煙草黑脛病發(fā)生因素及綜合防治研究進展

趙 輝，王喜英，劉國權，譚智勇

（1. 銅仁學院，貴州 銅仁 564300；2. 貴州省煙草公司思南縣分公司，貴州 銅仁 565100）

煙草黑脛?。╰obacco black shank）又稱為煙草疫 病、黑稈瘋、黑根和烏頭病，于1896 年在印度尼西亞 爪哇被發(fā)現(xiàn)并命名，隨后在全世界范圍內迅速蔓延[1]。1950 年，煙草黑脛病首次在我國黃淮煙區(qū)被發(fā)現(xiàn)，隨后逐步擴展到其他煙區(qū)[2]。目前，由于植煙面積逐年降低、煙草企業(yè)對優(yōu)質煙葉的需求增加，加上種煙區(qū)主要集中到云貴川等山區(qū)，導致煙草連作年限和品種過度集中，引起煙草黑脛病發(fā)病率較高，嚴重影響了煙葉的產(chǎn)質量，不利于我國煙草產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。煙草黑脛病是由寄生疫霉煙草致病變種引起的土傳性病害，可在土壤中存活數(shù)年并具有累積效應，可侵染煙株各生長階段，已成為煙草最頑固的病害之一[4]。

鑒于煙草黑脛病對煙葉產(chǎn)質量的重要影響，如何對該病害進行有效防治已經(jīng)成為許多學者和植煙人員關注的焦點。目前，許多科研人員已對煙草黑脛病的癥狀、機理、發(fā)生因素和防治方法等進行了大量研 究[5-6]，為該病害的防控起到了積極作用。為此，筆者對煙草黑脛病的發(fā)生因素和防治方法進行了綜述，特別是對近幾年出現(xiàn)的生物防治技術進行了重點分析，以期為該病害的有效防治提供科學依據(jù)。

1 煙草黑脛病致病機理及癥狀

1.1 致病機理

煙草黑脛病致病病原菌為煙草疫霉，該病原菌為真菌，屬于腐霉科疫霉屬，主要侵染煙草和茄子等茄科植物。煙草疫霉菌產(chǎn)生的卵孢子和厚垣孢子在適宜的環(huán)境條件下會形成孢子囊，孢子囊通過釋放出游動孢子去侵染植物[7]。游動孢子可通過2 種方式侵入煙株。一是直接侵染，游動孢子在土壤弱電流的吸引下，依靠自身的鞭毛移動到植物根系表面，其中根冠和傷口處較多；二是在水分適宜條件下，游動孢子3 h 內即可萌發(fā)并突破植物表皮，新長出的菌絲進入到植物細胞內或細胞間隙，并逐漸向植物其他部位蔓延；在水分較少的條件下，孢子囊直接萌發(fā)形成芽管并侵入到煙株[8]。

煙株在感染病菌后可產(chǎn)生分解寄生細胞的“毒素”，該毒素熱穩(wěn)定性強，不易揮發(fā)，能被碳吸附[9]。該毒素主要為多元半乳糖醛酶，該酶通過分解煙株組織內的中膠層和導管壁，產(chǎn)生能夠阻塞根部水分上升的果膠碎塊，最終導致煙株因缺水而發(fā)生萎焉[8]。

1.2 發(fā)病癥狀

煙草黑脛病在苗期和煙株大田生長期均會發(fā)病。苗期主要在晚苗床發(fā)病，始于煙苗莖基部，呈現(xiàn)出污黑色病斑，并逐漸蔓延至幼莖，最終導致煙苗死亡[10]。大田煙株發(fā)病于莖基部，并圍繞全頸向煙株上部蔓延，導致煙葉由下到上依次變黃，稱為黑脛；當病原菌進入到煙株髓部，通過阻礙煙株水分和養(yǎng)分運輸，葉片由下到上逐漸變黃，大雨后若遇到高溫和烈日天氣，將導致煙株葉片發(fā)生萎焉，并逐步發(fā)黃和枯死，稱為“穿大褂”；煙株莖部發(fā)病后期，切開莖稈，發(fā)現(xiàn)髓部呈現(xiàn)黑褐色，并干縮呈“碟片狀”；在多雨和濕度大的條件下，黑脛病斑初期無明顯邊緣，呈水漬狀為暗綠色，隨后快速擴增為中央呈黑褐色，病斑形如“膏藥狀”，被煙農(nóng)稱為稱為“黑膏藥”；當煙株中部葉片發(fā)病后，病斑由主脈和葉基擴展到莖部，最終導致莖中部表現(xiàn)出黑褐色腐爛，稱為“腰爛病”[11]。

