安康魔芋軟腐病防治技術(shù)初步研究

趙小明,李增義，崔 鳴，陳道明，趙春明，王 鵬，夏曾潤,李建國，尹 恒

(1.中國科學(xué)院 大連化學(xué)物理研究所，遼寧大連 116023；2.陜西省安康市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西安康 725000；3.陜西省鎮(zhèn)坪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，陜西鎮(zhèn)坪 725600；4陜西省白河縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，陜西白河 725800；5.陜西西大華特科技實(shí)業(yè)有限公司，西安 710075;6.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部富硒產(chǎn)品開發(fā)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西安康 725000)

魔芋(AmorphophalluskonjacK.Koch)又名蒟蒻，屬于天南星科(Araceae)多年生草本植物，是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一種富含葡甘露聚糖的植物。魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)有非常高的藥用價(jià)值，做為一種健康產(chǎn)品，在亞洲國家和美國被廣泛使用，其在紡織、化妝、環(huán)保和軍工等方面也有廣泛用途，因此魔芋是應(yīng)用最廣的植物之一[1-2]。中國魔芋資源主要分布在湖北、陜西、四川和云南等省，尤以湖北以西秦嶺以南的漢中盆地和四川盆地周圍的山區(qū)種植最為普遍[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年的魔芋規(guī)?；N植面積達(dá)10多萬 hm2，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)數(shù)百億元，是名副其實(shí)的小作物大產(chǎn)業(yè)。

安康魔芋種植已有千余年歷史，近幾年安康市魔芋種植發(fā)展迅速。2014年全市魔芋種植面積1.3萬hm2，2019年面積已達(dá)3.75萬hm2，以安康為主的陜南山區(qū)成為全國四大魔芋種植區(qū)之一。隨著種植面積的擴(kuò)大，連茬種植，魔芋品種抗病性差，使得魔芋病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，據(jù)調(diào)查，魔芋軟腐病發(fā)病田病株率一般為10%～30%，軟腐病發(fā)生嚴(yán)重的田塊病株率高達(dá)90%以上[4]。魔芋軟腐病被稱為魔芋的“癌癥”[3]，造成產(chǎn)量損失往往可達(dá)20%～50%，發(fā)生嚴(yán)重的損失更高，已成為限制魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素[5]。

據(jù)報(bào)道，引起中國魔芋軟腐病的病原菌有3種，分別為胡蘿卜軟腐歐文氏菌胡蘿卜軟腐亞種(Pectobacteriumcarotovorumsubsp.carotovorum(Pcc))[6]、胡蘿卜軟腐果膠桿菌(Pectobacteriumaroidearum)[7]及腸桿菌屬(Enterobactersp.)[8]，安康、漢中魔芋軟腐病菌為胡蘿卜軟腐果膠桿菌[9]，安康嵐皋縣魔芋軟腐病菌是胡蘿卜軟腐果膠桿菌胡蘿卜軟腐亞種[10]。魔芋軟腐病的傳播途徑多樣，種傳是魔芋軟腐病病原遠(yuǎn)距離傳播的主要形式，近距離傳播途徑有雨水飛濺傳播、地下水傳播、田間病殘?bào)w傳播和傷口傳播等[5.11]。軟腐病菌侵染途徑較多，可從幼嫩組織(根、芽鞘等)、傷口進(jìn)行侵入，其中傷口是最為主要的侵入途徑，軟腐病菌不能直接侵染完整的球莖，但可以通過新的腐爛體侵染被感染的球莖；另外，魔芋的芽鱗、根和帶傷球莖也可直接被侵染[12]。中國花魔芋分布最廣，種植面積最大，花魔芋對軟腐病和白絹病抗性較差[4]。這些原因給魔芋軟腐病的有效防治帶來很大困難，傳統(tǒng)化學(xué)藥劑的防治效果不理想.在魔芋生物防治方面，微生物農(nóng)藥、天然提取物農(nóng)藥、抗病基因克隆、生物農(nóng)藥等不斷推出，但至今還沒有一種有效適用的技術(shù)來防治魔芋軟腐病[13]。急需研究魔芋軟腐病新的防治技術(shù)。

