山西省甘薯主要病害及防治技術(shù)研究進(jìn)展

郭亮虎，逯臘虎，王 鎮(zhèn)，李海燕，王亞飛

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾041000）

甘薯（Ipomona batatasL.（Lam））原產(chǎn)于南美洲，是全球第七大糧食作物，廣泛種植于100 多個(gè)國家和地區(qū)[1]。我國甘薯種植面積居世界第1 位，年產(chǎn)量約1 億t，占世界總產(chǎn)量的70%[2]。甘薯種植成本低、產(chǎn)量高，是我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的優(yōu)勢作物。另外，甘薯中含有的糖蛋白、膳食纖維、β- 胡蘿卜素、花青素等功能性成分具有抗氧化、保護(hù)心血管、降血脂等藥用功能，是改善城鄉(xiāng)居民膳食結(jié)構(gòu)的保健食品[3]。甘薯不僅是糧食、飼料和新型生物能源作物，也是重要的工業(yè)原料。近年來，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，甘薯淀粉加工過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘薯渣可用于生產(chǎn)可降解的工業(yè)原料，如乳酸、氨基酸、丁酸、丁醇、丙酮、酶制劑、淀粉衍生物等物質(zhì)，減少了對環(huán)境的污染[4]。因此，加速甘薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對促進(jìn)山西農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革具有重要作用。近年來，由于引種混亂和種植不規(guī)范等因素，甘薯病害種類增加、程度加重，使得新品種快速退化、產(chǎn)量降低，嚴(yán)重制約著我省甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，影響山西甘薯產(chǎn)量及品質(zhì)的病害有甘薯病毒?。⊿weet potato virus disease，SPVD）、莖線蟲病、根腐病、黑斑病等，直接降低了甘薯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[4]。

筆者對甘薯病害的研究現(xiàn)狀和防治技術(shù)進(jìn)行調(diào)查和分析，以期為控制甘薯病害發(fā)展、促進(jìn)甘薯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 甘薯病毒病 （Sweet potato virus disease，SPVD）

SPVD 是對山西甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展危害最為嚴(yán)重的病害之一，可導(dǎo)致產(chǎn)量降低50%～70%，甚至絕收。

1.1 病原及感病癥狀

甘薯病毒病一般由多個(gè)病毒復(fù)合侵染引起，目前全世界已報(bào)道侵染甘薯的病毒有9 個(gè)科38 種[5-6]，在我國甘薯中至少存在其中23 種病毒[7]，其中，馬鈴薯Y 病毒科的病毒更易侵染甘薯。張振臣等[8]研究發(fā)現(xiàn)，同時(shí)感染甘薯羽狀斑駁病毒（Sweet potato feathery mottle virus，SPFMV）和甘薯褪綠矮化病毒（Sweet potato chlorotic stunt virus，SPCSV） 后植株表現(xiàn)出矮化、皺縮、褪綠、葉片變窄、花葉明脈等癥狀，將這2 種病毒的協(xié)同作用下引起的復(fù)合體病害稱為甘薯病毒病害（SPVD）。SPFMV 為馬鈴薯Y 病毒科（Potyviride）Y 病毒屬（Potyvirus）病毒，病毒粒體呈長條狀，其長度為800～880 nm，在寄主細(xì)胞內(nèi)呈現(xiàn)風(fēng)輪狀內(nèi)含體[7，9]。SPCSV 為長線形病毒科（Closteroviridae）毛形病毒屬（Crinivirus）病毒，病毒粒子呈彎曲線狀，其長度為850～950 nm，呈螺旋對稱狀，主要存在于寄主韌皮部細(xì)胞內(nèi)，并堆積在維管束內(nèi)[9-10]。

甘薯感染SPVD 的癥狀有變色、壞死、畸形等。變色癥狀的葉片呈花葉、斑駁、黃化等；壞死癥狀的葉片出現(xiàn)沿脈壞死、壞死斑、條紋等；畸形為植株矮化、葉片變窄、葉脈扭曲、葉表面凹凸不平等典型表觀癥狀。

