施祖国
摘要 根据近年来国内外对镰刀菌枯萎病研究成果,综述镰刀菌枯萎病化学防治和生物防治2个方面的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望。
关键词 植物镰刀菌枯萎病;化学防治;农业防治;研究进展
中图分类号 S432.4+4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)20-0102-02
Research Progress on Control of Fusarium Wilt of Plants
SHI Zu-guo
(Agricultural Extension Service of Baitafan Town in Jinzhai County of Anhui Province,Jinzhai Anhui 237322)
Abstract Based on the latest researches on Fusarium wilt control at home and abroad,this article summarized the advanced in chemical and biological methods for Fusarium wilt control.In addition,some suggestions were also proposed for the future work.
Key words Fusarium wilt of plants;chemical control;biological control;research progress
植物枯萎病是由致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysp-orum)寄生引起的一种土传病害,病原菌从根部危害植物,引起维管束坏死,造成植株枯萎。目前,在世界范围内己报道的枯萎病危害严重的经济作物有棉花、甘蔗、香蕉、番茄、黄瓜、节瓜、冬瓜、西瓜、南瓜、西葫芦、甜瓜、丝瓜、苦瓜、葫芦瓜等[1-2]。枯萎病的防治方法主要有抗病育种、轮作换茬、化学防治及生物防治等。但由于选育的抗病品种的抗病能力维持时间较短,且品种的抗性与丰产、优质性状还未达成有机统一[3-4],同时土地资源有限,轮作方法也不易实施,所以目前最常用的防治方法还是施用化学农药,生物防治作为未来的发展方向则是研究的热点。
1 化学防治
对枯萎病防效较好的药剂主要有唑类、甲酯类、酰胺类等,使用方法有种子消毒、土壤处理及药剂灌根等。瓜类枯萎病的预防多用多菌灵等内吸性杀菌剂进行种子消毒及苗床消毒,发病初期可用甲基托布津、多菌灵、绿亨一号等药剂进行喷雾或灌根[5]。许文耀等[6]通过孢子萌发法和生长速率法测定了9种杀菌剂对香蕉枯萎病菌的毒力,并对组培苗进行灌根测定药效,结果表明:225、300 mg/L恶霉灵·溴菌睛、300 mg/L恶霉灵、200 mg/L多抗霉素的田间防效均在57%以上,比多菌灵防治效果高10%~20%。李凤瑞等[7]试验了32%乙蒜酮乳油对棉花枯萎病的防治效果,结果表明:在棉花枯萎病发病初盛期施用199.5、260.0、300.0 g/hm2的药剂,药后14 d的田间防效均在93.3%以上,因而认为32%乙蒜酮乳油是防治棉花枯萎病的首选药剂。林兰隐等[8]通过含毒介质法测定了多菌灵、绿亨一号、五氯硝基苯、敌克松、普克、绿亨一号+普克、绿亨一号+多菌灵、绿亨一号+代森锰锌、五氯硝基苯+多菌灵、多菌灵+普克、敌克松+普克对香蕉枯萎病菌的抑制作用,结果表明:除敌克松外,其他单一药剂处理6 d的抑制率在73.6%~89.5%;而混配药剂均有显著的增效作用,其中绿亨一号+多菌灵、五氯硝基苯+多菌灵、多菌灵+普克处理17 d后抑制效果仍达100%,敌克松+普克处理12 d抑菌率仍为100%。因而认为枯萎病防治中仅采取单一药剂进行防治往往难以奏效,必须采用混配药剂才能取得明显效果。
2 生物防治
利用自然界中一些拮抗微生物对病原菌的拮抗作用、营养和空间竞争、重寄生作用以及微生物诱导植物产生抗性等来达到防治植物病害的目的,是植物病害生物防治的重要内容。国内外许多科研机构和高等院校都开展了利用拮抗微生物防治植物镰刀菌枯萎病的研究,至今已经分离筛选到一大批对枯萎病菌具有不同程度防治效果的拮抗微生物,其中部分己经进入应用阶段。
2.1 木霉
