馬鈴薯主要真菌病害及防治方法研究進(jìn)展

田甲佳，劉良燕

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是茄科茄屬一年生草本塊莖植物，是一種營養(yǎng)豐富、適應(yīng)性廣、糧菜兼用的重要作物。馬鈴薯素有“地下蘋果”和“第二面包”之美譽(yù)[1]，其富含膳食纖維，脂肪含量低，有利于控制體重增長、預(yù)防高血壓、高膽固醇及糖尿病等，兼具糧食、蔬菜、飼料等功能，被稱為十全十美的營養(yǎng)食品。馬鈴薯生產(chǎn)特性具有耐旱耐寒耐瘠薄，適應(yīng)能力強(qiáng)，可種植地域廣等特點(diǎn)，因此馬鈴薯的推廣種植特性、增產(chǎn)潛力顯著高于水稻、玉米和小麥；同時，馬鈴薯全粉儲藏時間較其他三者更久，可于常溫下貯存達(dá)15 年以上，美國、俄羅斯、法國、德國等國家已經(jīng)把馬鈴薯列為戰(zhàn)略儲備糧。進(jìn)入新世紀(jì)后，馬鈴薯的重要性越來越顯著，2015 年中國將馬鈴薯確定為水稻、玉米、小麥之后的第四大主糧作物[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2019 年中國馬鈴薯種植面積達(dá)到478.95萬hm2，位居全球第一，占24.91%[3]。當(dāng)前，中國是全球最大的馬鈴薯生產(chǎn)國。

伴隨馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實(shí)施，中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對馬鈴薯的種植和加工產(chǎn)業(yè)重視度越來越高。基于此，馬鈴薯產(chǎn)量無論在總產(chǎn)水平還是單產(chǎn)水平，都要求得到不斷提升。但是，中國馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)由于地勢、土壤、氣候、管理技術(shù)等原因，馬鈴薯栽培及生長過程中面臨著非侵染性病害和侵染性病害的嚴(yán)重威脅。非侵染性病害大多是由環(huán)境條件、氣候條件、田間管理及遺傳變異等因素造成，不會擴(kuò)大傳染。而侵染性病害的成因則是由細(xì)菌、真菌、病毒、類病毒、線蟲等病原微生物侵染而引起病變，這些病原體通過土壤、接觸或者空氣傳播侵害馬鈴薯全株或塊莖，侵染性病害一旦防治不當(dāng)，就會擴(kuò)大傳染，造成嚴(yán)重?fù)p失。細(xì)菌性病害大多通過接觸傳播或傷口侵入，還有的通過葉面的氣孔或穿透表皮侵入；病毒病在田間依靠昆蟲（蚜蟲為主）或葉片接觸而傳播，病毒導(dǎo)致植株生理代謝紊亂，活力降低，從而使產(chǎn)量大幅降低；真菌性病害是馬鈴薯種植過程中最常出現(xiàn)而且危害性也是最大的，常常給馬鈴薯生產(chǎn)帶來不可估量的損失。參照聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，侵染植物的病原微生物主要是真菌，由病原真菌引起的植物病害占所有植物的70%～80%[4]。馬鈴薯的主要四種真菌性病害包括晚疫病、早疫病、黑痣病和枯萎病。馬鈴薯真菌病害的防治研究對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義。本文主要針對上述四種馬鈴薯主要真菌性病害的防治方法進(jìn)行綜述。

1 馬鈴薯晚疫病

1.1 危害及癥狀

馬鈴薯晚疫病雖不是人類歷史上記載的最古老的植物病害，但其伴隨了生物學(xué)和農(nóng)學(xué)史上的許多歷史變遷。晚疫病是一種馬鈴薯毀滅性病害，在愛爾蘭曾因馬鈴薯晚疫病導(dǎo)致100萬人死亡[5]。17世紀(jì)中葉，由于馬鈴薯的到來，愛爾蘭的人口從50萬增長了17倍之多[6]，當(dāng)時馬鈴薯種植面積占國土面積的1/70。然而在1845 年，一種在當(dāng)時被稱為“馬鈴薯黑斑病”的疾?。ìF(xiàn)在被命名為馬鈴薯晚疫?。┳寪蹱柼m的農(nóng)業(yè)徹底崩盤，持續(xù)五年的災(zāi)難造成了愛爾蘭1/4 人口的銳減，約100 萬人被活活餓死病死[7]。造成這次事故的主要原因是一種稱為晚疫病菌的卵菌。

馬鈴薯晚疫?。≒otato late blight）又名疫病、馬鈴薯瘟，可引發(fā)馬鈴薯莖葉死亡和塊莖腐爛，是馬鈴薯的第一大病害[8]，該病在田間傳播非常迅速，當(dāng)達(dá)到適宜的發(fā)病條件時，全田植株將會在一周內(nèi)染病死亡。在中國多發(fā)生于連續(xù)雨天氣候以及天氣潮濕的年份。由馬鈴薯晚疫病帶來的危害可導(dǎo)致中國經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)大約80億元/年[9]。通常情況下馬鈴薯晚疫病發(fā)生區(qū)會減少10%～40%的產(chǎn)量，不抗病的品種會減少30%～40%的產(chǎn)量，病情嚴(yán)重時，會減少更多產(chǎn)量甚至絕產(chǎn)。

