胡鑫,沈亮,胡志刚,徐江
1.湖北中医药大学 药学院,湖北 武汉 430065;2.中国中医科学院 中药研究所,北京 100700;3.北京科学技术研究院 北京自然博物馆,北京 100050
人参PanaxginsengC.A.Mey.为五加科人参属多年生宿根性草本植物。作为我国传统名贵中药材之一,其根、茎、叶、花及果实均可入药,具有大补元气、益气生津、延年益寿等诸多功效[1]。目前,野山参资源日益匮乏,难以满足市场需求,故人参产业主要依靠人工栽培。我国人参栽培模式分为3类:伐林栽参、林下栽参、农田栽参。伐林栽参作为我国人参传统的栽培模式,由于其对森林资源和生态环境造成了严重破坏,现已被我国政府明令禁止。林下栽参是仿照野生人参自然生长环境而发展起来的一种人参栽培模式,林下参具有较高的品质,但由于森林资源有限、栽培周期长,加之林下参产量低,导致其无法满足市场需求。相比于伐林栽参和林下栽参,可用于农田栽参的土地资源较多,且不会破坏森林资源,解决了参、林争地矛盾。目前,农田栽参已成为人参的主要栽培模式,然而农田人参在栽培过程中受多种病虫害危害,其中侵染性病害对农田人参根组织危害最大,严重影响农田人参的质量和产量[2]。人参病虫害防治虽然取得了一定进展,但现阶段仍存在防治无序、滥用化学农药等现象[3]。
近年来,由于对优质安全药材的需求与日俱增,为解决中药行业实际需求,陈士林等[4]构建了“中药材无公害精细栽培体系”。中药材病虫害无公害综合防治是该体系的重要一环。病虫害无公害防治是指在中药材病虫害防治过程中防治方法及所使用的药剂种类符合国家有关标准和规范要求,生产的药材有害物质(农药残留、重金属、有害元素)含量控制在国家规定的安全使用范围内的防治方法[5]。在此基础上课题组提出了农田栽培人参无公害病虫害防治准则及防治技术。本研究结合人参无公害病虫害防治准则和防治技术,总结了近年来人参栽培中的主要病虫害种类、发病规律及其无公害防治途径,试图通过综合多种病虫害防治技术为农田栽培人参无公害病虫害防治研究提供参考。
农田栽培人参病虫害种类多、危害重,药材农残及重金属含量超标已成为制约农田栽培人参发展的核心问题。无公害农田栽培人参病虫害防治应严格遵守“预防为主,综合防治”的防治准则,即在病虫害发生之前采取有效措施预防,而对于农田栽培人参已经出现的危害较重的病虫害现象要综合采取多种无公害方法予以治理[4,6-7]。在病虫害预防上应加强人参抗病品种的选育、参地土壤的修复与改良工作,以提高人参自身的抗病抗逆能力,从源头上减少病虫害的侵害。综合防治要求在解析病虫害发生规律和危害程度的基础上,以无公害农业防治、生物防治技术主,高效、低毒、低残留的化学防治为辅,综合使用农业防治、生物防治及化学防治方法减少人参病虫危害[3,8]。