木霉菌(Trichoderma)是一类普遍存在并具有重要经济意义的植物病害生防菌,在土壤、植物残体中广泛存在[9]。据不完全统计,木霉菌至少对18 属29 种病原真菌表现出拮抗作用[10]。另外,木霉菌还可以通过重寄生、竞争作用及分泌胞外溶菌酶、几丁质酶、β-1-3-葡聚糖酶等降解细胞壁的酶类,从而减轻病害或杀死病原菌而达到防治的作用[1,11]。纪明山等[12]在研究绿色木霉(Trichoderma viride)对黄瓜枯萎病菌(F.oxysporium f.sp.cucumeris)的生防机制时,发现木霉菌株可通过空间、营养竞争、重寄生及分泌β-1-3-葡聚糖酶和几丁质酶抑制病原菌生长。田连生等利用木霉制成的生防菌剂防治番茄枯萎病(F.oxysporum f.sp.lycopersici),结果表明该菌剂对番茄枯萎病的室内盆栽防效可达86%,且防效持久,还有刺激作物生长的作用。
2.2 非致病尖孢镰刀菌
目前,已经有20种非致病尖孢镰刀菌成功运用于防治农作物的枯萎病。非致病尖孢镰刀菌可通过诱导植物系统抗性或与病原菌竞争营养、空间及根表侵入点,达到减少病害发生或减轻病害的效果[2,13]。研究发现,从对番茄枯萎病(F.oxysporum f.sp.lycopersici)具有抑制作用的土壤中分离获得的非致病尖孢镰刀菌Fo47菌株,对多种蔬菜及花卉的镰刀菌枯萎病具有防治作用[14]。Cachinero 等用尖孢镰刀菌鹰嘴豆专化型 F.oxysporum f.sp.ciceri(Foc)的非亲和0号小种接种鹰嘴豆,3 d 后用浸根法接种强致病菌 Foc5 号小种,结果表明,预先接种非致病菌可延迟症状发生,并明显降低枯萎病的最终发病数量;在苗期接种非致病菌可提高高丽槐素和美迪紫檀素(植物抗毒素)的合成,也能引起植物根部几丁质酶、β- 1,3 - 葡聚糖酶和POX活性的增加。
此外,目前研究比较多的用于防治植物枯萎病的生防真菌还有丛枝菌根真菌、青霉(Penicillium)、拟青霉(Paec-ilomyces)等[15-16]。
2.3 生防细菌
细菌的种类和数量众多,自然界中约有4万种,且繁殖速度快,大多可以人工培养,因此在植物枯萎病防治应用到的生防微生物类群中,细菌占有非常重要的地位。
近年来,国内外研究的用于防治植物枯萎病的生防细菌主要包括芽孢杆菌(Bacillus)[17]、假单胞菌(Pseudomonas)等。这些生防细菌在植物枯萎病防治过程中通过营养竞争、位点竞争或诱导植物产生抗性等达到生防效果。韩 玲等[18]采用菌丝生长速率法及孢子萌发法,研究了枯草芽孢杆菌对百合枯萎病菌的抑制作用。枯草芽孢杆菌(Bacillus sub-tilis)无菌滤液在一定体积分数范围内能有效抑制枯萎病菌菌丝生长,减少孢子萌发,且随着无菌滤液体积分数的增加,孢子萌发抑制率也增大。体积分数为20%的枯草芽孢杆菌无菌滤液,处理后7 d抑制率可达78.8%。体积分数为60%时,可完全抑制孢子萌发。盆栽防治试验表明,枯草芽孢杆菌菌液对百合枯萎病的发病抑制率达65.3%。且该菌液对百合的生长有一定的促生功效,说明枯草芽孢杆菌对百合枯萎病有抑菌和防病作用,且抑菌作用随枯草芽孢杆菌菌液体积分数的增加而增强。Duijff等研究发现荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)通过分泌嗜铁素竞争Fe3+,能够持久有效地抑制康乃馨枯萎病的发生,同时该菌可以诱导康乃馨植株对枯萎病产生一定的抗性。
钟群有等[19]利用山西大学光合细菌研究室防治香蕉枯萎病的光合细菌复合菌剂,在广州番禺区、东莞市等香蕉种植产区进行田间防治试验,结果表明光合细菌可竞争性的替代病原菌,有效改善香蕉根际土壤的营养,提高土壤肥力,有效抑制和推迟香蕉枯萎病的发生,防治效果达到90%以上。
2.4 细菌与真菌联合
由于生防真菌和细菌混合抗生体能在更大的土壤温、湿度变幅内生存、繁衍,而且其作用机制可以相互补充,因而往往可以获得更好的防治效果。纪明山等[12]将绿色木霉和芽孢杆菌联合使用防治西瓜枯萎病,发现木霉菌能迅速生长覆盖病原菌,并使之停止生长或死亡;拮抗细菌则分泌抗生物质使病原菌停止生长,并有促进植物生长的作用。Duijff等研究了非致病尖孢镰刀菌Fo47菌株和恶臭假单胞(Pseudomonas putida )WCS358菌株共同对亚麻枯萎病菌(F.oxysporum f.sp.lini)Foln3GUS菌株在亚麻根表的密度及代谢能力的影响,结果表明Fo47能降低病原菌密度及其β-葡萄糖苷酶代谢能力,而WCS358能促进Fo47菌株的抑制作用。
3 展望
随着科技的发展和资源的发掘,应加大力度开展有利于农民实施的生物防治技术研究。因地制宜,协调各种防治技术措施进行优化配合,以农业防治为基础,生物防治为主,化学防治为辅的综合防治措施,实现农业的可持续发展[20-21]。
4 参考文献
[1] 郝晓娟,刘 波,谢关林.植物枯萎病生物防治研究进展[J].植物保护科学,2005,21(7):319-322.