植物誘導(dǎo)抗病性是國際上近期興起的重要農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域，利用植物誘導(dǎo)抗病性被認(rèn)為是植物保護(hù)的新途徑和新技術(shù)[14-15]。寡糖植物免疫誘導(dǎo)劑具有提高農(nóng)作物抗病、抗寒、抗旱及促進(jìn)生長等功能，已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的病害防治及提高作物抗逆性提高方面發(fā)揮了較大的作用[16-17]。本試驗(yàn)應(yīng)用寡糖提高魔芋免疫力技術(shù)，結(jié)合使用細(xì)菌性殺菌劑，進(jìn)行魔芋軟腐病防治技術(shù)的初步研究，結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試藥劑 5%殼寡糖(Chitooligosaccharide，縮寫 COS，陜西西大華特科技實(shí)業(yè)有限公司)、3%噻霉酮(Benzothiazolinone，縮寫B(tài)TN，陜西西大華特科技實(shí)業(yè)有限公司)、5%海藻酸鈉寡糖(Alginate oligosaccharides ,縮寫AOS，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所)、1 000萬單位農(nóng)用鏈霉素(Streptomycin，市購)、壬菌酮(Cuppdd nonyl phenolsul～nate,縮寫CNPN，西安鼎盛生物化工有限公司)。

1.1.2 供試品種 花魔芋。

1.2 試驗(yàn)處理

1.2.1 種芋浸種處理 ①5%殼寡糖稀釋1 000倍；②3%噻霉酮稀釋20倍；③海藻酸鈉寡糖稀釋1 000倍；④5%殼寡糖稀釋1 000倍+3%噻霉酮稀釋100倍；⑤5%海藻酸鈉寡糖稀釋1 000倍+3%噻霉酮稀釋100倍；⑥1 000萬單位農(nóng)用鏈霉素可濕性粉劑兌水20 kg液；⑦CK(清水)。浸種5 min，撈出瀝干播種。

1.2.2 種芋拌種處理 ①5%殼寡糖稀釋50倍；②3%噻霉酮稀釋20倍；③5%海藻酸鈉寡糖稀釋50倍；④3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍；⑤3%噻霉酮稀釋100倍+5%海藻酸鈉寡糖稀釋100倍；⑥用1 000萬單位72%農(nóng)用鏈霉素可濕性粉劑稀釋4 000倍液；⑦CK(不處理)。噴霧拌種后，晾干播種。

1.2.3 浸種處理結(jié)合生長期噴藥處理 處理種芋用3%噻霉酮稀釋200倍浸種處理，于7月中旬開始噴藥，間隔10～15 d。采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)措施—農(nóng)用鏈霉素處理種芋為對照，噴施清水 (表1)。

表1 生長期噴藥處理Table 1 Spraying treatment during growth period

1.2.4 種芋拌種處理結(jié)合生長期噴藥 種芋用稀釋200倍的3%噻霉酮藥劑均勻噴霧拌種，晾干后播種供處理用。對照不拌種。在生長期的噴霧處理：①5%殼寡糖與3%噻霉酮輪用或混用噴霧；②海藻酸鈉寡糖與3%噻霉酮輪用或混用噴霧；③對照，噴等量清水。

1.3 田間設(shè)計(jì)

種芋浸種處理、種芋拌種處理及浸種處理結(jié)合生長期噴藥處理采用小區(qū)試驗(yàn)。小區(qū)試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理重復(fù)3次，每小區(qū)面積10 m2(5 m×2 m)。每小區(qū)種兩壟，每壟種2行，每行種13窩，株距38 cm。玉米與魔芋套種，每小區(qū)種植1 行玉米遮陰。種芋拌種處理結(jié)合生長期噴藥采用大區(qū)試驗(yàn)，兩個(gè)處理的面積分別為225.5 m2，對照面積為143.5 m2。各處理間隔 1 m，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)采用橫向起壟方式，1.5 m起壟，種植雙行，株距0.3 m；沿壟邊(同一壟側(cè))種植一行玉米。

1.4 試驗(yàn)實(shí)施

種芋處理及生長期噴藥試驗(yàn)安排在在安康市鎮(zhèn)坪縣華坪鎮(zhèn)團(tuán)結(jié)村進(jìn)行，海拔1 200 m，土地平坦、中等肥力，土壤為沙壤土，前茬為冬閑地。種芋拌種處理結(jié)合生長期噴藥試驗(yàn)在白河縣宋家鎮(zhèn)雙喜村三組，海拔609.9 m，土地平坦、中等肥力，土壤為沙壤土，前茬為冬閑地，該處理采用大區(qū)試驗(yàn)。選擇大小基本一致的種芋，單個(gè)種芋質(zhì)量為90～110 g，正負(fù)相差10 g(標(biāo)準(zhǔn)單芋質(zhì)量100 g)。播種前晾曬魔芋種芋，采取開溝條播。4月中旬播種，及時(shí)進(jìn)行人工除草、清溝排濕等田間管理。

