種薯/土壤帶菌對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及其干腐病發(fā)生的影響

郭成瑾，楊 波，王喜剛，沈瑞清

(1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所/寧夏植物病蟲害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750002； 2.寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心，銀川 750021)

0 引 言

【研究意義】馬鈴薯是繼稻谷、玉米和小麥之后的第4大主糧作物，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、適應(yīng)能力強(qiáng)、產(chǎn)量高[1]。寧夏位于我國(guó)西北地區(qū)，氣候冷涼，日照充足，適宜種植馬鈴薯生長(zhǎng)。近幾年，重茬以及種薯調(diào)運(yùn)等問題，馬鈴薯上各種病害逐年加重，已成為制約寧夏馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一[2]。馬鈴薯干腐病(Potato dry rot)是馬鈴薯生長(zhǎng)期和窖藏期的重要病害，自播種后可造成爛芽爛種現(xiàn)象，出苗延遲，至后期病害嚴(yán)重度增加，直接影響植株的生長(zhǎng)甚至造成死亡，窖藏期是該病害發(fā)病的主要時(shí)期[3-4]。據(jù)報(bào)道，寧夏馬鈴薯主要種植區(qū)干腐病常年發(fā)病率達(dá)50%[5]，由于該病屬于土傳病害，防治較為困難，嚴(yán)重影響著馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】馬鈴薯干腐病是由鐮刀菌(Fusariumspp.)引起的一種真菌性病害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有22種鐮刀菌可引起該病害[6]，其中國(guó)內(nèi)外報(bào)道最多的致病鐮刀菌是茄病鐮刀菌(F.solani)和接骨木鐮刀菌(F.sambucinum)[7-12]，該類鐮刀菌主要在土壤或病殘?bào)w組織中以分生孢子或菌絲體的形態(tài)越冬，以分生孢子完成初侵染和再侵染[13]。據(jù)報(bào)道，種薯切塊后沒有愈合的傷口是病原菌主要的侵染途徑，種薯帶菌和土壤帶菌均可侵染未愈合的馬鈴薯傷口，導(dǎo)致馬鈴薯干腐病的發(fā)生[14]。針對(duì)馬鈴薯干腐病的防治，生產(chǎn)上多以窖藏期進(jìn)行藥劑防治為主[15-16]，可降低馬鈴薯干腐病進(jìn)一步感染，減輕馬鈴薯窖藏爛損度。但窖藏期藥劑防治僅能緩解馬鈴薯干腐病發(fā)病程度，無(wú)法從根本上預(yù)防和控制病害發(fā)生。播前藥劑拌種是防治馬鈴薯病害侵染的關(guān)鍵措施之一，已用于防治馬鈴薯晚疫病[17]、馬鈴薯瘡痂病[18]、馬鈴薯黑痣病[19]等。據(jù)報(bào)道，代森錳鋅[20]或與甲基硫菌靈、氟酰胺混合使用[21]進(jìn)行播前拌種對(duì)防治馬鈴薯干腐病具有防治效果。Wharton等[22]研究表明，將咯菌腈和代森錳鋅混合在播種前10 d對(duì)種薯進(jìn)行處理，可有效控制致病鐮刀菌引起的種薯腐爛和苗期芽腐。【本研究切入點(diǎn)】從病害流行角度看，哪種侵染方式對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及干腐病發(fā)生影響較大，目前未見報(bào)道。而國(guó)內(nèi)關(guān)于防治馬鈴薯干腐病進(jìn)行種薯藥劑拌種的使用效果報(bào)道較少。研究種薯/土壤帶菌對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及其干腐病發(fā)生的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】研究通過田間試驗(yàn)以種薯帶菌和土壤帶菌兩種侵染方式，采用藥劑拌種和不拌種處理，測(cè)定馬鈴薯出苗、株高等指標(biāo)，調(diào)查窖藏后子代馬鈴薯薯塊干腐病發(fā)病率和病情指數(shù)，分析種薯/土壤帶菌對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及干腐病發(fā)生的影響，評(píng)估藥劑拌種對(duì)病害的控制效果，為寧夏馬鈴薯干腐病綜合防治技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試病原菌：茄病鐮刀菌和接骨木鐮刀菌(分離自寧夏固原市西吉縣，菌株編號(hào)N-54-1和N-26-1，保藏于寧夏農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病理室)。