感染晚疫病后，馬鈴薯的葉片、莖稈以及塊莖會遭到全面侵害。染病時，首先會從葉尖或葉緣開始，起初葉子上會呈現(xiàn)出被水浸的痕跡并伴有褪綠斑點(diǎn)，隨后病痕慢慢變大，病斑擴(kuò)大后呈暗褐色，邊緣處不明顯，隨著空氣中濕度增大，病斑也加速擴(kuò)大，嚴(yán)重時可擴(kuò)大到整片葉的三分之二甚至全葉，然后沿著葉脈侵入到葉柄和莖部，導(dǎo)致莖部染成一條一條的褐色病斑，引起植株的葉片顏色發(fā)黑、枯萎下垂，最終致全株枯萎死亡。當(dāng)環(huán)境潮濕時，一圈白色的霉菌會在病斑邊緣顯現(xiàn)，這就是病原菌，即孢囊梗和孢子囊，病原菌在葉子的背面更常見；當(dāng)環(huán)境干燥時，病斑顏色會變成褐色，葉子干枯較脆容易碎裂，此時白霉消失，擴(kuò)展速度變慢。葉柄以及莖部在感染病菌后會呈現(xiàn)出褐色的條斑，同樣濕度大時會出現(xiàn)白色霜狀霉。薯塊出現(xiàn)病斑以后，會發(fā)生病變，病薯起初帶有大小不同的褐色或紫色病斑，隨后患病部位出現(xiàn)凹陷。切開病斑下的薯塊皮下會呈現(xiàn)出紅褐色，土壤粘重多濕時，病斑會從表皮延伸到內(nèi)部，而且夾雜著土壤中其他雜菌的感染便使整個馬鈴薯全部腐爛。

1.2 晚疫病病原菌

馬鈴薯晚疫病的病原菌為致病疫霉菌Phytophthora infestans（Mont.）de Bary，是一種兼性寄生菌，屬于真菌界（Eumycetes）、鞭毛菌亞門（Mastigomycotina）、卵菌綱（Oomycetes）、霜霉目（Peronosporales）、腐霉科（Pythiaceae）、疫霉屬（Phytophthora）[10]，起源于墨西哥中部[11]。致病疫霉菌常以馬鈴薯和番茄為寄主，危害葉、塊莖和果實(shí)。其形態(tài)分為菌絲、孢囊梗、孢子囊、游動孢子和卵孢子[12]。20～23℃適于菌絲生長，19～22℃適于孢子囊形成，當(dāng)溫度超過24℃時孢子囊可直接萌發(fā)，僅當(dāng)相對濕度高于97%時孢子囊才能形成，萌發(fā)和侵染都需要水滴，卵孢子活力在-20℃仍可以保持，21℃培養(yǎng)促進(jìn)卵孢子進(jìn)入萌發(fā)期。菌絲是無色的，沒有分隔區(qū)，生存在寄主細(xì)胞之間，他們在吸器的幫助下被吸入寄主細(xì)胞以吸收營養(yǎng)；孢子囊存在于每隔一段的孢囊梗上，每隔一段能看到明顯的節(jié)，孢囊梗分枝狀；孢子囊檸檬狀，一端是乳突，另一端是短柄，易脫落，5～9個腎形雙鞭游動孢子通過發(fā)芽釋放，當(dāng)鞭毛消失時，他們形成靜止的孢子，萌發(fā)出芽管；在有性生殖階段，A1和A2交配型致病疫霉菌交配后產(chǎn)生厚壁球形卵孢子，卵孢子可以在土壤和植物殘?bào)w中過冬，在適宜環(huán)境下卵孢子萌發(fā)后侵染寄主[13]。

致病疫霉菌的生理生化現(xiàn)象首次發(fā)現(xiàn)于1919年[14]。寄主馬鈴薯單一抗性基因與致病疫霉菌對應(yīng)的無毒基因之間的系統(tǒng)作用關(guān)系符合“基因?qū)颉睂W(xué)說[15]，因此，致病疫霉菌以“基因?qū)颉睂W(xué)說為理論基礎(chǔ)對生理小種進(jìn)行識別和分類，經(jīng)常使用攜帶R0～R11 的1 個無毒基因和11 個抗病基因的1 套鑒別寄主，對樣品依次進(jìn)行鑒定，并根據(jù)致病疫霉菌在這12 個鑒別寄主上的反應(yīng)來確定生理小種的類型[16]。在全球各地發(fā)現(xiàn)了一些馬鈴薯生理小種（表1）。

表1 國內(nèi)外馬鈴薯晚疫病生理小種的分化情況Table 1 Differentiation of physiological races of potato late blight at home and abroad

從前人研究結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，從20 世紀(jì)80 年代以來，世界各國的馬鈴薯晚疫病菌生理小種組成越來越復(fù)雜，其類型從單基因小種往多基因小種發(fā)展，優(yōu)勢小種的毒力基因組成日趨復(fù)雜。

1.3 馬鈴薯晚疫病的防治研究

1.3.1 化學(xué)防治

化學(xué)防治是通過噴灑化學(xué)藥品來控制病害。根據(jù)化學(xué)防治藥劑是否可以被農(nóng)作物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和與其相互作用特點(diǎn)，將防治藥劑分為兩大類型[28]—觸殺型殺真菌劑和內(nèi)吸式殺真菌劑。前者又稱為預(yù)防性或保護(hù)性殺真菌劑，包括：氨基甲酸酯類的霜霉威、苯基酰胺類的甲霜胺、惡唑烷酮、吡啶胺類、含銅化合物和苯甲腈類等[29]，當(dāng)晚疫病菌與停留在植株表面的藥劑接觸后，疫霉菌孢子和菌絲體受影響不能進(jìn)入植株從而保護(hù)植株免受侵害，由于植株新的側(cè)枝于不同時間都會萌發(fā)，因此該類藥劑需要多次噴灑并完全覆蓋葉片。后者又叫治療型殺真菌劑[28]，包括：氨基甲酸酯類、苯基酰胺類和肉桂酸衍生物，其可以滲入到馬鈴薯植株體內(nèi)在葉片內(nèi)部發(fā)揮作用或者通過維管系統(tǒng)向上向下擴(kuò)散到整個植株，進(jìn)而去攻擊疫霉菌。