1.5 調(diào)查內(nèi)容

出苗期調(diào)查出苗率，發(fā)病期定期調(diào)查發(fā)病情況，倒苗期進(jìn)行最后一次病害調(diào)查，計(jì)算防治效果，在11月下旬收獲魔芋，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。

相對防效=(對照區(qū)發(fā)病率-處理區(qū)發(fā)病率)/對照區(qū)發(fā)病率×100%

發(fā)病率=第一次調(diào)查到最后一次調(diào)查發(fā)病株數(shù)的總和/調(diào)查株樹×100%

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

小區(qū)試驗(yàn)采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。以小區(qū)試驗(yàn)3次重復(fù)的平均值進(jìn)行SNK檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸種處理對魔芋生長及軟腐病控制效果

浸種試驗(yàn)結(jié)果(表2)表明，殼殼寡糖、海藻酸寡糖、3%噻霉酮處理對魔芋的出苗率有一定的促進(jìn)作用，高于對照及農(nóng)用鏈霉素處理，由于重復(fù)之間出苗不均勻，差異較大，從統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果看差異不明顯。

表2 不同藥劑浸種下魔芋出苗、軟腐病防效及產(chǎn)量Table 2 Konjac emergence,soft rot prevention and yield under seed soaking with different agents

從發(fā)病調(diào)查結(jié)果可以看出，浸種處理對魔芋軟腐病防治效果較差，3%噻霉酮浸種處理發(fā)病率最低為14.78%，防效為51.17%。3%噻霉酮處理產(chǎn)量最高，比對照高產(chǎn)量提高20.62%；比農(nóng)用鏈霉素處理高111.3%。其他藥劑浸種處理的防效和產(chǎn)量都低于對照。

2.2 拌種處理對魔芋生長及軟腐病控制效果

在播種前按照各處理要求配好藥液，用噴霧器均勻噴施在種芋的整個(gè)表面，噴濕而液體不流淌為止，晾干后播種。試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明，5%殼寡糖稀釋50倍、3%噻霉酮稀釋20倍、3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍處理對魔芋出苗有明顯的促進(jìn)作用，出苗率在73%以上，出苗率分別為75%、73.72%、73.08%。由試驗(yàn)結(jié)果看出，對照的種芋出苗率僅為49.35%，說明種芋帶菌率較高。

表3 不同藥劑拌種下魔芋生長、軟腐病防效及產(chǎn)量Table 3 Konjac growth,soft rot prevention and yield under seed dressing with different medicaments

研究結(jié)果表明，供試藥劑拌種處理對魔芋軟腐病均有一定防效，其中噻霉酮、農(nóng)用鏈霉素及殼寡糖單劑處理效果好于其他處理，最好的是噻霉酮處理，防效為68.92%，其次為農(nóng)用鏈霉素和殼寡糖處理，防效分別為56.49%和55.36%。殼寡糖和海藻酸寡糖分別與噻霉酮混用，有降低防效的趨勢，3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍處理防效為39.69%，3%噻霉酮稀釋100倍+5%海藻酸鈉寡糖稀釋100倍的防效為26.65%。

產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，5%殼寡糖稀釋50倍、3%噻霉酮稀釋20倍、3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍處理產(chǎn)量分別提高 110.96%、109.42%、97.11%。農(nóng)用鏈霉素提高產(chǎn)量2.12%，海藻酸寡糖處理提高產(chǎn)量 1.73%。

2.3 浸種處理結(jié)合生長期噴藥處理

按照生長期噴藥的要求配制各藥劑，7月18日、7月27日、8月9日、8月17日、8月31日進(jìn)行噴藥處理，在收獲時(shí)調(diào)查魔芋球莖的病情指數(shù)，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。結(jié)果表明(表4)，葉面噴施3%噻霉酮和殼寡糖(5%殼寡糖)、3%噻霉酮和海藻酸寡糖處理能較好防治魔芋軟腐病。葉面噴施5%海藻寡糖1 000倍+3%噻霉酮1 000倍處理防效最高，防效為 41.65%，產(chǎn)量提高61.43%；其次為5%殼寡糖1 000倍+3%噻霉酮1 000倍處理，防效為29.29%，產(chǎn)量提高52.86%；噴施壬菌酮和高鉀肥的防效為20.05%，產(chǎn)量提高40%。

表4 葉面噴施不同藥劑防治魔芋軟腐病效果Table 4 Control efficiency of spraying with different agents on leaves against konjac soft rot

2.4 種芋拌種處理結(jié)合生長期噴藥

試驗(yàn)在安康市白河縣宋家鎮(zhèn)雙喜村三組進(jìn)行，海拔609.9 m，采用大區(qū)試驗(yàn)方法，兩個(gè)處理的面積均為225.5 m2，對照面積為143.5 m2。處理1、2各用種102 kg，種植1 200窩。對照種芋用種65 kg，種植630窩。處理及實(shí)施時(shí)間見表5。