1.2.1 农业防治技术 无公害农业防治是农田栽培人参病虫害防治中经济实用的防治方法,通过改进耕作管理措施,创造有利于药材生长而不利于病虫害发生的环境,达到控制病虫害发生和传播的目的。目前,常用农业防治方法包括:1)选地。选择适宜栽培人参生产而不适宜病虫害生长的产地环境,要求选择的参地地势较高、背风向阳、土质肥沃疏松、排水透气性良好;2)选种。选用产量高、抗病性好的品种,如中国医学科学院药用植物研究所联合集安人参研究所、康美新开河药业有限公司育种开发的新开河1号等;3)整地。隔年翻耕土壤,使翻到地表的病菌、害虫卵被太阳光杀灭,及时清除参地残根和枯枝,保证参地土壤充分熟化,从而减少病菌来源及土壤中的还原性金属离子;4)施肥。人参施用的有机肥必须充分腐熟,以减少病菌二次污染并防止烧苗;5)水分管理。在早春土壤解冻前及时清除参地床面和作业道上的积雪,预防“桃花水”,降低冻害的发生概率;6)遮荫。采用半透光棚,调节透光度,避免阳光直射,并控制参地土壤水分、温度及湿度;7)中耕除草。对人参病叶、病茎、病果及病株随时进行清除,防止其扩散蔓延,及时清除参地周围的腐烂杂物,减少病菌的初侵染源和中间寄主[5,9]。
1.2.2 生物防治技术 农田栽培人参无公害生物防治是利用有益生物及其代谢产物防治人参病害、控制病原体的方法,其最大特点是对环境安全、友好、无污染。基于上述有机体开发的无公害农药被称为生物农药,根据来源可分为植物源农药、动物源农药和微生物源农药。其中植物源农药和微生物源农药的研究及开发应用是无公害农药的重点及热点,植物次生代谢产物如小檗碱、苦参碱、细辛挥发油[10-11]等;中药醇提物、水提物如丁香、藿香、厚朴[12-13]等;微生物菌株或其代谢产物如枯草芽孢杆菌[14]、哈茨木霉菌[15]、多抗霉素[16]等对人参的病害均有较高的抑制率。
1.2.3 化学防治技术 目前,化学防治仍是病虫害防治的常用方法。农田栽培人参无公害化学防治参照《中华人民共和国农业行业标准(NY/T-393-2000)农药使用准则》以及《农药合理使用准则1~5》(GB/T8321.1-GB8321.5)要求,严格控制施用化学农药的种类和剂量,在病虫害高峰期要合理、及时、对症使用高效、低毒、低残留的农药,保证人参药材的农残及重金属含量符合《中华人民共和国药典》标准。此外,同一种病虫害的防治应避免长期单一用药,药剂合理搭配使用以减缓抗药性。根据人参农药登记、《无公害人参药材及饮片农药与重金属及有害元素的最大残留限量》(T/CATCM001-2018)、农业农村部有关中药材禁用公告以及多年农田人参实际生产操作过程中用药经验,总结了农田栽培人参无公害化学和生物防治过程中推荐可使用的高效、低毒、低残留的药剂种类以及禁限用农药。
已报道的人参病害主要分为侵染性病害和非侵染性病害两大类。其中侵染性病害主要包括黑斑病、根腐病、锈腐病、立枯病、菌核病、疫病及灰霉病等病害,是人参病理学研究以及病害防治的重点;非侵染性病害主要包括红皮病及冻害等。通过在中国知网(CNKI)中检索并查阅与人参病虫害防治有关文献,共统计人参病虫害防治用药124种,其中符合无公害防治准则的药剂有70种,禁限用药剂6种。
2.1.1 黑斑病 黑斑病的病原菌为半知菌亚门交链孢属人参链格孢菌Alternariapanax,其为人参地上部发生最普遍、危害最严重的病害之一,能侵染人参全株的多个部位,以人参根、茎、叶、果为主。常年发病率为20%~30%,严重时可达90%以上[17],病斑呈近圆形至不规则型,最初呈黄褐色,后变为褐色,中心颜色变淡,外缘有轮纹状,干燥后容易破碎,阴雨潮湿天气病斑的扩展迅速,使叶片枯死[18]。
