馬鈴薯黑脛病的發(fā)生規(guī)律及防治措施

摘要：為了應對全球馬鈴薯安全的關鍵挑戰(zhàn)——馬鈴薯黑脛病，本文系統(tǒng)性研究了該病害發(fā)生機制、傳播途徑以及環(huán)境影響因素，并深入分析其發(fā)病規(guī)律。在此基礎上，本研究進一步探討了抗性種質(zhì)資源的創(chuàng)制與利用、農(nóng)藝管理措施的科學優(yōu)化、化學和生物防治手段的集成應用對于提升此病害管理效率的重要性。

關鍵詞：馬鈴薯；黑脛病；發(fā)生規(guī)律；防治措施

作為全球糧食安全的基石之一，馬鈴薯的廣泛栽培遍及158個國家，凸顯了其在全球范圍內(nèi)的重要地位。特別是在中國，這一作物種植面積在2022年達到了驚人的578.95萬h㎡，帶來了接近10 000萬t的產(chǎn)量[1]。馬鈴薯黑脛病主要由一種名為“黑脛病菌”（通常屬于軟腐歐文氏菌馬鈴薯黑脛病亞種）的細菌引起。這種病菌能夠侵染馬鈴薯的莖基部和塊莖，導致組織腐爛、變黑，并散發(fā)出惡臭。病菌的傳播途徑多樣，包括種薯帶菌、土壤傳播、雨水飛濺以及農(nóng)事操作中的機械傳播等。在適宜的環(huán)境條件下，如溫暖潮濕或低溫多雨，病菌的繁殖速度會加快，從而加劇病害的發(fā)生。馬鈴薯黑脛病主要是通過種薯帶菌傳播，帶菌種薯和田間未完全腐爛的病薯是病害的初侵染源，用刀切種薯是病害擴大傳播的主要途徑，病菌主要是通過傷口侵入寄主，在切薯塊時擴大傳染，引起更多種薯發(fā)病。在中國，由于地域遼闊，氣候條件復雜多變，黑脛病的流行規(guī)律也呈現(xiàn)出明顯的地域性和季節(jié)性特點。一般來說環(huán)境高溫高濕或低溫高濕時發(fā)病較重，另外在貯藏期間由于通風不良，溫濕度大造成大量爛薯，是導致黑頸病攜帶重要因素。此外，連作地、排水不良的低洼地以及管理粗放的田塊也更容易發(fā)生黑脛病。

現(xiàn)今，中國各主要產(chǎn)區(qū)普遍存在的黑脛病威脅著這一產(chǎn)業(yè)的健康與穩(wěn)定。該病在中國的主要產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，平均病株率介于3%～5%，但在一些嚴重的情況下，這一比率甚至能夠飆升至40%～50%。更加值得關注的是，在一些特定的氣候條件下，如低溫多雨年份，部分地區(qū)的病株率可能會達到令人震驚的100%。鑒于此，深入研究馬鈴薯黑脛病的發(fā)病機制、流行規(guī)律以及探索有效的防治策略，對于確保中國乃至世界的馬鈴薯供應和產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定具有不可估量的價值。

1 馬鈴薯黑脛病癥狀識別

馬鈴薯黑脛病，是一種由特定病原體引發(fā)的重要植物病害，它對馬鈴薯的整個生命周期均構成威脅。該病原主要侵襲薯塊和根莖部位，造成這些部位的組織發(fā)黑、軟化并最終腐爛。在病理學上，受感染的植株通常表現(xiàn)為生長遲緩，葉片顏色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\綠色，并且伴隨有葉緣卷曲和節(jié)間縮短等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象均揭示了其生理代謝受到干擾的癥狀。更嚴重的情況下，若種薯塊被感染，可能導致不發(fā)芽或即使發(fā)芽也無法正常成活，從而影響整體出苗率。更進一步的診斷方法可以通過對患病植物的根莖進行縱向解剖，此時會觀察到維管束變?yōu)楹稚?，這是由于病原體的侵入導致維管束組織受損，影響了水分和養(yǎng)分的正常運輸。