1.2 傳播方式

SPFMV 的傳播方式有通過嫁接或機(jī)械摩擦等方式產(chǎn)生的接觸性傳播；也可以通過蚜蟲傳播，而不經(jīng)種子、花粉或植物間接觸傳播。SPCSV 的傳播介體以煙粉虱B 型（Bemisia tabaci biotype B）和紋翅粉虱（Trialeurodes abutilonea）為主，傳播方式為半持久式，主要存在于寄主韌皮部細(xì)胞內(nèi)，并在維管束內(nèi)堆積[9-11]。

1.3 防治措施

在甘薯病毒病的防控措施中，最重要的是控制病毒傳染源，通過加強(qiáng)田間管理及脫毒種薯繁育體系和繁育基地建設(shè)，可有效預(yù)防SPVD 的暴發(fā)。其次，使用物理防治、化學(xué)殺蟲劑防治和生物防控等方法殺滅粉虱和蚜蟲等生物介質(zhì)，切斷病毒傳播途徑?；瘜W(xué)殺蟲劑防治SPVD 的效果顯著，但缺點(diǎn)也比較突出，如容易使害蟲產(chǎn)生抗藥性[12]，農(nóng)藥殘留污染環(huán)境、對人類健康造成威脅等問題。目前，生物防控技術(shù)防治甘薯SPVD 受到了研究者的普遍關(guān)注，王聯(lián)德等[13]研究發(fā)現(xiàn)，釋放麗蚜小蜂、小黑瓢蟲等粉虱的天敵，對緩解煙粉虱造成的甘薯SPVD 為害具有重要作用。第三，是在育種過程中選育抗病品種。分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展為甘薯抗病毒育種提供了新的思路，OKADA 等[14]將 SPFMV 病毒外殼蛋白（coat protein，CP）基因?qū)氲绞荏w細(xì)胞中，獲得了抗性植株。RNA 介導(dǎo)的病毒抗性在抗病毒基因工程中應(yīng)用較廣，該技術(shù)通過激活植物的基因沉默系統(tǒng)，使植株抗多種病毒且抗性強(qiáng)[15]，在抗病分子育種中將發(fā)揮重要作用。

2 甘薯莖線蟲病 （Sweet potato stem nematode disease）

甘薯莖線蟲病亦稱糠心病、空心病，1937 年從日本傳入我國，是我國北方的主要病害，以山東與河北兩地發(fā)病最為嚴(yán)重[16]。植株受到侵染后可引起減產(chǎn)，連作重茬地甚至絕收，同時(shí)還會引發(fā)儲藏后期爛窖[17]。

2.1 病原及感病癥狀

甘薯莖線蟲病的病原為腐爛莖線蟲（Ditylenchus destructor），雌、雄成蟲均呈線形，兩端微尖，尾端狹小呈圓錐狀，乳白色、半透明，雄性成蟲比雌性成蟲細(xì)小[16]。

主蔓莖部受感染后表現(xiàn)為褐色龜裂斑塊狀，內(nèi)部呈褐白色糠心，蔓變短，葉色發(fā)黃，生長遲緩，嚴(yán)重時(shí)其可達(dá)主側(cè)蔓頂部，導(dǎo)致主蔓枯死[16]。因線蟲侵染情況不同，薯塊感病后一般表現(xiàn)為糠心、裂皮和混合型等3 種表型。線蟲侵染種薯和薯苗后，形成褐白相間的干腐狀，稱為糠心型。線蟲由土壤通過皮層侵入薯塊，表皮在感病初期變?yōu)樗{(lán)色或藍(lán)紫色，在后期呈暗紫色塊狀褐斑或小型龜裂，稱為裂皮型。同時(shí)發(fā)生糠心和裂皮2 種癥狀稱為混合型[18]。

2.2 傳播方式

甘薯莖線蟲病主要通過種薯、薯苗和土壤傳播，可為害薯塊和莖蔓。線蟲侵入種薯莖部的附著點(diǎn)，形成新薯塊后向內(nèi)部轉(zhuǎn)移；從薯苗根部的傷口或從新薯塊表面直接侵入；糞肥、流水和農(nóng)具等也會成為線蟲的傳播媒介[16]。