以“人参+黑斑病”为检索条件,在CNKI中共检索到166篇文献,用于人参黑斑病防治研究的药剂共51种,其中属于禁限用农药的甲基立枯磷(利克菌)及氟菌唑曾被用于黑斑病防治,12种化学源农药[代森锰锌、丙环唑(斑绝)、嘧菌环胺、多抗霉素、嘧菌酯(阿米西达)、硫酸铜、异菌脲(扑海因)、多菌灵、速克灵(腐霉利)、甲霜·锰锌(瑞毒霉)、氢氧化铜(可杀得)、王铜]包含在人参无公害防治过程中推荐可使用的药剂范围内。此外,在人参黑斑病无公害生物防治中,分离并鉴定的有明显防效作用的土壤微生物或植物内生菌类主要为枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、解淀粉芽胞杆菌[17,19-21]。近年来,有关学者致力于植物提取物防治人参黑斑病的研究。李翔国等[22]的研究表明,2.25%以上浓度木醋液可抑制人参黑斑病菌。孙立晨等[18]利用生长速率法测定5种中药95%乙醇提取物对人参黑斑病菌的生物活性的抑制作用,发现当质量浓度达1.0 kg·L-1时,丁香、藿香和苦参对人参黑斑病菌有显著的抑菌活性。刘莹等[23]发现厚朴提取液质量浓度>0.5 mg·mL-1时,对人参黑斑病菌的孢子萌发抑制效果最好。逄世峰等[11]考察细辛挥发油对人参4种病菌室内抑菌作用,发现细辛挥发油对人参黑斑病抑制作用明显,防效率达63.94%。
2.1.2 锈腐病 锈腐病的病原菌为半知菌亚门柱孢属锈腐柱孢菌Cylindrocarpondestructans,能侵染人参全株的多个部位,以人参根、茎、芽孢为主。病斑呈近圆形、椭圆形或不规则型等,黄锈色,中部凹陷边缘突起,与健康部位差别十分明显。且患病植株十分矮小,埋于土中的茎基部也呈锈褐色,严重时整个植株焉萎枯死,常造成绝产[24-26]。
以“人参+锈腐病”为检索条件,在CNKI中共检索到122篇文献,用于人参锈腐病防治研究的药剂共37种,发现属于禁限用农药的氯化苦被用于锈腐病的防治,化学源农药有8种[代森锰锌、丙环唑、菌核净、多抗霉素、噻虫·咯·霜灵(迈舒平)、苯醚甲环唑(世高)、咯菌腈、多菌灵]包含在人参无公害防治过程中推荐可使用的药剂范围内。哈茨木霉菌、枯草芽孢杆菌以及解淀粉芽孢杆菌[15,20,27-29]等菌株是人参锈腐病无公害生物防治主要研究对象。此外,潘乐[30]从人参茎部分离筛选的内生细菌甲基营养型芽孢杆菌NJ13对人参锈腐病也有较好生防效果,通过对其抗菌蛋白基因克隆、表达与敲除载体构建,为抗菌蛋白基因功能的验证以及阐明抗菌机制奠定基础。孙卓等[31]采用平板对峙法筛选的菌株土壤短波单胞菌SZ-22对人参锈腐病抑制率达82.63%。相关研究者从参地土样中分离筛选出的多粘芽孢杆菌[20]对人参锈腐病具有较好的生防效率。
2.1.3 根腐病 根腐病的病原菌为半知菌亚门镰孢菌属腐皮镰刀菌Fusariumsolani以及尖孢镰刀菌Fusariumoxysporum,侵染人参的根部。根腐病是人参根部较为严重的病害,且3年生以上的参根病害较重,是造成人参不能连作的主要原因。病菌菌丝纤细、无色、有隔,大型分生孢子镰刀状,小型分生孢子椭圆至卵椭圆。患病植株病部产生的新病菌可进行再次侵染,在雨季排水不良的情况下,发病严重,造成大片人参根部腐烂、参苗大面积死亡[32-34]。