觸殺型殺真菌劑只能預(yù)防但不能治療晚疫病，因此在容易流行晚疫病的季節(jié)定期噴藥可以達(dá)到顯著的疾病預(yù)防效果。對于預(yù)防和防治可分別使用兩種殺真菌劑：噴灑觸殺型和噴灑內(nèi)吸式。當(dāng)在田地里發(fā)現(xiàn)馬鈴薯晚疫病病株時，需及時將病株拔除并拿到生產(chǎn)田外處理[30]。前期發(fā)病時可使用58%雷多米爾·錳鋅可濕性粉劑，噴灑間隔7～10 d/次，接連防治處理2～3次[31]。在出苗率到95%時，可使用70%代森錳鋅可濕性粉劑11.67～15.00 g/hm2或70%丙森鋅10.00～13.33 g/hm2或75%代森錳鋅水分散粒劑8.33～10.00 g/hm2進(jìn)行預(yù)防[32]。

雖然化學(xué)防治方法見效快、操作簡單，但當(dāng)化學(xué)藥劑使用量加大時，病菌的抗藥性也會增大，所以想要達(dá)到理想的防治效果就要反復(fù)多次使用化學(xué)藥劑，這樣就使成本變高，同時大量使用藥劑還與如今人們追求的綠色農(nóng)業(yè)相矛盾。

1.3.2 生物防治

馬鈴薯晚疫病的防治目前仍大多使用化學(xué)防治，但大量使用化學(xué)藥劑不僅對環(huán)境造成污染、藥物殘留還會影響食品安全以及抗藥性等問題。而生物防治既安全可靠又保護(hù)環(huán)境。生物防治是通過微生物之間的拮抗作用，利用對農(nóng)作物不會造成危害的微生物來抑制病原菌的生長。生防菌包括：生防細(xì)菌、生防真菌和植物源殺菌劑等。

生防細(xì)菌：芽孢桿菌（Bacillius spp.）最常作為晚疫病的防治菌種，截至目前，馬鈴薯晚疫病防治菌種芽孢桿菌種類有枯草芽孢桿菌（B.subtilis）、解淀粉芽孢桿菌（B. amyloliquefaciens）和地衣芽孢桿菌（B.licheniformis）。蔣繼志等[33]對81株內(nèi)生細(xì)菌分離純化，結(jié)果顯示有63株對致病疫霉有抑制作用，有一半抑制效率超過50%，其中抑菌率達(dá)90%以上的是馬鈴薯塊莖的TD-12 菌株和分離白辣椒果實(shí)的LJ-6菌株。梁允剛等[34]分離鑒定芽孢桿菌并使用分離得到的1603菌株對其防治馬鈴薯晚疫病效果進(jìn)行研究，結(jié)果顯示抑菌率為55.6%；進(jìn)行馬鈴薯離體葉片試驗(yàn)，結(jié)果顯示防治效果達(dá)73.33%；進(jìn)行馬鈴薯離體塊莖試驗(yàn)，結(jié)果顯示陽性對照（未接種拮抗菌）已被致病疫霉侵染，已接種菌株1603的薯塊則未被侵染。

生防真菌：木霉屬（Trichoderma）的一些種和腐霉屬中的寡雄腐霉（Pythium oligandrum）是作為重寄生真菌對于防治致病疫霉菌較為深入的研究對象。其中Trichoderma 屬中的T. viridae[35]和T. atroviride[36]種都能在致病疫霉菌上寄生。Lacey[35]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)T.viridae 寄生于含致病疫霉菌絲體和孢子囊的土壤中，時間越久，侵染性越低，因?yàn)橹虏∫呙咕z體的生長和孢子囊的萌發(fā)在含有T.viridae的土壤中不能進(jìn)行，只有生長在無菌土壤中才可發(fā)育。蘇珍珠等[37]在7 種植物中篩選分離得到11 株內(nèi)生鐮刀菌（Fusarium spp.），并將他們對致病疫霉的抑制活性進(jìn)行試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)這11株內(nèi)生鐮刀菌對致病疫霉都有較好的抑制效果，其中抑菌率為100%的有e012-3、e060-4和e032毒素粗提液。

植物源殺菌劑：利用植物含有的某些抗菌物質(zhì)或誘導(dǎo)產(chǎn)生的植物防衛(wèi)素，殺死或有效抑制某些病原菌的生長發(fā)育，他們是從植物體內(nèi)提取的次生代謝物[37]，如生物堿類、黃酮類、酚類、揮發(fā)油類[38]。成分由天然物質(zhì)構(gòu)成，無毒、對環(huán)境不會造成污染。Fakhouri 等[39]通過對P.florescens 菌株G308 分離，然后從中獲得了一種新的抗生素N-mercapto-4-formylcar bostyril(Cbs)，結(jié)果顯示該抗生素能在體外抑制馬鈴薯晚疫病菌的孢子萌發(fā)和菌絲體生長。曹靜等[40,41]研究表明通過使用80%乙醇提取的方法提取漏蘆、板藍(lán)根、紫蘇、苦參、訶子、五倍子中的天然抑菌成分，然后使用保護(hù)性噴霧噴灑離體葉片后接種調(diào)查病害嚴(yán)重度來檢測抑菌效果，結(jié)果顯示6 種植物提取物的抑菌率分別為51.3%、56.8%、67.6%、73.0%、78.1%和78.1%。

