胡加怡,赵璟琛,胡红艳,赵方杰,张吉光,高立强,商文静
(1.福建农林大学 植物保护学院,福建 福州 350002;2.西北农林科技大学 植物保护学院和农业农村部黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室,陕西 杨凌 712100)
西洋参(PanaxquinquefoliumL.),又名花旗参、美国人参、广东人参、洋参等,是五加科人参属多年生药用草本植物,原产于北美洲加拿大东南部的蒙特利尔、魁北克和美国东部的威斯康辛州、纽约州、密苏里州等地,是药食同源的名贵中药材和保健品[1~2]。2020版《中国药典》载西洋参味甘、微苦、性凉,归心肺肾经,具补气养阴、清热生津之功效。目前多项医学研究证实西洋参含有多种生理活性成分,具有降血糖、抗溶血、抗疲劳、抗缺氧、抗肿瘤、抗心律失常、抗动脉粥样硬化等功效。二十世纪八十年代引种并试种成功后,我国西洋参的种植区域不断扩大,至今已形成陕西留坝、吉林抚松、山东文登三大西洋参优质生产基地[3]。
西洋参是传统名贵中药材,特别是2021年进入药食同源的名贵作物序列试点后,其市场需求量将不断提高。目前,山东文登西洋参产区种植面积约为1万hm2,是我国种植面积最大、产量最高的产区;陕西留坝西洋参因其所含的人体必需氨基酸、药用氨基酸、钙、钼、钾和硒等均居国内之首[4~6],被誉为最接近原产地质量的西洋参。然而,随着国内外对西洋参消费需求的日益增长,西洋参标准化种植面积不断扩大,病害问题也日益突出[7~9],西洋参种植过程中各种病害种类繁杂,目前尚缺乏系统的整理分类,难以预见性地进行病害防治。为了提高对西洋参病害防治的针对性和主动性,2017至2021年,我们采用田间调查与室内试验鉴定相结合的方法,对秦巴山区主要西洋参种植区的留坝县、勉县和太白县进行了西洋参病害调查研究,从典型症状特点、病原类型等全面梳理西洋参常见病害,以期为西洋参病害防控提供理论支撑。以下报道主要研究结果。
1.1.1 灰霉病(Botrytiscinerea) 灰霉病主要为害西洋参地上部位,茎、叶、花和果实均可受害。叶片受害多从叶尖或叶缘开始,沿叶脉迅速扩展成“V”字形,也可直接在叶面中部侵染形成圆形或椭圆形的病斑,病斑初呈水浸状,后期呈暗褐色。花、果实受害引起腐烂,潮湿情况下,受害部位可见绵密灰色霉状物。病菌在病残体、土壤中越冬,在次年早春持续低温,尤其发生冻害时可直接侵染幼茎。生育期间能多次侵染,雨季多发。种植密度过大、通风不良、土壤板结等都有利于该病的发生。田间管理不当,病原菌孢子极易在田间传播,引起病害蔓延。灰霉病是西洋参种植中的重要病害,严重影响产量,防治上要以预防为主,及时扑灭病源中心。
1.1.2 黑斑病(Altemariapanax) 叶片受侵染部位产生圆形、近圆形或不规则形状的暗褐色病斑,周围具有锈褐色轮纹状宽边,呈水渍状。遇阴雨天气病斑会迅速扩展,数个病斑连成一片,最终致使叶片枯萎脱落,气候干燥时,病斑容易破裂呈碎片状。病原菌在病残体及田间杂草上越冬,6月上旬始发,7月份为发病盛期;日灼和雨淋易诱发病斑的产生,在田间形成发病中心并迅速向周围传播,高温高湿有利于病害发生和蔓延。
1.1.3 白粉病(Erysiphepanacis) 白粉病菌主要为害西洋参的花和果实,其次为叶片。花蕾、花轴染病后产生白色粉状病斑,严重时整个花蕾如覆一层白色面粉,导致花蕾早期脱落。果实染病后,果面布满白粉,果实变白,发育不良,逐渐变黄枯,不能结籽。叶柄、叶片染病后,产生白粉状病斑,最终变黄枯死。后期发病部位散生或聚生黑色的点状物闭囊壳。6月份开始发生,在25℃相对湿度大于80%时有利于白粉病蔓延。9月份气温下降,病害停止蔓延。
1.1.4 疫病(PhytophthoraCactorum) 该病主要为害地上部分,亦可为害西洋参根部。发病初期, 叶片或叶柄出现水浸状暗绿色不规则病斑,并迅速扩散使复叶凋萎下垂。茎部受侵染后出现暗色长条状斑纹,很快腐烂使茎杆软化倒伏。根部受害时呈现黄褐色水浸状软腐,表皮易剥离,有特殊腥臭味。疫病病菌以卵孢子在参床土壤中越冬,或者以菌丝体在病残株上越冬,成为翌年初侵染源,卵孢子可在土壤中长期存活。