以“人参+根腐病”为检索条件,在CNKI中共检索到107篇文献,用于人参根腐病防治研究的药剂共10种。统计发现,人参根腐病抗病研究多集中在无公害生防微生物的分离、鉴定以及抗病效率等方面,其中哈茨木霉菌、枯草芽孢杆菌及解淀粉芽孢杆菌对人参根腐病的抗病效率高,具有很大的推广使用价值,化学防治过程中使用的农药咯菌腈(适乐时)、多抗霉素包含在人参无公害防治过程推荐可使用的药剂范围内。此外,钟嘉丽等[35]通过菌丝生长速率法考察了苏云金杆菌、EM菌肥、解磷菌、嗜热性侧孢霉对人参根腐病菌的抑制效果,发现苏云金杆菌对人参根腐病抑制率明显高于其他3个生物菌剂。王瑞等[36]采用组织分离法从人参根腐病株中分离得到单菌株,经形态学及分子生物学鉴定,确定该病原菌为尖孢镰刀菌。利用牛津杯法评价苏子粗提物对尖孢镰刀菌的抑制作用,结果表明,当提取物质量浓度为0.50 g·L-1时抑菌效果较好,抑菌直径为11.75 mm。该研究确定农田栽参中根腐病的病原菌类型,为根腐病植物源农药的开发提供材料。
2.1.4 立枯病 立枯病的病原菌为半知菌亚门丝核菌属立枯丝核菌Rhizoctoniasolani,侵染人参幼苗的茎基部。立枯病是人参苗期的主要病害,主要危害土表面上下干湿交界处的茎基部。病菌部初呈梭形、黄褐色的斑点,随着病害发展,病部凹陷,并向四周扩展,茎叶逐渐萎焉,人参苗站立枯死,故名“立枯”。参苗受害严重时,其茎部弯曲倒伏。种子被侵染后会立刻腐烂;幼苗被侵染后则死在土中[37-38]。
以“人参+立枯病”为检索条件,在CNKI中共检索到65篇文献,用于人参立枯病防治研究的药剂共17种,其中化学源农药有5种[咯菌腈、噁霉灵、菌核净、甲霜·噁霉灵(瑞苗清)、速克灵]包含在人参无公害防治过程中推荐可使用的药剂范围内。研究者发现,哈茨木霉菌、枯草芽孢杆菌[14,39]对人参立枯病有明显无公害防效作用。此外,刘时轮等[40]使用对峙培养法分离出木霉菌株Tv04-2对人参立枯病有较强拮抗作用。孙卓[41]使用形态学及分子生物学方法鉴定分离出的1个菌株SZ-3为甲基营养型芽孢杆菌,采用伤根灌注法发现其对人参立枯病有较好防治效果。滕朕等[16]采用菌丝生长速率法评价了9种生物药剂对人参立枯病菌的室内抑菌效率,结果发现,50亿cfu·g-1多粘类芽孢杆菌可湿性粉剂对人参立枯病菌的室内抑菌率最高。逄世峰等[11]从细辛中提取的细辛挥发油对人参立枯病防治效率达65.86%。
2.1.5 菌核病 菌核病的病原菌为子囊菌亚门核盘菌属人参核盘菌Sclerotiniaschinseng,主要侵染人参的根。早春发病,主要危害人参3年生以上的根部,有时也危害茎基及芦头。病菌部初生水浸状的黄褐色斑点,随着病害发展,病部由根冠处扩展至整个根部,后期受侵染的根部及根茎均出现不规则的菌核。若芦头受到侵害则导致人参不能出苗,且发病初期人参地上部分与正常的参苗并无二异,后期地上部分才呈现出焉萎状。菌核病危害严重,一旦发病可使整个参床根部烂掉[42-43]。