2.3 防治措施

目前，在生產(chǎn)上對甘薯莖線蟲病的防治方法主要有化學(xué)防治、生物防治、選用抗病品種及改變耕作方式等?；瘜W(xué)藥劑在甘薯莖線蟲病的防治中起重要作用[19]。王容燕等[20]研究發(fā)現(xiàn)，5%丁硫克百威顆粒劑和10%噻唑膦顆粒劑可以有效地防治甘薯莖線蟲病。毛紅彥等[21]研究認(rèn)為，30%辛硫磷微囊懸浮劑、30%三唑磷微囊懸浮劑對甘薯的存活率和生長無不良影響，可作為防治甘薯腐爛莖線蟲病的主推藥劑。隨著人們對食品安全意識和環(huán)保意識的不斷提高，生物防治以其安全、高效、無污染的特點(diǎn)成為未來防治甘薯莖線蟲病的主要方法。生防菌劑主要包括真菌、細(xì)菌和放線菌3 種。淡紫擬青霉和厚孢輪枝菌是防治甘薯莖線蟲病效果最顯著的2 種真菌，已進(jìn)入大田使用；蘇云金芽孢桿菌和堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌是防治效果最為明顯的2 種細(xì)菌生防菌劑；放線菌中的鏈霉菌通過發(fā)酵產(chǎn)生的阿維菌素，對甘薯莖線蟲病具有明顯的防治效果[16]。選用抗病品種，通過輪作和間作方式，可以有效控制土壤線蟲病危害。喬月靜等[22]研究發(fā)現(xiàn)，輪作方式能夠顯著提高甘薯根際土壤線蟲群落多樣性和甘薯產(chǎn)量，大豆—黑麥→甘薯是經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益較好的輪作措施。

3 甘薯根腐病 （Sweet potato root rot disease）

3.1 病原及感病癥狀

甘薯根腐病由真菌引起，茄病鐮孢菌甘薯?；停‵usarium solaniMart.Sacc.f.sp.batatas MeClure），簡稱FSB）和尖孢鐮孢菌（Fusarium oxysporum）是甘薯根腐病的主要病原[23]。張成玲等[24]通過組織分離法對甘薯根腐病進(jìn)行了病原菌分離純化，結(jié)合形態(tài)學(xué)觀察和rDNA－ITS 序列測定結(jié)果，江蘇徐州市甘薯根腐病的致病菌鑒定為尖孢鐮孢菌和茄病鐮孢菌。李凌燕等[25]從患病甘薯根部分離真菌，通過真菌ITS 區(qū)PCR 擴(kuò)增及系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系等對病原菌的分子生物學(xué)鑒定和類群組成特點(diǎn)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，北京大興區(qū)甘薯根腐病的致病菌是尖孢鐮刀菌。

甘薯根腐病表現(xiàn)為發(fā)病部位呈黑褐色病斑，表皮開裂，皮下組織變黑且疏松；感病較輕的地下莖在靠近地表處能生出新根，但不能結(jié)成薯塊，重病植株根部則全部腐爛[26]。感病植株根系受侵染，地上部表現(xiàn)為節(jié)間變短，分枝少或無分枝，株形瘦小直立；葉片發(fā)黃加厚、皺縮，組織硬化變脆，從下向上逐漸干枯脫落；病株生長較為緩慢，入秋后秧蔓上大量現(xiàn)蕾開花，感病嚴(yán)重可致整株枯死。

3.2 傳播方式

甘薯根腐病是典型的土壤傳播病害，病殘?bào)w與帶菌有機(jī)肥也是重要的侵染源。菌絲體隨病殘?bào)w和厚壁孢子在土壤中越冬，通過灌溉、中耕等進(jìn)行傳播。田間病害主要通過耕作和流水傳播進(jìn)行擴(kuò)展及蔓延。遠(yuǎn)距離傳播通過病薯和帶病秧苗傳播。

3.3 防治方法

根據(jù)病原特點(diǎn)和傳播方式，在生產(chǎn)中采用抗病品種與科學(xué)的栽培管理措施相結(jié)合的方式是防治甘薯根腐病最綠色、經(jīng)濟(jì)的途徑[27]。馬志民等[28]研究發(fā)現(xiàn)，施用鉀肥可以降低甘薯根腐病的病情指數(shù)，明顯提高防治效果，其中，鉀肥與有機(jī)肥配施效果最好。