2 發(fā)病因素

2.1 栽培方式

煙草黑脛病為土傳病害，可在土壤和煙株殘體中存活2～3 a 以上，當煙草連年種植時，煙株為病原物的積累提供適宜載體，加重了黑脛病蔓延。長期連作煙田土壤理化質量逐漸退化，微生物群落結構發(fā)生顯著變化，特別是土壤真菌/細菌比值增加，微生態(tài)失衡，加重土壤病害的發(fā)生[12]。在pH值＜4.4的強酸條件下，煙草黑脛病的發(fā)病率會降低。張笑宇等[13]研究表明，隨著連作年限增加，土壤黑脛病發(fā)病率上升，連作年限與發(fā)病率呈正比。不同品種煙株具有不同的抗病基因，能夠克服不同的致病生理小種。病原菌?；栽綇妱t寄主的抗病性越強，并且病原菌的生理小種越多，寄主的抗原也就越多。

2.2 氣候條件

溫濕度與煙草黑脛病之間關系密切，在氣溫為28～30 ℃時，黑脛病發(fā)病較快，當氣溫低于20 ℃時較少發(fā)病[14]。王革等[15]研究表明，低溫有利于菌絲體和厚垣孢子的存活；其中4℃的存活量比25℃時增加了25%左右。在高濕條件下也有利于該病害的發(fā)生。土壤濕度也是煙草黑脛病傳播的主要途徑，因為孢子游動需要以水分為媒介進行侵染傳播。屈霞等[16]研究也表明，雨后3～5 d 濕度在80%以上的煙田，黑脛病發(fā)病率達到高峰。

2.3 根結線蟲的侵染

根結線蟲造成的傷口有利于真菌的侵入，被根結線蟲感染的植物根部易受病原真菌的侵染[14-15]。煙草黑脛病的發(fā)生不依賴于根結線蟲的侵染，但其存在會加重煙草黑脛病的發(fā)生，凡是前期煙草根結線蟲發(fā)病率高的田塊，后期煙草黑脛病流行廣且危害重[16]。

3 綜合防治

3.1 農(nóng)業(yè)防治

烤煙連作產(chǎn)質量降低，導致煙草疫霉菌在土壤積累，提高黑脛病發(fā)病率?？緹煂嵭休喿骰蛘唛g作被認為是一種比較好的農(nóng)業(yè)防治措施。釧有聰?shù)萚17]研究表明，烤煙和大蒜輪作可降低黑脛病發(fā)病率，提高煙葉產(chǎn)質量。薛超群等[18]研究也表明，烤煙與大蒜、黑燕麥、花生間作均可降低煙草黑脛病發(fā)病率，其中與大蒜間作效果最佳。布云虹等[19]研究發(fā)現(xiàn)，烤煙間作紅薯、大麥和芹菜均可降低煙草黑脛病發(fā)病率。由以上研究結果可知，烤煙輪作或間作在一定程度上均可減低黑脛病病情指數(shù)。

在烤煙黑脛病防治工作中，還應做好田間管理。在預防黑脛病時，前期要做好漂浮盤的消毒，煙苗的病蟲害管理，培育健壯苗，杜絕病株移栽到大田。在煙株栽培中，杜絕平地栽煙，做到地膜覆蓋高起壟，井窖式小苗栽培，及時查苗補缺。李勇等[20]研究表明，烤煙采用膜下小苗栽種可降低煙草黑脛病發(fā)病指數(shù)。在煙株生長過程中，及時中耕除草、高培土，并做好田間排水，減少雨水與煙株基部接觸，降低黑脛病發(fā)病率。發(fā)病煙株在晴天及時拔除并帶出煙田集中處理，減少感染源[21]。移栽是煙草栽培管理的關鍵環(huán)節(jié)之一。曾琛等[22]研究發(fā)現(xiàn)，煙苗移栽期如果提前10 d 左右，可明顯降低煙草黑脛病發(fā)病率，推遲移栽期會加重黑脛病的發(fā)生，同時也會導致發(fā)病程度增加。

鑒于煙草抗病品種在黑脛病防治中的安全性和經(jīng)濟性等特點，是一種有效的防治措施。當前，我國育種工作者已經(jīng)選育出多個煙草抗黑脛病品種。黃成江等[23]研究表明，云煙311、云煙317 和K596 為高抗品種，K326 和吉永一號為中抗品種。李梅云等[24]研究表明，K326 為高抗品種，烏江1 號和筑波1 號等為中抗品種。于海芹等[25]通過對55 個烤煙種質資源開展抗黑脛病田間試驗，發(fā)現(xiàn)不同品種間抗病能力差異顯著。由于立地條件的差異性，因此在不同的種植區(qū)域需因地制宜地選擇抗病品種。