[2] 郝晓娟.植物枯萎病生防菌的研究[D].杭州:浙江大学,2006.
[3] 宋荣浩,戴富明,杨红娟,等.西瓜品种资源对枯萎病和蔓枯病的抗性鉴定[J].植物保护,2009,35(1):117-120.
[4] 张丙秀,于锡宏.西瓜抗病及品质育种研究进展[J].北方园艺,2004(3):8-9.
[5] 佘小漫,何自福,罗方芳,等.瓜类枯萎病及其综合防治技术[J].广东农业科学,2011(2):85-87.
[6] 许文耀,兀旭辉,林成辉.香蕉枯萎病防治剂的筛选[J].福建农林大学学报,2005,34(4):420-424.
[7] 李凤瑞,王乐正,朱秀娟,等.32%乙蒜酮乳油防治棉花枯萎病药效试验[J].江西棉花,2005,27(2):16-18.
[8] 林兰隐,奚伟鹏,黄赛花.香蕉镰刀菌枯萎病防治药剂的筛选[J].生态环境,2003,12(2):182-183.
[9] 郭润芳,刘晓光,高克祥,等.拮抗木霉在生物防治中的应用与研究进展[J].中国生物防治,2002,18(4):180-184.
[10] 杨合同,唐文华,RDER M.木霉菌与植物病害的生物防治[J].山东科学,1999,12(4):7-15.
[11] 蒲金基,曾会才.绿色木霉LTR12-1对黄瓜枯萎病菌防治作用机制的初步研究[J].热带农业科学,2002,22(4):22-25.
[12] 纪明山,王英姿,程根武,等.西瓜枯萎病拮抗菌株筛选及田间防效试验[J].中国生物防治,2002,18(2):71-74.
[13] 刘喜梅,何晨阳,许艳丽.非致病性尖孢镰刀菌及其在生物防治中的应用[J].植物保护,2006,32(5):5-8.
[14] ALABOUVETTE C,LEMANCEAU P,STEINBERG C.Recent advances in biological control of Fusarium wilts[J].Pesticide Science,1993,37(4):365-373.
[15] 李敏,刘润进,李晓林.大田条件下丛枝菌根真菌对西瓜生长和枯萎病的影响[J].植物病理学报,2004,34(5):472-473.
[16] 王明祖,周华众,付艳平,等.36-1菌对植物病原真菌的拮抗性[J].中国生物防治,1996,12(1):20-23.
[17] 喻国辉,程 萍,王燕鹂,等.一株香蕉枯萎病生防芽孢杆菌的鉴定、生物学特性和抗菌谱研究[J].中国农学通报,2010,26(12):216-220.
[18] 韩玲,程智慧,孙金利,等.枯草芽孢杆菌对百合枯萎病的防治效果[J].西北农业学报,2010(10):133-136.
[19] 钟群有,郑卓辉,彭增明,等.香蕉枯萎病生物防治研究概述[J].广东农业科学,2007(7):64-65.
[20] AWATIF A,JEDABI A L.Biological control of Fusarium root-rot of sorghum[J].Research Journal of Agriculture and Biological Sciences,2009,5(4):465-473.