以“人参+菌核病”为检索条件,在CNKI中共检索到25篇文献,用于人参菌核病防治研究的药剂共10种。有关研究者考察了不同种类及使用剂量的药剂对人参菌核病的抑菌效率,车喜庆[44]考察了10%苯醚甲环唑、80%代森锰锌、50%嘧菌酯等7种不同杀菌剂对人参菌核病的抑菌效率,结果发现,10%苯醚甲环唑对人参菌核病室内抑制率最高。黄存达等[45]通过小区实验考察发现,40%菌核对人参菌核病防治效率高达91.7%。此外,在人参菌核病无公害生防菌剂研究上,卢占慧等[46]基于人参中分离的221株内生菌,采用抑菌圈法测定其对人参菌核病生长的抑制作用,依据抑菌圈是否>30 mm,筛选了3株拮抗菌,通过性状、理化以及分子鉴定发现,3株抑菌能力强的菌株均为解淀粉芽孢杆菌。王燕等[47]采用生长速率法测定了多种杀菌剂对人参菌核病的抑制率,结果表明,枯草芽孢杆菌、蜡质芽孢杆菌、苯醚甲环唑、木霉菌、菌核净、丙环唑、大黄素甲醚抑菌效果较好。
2.1.6 疫病 疫病的病原菌为鞭毛菌亚门疫霉属恶疫霉菌Phytophthoracactorum,主要侵染人参的茎、叶等地上部分,也能侵染人参根部,引起根腐。叶片上的病斑多从叶缘发生,水浸状,暗绿色,随后病斑扩散至整个叶片使其枯萎。受疫病侵染的茎上出现长条状斑,腐烂后使茎干倒折。疫病菌体常以卵孢子或菌丝体在土壤或病残体中越冬,等到第二年开春,条件适宜后菌丝直接侵染人参根部,或以孢子的形式侵染人参地上茎叶部分。在人参的生育期内,疫病病菌可多次侵染人参各器官[48-49]。
以“人参+疫病”为检索条件,在CNKI中共检索到51篇文献,用于人参疫病防治研究的药剂共11种。其中化学源农药有4种(噻虫·咯·霜灵、甲霜·锰锌、嘧菌酯、霜脲·锰锌)包含在人参无公害防治过程中推荐可使用的药剂范围内。另外,在人参疫病无公害生防拮抗菌剂的筛选中,吴长宝等[14]利用2种方法测定了枯草芽孢杆菌菌悬液和发酵液对人参疫病的抑菌效率,结果发现枯草芽孢杆菌菌悬液对疫病的抑菌效果强于发酵液。此外,才可新等[50]采用实时定量PCR技术克隆人参脂质转运蛋白(LTP)基因,将构建的表达载体转化到大肠杆菌中表达,利用纯化目的蛋白进行抗菌活性实验,发现其对人参疫病菌丝有明显的抑制作用。
2.1.7 灰霉病 灰霉病的病原菌为半知菌亚门孢盘菌属灰葡萄孢菌Botrytiscinerea,主要侵染人参的茎、叶和芽孢。叶片上病斑呈水浸状,绿黄色,茎上病斑呈褐色,病斑扩散使茎叶枯死。病菌从摘断的花梗处浸染引起发病,也可从叶柄基部浸染发病,可在地面交界处的茎基部发病部位形成黑色菌核。在人参休眠期可造成人参根及芦头的腐烂,病斑表面密生灰色的霉状物[51]。
以“人参+灰霉病”为检索条件,在CNKI共检索到53篇文献,用于人参灰霉病防治研究的药剂共36种,其中属于禁限用农药氟菌唑曾被用于灰霉病防治,化学源农药有9种[苯醚甲环唑、速克灵(腐霉利)、嘧菌环胺、多抗霉素、菌核净、异菌脲(秀安)、代森锰锌、天达参宝、丙环唑]包含在人参无公害防治过程中推荐可使用的药剂范围内。研究表明,生防菌剂哈茨木霉菌、枯草芽孢杆菌及解淀粉芽胞杆菌对人参灰霉病有良好的抑菌效率[52-54]。此外,研究者从人参中筛选获得的阴沟肠杆菌、多粘芽孢杆菌及生防菌株NJ13均对灰霉病菌有良好防治效果[55-57]。