3.2 化學防治

化學方法基于高效和便捷等特點，已成為煙農(nóng)黑脛病防治的首選方法?；瘜W藥劑可分為內吸性、保護性、內吸性和保護性混合幾種類型。內吸性藥劑被煙株吸收后，直接在煙株維管束的導管和細胞間隙內進行轉移，具有較好的防治效果。當前使用較多的內吸性藥劑主要有甲霜靈、烯酰嗎啉、惡唑菌酮、惡霜靈等。舒正義等[26]通過開展甲霜銅對煙草黑脛病的試驗，發(fā)現(xiàn)施用43%甲霜銅800 倍液防治效果可達80%～90%。Kang[27]研究也發(fā)現(xiàn)甲霜靈對煙草黑脛病防治效果顯著。保護性藥劑主要通過抑制黑脛病菌孢子囊釋放游動孢子及萌發(fā)，可針對黑脛病多個位點進行防治。鑒于該藥劑不能在煙株體內進行移動，因此對未與藥劑接觸的部位無防治效果。目前，煙農(nóng)施用的保護性藥劑主要有代森錳鋅、代森鋅和丙森鋅等。該藥劑雖然不易產(chǎn)生抗藥性，但用藥量大、效果不顯著，并且容易對土壤環(huán)境造成污染。由于內吸性和保護性藥劑本身具備的優(yōu)缺點，因此2 種藥劑混合施用效果較好，既可增強藥效又可延緩抗藥時間。目前，甲霜靈和代森錳鋅的混合藥劑甲霜靈錳鋅被廣泛應用于煙草黑脛病防治，既可被煙株吸收，又可在煙株體內移動，具有較好的防治效果[28]。沈元戶等[29]通過開展金雷多米爾錳鋅（精甲霜靈和代森錳鋅混合）對植物黑脛病的試驗研究，發(fā)現(xiàn)金雷多米爾錳鋅對易感染和未感染的植物組織均有顯著防效。Jaarsveld[30]研究發(fā)現(xiàn)代森錳鋅分別與烯酰嗎啉和惡唑菌酮混合施用對黑脛病有一定的防治效果。

化學藥劑雖然對黑脛病的防治效果快且顯著，但長期使用易產(chǎn)生抗藥性。Kang[27]研究發(fā)現(xiàn)，長期（12 a）施用甲霜靈，煙草黑脛病病原菌對甲霜靈的EC50值上升了100 倍。Shew[31]研究也發(fā)現(xiàn)隨著甲霜靈使用年限逐漸增加，抗藥性逐漸提高。袁宗勝等[32]研究也發(fā)現(xiàn)長期施用甲霜靈煙草黑脛病菌產(chǎn)生了耐藥性。鑒于黑脛病菌對甲霜靈的抗藥性，云南和四川等地不斷加大甲霜靈用藥量，以達到防治要求[33]。胡燕等[34]研究發(fā)現(xiàn)，長期施用烯酰嗎啉導致煙草黑脛病防治效果下降，使黑脛病病原菌產(chǎn)生了抗藥性?；谝陨戏治隹芍茖W合理的施用化學藥劑可延緩煙株黑脛病產(chǎn)生抗藥性，因此化學藥劑混合施用是重要的防治措施，可有效利用資源。

3.3 生物防治

目前，隨著分子生物技術的快速發(fā)展，從微生物拮抗角度對黑脛病防治進行了大量研究，并取得了一系列成果。生物防治具有無毒害無殘留的特點，適合綠色生態(tài)煙葉的發(fā)展方向。微生物通過產(chǎn)生抗生素，抑制黑脛病菌的生長，并最終導致游動孢子和菌絲的消解。芽孢桿菌和假單胞桿菌主要通過拮抗作用來抑制黑脛病菌的生長[35]。黃建等[36]通過開展對黑脛病的化學藥劑和生物藥劑對比試驗，結果發(fā)現(xiàn)寡雄腐霉菌的防治效果顯著高于烯酰嗎啉和精甲霜靈·代森錳鋅。Han 等[37]研究發(fā)現(xiàn)，Tpb55 枯草芽孢桿菌的盆栽黑脛病防治效果可達70.66%。王靜等[38]從土壤篩選出的鏈霉菌F8 對黑脛病盆栽防治效果可達70.3%。Cartwright 等[39]研究認為，雙核絲核菌NBR 對煙草黑脛病的防治效果可達到70%。李祝等[40]研究發(fā)現(xiàn)，蠟狀芽孢桿菌1205 對煙草苗期黑脛病防治效果較好。龍春瑞等[41]研究發(fā)現(xiàn)，木霉菌和青霉菌滅活菌絲體復合物對煙草黑脛病的防治效果顯著，可明顯提高出苗率。楊珍福等[42]從煙草內生細菌中分離出的銅綠假單胞菌YN201458，對黑脛病的防治效果可達76.07%。王革等[43]研究發(fā)現(xiàn)，長枝木霉對煙草黑脛病菌具較強拮抗作用。奚家勤等[44]研究發(fā)現(xiàn)，鏈霉菌中的菌株92121對煙草黑脛病菌的抑制效果最佳。English 等[45]研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田土壤中添加細菌可顯著降低黑脛病菌侵染率。