1.3.3 選育抗病品種

植物抗病品種的選育是一種防治植物病害最經(jīng)濟(jì)有效的方法，人們在生產(chǎn)時選擇抗病品種播種控制了大范圍流行的毀滅性病害?？共∮N利用倍性操作、轉(zhuǎn)基因、體細(xì)胞雜交、分子標(biāo)記等基因工程方法，將野生馬鈴薯的抗病基因轉(zhuǎn)移到人工種植的馬鈴薯中，從而獲得抗病馬鈴薯新品種。根據(jù)土質(zhì)、氣候選擇抗病性強(qiáng)的品種進(jìn)行栽培，一般選用具有水平抗性的品種，其抗性與具有垂直抗性的品種相比較為持久[42]。馬鈴薯晚疫病抗性育種研究始于 19 世紀(jì)中葉的歐洲[43]。Adiwilaga 和 Brown[44]通過使用倍性操作的方法把來自墨西哥二倍體野生馬鈴薯中的抗病基因?qū)氲搅怂谋扼w馬鈴薯栽培種。Smilde等[45]在馬鈴薯種S.mochiquense找到Rpi-moc1基因，該基因是一個抗馬鈴薯晚疫病相關(guān)基因，基因組位于IX號染色體的長臂遠(yuǎn)端。周晶等[46]通過使用無毒基因瞬時表達(dá)技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)‘鄂馬鈴薯3號’有 5 個抗病基因，分別為 R1、R2、R3、R4 和 R10，‘93008’有3個抗病基因，分別為R2、R3和R4。馬英等[47]利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的無毒基因瞬時表達(dá)技術(shù)發(fā)現(xiàn)‘隴薯6 號’含7 個抗病基因，分別為R1、R3a、R4、Rlb1、Rblb2、Rpi-vnt1和Rpi-Smira 1；‘GS-3’僅含一個抗病基因R1。

1.3.4 加強(qiáng)綜合管理

選用無病種薯和抗病品種，在播種前對種子進(jìn)行消毒及認(rèn)真檢查播種薯塊，選擇健康薯塊，杜絕使用爛薯、病薯等缺陷薯，優(yōu)先使用抗病品種薯塊。選擇合適季節(jié)播種，注意錯開晚疫病高發(fā)的雨季，當(dāng)連續(xù)陰天下雨時，盡快開溝排水降濕。為減輕重茬障礙，選擇疏松土質(zhì)、排水良好的田塊種植，常翻土、采用套種措施。為降低通過連作障礙導(dǎo)致的晚疫病發(fā)病率，進(jìn)行土層置換和表土滅菌處理[48]。關(guān)于施肥需注意科學(xué)配比，確?；适┳?，多施磷鉀肥，避免多施氮肥引起植株迅猛生長。在種植結(jié)構(gòu)中，避免連續(xù)種植。注意及時除草、松土，封土后盡量減少田間作業(yè)[49]。相關(guān)部門加強(qiáng)合作交流，發(fā)現(xiàn)病情及時上報(bào)，便于聯(lián)防群控。靈活使用智能監(jiān)控設(shè)備、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息化系統(tǒng)、建立操作易行的馬鈴薯晚疫病監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。

2 馬鈴薯早疫病

2.1 危害及癥狀

馬鈴薯早疫?。≒otato early blight）又名輪紋病、夏疫病，主要危害馬鈴薯的葉片和塊莖，使葉片流失水分而脫落，失去光合機(jī)能，導(dǎo)致塊莖干癟腐爛失去商品價值。在中國以及全世界馬鈴薯產(chǎn)區(qū)都有此病害發(fā)生，發(fā)生普遍，明顯影響生產(chǎn)，危害不亞于晚疫病，被認(rèn)為是僅次于馬鈴薯晚疫病的第二大馬鈴薯病害[50]。該病發(fā)生率呈上升趨勢，在嚴(yán)重的地區(qū)由該病發(fā)生造成的產(chǎn)量損失率達(dá)30%[51]。通常溫度和濕度相對較高時容易發(fā)病，當(dāng)溫度高于15℃，相對濕度高于80%時，病情開始發(fā)作，多發(fā)生于連續(xù)雨季月份。

馬鈴薯早疫病在葉片上發(fā)生最為明顯，其次塊莖會被侵染。大部分的發(fā)生開始于植株下的老葉。剛開始發(fā)病時，葉片會呈現(xiàn)些許小的褐色斑點(diǎn)，后期病斑會逐漸擴(kuò)大成不規(guī)則形且出現(xiàn)同心輪紋，直徑大小約3～4 mm，病斑周圍可以看到窄窄一圈退色環(huán)暈。當(dāng)病情嚴(yán)重時，導(dǎo)致葉片從下往上漸漸干枯脫落，僅有植株上方少數(shù)葉片仍是綠色，當(dāng)處于潮濕環(huán)境時，葉片上的病斑會出現(xiàn)一圈黑霉[52]。塊莖染病時，薯塊表面會出現(xiàn)凹陷的黑色圓形病斑，與健康部分區(qū)分明顯，皮下呈淺褐色局部干腐，環(huán)境潮濕時，病斑上也可產(chǎn)生黑色霉層。