2 馬鈴薯黑脛病的發(fā)生規(guī)律

2.1 傳播途徑

研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯黑脛病的初期感染源主要包括帶菌種薯與受病原體污染的土壤。病原菌通常利用植物表面的傷口作為侵入途徑，這些傷口可能源于自然裂口或人為操作，如切割種薯時的機械傷害。此類操作不僅為病原菌提供了直接的入侵通道，還可能在健康組織間通過物理接觸促進病害傳播。此外，環(huán)境因素，特別是灌溉和降雨，對病原菌的傳播具有顯著影響。水分流動可攜帶土壤中的病原體至其他植株，并在植株之間轉(zhuǎn)移，從而加速田間病害的傳播。昆蟲取食活動同樣加劇病情，因為它們造成的微小傷口為病原菌提供了便利的入侵途徑，并且害蟲本身可能在植株間傳播病原體。貯藏過程中，在條件適宜情況下，病原菌能夠在種薯間通過直接接觸或空氣中的病原菌進行傳播，導致病害在收獲后仍然有傳播和發(fā)展的趨勢。在高溫高濕的環(huán)境條件下有利于黑脛病的發(fā)生和發(fā)展。通常土壤溫度較高（如25 ℃以上）且土壤濕度較大的情況下，病害發(fā)生更為嚴重。此外連作地塊、土壤貧瘠、排水不良等因素也會增加發(fā)病風險。

2.2 發(fā)病規(guī)律

在馬鈴薯黑脛病的發(fā)病規(guī)律研究中，種薯帶菌量僅是影響病害程度的一個因素，而溫度、濕度、養(yǎng)分供應以及土壤含氧量等環(huán)境條件亦扮演著至關重要的角色。土壤溫度直接影響病原菌的存活周期，在2 °C條件下，病原菌可在土中保持活性達80～110 d。當播種后土壤溫度急劇升高，這種溫差變化為病原菌的繁殖創(chuàng)造有利條件，加速薯塊腐爛與幼苗的衰亡。土壤濕度過高及養(yǎng)分不足的環(huán)境限制植株組織的快速木栓化，削弱其對病原侵染的防御能力。馬鈴薯表皮木栓化是提高細胞壁堅固度的關鍵生理響應，缺乏此過程，使其更易受到感染。此外，透氣性較差的黏重土壤由于低氧含量，為病原菌提供了一個理想的繁殖和傳播環(huán)境，促進了病害的發(fā)展。病菌在病薯和土壤中越冬，次年隨種薯調(diào)運和播種進行遠距離傳播，同時在田間通過雨水、灌溉水、農(nóng)具及農(nóng)事操作等途徑進行近距離感染傳播。

3 馬鈴薯黑脛病的防治措施

3.1 采用抗病品種

在應對馬鈴薯黑脛病過程中，培育和利用具有遺傳抗性的品種已成為科研工作者的共識，也是非常有效的防治策略之一。通過系統(tǒng)的離體和溫室盆栽試驗，學者們成功篩選出對Pectobacterium wasabiae WPP163表現(xiàn)出顯著抗性的馬鈴薯品種。值得注意的是，Ranger Russet、Sangre以及Norglean等品種不僅對WPP163有抗性，還對另一種病原菌Dickeya dianthicola同樣展現(xiàn)出良好的抵抗力。此外，新育成的波B2和орбита等品種也為病害防控提供了新的遺傳資源。研究人員進一步地運用農(nóng)桿菌介導的無毒基因瞬時表達技術，深入分析了8個關鍵無毒基因在29個不同馬鈴薯品種（品系）中的分布情況。結(jié)果表明，各品種間的抗病基因組成存在顯著差異，平均每個品種含有約4個與抗性相關的基因，而那些被認定為高抗性的品種則擁有更多數(shù)量的抗病基因。目前，我國常用的馬鈴薯黑脛病抗病品種包括早熟白、292-20（多子白）、西北果及原薯四號等。四川省峨邊彝族自治縣新林鎮(zhèn)茗新村的馬鈴薯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園，通過播種上述種薯，并且實行三年以上輪作，與非茄科作物輪作倒茬，能有效降低黑脛病發(fā)病率，全縣馬鈴薯平均畝產(chǎn)達到1 300 kg/hm2，最高畝產(chǎn)達到3 868.6 kg/hm2。