其中,阴沟肠杆菌具有很好的抵抗热、酸碱、蛋白酶以及紫外线等外界环境,田间实验证明,其与50%嘧菌环胺防治效率相当。在人参灰霉病新型无公害植物源农药的开发上,潘晓曦等[58]测定了丁香、五味子、北豆根、细辛、白头翁、锦灯笼6种中药乙醇提取物对人参灰霉病病原菌的抑制作用及温室盆栽防治效果,结果发现6种中药提取物均有不同程度的抑菌活性,室内抑菌实验表明,细辛提取物对灰霉病菌丝生长的抑制作用最强,丁香提取物对灰霉病孢子萌发的抑制作用最强。在温室防病实验中,丁香提取物对人参灰霉病的防治效果达85%。魏晓兵等[59]通过室内毒力测定发现,0.3%丁子香酚和2%蛇床子素对人参灰霉病菌抑制作用最强,通过田间实验进一步验证了0.3%丁子香酚对人参灰霉病防效最高。马炳阳等[60]开发的白鲜皮水提物对人参灰霉病也有较好的防控效率。
2.2.1 红皮病 红皮病是由于土壤中铁、铝、锰等元素含量过高而毒害参根的一类生理性病害。发病人参根部会出现大小不等、形状不一的红色斑点状物质,俗称人参“水锈”。人参根红皮病严重时,红斑遍及整个参根部,且患病的根部表皮粗糙,逐渐变厚变硬,刮去参根表皮后其内部组织正常[61]。
基于文献检索,红皮病无公害防治主要为农业防治和无公害化学防治,其中农业防治主要包括选地(选择黑黄土比例为4∶6或5∶5的地块可改善土壤物理性状)、整地及田间清理;在无公害化学防治上,有关学者施用一定比例的生石灰、草炭土、生根粉作为土壤调节剂,以调节土壤酸化程度,降低土壤铁、铝离子浓度,增加土壤有机质,改良土壤结构[62-63]。另外,陈振山等[64]发明了含有氨基糖苷类抗菌素或四环素族广谱抗菌素新药——红皮灵,通过室内实验及大面积农田实验发现其能有效控制人参红皮病的发生与蔓延,防效率达94%以上。
2.2.2 冻害 冻害是由于越冬的参根经历骤变的天气后而引起参根病变的一类生理性病害。冻害的主要原因是早春参床土壤中含水量过多以及越冬后温度的骤变,土质结构以及参苗的大小也会直接影响人参受冻害的程度。受冻害的人参根部会呈现出不同程度的变色腐烂,似水烫状,且须根大部分腐烂掉。若受冻害的部位为人参的芽孢,则会出现人参茎叶尚未出土就已经腐烂的症状。
查阅文献发现,冻害无公害防治主要为农业防治和无公害化学防治,其中农业防治主要是参田水分管理,并且在入冬后及时在参地上覆盖豆秸、玉米秸或树叶等,人参的播种方式由秋栽秋播改为春栽春播也是防止冻害的有效措施[65]。另外,如果发生冻害达50%以上时,应及时起参或使用硫酸铜200倍液或100倍液对参床、作业道、参料等进行消毒[66]。
除侵染性病害及非浸染性病害外,虫害也严重威胁着农田人参的栽培。目前,已发现的危害人参的昆虫主要包括地上虫害和地下虫害,其中地下虫害为害最大,而且以幼虫居多,主要为金线虫、蝼蛄、蛴螬以及地老虎;地上虫害主要为草地螟和八字地老虎。地下虫害分布广泛,食性多样,人参根部受害后呈孔洞状或缺刻状,易引起感染,影响了人参的质量及产量。