2.2 早疫病病原菌

已被報(bào)道的引起馬鈴薯早疫病的病原菌有茄鏈格孢（Alternaria solani）、A. interrupta、A. grandis、A. dumosa、A. arborescens 和A. infectoria，其中茄鏈格孢為優(yōu)勢病原菌[53]，茄鏈格孢菌（A. solani），屬于半知菌亞門（Deuteromycotina）、絲孢綱（Hyphomycetes）、叢梗孢目（Moniliales）、暗色孢科（Dematiaceae）、鏈格孢屬（Alternaria）[53]。存在形式分為菌絲和分生孢子[54]，常以病殘植株組織為寄主，或在感病塊莖上度過冬季，因此，感病塊莖發(fā)芽后，便會受到病菌的侵染[55]。菌絲為暗褐色，生長于寄主細(xì)胞之間和內(nèi)部。分生孢子梗為淺褐色，呈倒棍棒形，單支或束生存在，上端顏色較淺有 0～4 個縱膈膜，1～7 個橫隔膜[56]。在 15～33℃時可形成分生孢子，分生孢子萌發(fā)最適溫度為30℃，當(dāng)溫度超過27℃時，分生孢子停止形成，最適pH為7～8[57]。分生孢子通過風(fēng)、雨傳播，通過數(shù)次侵染導(dǎo)致病情加劇，老葉易被病菌侵染。

2.3 早疫病的防治研究

2.3.1 化學(xué)防治

馬鈴薯早疫病長久以來都以化學(xué)防治為主。在發(fā)病之前即病斑還未出現(xiàn)時，即需使用藥物來預(yù)防，發(fā)病后使用藥物雖有抑制作用，但效果不佳，因此關(guān)鍵還是選擇發(fā)病前噴藥以達(dá)到預(yù)防效果。

在馬鈴薯種植過程中，通常田間下部葉片病斑率達(dá)5%時進(jìn)行用藥來控制病情以防病情加劇[58]。預(yù)感發(fā)病時選擇7～10 d/次噴奧力克─霜貝爾500倍液或15 kg的金貝40 mL摻水和30 mL的霜貝爾；發(fā)病前，可每隔8 d噴54%氫氧化銅干懸浮劑等保護(hù)劑作為預(yù)防；當(dāng)病情嚴(yán)重時，可噴施32.5%嘧菌酯·苯醚甲環(huán)唑懸浮劑，噴藥間隔時間要適當(dāng)縮短[59,60]。

2.3.2 生物防治

使用生防產(chǎn)品時，對環(huán)境要求較高，需要有適合有益菌繁殖的氣候條件和營養(yǎng)基礎(chǔ)，才能獲得保護(hù)效果。因此，目前商業(yè)化利用的、效果穩(wěn)定的生物防治產(chǎn)品還不多，海洋芽孢桿菌、木霉菌、放線菌目前已被證實(shí)對馬鈴薯早疫病具有良好防效[61]。高麗輝等[62]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)把木霉菌T-115D 的發(fā)酵液稀釋3 倍后，茄鏈格孢菌菌絲生長將會受到抑制，且抑制率為90.4%。吳穎等[63]研究發(fā)現(xiàn)枯草芽胞桿菌的代謝物原液對馬鈴薯早疫病菌菌絲生長的抑制率為55.44%。韓龍等[51]研究發(fā)現(xiàn)嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）he41、解淀粉芽孢桿菌（B.amyloliquefaciens）D1、解淀粉芽孢桿菌（B. amyloliquefaciens）hd213 單菌發(fā)酵均對茄鏈格孢菌有抑制作用，當(dāng)發(fā)酵液濃度是4%時，抑菌率分別為62.12%、68.59%和73.87%。楊繼業(yè)等[64]在篩選生防菌株BAF-6時鑒定其為解淀粉芽孢桿菌（B.amyloliquefaciens），當(dāng)菌株發(fā)酵濾液經(jīng)60～80℃熱處理后，抑菌活性顯示均在95%以上。

2.3.3 選育抗病品種

種植時選用早熟抗病高產(chǎn)品種，合理提早收獲可使早疫病減緩發(fā)生，一般晚熟品種較抗早疫病。國外分離篩選出的抗馬鈴薯早疫病的品種有‘Katahdin’‘Diamond’‘Rosa’等[65]。中國分離選出的抗性品種有‘晉薯14’‘同薯20’‘隴薯6號’‘隴薯3號’‘克新 1號’‘克新 12’‘莊薯3 號’‘青薯9 號’‘隴薯 10號’‘隴薯14號’‘希森6號’等[66-68]。

2.3.4 加強(qiáng)管理

播種前嚴(yán)格挑選種薯，做種時挑選表皮光滑、干凈細(xì)嫩、無病、無凍傷的幼齡健康薯。播種前20 d 將種薯放于室內(nèi)或室外陽光不能直射的地方，保持溫度 10～15℃，每隔 5～7 d 翻動 1 次，以獲得短壯芽[68]。采取高壟栽培。合理施肥，多施鉀肥。通過輪作，可以顯著減少土壤中病原體的數(shù)量。為減少病害傳播的機(jī)會，應(yīng)及時清除下方病葉，將之深埋或燒毀。

3 馬鈴薯黑痣病

3.1 危害及癥狀

馬鈴薯黑痣病（Potato black scurf）又稱莖腐病、褐色粗皮病，是世界范圍內(nèi)馬鈴薯產(chǎn)區(qū)普發(fā)性土傳性真菌病害[69]，主要危害幼芽、莖基部和塊莖。由于馬鈴薯種植面積逐漸擴(kuò)大，連作現(xiàn)象普遍發(fā)生，馬鈴薯種植區(qū)黑痣病便逐年加重，嚴(yán)重田塊發(fā)病率達(dá)70%～80%[70]。通?？蓪?dǎo)致馬鈴薯減產(chǎn)大約15%，少數(shù)年份可致全田毀滅，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和商業(yè)價值。由于黑痣病的病原菌靠馬鈴薯種薯和土壤作為傳播媒介，在土壤中能夠存活2～3年，病原菌在土壤中一旦固定下來生活將會繼續(xù)繁殖，此時若將其徹底根除將會十分困難，造成的后果將不可想象。