表5 種芋拌種結(jié)合生長期噴藥處理Table 5 Seed dressing combined with spraying treatment during growing season

試驗(yàn)結(jié)果(表6)表明，用噻霉酮稀釋200倍拌種，對魔芋的出苗率有明顯促進(jìn)作用，噻霉酮拌種出苗率為79.7%～98.75%，沒有拌種的對照出苗率為38.1%。生長期噴施寡糖和噻霉酮，對魔芋軟腐病有明顯的防治效果，5%殼寡糖與噻霉酮聯(lián)用處理，5%海藻酸寡糖與噻霉酮聯(lián)用對魔芋軟腐病的防效分別為 50.95%和70.72%。兩個(gè)處理產(chǎn)量分別提高 457.32%和298.28%，平均單個(gè)球莖質(zhì)量高于對照，兩個(gè)處理平均單個(gè)球莖質(zhì)量分別為0.26 kg、0.25 kg，對照平均單個(gè)球莖質(zhì)量為0.20 kg。

表6 拌種結(jié)合噴霧處理對魔芋軟腐病控制效果Table 6 Control effect on konjac soft rot under treatment of seed dressing combined with spraying

同時(shí)調(diào)查不同時(shí)期各處理魔芋軟腐病的發(fā)病情況，結(jié)果見圖1。調(diào)查發(fā)現(xiàn)兩種處理對魔芋軟腐病發(fā)病高峰期得到有效控制，處理1和處理2的發(fā)病高峰為8月21日前后，對照發(fā)病高峰為7月25日至8月21日，處理后發(fā)病高峰推遲20 d左右，切高峰期發(fā)病率低于對照的發(fā)病率，對照在7月25日、8月21日的發(fā)病率分別為10.81%和9.17；處理1和處理2在8月21日的發(fā)病率分別為5.71%和4.91%。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，用噻霉酮拌種，在發(fā)病初期再用殼寡糖或海藻酸寡糖結(jié)合噻霉酮噴施植株，對魔芋軟腐病有較好的防治效果，在生產(chǎn)上可以進(jìn)行大面積示范推廣。

3 討 論

魔芋產(chǎn)業(yè)正成為中國西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具成長潛力與競爭優(yōu)勢的地方特色資源產(chǎn)業(yè)，種植面積不斷擴(kuò)大。但魔芋軟腐病一直是威脅魔芋生產(chǎn)的頭號病害；因此，研究魔芋軟腐病防治技術(shù)對魔芋生產(chǎn)具有重要意義。

在生產(chǎn)上用農(nóng)用鏈霉素防治魔芋軟腐病，主要采用灌根和噴施的方法。Huang等[18]報(bào)道用鏈霉素灌根對魔芋軟腐病有較好的防治效果，灌根3次的效果最好；李江濤[19]報(bào)道使用72%農(nóng)用硫酸鏈霉素進(jìn)行灌根處理防治效果可達(dá)89%。但農(nóng)用鏈霉素已被國家禁用，需要研發(fā)新的有效產(chǎn)品和技術(shù)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，供試藥劑浸種處理種芋，噻霉酮浸種對魔芋軟腐病有一定防治效果，農(nóng)用鏈霉素、殼寡糖及海藻酸寡糖浸種處理發(fā)病率與對照沒有差異。主要原因是浸種后，瀝干藥液，但魔芋表面的水分可能較大，使得魔芋軟腐病容易侵染，導(dǎo)致防效較差，說明浸種處理方式不適合魔芋軟腐病的防治。同時(shí)也表明種芋帶菌嚴(yán)重，且魔芋種植后大約2個(gè)月出苗，種芋帶菌容易造成種芋在沒有出苗前腐爛。在嵐皋試驗(yàn)中，浸種處理的出苗率都很差，出苗率在20%左右，只有3%噻霉酮處理的出苗率達(dá)到66%。

種芋處理是防治魔芋軟腐病的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，試驗(yàn)結(jié)果表明拌種處理對魔芋軟腐病有較好的防治效果，拌種處理出苗率高，發(fā)病率低。調(diào)查結(jié)果顯示，噻霉酮和殼寡糖拌種處理提高魔芋產(chǎn)量效果很明顯，除過防病因素外，與兩種物質(zhì)促進(jìn)魔芋生長有密切關(guān)系，殼寡糖和噻霉酮處理魔芋植株生長旺盛，筆者調(diào)查了處理對魔芋植株生長的影響，每個(gè)處理隨機(jī)調(diào)查10株，結(jié)果顯示，殼寡糖和噻霉酮處理，植株平均高度分別為71.8 cm和67.4 cm,而對照株高為56 cm；葉柄基部直徑分別為2.2 cm和1.9 cm,對照的葉柄基部直徑1.8 cm；葉幅分別為67.2 cm和63.8 cm,對照的葉幅為 54.8 cm。