1.1.5 花叶病 多种病毒混合侵染引起,感染初期病叶出现褪绿斑,后期出现明显花叶症状,部分叶片皱缩畸形,植株矮化。高温干燥有利于病害发生,不当农事操作、虫害等加重病害发生,亦不能排除种子带毒。
1.2.1立枯病(Rhizoctoniasolani) 主要侵染幼苗茎基部。侵染初期,距地表3~5 cm的干湿土交界处茎基部出现黄色凹陷病斑,随着侵染程度的加深,病斑逐渐转黑,在茎基部呈环状缢缩,破坏植株输导组织,使水分和营养物质无法正常输送,最终致使植株直立死亡,呈现“立枯”症状。严重时,发病中心扩展迅速,导致大量死苗。环境湿度大时,可见白色菌丝。
1.2.2 猝倒病(Phythiumspp.) 主要为害1~2 a生幼苗,发病初期幼苗茎基部表皮出现水渍状暗色病斑,病斑较为湿润,后期茎基部皮层缢缩,苗株倒伏死亡。土壤湿度大时,病处丛生绵密白色菌丝。在低温高湿环境下易于发病,苗床过密、土壤板结等问题可诱导发病。
1.3.1 锈腐病(Ilyonectriarobusta) 锈腐菌主要侵染西洋参根、芽孢和地下茎。发病初期,植株表皮出现黄褐色小圆点状病斑,后期病斑扩大或与其他病斑融合成圆形或近圆形、不规则褐色大斑。病斑边缘稍凸起,病健组织交界明显,刮掉发病表皮后,内部组织完好。干燥条件下病处呈锈粉状,湿润环境下则配合其他微生物共同侵染皮下组织,导致整根腐烂。侵染初期地上部组织无明显变化,后出现局部或全部叶片褪色变黄、变红至枯萎死苗。锈腐病为典型的土传病害,于5月上中旬开始发病,6-7月份为发病盛期,发病程度主要和空气温度、降雨量和土壤湿度、腐殖质状况以及地块位置(是否向阳)等有关。连作地块发病尤为严重,发病率可达70%以上。
1.3.2 枯萎病(Fusariumoxysporum) 枯萎病菌主要为害西洋参根部,一般开始从芦头处开始侵染发病,侵染点出现浅褐色水渍状斑点,病斑逐渐向下发展,严重时可导致整根腐烂,病根横切面呈黄色,维管束褐化。地上部叶片开始褪绿变色,严重时整株枯萎、死亡。西洋参枯萎病的发生与温度、空气湿度、土壤有机质以及施肥情况关系较大,7-8月份的高温高湿天气是该病的重要发生时期,同时氮肥施用过量的情况下,枯萎病发生将会增加5%~30%左右。
1.3.3 菌核病(Sclerotinianavilas) 菌核病菌只侵染西洋参地下部位。发病初期,侵染点产生白色绒毛状菌丝,内部组织灰褐色呈软腐状,后期根部组织腐烂消解形成空腔,其内产生大量黑色鼠粪状菌核[10]。感病初期地上植株无明显变化,待植株萎蔫时,地下根部已完全腐烂。该病害一般于4-6月份土壤解冻西洋参出苗时开始发生,7月份以后基本停止蔓延。土壤湿重、温度低、畦面通气性差、排水不良、前茬作物为十字花科或豆科作物时可导致该病出现大面积蔓延。
1.3.4 芬芳镰刀菌根腐病(Fusariumredolens) 芬芳镰刀菌主要为害西洋参根部,症状和西洋参枯萎病类似,症状从芦头向下发展,但病根横切面颜色较浅,维管束褐化不明显,根部表皮腐烂后逐渐向内部发展,可导致整根腐烂[11]。地上部叶片发病初期叶片变红,后期枯萎脱落。通风不良、湿度大、地下病虫害严重、土壤连作有利于该病发生。
1.3.5 腐皮镰刀菌根腐病(Fusariumsolani) 腐皮镰刀菌主要为害西洋参主根,症状一般从中下部向上发展,发病初期,主根部表皮出现黄褐色水渍斑,病斑中央变黑凹陷,后迅速向根上部扩展并侵入西洋参内部,造成大部分或整个西洋参根部腐烂,成黑色湿腐状,后期只剩下西洋参表皮空壳。被侵染初期地上部叶片无明显变化,后期叶片褪绿变黄,萎蔫死亡,尤其是高温高湿天气会病害发展快,田间易出现大面积死苗倒苗。