試驗(yàn)基地：寧夏固原市西吉縣新營(yíng)鄉(xiāng)。

培養(yǎng)基：PDA培養(yǎng)基：馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂12 g、蒸餾水1 000 mL；PDB培養(yǎng)基：葡萄糖20 g、馬鈴薯200 g、蒸餾水1 000 mL；玉米粉稻殼麥麩培養(yǎng)基∶稻殼∶麥麩：玉米粉=1.5∶6∶2.5，水適量。

鐮刀菌菌懸液：將供試鐮刀菌在PDA培養(yǎng)基上25 ℃恒溫培養(yǎng)5 d，在超凈工作臺(tái)上用無(wú)菌打孔器打取菌餅，將打好的菌餅用接種針挑到盛有125 mL PDB培養(yǎng)液的150 mL三角瓶中，每瓶接菌餅10個(gè)，放至搖床上震蕩培養(yǎng)7 d后，用血球計(jì)數(shù)板測(cè)定孢子濃度，待用。

鐮刀菌擴(kuò)繁物：將玉米粉稻殼麥麩培養(yǎng)基配制好后，121 ℃下濕熱滅菌50 min，取出放入超凈工作臺(tái)上晾干，倒入培養(yǎng)好的鐮刀菌菌懸液，攪拌均勻，分裝于滅菌盤中蓋上無(wú)菌報(bào)紙，放入溫度為26℃，濕度為80%的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d。

主要試驗(yàn)儀器：搖床、LE204E/02電子天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)、TOMY SX-500高壓滅菌器(上海麥森醫(yī)療科技有限公司)、無(wú)菌操作臺(tái)、SPX-250生化培養(yǎng)箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司)等。

1.2 方 法

1.2.1 種薯處理

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。事先用25%嘧菌酯懸浮劑稀釋1 500倍，裝入噴霧器中均勻噴灑在試驗(yàn)田馬鈴薯播種溝內(nèi)，進(jìn)行土壤消毒。處理1(T1-1)：將混合菌懸液噴灑在切好的馬鈴薯種子上，混勻，使菌液與種薯表面充分接觸；處理2(T1-2)：種薯事先按照處理1方法接種混合菌懸液，待種薯陰干后，按20 mL 2.5%咯菌腈對(duì)150 mL清水稀釋拌25 kg種薯，再次進(jìn)行拌種；處理3(T1-3)：按20 mL 2.5%咯菌腈對(duì)150 mL清水稀釋拌25 kg種薯；對(duì)照(T1-4)：種薯不做任何處理。所有處理陰干后播種。

1.2.2 土壤處理

接種體設(shè)3個(gè)濃度梯度：50 g(混合鐮刀菌擴(kuò)繁物)/10 kg(土壤)、100 g/10 kg、150 g/10 kg；設(shè)藥劑拌種(20 mL 2.5%咯菌腈對(duì)150 mL清水稀釋拌25 kg種薯)和不拌種兩個(gè)處理。試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。處理1(T2-1)：將制備好的接種體按50 g/10 kg混入土壤中，混勻，均勻的撒于播種壟溝內(nèi)，然后播種不拌種的種薯；處理2(T2-2)：將制備好的接種體按100 g/10 kg接入土壤中，其余同處理1；處理3(T2-3)：將制備好的接種體按150 g/10 kg接入土壤中，其余同處理1；處理4(T2-4)：將制備好的接種體按50 g/10 kg接入土壤中，按20 mL 2.5%咯菌腈對(duì)150 mL清水稀釋拌25 kg種薯后進(jìn)行播種；處理5(T2-5)：將制備好的接種體按100 g/10 kg接入土壤中，其余同處理4；處理6(T2-6)：將制備好的接種體按150 g/10 kg接入土壤中，其余同處理4；處理7(T2-7)：播種溝內(nèi)不做處理，播種不拌種的種薯；處理8(T2-8)：播種溝內(nèi)不做處理，播種藥劑拌種的種薯。