季家興[6]研究發(fā)現(xiàn)，溫度在30 ℃以上時(shí)，魔芋軟腐病致病菌的生長速度更快，運(yùn)動(dòng)性也更強(qiáng),軟腐病致病菌表現(xiàn)出更強(qiáng)的侵染能力。在細(xì)菌群體數(shù)量達(dá)到一定閾值后，果膠酸裂解酶和聚半乳糖醛酸酶可在24 ℃、30 ℃和37 ℃下旺盛分泌。果膠酶是致病過程中最重要的酶。這些酶分解并利用中間薄層和細(xì)胞壁的果膠質(zhì)，造成組織瓦解，細(xì)胞破壞及細(xì)胞質(zhì)滲漏，從而導(dǎo)致軟腐病的發(fā)生[20]。季家興[6]應(yīng)用6種外源性化學(xué)藥劑試驗(yàn)，觀察其軟腐病抗性誘導(dǎo)效果，結(jié)果表明：魔芋軟腐病致病菌的侵染速度在水楊酸(SA)、香豆酸(p-CA )或肉桂酸(CA)處理后的魔芋試管苗葉片和田間植株中均明顯放緩；SA、p-CA、CA處理可促進(jìn)魔芋葉片細(xì)胞的氧化迸發(fā)，提高其防御軟腐病菌侵染的能力。本研究應(yīng)用噻霉酮和寡糖共同使用防治魔芋軟腐病，一方面應(yīng)用噻霉酮控制病原菌數(shù)量；另一方面，寡糖具有促進(jìn)活性氧迸發(fā)，提高植物的免疫力[21]，使用寡糖能誘導(dǎo)魔芋的抗病性。試驗(yàn)結(jié)果表明寡糖與噻霉酮結(jié)合使用，不僅降低發(fā)病率，還延遲發(fā)病高峰期，壓低高峰期病害的發(fā)病率，達(dá)到較好的防治效果，同時(shí)有助于提高魔芋產(chǎn)量。

拌種處理結(jié)合噴施寡糖和噻霉酮，提高魔芋產(chǎn)量的主要原因在于：一方面是種芋處理對種芋帶病原菌侵染有殺菌作用，對種芋發(fā)芽有較好的保護(hù)作用，增加出苗率，為保障魔芋產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)；另一方面寡糖提高魔芋的抗病性和抗逆性(抗寒、抗高溫)，有利于提高魔芋的產(chǎn)量。

對魔芋軟腐病的防治研究有較多報(bào)道，主要進(jìn)行藥劑篩選試驗(yàn)，用單一的藥劑進(jìn)行種芋處理或噴霧處理，在化學(xué)藥劑方面，報(bào)道效果較好的有甲基硫菌靈、鏈霉素、噻菌銅、可殺得等[22-24]。由于魔芋軟腐病侵染和發(fā)病時(shí)間比較長，藥效難于長時(shí)間維持，很難有效控制魔芋軟腐病的發(fā)生。在生物防治方面，已報(bào)道的魔芋軟腐病生防芽孢桿菌主要有枯草芽孢桿菌(B.subtilis)、解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)和蘇云金芽孢桿菌(B.thuringiensis)[25]。研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的密旋鏈霉菌灌根接種有利于魔芋出苗;純菌劑的促生效果最好，促進(jìn)魔芋有機(jī)物質(zhì)的積累；魔芋展葉期灌根接種密旋鏈霉菌菌劑能有效控制軟腐病的發(fā)生。劉金龍等[26]報(bào)道，在魔芋生長期間葉面噴施復(fù)合菌劑肥3 次對魔芋軟腐病有較好的防治效果，但對魔芋軟腐病的生物防治還處于單劑應(yīng)用的試驗(yàn)階段，防治效果有限。本試驗(yàn)將噻霉酮較好的殺菌效果與寡糖提高魔芋免疫力相結(jié)合，用于魔芋軟腐病防治，取得較好防治效果。

在大田試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，魔芋軟腐病在8月下旬會(huì)突然爆發(fā)，可能與細(xì)菌的群體效應(yīng)有關(guān)，因此在后續(xù)的研究中，應(yīng)考慮把群體效應(yīng)淬滅因子應(yīng)用于防治技術(shù)中，以提高防治效果。