1.3.6 腐霉根腐病(Phythiumspp.) 腐霉病菌侵染后可在植株上产生褐色水渍状病斑,向内凹陷。严重时病斑围绕根部和茎基部扩展,导致地上部分枯萎。后期导管变为深褐色,根茎腐烂,新根发育不良,整株枯萎而死。15~16℃为病菌生长繁殖和为害最适温度,种植密度大、高湿、光照不足也有利于发病。
1.3.7 根结线虫病(Meloidogynehapla) 根结线虫主要为害西洋参根系,发病初期在侧根或须根上产生大小不等的黄色根结,严重时主根亦可出现肿瘤状彭大隆起,且在根结上产生须根,部分根结表面可见浅褐色透明卵囊。地上部分初期表现叶片变黄、变红,生长不良,严重时植株矮化,叶片由下向上逐渐枯萎。根结线虫多生活在土壤中耕层,以卵和成虫在土壤中及病残体上越冬。春季回暖,土壤温度达到10℃以上开始孵化,25℃为侵染最适温度。在土壤通气性良好、干旱少雨、地下害虫危害严重的田块发病重。
西洋参是喜阴的植物,它怕强光且忌直射光。夏季正午前后,叶片受阳光直射会产生黄白色小点,逐渐扩大变成黄褐色烧焦状病斑,叶片发脆且易脱落。夏季参畦两边盖帘较稀、阳光较强的地方,或遮荫棚宽度不够、棚张口过大的地块,特别是低纬度高海拔地区,容易发生日灼病。一年生西洋参对光的要求更苛刻,透光度应控制在10%~15%为好,二至四年生西洋参以25%左右透光度为最佳。
低温和土壤水分过大是西洋参冻害的主导因素。一般发生在冬季休眠期或早春。初冬土壤结冻前气温在0℃上下频繁急剧变化,早春遇倒春寒气温反复升降,多次冻融交替,损伤了细胞结构,造成融冻型冻害。受害西洋参轻者越冬芽和根茎霉烂,但来年还可再出芽;重者主根软化脱水,参根全部烂掉。应及时通过疏通参田排水系统,调整覆盖物厚度、参棚透光度等措施来预防。越冬期及时进行畦面覆盖,春季防止土温升高过早过快,压制芽苞过早萌动而受到缓阳冻的危害。
涝害是指土壤水分过多对植物产生的伤害。水分过多的危害并不在于水分本身,而是由于水分过多引起植株缺氧,容易发生烂根或引发其他侵染性病害。尽管西洋参比较喜湿,但是也怕水涝。秦巴山区种植西洋参土壤最大持水量保持在30%~40%为宜,及时疏通排水系统、定期检查遮荫棚是否漏水;干旱时要及时浇水,保持畦面良好湿润度;遇涝时需要及时实施排水处理,避免出现淹根、死苗现象。
烧须病是典型的非侵染性病害,表现为西洋参生长不良、吸收根萎缩、变色、枯死,症状上易和西洋参侵染性根部病害混淆。烧须病发生的主要原因是参田土壤未经改良或休闲年限短,土壤理化性质不良、水分失调,整地粗糙,残枝落叶在土壤中腐烂发酵,参田化肥、农家肥和农药施用不当等。
西洋参红皮病从症状上易和西洋参锈腐病混淆,红皮病症状只出现在参根外皮上,根表皮出现红褐色斑块,并且随着栽培年限增长而不断扩大,参根干燥后,病斑由红色变为褐色并且向内凹陷。土壤中二价铁离子、锰离子含量过高,土壤含水量过大都会造成红皮病。
西洋参生长需要氮、磷、钾及多种微量元素,一旦生长发育过程中缺乏某种元素,或微量元素配比不当,植株就会产生一系列不良表现,导致西洋参产量和品质的下降。缺氮时表现为叶片褪绿,部分老叶枯萎焦化,植株矮小,生长势衰弱;缺磷时植株生长缓慢,叶片呈暗绿色,叶片或茎秆上出现暗绿色或紫红色不规则斑点;缺钾时老叶的叶尖或边缘出现黄色、褐色斑点或条纹;缺锌时新生叶畸形变小,脉间失绿,后期叶色黄白,植株发育迟缓;缺镁时叶片失绿黄化或叶片发白,植株矮化;缺硼易造成花而不实,花蕾、幼果易脱落,种子籽粒不饱满,空壳多。在西洋参田间管理中注意做好基肥施用,生长期做好追肥,注意氮磷钾的合理配比,根据西洋参生长情况和田间表现及时添加各种微量元素。
2017-2021年,西洋参立枯病、锈腐病、根腐病、菌核病、线虫病、猝倒病、黑斑病和灰霉病等发生面积大、发病周期长且危害严重。其中,立枯病和猝倒病的常发生于在1-2年生西洋参苗,灰霉病、锈腐病、黑斑病、根腐病、菌核病和线虫病等在1-4年生西洋参均可发生。2019-2020年调查发现,各种植区灰霉病、根腐病和锈腐病发病率高,达到20%以上,严重地块甚至超过50%;线虫病和菌核病发生较轻,发病率在5%左右(表1)。
表1 2020年秦巴山区西洋参各病害发病率