“回溯人類歷史進(jìn)程，不難發(fā)現(xiàn)，任何時(shí)候都能夠找到懼怕變革的人，”他說(shuō)，“當(dāng)我還是個(gè)孩子的時(shí)候，我還常常聽到老人抱怨拖拉機(jī)?！?/p>

1.2.3 馬鈴薯植株生長(zhǎng)性狀

馬鈴薯播種時(shí)調(diào)查每個(gè)小區(qū)的播種數(shù)，播種50 d后調(diào)查出苗數(shù)，計(jì)算出苗率；在馬鈴薯開花期用卷尺測(cè)定株高(莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn))，游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗(主莖基部)，目測(cè)法數(shù)分枝數(shù)。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)3點(diǎn)，每點(diǎn)5株。

1.2.4 發(fā)病情況

收獲時(shí)每個(gè)小區(qū)隨機(jī)5點(diǎn)，每點(diǎn)5株，將挖出的薯塊用馬鈴薯專用袋分裝，放入窖中，窖藏8周后調(diào)查各處理馬鈴薯薯塊發(fā)病個(gè)數(shù)及發(fā)病級(jí)數(shù)，計(jì)算馬鈴薯干腐病發(fā)病率和病情指數(shù)。

1.2.5 馬鈴薯塊莖發(fā)病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

馬鈴薯干腐病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[11]：0級(jí)，薯塊無(wú)病斑；1級(jí)，病斑面積占薯塊的5%以下；2級(jí)，病斑面積占薯塊的6%～15%；3級(jí)，病斑面積占薯塊的16%～30%；4級(jí)，病斑面積占薯塊的31%～50%；5級(jí)，病斑面積占薯塊的50%以上。

1.2.6 計(jì)算公式

出苗率=(出苗數(shù)/播種數(shù))×100%；發(fā)病率=(發(fā)病塊莖數(shù)/調(diào)查塊莖數(shù))×100%；病情指數(shù)=∑[(各級(jí)病薯數(shù)×相對(duì)級(jí)數(shù)值)/(調(diào)查總薯數(shù)×5)]×100。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010軟件進(jìn)行處理，利用統(tǒng)計(jì)軟件DPS 3.1 Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種薯處理對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)性狀的影響

研究表明，不同種薯處理對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)性狀有一定的影響。出苗率以處理T1-3和T1-4最高，分別為96.44%和96.22%，兩處理間差異不顯著，顯著高于其他處理；株高和莖粗均以處理T1-3最高，分別為74.89 cm和1.73 cm，顯著高于其他處理；分枝數(shù)以處理T1-3最高，為2.45，與其他處理差異不顯著。種薯經(jīng)藥劑拌種后不影響馬鈴薯出苗，促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)；而播前非藥劑拌種處理的種薯帶菌影響馬鈴薯出苗，阻礙馬鈴薯生長(zhǎng)。表1

表1 不同種薯處理下馬鈴薯生長(zhǎng)性狀變化Table 1 Effects of different seed potato treatments on potato growth

2.2 種薯處理對(duì)馬鈴薯干腐病發(fā)病的影響

研究表明，處理T1-1的病薯數(shù)、發(fā)病率和病情指數(shù)均最高，分別為8.95個(gè)、34.00%和20.64，顯著高于其他處理。而處理T1-3病薯數(shù)、發(fā)病率和病情指數(shù)均最低，分別為2.75個(gè)、12.33%和4.59，病薯數(shù)和發(fā)病率均顯著低于其他處理，病情指數(shù)顯著低于處理T1-1和T1-2，與處理T1-4差異不顯著。種薯在播種前藥劑拌種，能很好的控制馬鈴薯干腐病的發(fā)生，種薯帶菌干腐病發(fā)病顯著高于種薯藥劑拌種。表2

表2 不同種薯處理下馬鈴薯干腐病發(fā)病變化Table 2 Effects of different seed potato treatments on pathogenesis of potato dry rot

