安康魔芋软腐病防治技术初步研究

赵小明,李增义，崔 鸣，陈道明，赵春明，王 鹏，夏曾润,李建国，尹 恒

(1.中国科学院 大连化学物理研究所，辽宁大连 116023；2.陕西省安康市农业技术推广中心，陕西安康 725000；3.陕西省镇坪县农业技术推广站，陕西镇坪 725600；4陕西省白河县农业技术推广站，陕西白河 725800；5.陕西西大华特科技实业有限公司，西安 710075;6.农业农村部富硒产品开发与质量控制重点实验室，陕西安康 725000)

魔芋(AmorphophalluskonjacK.Koch)又名蒟蒻，属于天南星科(Araceae)多年生草本植物，是目前发现的唯一一种富含葡甘露聚糖的植物。魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)有非常高的药用价值，做为一种健康产品，在亚洲国家和美国被广泛使用，其在纺织、化妆、环保和军工等方面也有广泛用途，因此魔芋是应用最广的植物之一[1-2]。中国魔芋资源主要分布在湖北、陕西、四川和云南等省，尤以湖北以西秦岭以南的汉中盆地和四川盆地周围的山区种植最为普遍[3]。据不完全统计，2017年的魔芋规模化种植面积达10多万 hm2，工农业总产值达数百亿元，是名副其实的小作物大产业。

安康魔芋种植已有千余年历史，近几年安康市魔芋种植发展迅速。2014年全市魔芋种植面积1.3万hm2，2019年面积已达3.75万hm2，以安康为主的陕南山区成为全国四大魔芋种植区之一。随着种植面积的扩大，连茬种植，魔芋品种抗病性差，使得魔芋病虫害发生严重，据调查，魔芋软腐病发病田病株率一般为10%～30%，软腐病发生严重的田块病株率高达90%以上[4]。魔芋软腐病被称为魔芋的“癌症”[3]，造成产量损失往往可达20%～50%，发生严重的损失更高，已成为限制魔芋产业发展的主要因素[5]。

据报道，引起中国魔芋软腐病的病原菌有3种，分别为胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜软腐亚种(Pectobacteriumcarotovorumsubsp.carotovorum(Pcc))[6]、胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacteriumaroidearum)[7]及肠杆菌属(Enterobactersp.)[8]，安康、汉中魔芋软腐病菌为胡萝卜软腐果胶杆菌[9]，安康岚皋县魔芋软腐病菌是胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜软腐亚种[10]。魔芋软腐病的传播途径多样，种传是魔芋软腐病病原远距离传播的主要形式，近距离传播途径有雨水飞溅传播、地下水传播、田间病残体传播和伤口传播等[5.11]。软腐病菌侵染途径较多，可从幼嫩组织(根、芽鞘等)、伤口进行侵入，其中伤口是最为主要的侵入途径，软腐病菌不能直接侵染完整的球茎，但可以通过新的腐烂体侵染被感染的球茎；另外，魔芋的芽鳞、根和带伤球茎也可直接被侵染[12]。中国花魔芋分布最广，种植面积最大，花魔芋对软腐病和白绢病抗性较差[4]。这些原因给魔芋软腐病的有效防治带来很大困难，传统化学药剂的防治效果不理想.在魔芋生物防治方面，微生物农药、天然提取物农药、抗病基因克隆、生物农药等不断推出，但至今还没有一种有效适用的技术来防治魔芋软腐病[13]。急需研究魔芋软腐病新的防治技术。

植物诱导抗病性是国际上近期兴起的重要农业研究领域，利用植物诱导抗病性被认为是植物保护的新途径和新技术[14-15]。寡糖植物免疫诱导剂具有提高农作物抗病、抗寒、抗旱及促进生长等功能，已在农业生产的病害防治及提高作物抗逆性提高方面发挥了较大的作用[16-17]。本试验应用寡糖提高魔芋免疫力技术，结合使用细菌性杀菌剂，进行魔芋软腐病防治技术的初步研究，结果总结如下。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试药剂 5%壳寡糖(Chitooligosaccharide，缩写 COS，陕西西大华特科技实业有限公司)、3%噻霉酮(Benzothiazolinone，缩写BTN，陕西西大华特科技实业有限公司)、5%海藻酸钠寡糖(Alginate oligosaccharides ,缩写AOS，中国科学院大连化学物理研究所)、1 000万单位农用链霉素(Streptomycin，市购)、壬菌酮(Cuppdd nonyl phenolsul～nate,缩写CNPN，西安鼎盛生物化工有限公司)。