4 甘薯黑斑病 （Sweet potato black rot disease）

甘薯黑斑病嚴(yán)重危害山西甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可造成甘薯減產(chǎn)20%～50%。同時(shí)，黑斑病病菌能產(chǎn)生甘薯黑斑霉酮類物質(zhì)，誤食可引起人、畜中毒甚至死亡，嚴(yán)重影響甘薯品質(zhì)。

4.1 病原及感病癥狀

甘薯黑斑病由子囊菌亞門長喙殼菌屬（Ceratocystis fimbriataEll.&Halst）侵染引起，屬真菌病害。有性階段子囊殼為長頸燒瓶狀，具長喙，子囊為梨形或卵圓形，內(nèi)含子囊孢子（鋼盔狀），成熟后成團(tuán)狀并于喙端聚集。無性階段產(chǎn)生分生孢子（桿狀或啞鈴狀）和厚垣孢子（近球形）[29]。

苗期感染黑斑病菌可引起幼芽基部出現(xiàn)圓形或梭形的凹陷病斑，初期附有灰色霉層，后期病斑叢生黑色刺毛狀及粉狀物，直至莖基部變黑，形成黑根死苗。生長期感染黑斑病菌可造成葉片發(fā)黃、脫落，地下部變黑腐爛。貯藏期癥狀為薯塊傷口和根眼上出現(xiàn)黑色圓斑，發(fā)病部位組織堅(jiān)硬，薯肉為黑綠色。

4.2 傳播方式

黑斑病病菌以菌絲體、子囊孢子和厚垣孢子等形式對薯苗和薯塊進(jìn)行侵染。由于病原菌寄生性不強(qiáng)，病菌主要從傷口侵入，也可從薯塊芽眼、皮孔及根眼侵入，進(jìn)而形成發(fā)病中心。甘薯黑斑病主要以病薯、病苗進(jìn)行近距離和遠(yuǎn)距離傳播；其次是通過帶菌土壤和糞肥傳播。

4.3 防治方法

選用無病種薯是甘薯黑斑病防治過程中最為關(guān)鍵的一步。首先，通過建立無病留種田，保證土壤、糞肥不帶病菌。其次，選用無病、無傷種薯進(jìn)行秧苗培育。目前，化學(xué)防治是黑斑病的主要方法，在育苗和移栽前，選用多菌靈或甲基托布津藥劑浸種或浸苗，具有較好的防治效果。生物防治是防治黑斑病的發(fā)展趨勢，JIANG 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，分散泛菌（Pantoea dispersa）將在甘薯黑斑病的生物防治方面發(fā)揮重要作用。

5 甘薯抗病研究展望

甘薯是重要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物，保證甘薯的生產(chǎn)安全，對促進(jìn)山西農(nóng)業(yè)安全、快速發(fā)展起重要作用。但是，由于對甘薯病害的檢疫和防治不夠重視，使得甘薯病害種類增加，危害程度加重。目前，甘薯病毒病、莖線蟲病、根腐病及黑斑病等病害對產(chǎn)量及品質(zhì)影響日益加重，制約著山西省甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展及農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革。甘薯病害的防治措施已經(jīng)比較成熟，主要包括：加強(qiáng)檢驗(yàn)檢疫，改善當(dāng)前引種混亂，病毒病頻發(fā)的現(xiàn)實(shí)問題，從源頭上控制病菌傳播；加強(qiáng)抗病育種工作，傳統(tǒng)育種與生物工程育種相結(jié)合，培育具有豐富抗病性的育種材料；改善田間管理措施，實(shí)行輪作換茬，深翻改土，增施有機(jī)肥料與鉀肥，平衡營養(yǎng)和改善微生態(tài)。綜上所述，針對山西甘薯的主要病害，應(yīng)采用“預(yù)防為主、綜合防治”的策略，保證甘薯產(chǎn)業(yè)健康有序地發(fā)展。