2.3 土壤處理對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)性狀的影響

研究表明，不同土壤處理對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)性狀也有一定的影響。處理T2-8的出苗率、株高和莖粗均最高，分別為96.88%、76.12 cm和1.84 cm，其次是處理T2-7，出苗率、株高和莖粗分別為95.00%、71.86 cm和1.72 cm，兩處理間差異不顯著，處理T2-8出苗率、株高和莖粗顯著高于其余處理；分枝數(shù)以處理T2-5最高，為2.89個(gè)，顯著高于處理T2-3、T2-4和T2-6，與其余處理差異不顯著。土壤帶菌均影響馬鈴薯生長(zhǎng)，尤其降低馬鈴薯出苗率、株高和莖粗等指標(biāo)；種薯藥劑拌種處理的馬鈴薯生長(zhǎng)指標(biāo)高于種薯不拌種處理所對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)指標(biāo)值。表3

表3 不同土壤處理下馬鈴薯生長(zhǎng)性狀變化Table 3 Effects of different soil treatments on potato growth

2.4 土壤處理對(duì)馬鈴薯干腐病發(fā)病的影響

研究表明，不同土壤處理對(duì)馬鈴薯干腐病發(fā)病情況有一定的影響。處理T2-3的病薯數(shù)、發(fā)病率和病情指數(shù)均最高，分別為6.95個(gè)、27.09%和18.74，其次是處理T2-6，病薯數(shù)、發(fā)病率和病情指數(shù)分別為6.22個(gè)、21.46%和13.03，兩處理間差異不顯著。而處理T2-8和T2-7病薯數(shù)、發(fā)病率和病情指數(shù)均最低，顯著低于處理T2-3和T2-6。隨著土壤帶菌量的增加，馬鈴薯干腐病病薯數(shù)、發(fā)病率和病情指數(shù)均呈遞增趨勢(shì)；種薯藥劑拌種處理的馬鈴薯干腐病發(fā)病低于種薯不拌種處理。表4

表4 不同土壤處理下馬鈴薯干腐病發(fā)病變化Table 4 Effects of different soil treatments on pathogenesis of potato dry rot

2.5 窖藏期病薯上病原物的分離鑒定

對(duì)試驗(yàn)病薯進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)分析，將馬鈴薯干腐病發(fā)病程度分為6個(gè)等級(jí)，發(fā)病癥狀表現(xiàn)為，隨著病情發(fā)展，染病薯肉變褐腐爛，薯塊慢慢變干，僵縮、變輕，形成空心，濕度一定時(shí)，薯塊內(nèi)部長(zhǎng)滿白色的菌絲。

研究表明，將健康種薯接菌的發(fā)病薯塊進(jìn)行病原菌再分離，通過分離獲得的鐮刀菌，形態(tài)學(xué)鑒定為茄病鐮刀菌和接骨木鐮刀菌，這兩種病原菌就是引起馬鈴薯干腐病的主要致病菌。圖1

注：0為健康薯塊；1～5分別代表不同等級(jí)的發(fā)病薯塊。Note: 0: Healthy potato; 1-5: Represent different grades of diseased potato tuber.圖1 窖藏期馬鈴薯薯塊發(fā)病癥狀Fig.1 Symptoms of potato tuber in cellar storage