3.3.1 植物源殺菌劑 植物源農(nóng)藥也是生物農(nóng)藥的一種，具有低毒害、無殘留和不易產(chǎn)生抗藥性等特點，是一種有很好應用前景的新型環(huán)保農(nóng)藥。植物源農(nóng)藥的作用機理主要是通過植物活性成分來抑制黑脛病菌絲的生長和游動孢子的形成。商勝華等[46]通過開展大蒜提取液對煙草黑脛病防治效果研究，結果表明濃度大于1.5%的大蒜提取液對煙草黑脛病菌的抑菌效果顯著。楊蘭等[47]研究也發(fā)現(xiàn)大蒜素對煙草黑脛病具有一定的防治效果。賴榮泉等[48]研究發(fā)現(xiàn)大蒜提取液和乙醇浸出物混合施用，對煙草黑脛病的防治效果可達100%。朱三榮等[49]通過開展煙草黑脛病的植物源防治篩選研究，發(fā)現(xiàn)中藥材（土黃連和黃柏）混合作用對黑脛病菌絲的抑制效果最佳。盧敏等[50]研究發(fā)現(xiàn)檸檬草精油在640 μg/mL 下對煙草黑脛病防治效果最好。Bowers 等[51]研究發(fā)現(xiàn)10%丁香油和胡椒芥子油混合液可通過抑制黑脛病菌厚垣孢子生長來防治黑脛病。張立猛等[52]研究發(fā)現(xiàn)，玉米根系分泌物濃度為0.90 mg/mL 時對黑脛病菌絲、孢子萌發(fā)和游動孢子釋放的抑制效果分別達到55.2%、87.2%和73.8%。

3.3.2 誘導防治 植物誘導抗病性是植物受到外界環(huán)境（物理、化學和生物）刺激后，產(chǎn)生的一種病害抗性。趙蕾等[53]研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖通過誘導煙株PPO和PAL 酶活性的增強，提高煙株對黑脛病的抵抗能力。徐后娟等[54]研究發(fā)現(xiàn)，PDJ（二氫茉莉酸丙酯）通過增強煙草相關病程蛋白的表達和保護酶活性，提高煙株黑脛病抗性，減輕煙草黑脛病病害。楊軍等[55]研究發(fā)現(xiàn)，在蠅蛆低聚幾丁糖濃度1 mg/mL 處理下，可誘導煙苗產(chǎn)生抗性，對黑脛病的相對防效可達92.21%。劉菲等[56]研究發(fā)現(xiàn)，盆栽煙苗經(jīng)過核黃素處理后，煙苗黑脛病病情指數(shù)顯著下降。沈奕等[57]研究發(fā)現(xiàn)，幾丁寡糖在離體條件下雖然對黑脛病菌絲無抑制作用，但在盆栽條件下可誘導煙株產(chǎn)生抗性，防效可達57.81%。

4 展 望

煙草黑脛病的發(fā)病因素較多，僅僅采取單一的防治方法很難達到預期目的，因此采取綜合性的方法是煙草黑脛病防治的必然選擇。筆者認為，在煙草黑脛病的綜合防治工作中，需要做好以下幾點：一是選擇適合的抗病品種，減少大面積種植同一品種；二是建立烤煙輪作或間作制度，有利于減少黑脛病病原和侵染源；三是建立科學合理的施肥和田間管理措施，為煙株生長提供良好的生態(tài)環(huán)境條件；四是開展化學藥劑混合防治，探索性開展生物防治，增強煙株的抗 性，降低農(nóng)藥對煙葉產(chǎn)質量和煙田可持續(xù)利用造成的影響。