馬鈴薯黑痣病可在任何生長期發(fā)生。幼苗期被染時，幼芽有黑褐色病斑，嚴(yán)重時在出土之前就會腐爛造成缺苗。處于生長期時，近地面處可觀察到病變，地下莖和匍匐莖上出現(xiàn)直徑2 cm左右的褐色潰瘍型病斑并伴有紫色的菌絲，隨后病斑擴(kuò)大使地面上的植株變得矮小、頂部叢生。達(dá)到成熟期時，塊莖受到侵染，病情不嚴(yán)重時塊莖呈小的畸形狀，病情惡化時匍匐莖不能結(jié)實(shí)。塊莖成熟后，塊莖表面形成硬粒狀的深褐色或暗褐色斑塊，大小、形狀、數(shù)量不一，病原菌菌核難以洗掉。

3.2 黑痣病病原菌

馬鈴薯黑痣病的病原菌是立枯絲核菌（Rhizoctonia solani），半知菌門（Deuteromycotina）、絲孢綱（Hyphomycetes）、無孢目（Agonomycetales）、無孢科（Agonomycetaceae）、絲核菌屬（Rhizoctonia DC），馬鈴薯是其唯一寄主[71]。該菌于1922年在中國臺灣首次發(fā)現(xiàn)，目前該菌的分布非常廣泛[72,73]。立枯絲核菌目前為止被報(bào)道有9 個菌絲融合群（AG1～AG8 和AG-1BI），EI Bakali 等[74]首次報(bào)道，在西班牙地區(qū)AG-3融合群是主要的馬鈴薯黑痣病致病群。除此之外，Yanar 等[75]研究發(fā)現(xiàn)侵染馬鈴薯的還有AG4 和AG5 等融合群。立枯絲核菌習(xí)慣生長于土壤，病菌以菌絲或菌核形態(tài)在土壤中習(xí)居[76]，一旦掉落在某塊田地，會以菌核的形式在土壤中停留多年，菌絲體在土壤中或跟隨病殘?bào)w一起甚至在寄主的種子越冬。寄主植物在生長過程中其分泌物或腐爛階段分解的植物殘留體流出會誘導(dǎo)病原菌接觸植物，菌絲通過皮孔或氣孔直接侵入，也可直接透過植物體表面的角質(zhì)層。病原菌可分泌一種酶，可以降解植物細(xì)胞壁并在植物死亡組織中繼續(xù)存活，然后產(chǎn)生菌核。菌絲在7～39℃生長，26～30℃為最佳生長溫度，低于7℃或高于39℃停止生長，在pH 2.2～10.6菌絲都能生長，在pH 4.5～7.3生長最快[77]。菌核形成的最適溫度為23～28℃[78]，光照有利于菌核形成，在全光照條件下60 h 即可形成菌核[79]。

3.3 黑痣病的防治研究

3.3.1 化學(xué)防治

為預(yù)防黑痣病發(fā)生和土壤傳播，可用甲基硫菌靈可濕性粉劑、氟咯菌腈、精甲霜靈和水進(jìn)行藥劑拌種[80]。首先對土壤進(jìn)行消毒，可用25%嘧菌酯懸浮液1 000 倍液。在播種之前，用50%福美雙可濕性粉劑1 000 倍液或50%多菌靈500 倍液浸種10 min，晾干后播種。對于莖葉，可選30%苯醚甲·丙環(huán)乳油3 000 倍液進(jìn)行噴施[81]。在馬鈴薯發(fā)病早期，可用36%甲基硫菌靈懸浮劑600 倍液、25%嘧菌酯懸浮劑1 000 倍液或20%甲基立枯磷乳油1 200 倍液對葉片進(jìn)行噴霧處理。當(dāng)種薯播到壟溝后，立即在溝內(nèi)噴施25%嘧菌酯懸浮液4 mL/hm2，或40%菌核凈可濕性粉劑800 倍液或23%噻氟菌胺3 000 倍液確保藥液都能噴灑到土壤和芽塊上[82]。

3.3.2 生物防治

目前用于防治立枯絲核菌的生防菌主要包括生防細(xì)菌和生防真菌[83]。芽孢桿菌、短桿菌、色桿菌、放線菌、鏈霉菌等[84,85]作為生防細(xì)菌較為常用，輪枝孢菌、雙核絲核菌、土曲霉、侵脈新赤殼等[86,87]作為生防真菌防治馬鈴薯黑痣病較為常用。有研究揭示寄生性真菌綠色黏帚霉（Gliocladium virens）和木霉屬（Trichoderma spp.）[88,89]、輪枝菌（Verticillium biguttatum）[90]可以破壞馬鈴薯黑痣病菌的菌絲和菌核，進(jìn)一步使馬鈴薯黑痣病的發(fā)生減少。Grinyer 等[91]研究發(fā)現(xiàn)木霉菌可產(chǎn)生3 種蛋白酶，會導(dǎo)致立枯絲核菌的細(xì)胞壁破壞從而抑制菌絲生長。王愛軍等[92]研究篩選出2 株對馬鈴薯黑痣病菌防效較好的芽孢桿菌菌株。朱明明等[93]研究發(fā)現(xiàn)貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis）HN-Q-8 對馬鈴薯黑痣病的防效為52.72%～61.22%。