3 討 論

鐮刀菌引起的馬鈴薯干腐病嚴(yán)重影響著馬鈴薯的品質(zhì)。降低初侵染是防治馬鈴薯干腐病的主要措施之一。了解不同接種源對(duì)馬鈴薯干腐病發(fā)生的影響，將有助于病害防控。結(jié)果表明，種薯接菌引起的馬鈴薯干腐病遠(yuǎn)高于土壤接菌各處理。這與Adams等[23]的研究結(jié)果一致，表明受病原菌浸染的種薯可導(dǎo)致馬鈴薯子代塊莖干腐病的發(fā)生和發(fā)展。而Heltoft等[24]研究表明，種子接菌處理均未引起子代塊莖發(fā)生干腐病，土壤接菌引發(fā)的子代塊莖干腐病腐爛情況相比對(duì)照嚴(yán)重。造成不同結(jié)果的原因可能與不同種類鐮刀菌的種子接菌和土壤接菌相對(duì)重要性存在差異有關(guān)。Adams等[23]研究表明，硫色鐮刀菌(F.sulphureum)更易從感染種薯傳播到子代塊莖，而Heltoft等[24]表明了受接骨木鐮刀菌侵染的土壤導(dǎo)致子代馬鈴薯感染干腐病更加嚴(yán)重。種薯帶菌對(duì)馬鈴薯子代感染干腐病程度高可能與馬鈴薯品種有關(guān)。Daami-Remadi等[25]研究突尼斯當(dāng)?shù)伛R鈴薯品種對(duì)四種鐮刀菌敏感性比較表明，沒有一個(gè)品種對(duì)整個(gè)鐮刀菌類群具有完全抗性，禾谷鐮刀菌(F.graminearum)對(duì)大部分品種侵染性最強(qiáng)。Heltoft等[24]研究發(fā)現(xiàn)，接骨木鐮刀菌對(duì)挪威10個(gè)常見馬鈴薯品種最具侵染性，其中早熟品種干腐病癥狀最嚴(yán)重。Du等[3]研究表明，中國(guó)馬鈴薯種質(zhì)資源對(duì)接骨木鐮刀菌具有中高度易感性。Bojanowski等[26]分析表明，目前尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)所有致病鐮刀菌具有抗性的馬鈴薯品種。土壤帶菌作為馬鈴薯干腐病發(fā)病的另一個(gè)重要侵染來(lái)源，在國(guó)內(nèi)的相關(guān)報(bào)道較少，邱甜等[27]在對(duì)馬鈴薯晚疫病的研究中發(fā)現(xiàn)，不同土壤處理對(duì)馬鈴薯晚疫病發(fā)病病級(jí)的影響具有顯著差異。研究顯示，土壤中攜帶的病原菌量的多少，直接影響馬鈴薯干腐病的發(fā)生。

研究表明，用咯菌腈進(jìn)行播前拌種，不影響種薯出苗，馬鈴薯植株生長(zhǎng)指標(biāo)均高于未拌種處理，說(shuō)明藥劑拌種具有促進(jìn)馬鈴薯植株生長(zhǎng)作用，這與任向宇[28]研究結(jié)果一致。同時(shí)，咯菌腈拌種處理子代薯塊馬鈴薯干腐病發(fā)病率和病情指數(shù)均低于未拌種處理，說(shuō)明咯菌腈拌種對(duì)干腐病具有一定的防治效果，與楊春[29]對(duì)馬鈴薯枯萎病防治的藥劑拌種篩選結(jié)果一致。Bains等[30]研究表明，咯菌腈播前拌種主要是通過抑制病薯上致病鐮刀菌的傳播，從而降低子代薯塊被感染的風(fēng)險(xiǎn)。而劉小娟等[19]同樣用咯菌腈等藥劑拌種對(duì)馬鈴薯黑痣病進(jìn)行田間防效試驗(yàn)，結(jié)果表明咯菌腈拌種處理對(duì)黑痣病的防效沒有嘧菌酯等藥劑的防治效果好，說(shuō)明咯菌腈拌種針對(duì)不同病害的防治，其防治效果存在明顯的差異。

不同種類鐮刀菌接種種薯和土壤，以及同一種鐮刀菌接種不同品種馬鈴薯對(duì)干腐病的發(fā)生均存在著差異。而研究?jī)H是對(duì)已知致病鐮刀菌混合物接種進(jìn)行試驗(yàn)的，試驗(yàn)研究較不全面。而品種抗性研究是病害防控的重要環(huán)節(jié)，下一步將進(jìn)一步評(píng)估不同主栽品種和不同種致病鐮刀菌的種薯、土壤帶菌對(duì)馬鈴薯干腐病發(fā)生的影響。

4 結(jié) 論

種薯帶菌和土壤帶菌均可引起寧夏馬鈴薯產(chǎn)區(qū)干腐病的發(fā)生，其中種薯帶菌是主要的侵染因素；土壤帶菌量越多，干腐病發(fā)生越嚴(yán)重。將2.5% 咯菌腈懸浮劑20 mL對(duì)150 mL清水稀釋調(diào)制成藥液，噴灑在馬鈴薯薯塊表面，充分混勻，陰干后播種，可促進(jìn)馬鈴薯植株生長(zhǎng)，減少子代馬鈴薯干腐病的發(fā)生。