3.1.1 金针虫 金针虫为叩头虫类幼虫的总称,又名针丝虫、钢丝虫、姜虫子、金耙齿、黄灿蜒等,属鞘翅目叩头虫科。危害人参的金针虫主要为沟金针虫Pleonomuscanaliculatus和细胸金针虫Agriotessubrittatus,其中细胸金针虫危害甚重。越冬幼虫在4—5月上旬移至表土层,啮食人参种子、主根、芦头和茎基部,并钻入根茎内部,影响参株水分、养分的输送,受害参株常呈现黄萎状态,有的参株则因基部被咬断、伤口感染或其他病害而萎烂死亡[67]。
金针虫的无公害农业防治主要是在秋季翻耕参地土以及除草阶段,使金针虫虫卵暴露在参地表面被太阳光杀灭。属于禁限用化学农药辛硫磷曾被用于金针虫的防治。另外,李业恪等[68]将鲜酒糟握成直径为6 cm的小团埋在畦面,引诱金针虫,进行人工捕杀。赵玉敏[67]使用黑光灯、频振式杀虫灯来诱杀金针虫。雷必武等[69]采用羊粪、兔粪做底肥或追肥,通过大田实验观察对金针虫等地下害虫的防治效果,结果表明羊粪、兔粪达到既驱虫又增产的效果。
3.1.2 蝼蛄 俗名土狗、地拉蛄、水狗、拉拉蛄,属直翅目蝼蛄科,为典型地下害虫。东北地区主要有非洲蝼蛄Gryllotalpa.orientalis和华北蝼蛄G.unispina,以非洲蝼蛄发生较多。蝼蛄是杂食性害虫,成虫或若虫在土壤中过冬,4月间开始活动,5—6月成虫主要在地下用口器和前足将人参的嫩茎或主根、芦头咬断,也咬食发芽的种子,并在参床内挖掘隧道,进而导致参苗和土分离而枯死[67]。
蝼蛄的无公害农业防治主要包括整地以及施用腐熟的有机肥。有关学者采用黑光灯以及马粪诱杀蝼蛄[70]。另外,有关研究在防治过程中使用了敌敌畏、乐果等禁限用农药。
3.1.3 蛴螬 蛴螬为朝鲜金龟甲Holotrichiadiomphalia或铜绿金龟甲Anomalacarpulenta等幼虫的总称,又名土蚕、白地蚕、地漏子、大头虫等,属鞘翅目金龟卿科。蛴螬是杂食性害虫,按其食性可分为植食性、粪食性、腐食性3类,春季解冻后即活动,是危害人参较严重的1种害虫。幼虫危害人参根部和接近地面的嫩茎,把参根咬成缺刻和网状,严重时,参苗枯萎死亡。成虫危害人参叶片,咬成缺刻状,影响人参的光合作用和植株的正常生长。
蛴螬的无公害防治同蝼蛄。蛴螬化学防治过程中使用的农药辛硫磷已被禁用。
3.1.4 地老虎 地老虎也叫切根虫、截虫,地老虎种类很多,食性杂,分布广泛,农业生产上造成危害的有10余种。常见的有大地老虎Agrotistokionis、小黄地老虎Agrotisypsilon及黄地老虎Agrotissegetum等。地老虎一般昼伏夜出,白天潜伏于参床土壤中,晚上外出取食,咬断接近地表的人参苗嫩茎及根部,低洼地块发生较重,造成严重缺苗断条现象[67]。
地老虎的无公害防治主要包括农业防治和无公害化学防治,农业防治要注意田间管理,及时清除参畦内及周围杂草和腐烂物。此外,孙涛等[70]地使用一定比例的糖、醋、蜜对地老虎进行诱杀,诱杀效果较好。地老虎化学防治的研究中使用的敌敌畏等剧毒农药已被禁止使用。
3.2.1 草地螟 草地螟Loxostegesticticalis又名黄绿条螟,属鳞翅目,螟蛾科,草地螟为多食性大害虫,主要分布于我国东北、西北、华北一带。主要以4龄以上幼虫危害人参。人参被害后,在叶片被咬处呈孔洞或缺刻,严重时,叶柄被咬断,叶片脱落。幼虫有时还取食叶柄及参茎交界处的软组织和茎的表皮[67]。