3.2 農(nóng)藝措施

在馬鈴薯黑脛病的農(nóng)藝管理策略中，實施長達3-8年的輪作制度被證實能顯著降低土壤中病原菌的存活率，進而有效控制黑脛病的發(fā)生。在此基礎上，種薯播種前的晾曬過程同樣顯得至關重要，這一預防措施通過減少種薯的水分含量，進而顯著降低了由濕潤環(huán)境加劇的病害發(fā)生概率。更進一步地采用50～170 g整薯播種的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切塊播種，可極大減少由于使用同一刀具而引發(fā)的交叉感染風險，從而降低了病害初侵染的可能性。此外，如若使用切刀進行種薯，可以使用75%酒精或0.5%高錳酸鉀溶液對切刀消毒。在田間管理方面，改善排水系統(tǒng)以維持土壤適度濕潤并防止積水，以及及時移除病株以減少病原菌的二次傳播，均對控制病害有著積極影響。最后，在貯藏期間，應嚴格篩選并剔除帶有病害的薯塊，并保持良好的通風條件。

3.3 加強田間管理

實行輪作換茬，避免連作，通過將馬鈴薯與其他非寄主作物（玉米、小麥、大豆等）進行輪作，可以打破病原菌的侵染循環(huán)，降低土壤中病原菌的數(shù)量，從而減少病害的發(fā)生；合理密植，保持田間通風透光；及時中耕除草，培土防倒伏，避免連作還可以防止土壤養(yǎng)分的過度消耗和土壤結(jié)構的破壞，有利于土壤肥力的恢復和馬鈴薯的生長。合理密植是指根據(jù)馬鈴薯品種特性、土壤肥力和氣候條件等因素，確定適宜的種植密度。過密或過疏都不利于馬鈴薯的生長和病害的防治，保持田間通風透光可以減少濕度，降低病原菌的繁殖速度，同時也有利于馬鈴薯植株的光合作用和生長發(fā)育；合理施肥，增施有機肥，提高植株抗病能力，增施有機肥可以改善土壤結(jié)構，提高土壤肥力，為馬鈴薯的生長提供充足的養(yǎng)分。根據(jù)天氣情況和土壤墑情，科學安排灌溉，避免大水漫灌，不合理的灌溉方式（如大水漫灌）會導致土壤濕度過大，增加病原菌的繁殖速度和傳播機會。因此，應根據(jù)天氣情況和土壤墑情科學安排灌溉時間和灌溉量。在干旱季節(jié)要及時灌溉以保證馬鈴薯的正常生長；在雨季則要做好排水工作以防止積水。同時，做好田間排水工作，防止積水，降低田間濕度，在馬鈴薯生長期間要做好田間排水工作，確保排水溝暢通無阻。在雨季來臨前要及時清理排水溝中的雜物和淤泥以防止堵塞[2]。

3.4 化學防治

在馬鈴薯黑脛病的化學防控策略研究中，3%噻霉酮懸浮種衣劑拌種能替代傳統(tǒng)的農(nóng)用硫酸鏈霉素，防治成功率超過75% [3]。進一步的研究發(fā)現(xiàn)了春雷霉素和氫氧化銅在控制黑脛病方面的有效性，它們不僅能提供超過73%的控制效果，還能顯著提升作物產(chǎn)量及商品薯比例。此外，研究表明嘧菌酯或噻呋酰胺的溝施應用，以及氟啶胺及芽孢桿菌等微生物菌劑的溝施使用，均為有效的防治手段。值得注意的是，種薯處理在病害預防中同樣扮演關鍵角色?？┚?、氟環(huán)·咯菌腈或精甲·咯·嘧菌等化學農(nóng)藥拌種，或與生物制劑如春雷霉素、白僵菌、蘇云金桿菌、木霉菌等與甲基硫菌靈混合拌種的策略，以及或出土后用溴氰菊酯等藥劑噴霧防治，已均被證實能夠提高防治效果[4]。