3.3.3 選育抗病品種

選育抗病品種是綜合防治各種病害的重要措施之一。劉小娟等[94]利用定西市種植面積較大的部分馬鈴薯品種進(jìn)行黑痣病抗病性比較試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)‘青薯9 號’‘莊薯3 號’高抗黑痣病，折合產(chǎn)量較低，發(fā)病率分別為0 和6.00%，發(fā)病指數(shù)分別為0 和1.78，而‘新大坪’（CK）、‘隴薯8 號’較抗黑痣病，折合產(chǎn)量高，發(fā)病率分別為18.33%和21.00%，發(fā)病指數(shù)分別為6.28 和6.06，經(jīng)全面分析認(rèn)為‘隴薯8 號’為抗黑痣病品種，可以推廣種植。王喜剛等[95]篩選出4 個抗病品種可用作馬鈴薯黑痣病的抗病育種材料，分別為‘青薯9 號’‘莊薯3 號’‘隴薯7 號’和‘黑美人’。目前生產(chǎn)中抗馬鈴薯黑痣病較好的還有‘同薯23’‘荷蘭薯’‘冀張薯 3 號’‘冀張薯 8 號’‘費(fèi)烏瑞它’‘布爾班克’等[81]。

3.3.4 加強(qiáng)管理

挑選表面光滑細(xì)膩、芽眼較深、無黑色菌核的塊莖作為種薯。與其他作物進(jìn)行合理輪作[96]，比如玉米、蕎麥和豆類，進(jìn)行3年以上倒茬。選擇地塊，推廣壟作。適時晚播、適當(dāng)淺播，縮短出苗時間，減少幼苗與土壤中病原菌的接觸，降低病菌侵害幾率。多施磷、鉀肥以提高作物抗病性。發(fā)現(xiàn)病株及時拔除，避免病原菌擴(kuò)散導(dǎo)致大面積受損，并施用石灰等處理劑對根際土壤進(jìn)行處理。生長期間做好田間水肥管理工作，連續(xù)雨天后要及時對土溝進(jìn)行排水和清理，以保持相對較低濕度的環(huán)境。

4 馬鈴薯枯萎病

4.1 危害及癥狀

馬鈴薯枯萎?。≒otato Fusarium wilt）是一種土傳真菌病害，在國內(nèi)外馬鈴薯種植區(qū)均有發(fā)生。在美國[97]、加拿大[98]、意大利[99]、印度[100]等一些國家都有該病發(fā)生，在中國，該病發(fā)生范圍也較廣，其危害日益加劇，結(jié)果不僅使馬鈴薯產(chǎn)量下降、商品性變差，而且越來越成為制約中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要因素。

馬鈴薯枯萎病為系統(tǒng)侵染性病害，生產(chǎn)上一般在馬鈴薯花期開始表現(xiàn)癥狀[101]。感染馬鈴薯枯萎病后，植株地上部分出現(xiàn)枯萎死亡。起初發(fā)病時，葉片背面出現(xiàn)萎蔫，尤其在正午或光照強(qiáng)時表現(xiàn)明顯，在清晨和傍晚時又可恢復(fù)原樣。病情逐漸嚴(yán)重時，葉片由下到上逐漸干枯萎蔫以致死亡，將根莖解剖會發(fā)現(xiàn)維管束變成黑褐色，塊莖解剖會看到維管束呈虛線狀褐變。濕度大時，發(fā)病部位會有白色到粉紅色菌絲出現(xiàn)。當(dāng)田間濕度高，土壤溫度高于28℃，有殘茬地或低洼地時，易發(fā)生病害。

4.2 枯萎病病原菌

尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum Schl.）是馬鈴薯枯萎病的病原菌，屬于半知菌類（Imperfect fungi）、叢梗孢目（Moniliales）、瘤座孢科（Tuberculariaceae）、鐮刀菌屬（Fusarium）、美麗組（Elegans）。尖孢鐮刀菌是1924年Weiss[102]從美國約克郡的馬鈴薯莖稈維管束中發(fā)現(xiàn)的。該菌有許多寄主，可以在茄科、豆科、香蕉、瓜類、花卉等多種植物中存活[103]，從而引起枯萎病害。尖孢鐮刀菌子座灰褐色，小分生孢子橢圓形或腎形，1～2個細(xì)胞，散在菌絲間，大分生孢子彎曲，呈鐮刀狀，足細(xì)胞在基部，含隔膜，通常不與小分生孢子混生。病原體通過菌絲或孢子過冬，在病殘?bào)w、含菌馬鈴薯和土壤中都可發(fā)生。次年發(fā)病部位萌發(fā)產(chǎn)生分生孢子，借雨水或灌溉水傳播，菌絲從傷口侵入植物根部組織，并隨維管束逐漸擴(kuò)散，產(chǎn)生有毒物質(zhì)鐮刀菌酸，使維管束中毒，結(jié)果造成導(dǎo)管阻塞。尖孢鐮刀菌生長溫度為10～35℃，最適合菌絲生長的溫度為25℃，溫度為5 和40℃時菌絲停止生長，最適pH 為7，在強(qiáng)酸強(qiáng)堿環(huán)境下孢子病菌生長受到抑制[104]。孢子萌發(fā)最適溫度為25℃，致死溫度為60℃，孢子萌發(fā)最適pH為7[105]。