草地螟的无公害防治方法主要为在参地周围挖倒漏形防虫沟,及时清理参地周围杂草。有关研究中推荐使用的农药溴氰菊酯(敌杀死)、敌敌畏及乐果已被禁止使用。
3.2.2 八字地老虎 八字地老虎Amathesc-nigrum又名八字切根虫,属鳞翅目,夜蛾科,其食性较杂,寄主繁多,在我国分布较广。八字地老虎幼虫危害人参叶柄顶端的复叶,咬成杯状3或喇叭形的凹缺,以参茎髓部为食,危害严重时使人参茎叶枯萎,并在咬伤处感染其他病菌,使人参茎苗枯死[67]。
八字地老虎的无公害防治方法主要为除去参地周围杂草,防止其在杂草内栖息繁殖危害参地。防治八字地老虎的化学农药敌敌畏已被禁止使用。
随着市场需求日益增大,野生人参资源的不断匮乏,栽培人参成为人参药材、饮片以及相关保健品的主要来源。目前,农田栽参已成为我国人参的主要栽培模式。由于我国农田栽参起步较晚,栽培技术体系还不够成熟,农田人参生产过程中普遍存在种植管理方式混乱,农药、化肥过量施入等问题,严重影响了人参药材质量及用药安全。近些年来,对优质安全药材的需求与日俱增,如何保障优质人参药材的可持续生产,是整个人参行业亟需解决的问题,“无公害农田栽参”也将成为未来我国人参种植产业发展的重要方向。
病虫害无公害综合防治是“无公害农田栽参”体系的重要一环。人参病虫害防治过程中应严格遵守“预防为主,综合防治”的防治准则,以无公害病虫害农业防治、生物防治技术为主,高效、低毒、低残留的化学防治为辅。由于生物菌剂及生物农药的使用对农田人参及参地周边生态友好,且不存在农药残留等问题,近年来,一部分科研工作者将人参无公害病虫害防治研究的重心转移到生防菌剂筛选上,分离、鉴定了许多抑菌效果显著的抗病菌株,取得了一定的研究进展。此外,基于植物在长期的自然进化中产生具有抗菌或杀虫活性的次生代谢产物(生物碱、类黄酮、酚类、萜烯、甾体、独特的氨基酸、多糖等[71-72])开发的植物源农药,因其具有对环境友好、生物活性高、对人类安全以及不易产生抗药性等优点,备受植物病虫害防治研究人员青睐。但多数抗菌实验仅仅停留在实验室阶段,只有少部分被推广到田间生产,且还存在抑菌活性的不稳定、繁衍定殖困难、单株田间防效不显著等问题[73]。针对人参病虫害的植物源农药以及植物提取物抗病研究还比较少,其中用于人参病虫害防治研究的生物农药仅有苦参碱、小檗碱、烟碱、儿茶素、大黄素甲醚、丁子香酚、蛇床子素[10,47,59,74]等。另外,仅有大黄、蓖麻、独角莲、博落回、紫苏、细辛、加拿大蓬、丁香、藿香、五味子、北豆根、白头翁、锦灯笼及白鲜皮[11,13,36,58,60,75]等植物不同浓度的有机溶剂提取物、水提物或挥发油被用于农田栽培人参无公害病虫害防治研究。
随着农田人参无公害病虫害防治研究的不断深入,人们环保意识不断增强以及对用药安全需求的提高,无公害生物防治将有广阔的发展和商业应用前景。未来生物防治的重点应逐渐转移至培育抑菌活性稳定的菌株、多菌株联合施用以及新型植物源农药的开发。对于通过室内实验评价的抑菌效力较好的菌株以及抗菌效果明显的植物源农药,应通过田间实验进一步验证其抗菌抗病活性。
另外,人参基因组的报道极大促进了人参抗病基因的挖掘[76-77],后期应进一步加大对人参抗病性状的分子标记筛选及抗病优良品系选育工作。