(huán)。人參病蟲害防治過程中應嚴格遵守“預防為主,綜合防治”的防治準則,以無公害病蟲害農業(yè)防治、生物防治技術為主,高效、低毒、低殘留的化學防治為輔。由于生物菌劑及生物農藥的使用對農田人參及參地周邊生態(tài)友好,且不存在農藥殘留等問題,近年來,一部分科研工作者將人參無公害病蟲害防治研究的重心轉移到生防菌劑篩選上,分離、鑒定了許多抑菌效果顯著的抗病菌株,取得了一定的研究進展。此外,基于植物在長期的自然進化中產生具有抗菌或殺蟲活性的次生代謝產物(生物堿、類黃酮、酚類、萜烯、甾體、獨特的氨基酸、多糖等[71-72])開發(fā)的植物源農藥,因其具有對環(huán)境友好、生物活性高、對人類安全以及不易產生抗藥性等優(yōu)點,備受植物病蟲害防治研究人員青睞。但多數(shù)抗菌實驗僅僅停留在實驗室階段,只有少部分被推廣到田間生產,且還存在抑菌活性的不穩(wěn)定、繁衍定殖困難、單株田間防效不顯著等問題[73]。針對人參病蟲害的植物源農藥以及植物提取物抗病研究還比較少,其中用于人參病蟲害防治研究的生物農藥僅有苦參堿、小檗堿、煙堿、兒茶素、大黃素甲醚、丁子香酚、蛇床子素[10,47,59,74]等。另外,僅有大黃、蓖麻、獨角蓮、博落回、紫蘇、細辛、加拿大蓬、丁香、藿香、五味子、北豆根、白頭翁、錦燈籠及白鮮皮[11,13,36,58,60,75]等植物不同濃度的有機溶劑提取物、水提物或揮發(fā)油被用于農田栽培人參無公害病蟲害防治研究。
隨著農田人參無公害病蟲害防治研究的不斷深入,人們環(huán)保意識不斷增強以及對用藥安全需求的提高,無公害生物防治將有廣闊的發(fā)展和商業(yè)應用前景。未來生物防治的重點應逐漸轉移至培育抑菌活性穩(wěn)定的菌株、多菌株聯(lián)合施用以及新型植物源農藥的開發(fā)。對于通過室內實驗評價的抑菌效力較好的菌株以及抗菌效果明顯的植物源農藥,應通過田間實驗進一步驗證其抗菌抗病活性。
另外,人參基因組的報道極大促進了人參抗病基因的挖掘[76-77],后期應進一步加大對人參抗病性狀的分子標記篩選及抗病優(yōu)良品系選育工作。