4.3 枯萎病的防治研究

4.3.1 化學(xué)防治

目前，對于馬鈴薯枯萎病的化學(xué)藥劑防治的研究不是很多，耿妍等[105]研究篩選出80%乙蒜素、80%代森錳鋅、75%肟菌·戊唑醇等藥劑對馬鈴薯枯萎病病原菌抑制效果較好。陳春艷等[106]研究篩選出精甲霜靈和霜脲·錳鋅等藥劑對馬鈴薯枯萎病均有較好的防效。徐利敏等[107]篩選出6種殺菌劑均對馬鈴薯枯萎病病菌菌絲有抑制作用，其抑菌效果從高到低依次為70%甲基硫菌靈可濕性粉劑、25%氰烯菌酯懸浮劑、80%噁霉·福美雙可濕性粉劑、50%克菌丹可濕性粉劑、99%噁霉靈原藥和30%甲霜噁霉靈水劑。當(dāng)植株表現(xiàn)萎蔫癥狀時，立即使用“天達(dá)2116”800 倍液、或72%農(nóng)用硫酸鏈霉素可濕性粉劑4 000倍液、47%春雷·王銅可濕性粉劑700倍液灌根預(yù)防，每株被兌好的0.3～0.5 kg藥液灌，間隔10 d/次，連續(xù)灌 2～3 次[99]。

4.3.2 生物防治

目前用于防治馬鈴薯枯萎病的生防菌主要包括一些真菌、細(xì)菌和放線菌[108]。木霉、曲霉等作為生防真菌較為常用，芽孢桿菌、熒光假單胞菌等作為生防細(xì)菌較為常用。而目前對于開發(fā)具有抗性作用的生防放線菌研究較多的則是鏈霉菌。葛慈斌等[109]研究發(fā)現(xiàn)哈茨木霉（T.harzianum）T-22菌株可抑制某些真菌的生長，如立枯絲核病菌、腐霉等。李彩虹等[110]研究篩選出6株對尖孢鐮刀菌有抑制作用的菌株，其中NZ-4 菌株對馬鈴薯枯萎病病菌抑制作用最明顯，經(jīng)鑒定其為貝萊斯芽孢桿菌（B.velezensis）。但是也有研究報(bào)道稱單一的生防菌對馬鈴薯枯萎病的預(yù)防起不到明顯作用。劉智慧[111]研究表明，生防菌和有機(jī)肥一起使用可以有效控制馬鈴薯枯萎病的發(fā)生，降低植株的發(fā)病率、病薯率，并具有一定增產(chǎn)作用，木霉菌+枯草芽孢桿菌混合有機(jī)肥防病效果最佳。

4.3.3 選育抗病品種

選育抗病品種是綜合防治馬鈴薯真菌病害的措施之一，但目前對于高抗枯萎病的品種報(bào)道較少。賈瑞芳等[112]鑒定出中抗馬鈴薯枯萎病及以上品種有12個，其中中抗品種有7個，高抗品種有5個，分別為‘中薯 14 號’‘中薯 18 號’‘中薯 19 號’‘中薯21 號’和‘冀張薯8 號’。曲延軍等[113]在田間接種馬鈴薯枯萎病病原菌測定的20 個品種中鑒定出中抗及以上品種有9 個，其中中抗品種有8 個，高抗品種有1個，為‘后旗紅’。

4.3.4 加強(qiáng)管理

避免重茬，與十字花科或禾本科作物輪作2年以上[101]。選擇平坦、不易存水的地塊，確保田間通透性。保證土壤質(zhì)量，可于同一塊地交叉種植。加強(qiáng)水肥管理，多施磷、鉀肥，控制氮肥。采用高壟地膜覆蓋栽培模式（詳細(xì)過程見冬馬鈴薯高壟地膜覆蓋栽培技術(shù)）[114]，合理密植，禁止大水灌溉，雨天后及時排除田間積水。發(fā)現(xiàn)少量病株時及時拔出，并用生石灰消毒處理。

5 研究展望

隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的提出，馬鈴薯在田間種植過程中由于土質(zhì)、氣候、管理技術(shù)等方面原因造成的馬鈴薯病害對產(chǎn)量的減少頗受人們的關(guān)注。然而，真菌病害是造成產(chǎn)量下降的最主要因素。如今，馬鈴薯真菌病害的防治主要以噴灑化學(xué)藥劑為主，雖具有較好的殺菌效果，但在使用過程存在著農(nóng)藥殘留、農(nóng)藥抗性、環(huán)境污染眾多問題。因此，研制毒副作用小、高效、對環(huán)境安全的生防微生物對于今后防治農(nóng)作物病害勢在必行。

在對植物病害的開發(fā)與利用研究中，生防微生物的探索與研究越來越受關(guān)注。近年來，植物內(nèi)生菌的生態(tài)和生理作用以及作為在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥方面巨大的應(yīng)用潛力，已逐漸成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)[115]。迄今為止獲得的研究結(jié)果表明，植物內(nèi)生真菌對植物某些活性成分的形成有重要影響，通常會產(chǎn)生與其宿主植物相同或相似的生理活性物質(zhì)，從而對宿主植物起更重要的生物保護(hù)作用，該研究是相對較新的一個方向，發(fā)現(xiàn)新化合物的可能性很大。國外在該領(lǐng)域已經(jīng)做了很多工作，并且發(fā)現(xiàn)了大量新化合物，但主要是在醫(yī)學(xué)上應(yīng)用，而在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面的研究相對較少。

植物內(nèi)生真菌次生代謝產(chǎn)物作為環(huán)保農(nóng)藥的新來源是一個新的研究領(lǐng)域。因?yàn)閮?nèi)生真菌不僅個體小，還具有生長周期短、生長易受控制、資源無限等特性，因此為新型農(nóng)藥資源的開發(fā)提供了廣闊的發(fā)展空間。同時，還可以進(jìn)一步對這些代謝物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。綜上，研究和開發(fā)植物內(nèi)生真菌代謝物將成為新型防治各種植物真菌病害的重要方向。