3.5 生物防治

在制定針對馬鈴薯黑脛病的綜合管理策略時，生物防治措施的科學性、環(huán)保性及其對生態(tài)系統(tǒng)的兼容性顯得尤為重要。采用生物制劑如春雷霉素、白僵菌、蘇云金桿菌和木霉菌等，其不僅針對性地破壞特定病原菌的生命活動，而且通過激發(fā)土壤和植物內(nèi)在的防御機制來增強其抗病力，這些生物制劑通過不同的機制來抑制病原菌的生長和繁殖，如產(chǎn)生抗生素、競爭營養(yǎng)和空間、誘導植物抗性等，它們能夠針對性地破壞黑脛病菌的生命活動，從而有效控制病害的發(fā)生和發(fā)展。生物制劑的另一個重要優(yōu)勢在于它們能夠激發(fā)土壤和植物內(nèi)在的防御機制。這些機制包括增強植物細胞壁的強度、提高植物體內(nèi)抗氧化酶的活性、誘導植物產(chǎn)生抗病相關蛋白等。通過這些方式，生物制劑能夠增強馬鈴薯植株的抗病力，使其在面對黑脛病菌等病原菌時具有更強的抵抗能力。通過這些生物制劑與化學農(nóng)藥甲基硫菌靈相結(jié)合使用時，它們相互作用產(chǎn)生的協(xié)同效應能顯著提高對黑脛病的控制效率。研究表明生物制劑Genyun4-4在實驗室條件下能夠在培養(yǎng)基中產(chǎn)生直徑達20.7 mm的抑菌圈，這一結(jié)果直接證明了其在控制黑脛病菌方面的有效性。

3.6 加強監(jiān)測與預警

確定馬鈴薯黑脛病的主要監(jiān)測區(qū)域，包括歷史病區(qū)、易感病區(qū)及潛在發(fā)病區(qū)。設定監(jiān)測指標，包括病株率、病情指數(shù)、病原菌種群動態(tài)等。成立由植保專家、農(nóng)技人員及當?shù)剞r(nóng)戶組成的監(jiān)測小組，負責田間病情的定期調(diào)查。對監(jiān)測人員進行專業(yè)培訓，提高其對馬鈴薯黑脛病的識別能力和防控技術水平。在主要馬鈴薯產(chǎn)區(qū)設置調(diào)查點，形成覆蓋廣泛、布局合理的監(jiān)測網(wǎng)絡。利用現(xiàn)代信息技術手段（如遙感技術、物聯(lián)網(wǎng)等），提高監(jiān)測效率和準確性。制定詳細的計劃，明確調(diào)查時間、方法和內(nèi)容，按照計劃定期對田間病情進行調(diào)查，記錄病株數(shù)、病情嚴重程度等數(shù)據(jù)，對收集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，評估馬鈴薯黑脛病的發(fā)病趨勢和嚴重程度，利用數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為制定防控策略提供科學依據(jù)。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)布馬鈴薯黑脛病預警信息，通過多種渠道（如網(wǎng)絡、短信等）將預警信息傳遞給農(nóng)戶和相關部門。

4 結(jié)語

本研究提出了一種全面的綜合管理策略，旨在防控馬鈴薯黑脛病。通過深入理解病害的發(fā)生機制、傳播途徑、環(huán)境影響因素以及發(fā)病規(guī)律之間復雜的相互作用?；谶@些發(fā)現(xiàn)，證實了通過創(chuàng)制和利用抗性種質(zhì)資源、科學優(yōu)化農(nóng)藝管理措施以及集成應用化學和生物防治手段，可以有效降低病害發(fā)生率并提升作物產(chǎn)量，以及促進生態(tài)友好型防控技術的創(chuàng)新發(fā)展。這將有助于確保防治策略的環(huán)境可持續(xù)性，進而應對全球糧食安全的挑戰(zhàn)。

參考文獻

[1] 楊飛.馬鈴薯黑脛病的發(fā)生及防治[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2023，（10）： 38.

[2] 徐丹陽.生防菌株DY-6-6的篩選、鑒定及其對煙草黑脛病的生物防治研究[D].西北農(nóng)林科技大學， 2023.

[3] 王曉東.馬鈴薯黑脛病的發(fā)生及防治[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技，2023，（04）：47.

[4] 聶祥友.馬鈴薯黑脛病的發(fā)生及防治[J].新農(nóng)業(yè)，2022，（21）：5-6.