1.1.2 供试品种 花魔芋。

1.2 试验处理

1.2.1 种芋浸种处理 ①5%壳寡糖稀释1 000倍；②3%噻霉酮稀释20倍；③海藻酸钠寡糖稀释1 000倍；④5%壳寡糖稀释1 000倍+3%噻霉酮稀释100倍；⑤5%海藻酸钠寡糖稀释1 000倍+3%噻霉酮稀释100倍；⑥1 000万单位农用链霉素可湿性粉剂兑水20 kg液；⑦CK(清水)。浸种5 min，捞出沥干播种。

1.2.2 种芋拌种处理 ①5%壳寡糖稀释50倍；②3%噻霉酮稀释20倍；③5%海藻酸钠寡糖稀释50倍；④3%噻霉酮稀释100倍液+5%壳寡糖稀释100倍；⑤3%噻霉酮稀释100倍+5%海藻酸钠寡糖稀释100倍；⑥用1 000万单位72%农用链霉素可湿性粉剂稀释4 000倍液；⑦CK(不处理)。喷雾拌种后，晾干播种。

1.2.3 浸种处理结合生长期喷药处理 处理种芋用3%噻霉酮稀释200倍浸种处理，于7月中旬开始喷药，间隔10～15 d。采用当地常规措施—农用链霉素处理种芋为对照，喷施清水 (表1)。

表1 生长期喷药处理Table 1 Spraying treatment during growth period

1.2.4 种芋拌种处理结合生长期喷药 种芋用稀释200倍的3%噻霉酮药剂均匀喷雾拌种，晾干后播种供处理用。对照不拌种。在生长期的喷雾处理：①5%壳寡糖与3%噻霉酮轮用或混用喷雾；②海藻酸钠寡糖与3%噻霉酮轮用或混用喷雾；③对照，喷等量清水。

1.3 田间设计

种芋浸种处理、种芋拌种处理及浸种处理结合生长期喷药处理采用小区试验。小区试验采取随机区组排列，每个处理重复3次，每小区面积10 m2(5 m×2 m)。每小区种两垄，每垄种2行，每行种13窝，株距38 cm。玉米与魔芋套种，每小区种植1 行玉米遮阴。种芋拌种处理结合生长期喷药采用大区试验，两个处理的面积分别为225.5 m2，对照面积为143.5 m2。各处理间隔 1 m，试验区内采用横向起垄方式，1.5 m起垄，种植双行，株距0.3 m；沿垄边(同一垄侧)种植一行玉米。

1.4 试验实施

种芋处理及生长期喷药试验安排在在安康市镇坪县华坪镇团结村进行，海拔1 200 m，土地平坦、中等肥力，土壤为沙壤土，前茬为冬闲地。种芋拌种处理结合生长期喷药试验在白河县宋家镇双喜村三组，海拔609.9 m，土地平坦、中等肥力，土壤为沙壤土，前茬为冬闲地，该处理采用大区试验。选择大小基本一致的种芋，单个种芋质量为90～110 g，正负相差10 g(标准单芋质量100 g)。播种前晾晒魔芋种芋，采取开沟条播。4月中旬播种，及时进行人工除草、清沟排湿等田间管理。

1.5 调查内容

出苗期调查出苗率，发病期定期调查发病情况，倒苗期进行最后一次病害调查，计算防治效果，在11月下旬收获魔芋，统计产量。

相对防效=(对照区发病率-处理区发病率)/对照区发病率×100%

发病率=第一次调查到最后一次调查发病株数的总和/调查株树×100%

1.6 统计分析

小区试验采取完全随机区组设计。以小区试验3次重复的平均值进行SNK检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 浸种处理对魔芋生长及软腐病控制效果

浸种试验结果(表2)表明，壳壳寡糖、海藻酸寡糖、3%噻霉酮处理对魔芋的出苗率有一定的促进作用，高于对照及农用链霉素处理，由于重复之间出苗不均匀，差异较大，从统计分析结果看差异不明显。

表2 不同药剂浸种下魔芋出苗、软腐病防效及产量Table 2 Konjac emergence,soft rot prevention and yield under seed soaking with different agents

从发病调查结果可以看出，浸种处理对魔芋软腐病防治效果较差，3%噻霉酮浸种处理发病率最低为14.78%，防效为51.17%。3%噻霉酮处理产量最高，比对照高产量提高20.62%；比农用链霉素处理高111.3%。其他药剂浸种处理的防效和产量都低于对照。

2.2 拌种处理对魔芋生长及软腐病控制效果

在播种前按照各处理要求配好药液，用喷雾器均匀喷施在种芋的整个表面，喷湿而液体不流淌为止，晾干后播种。试验结果(表3)表明，5%壳寡糖稀释50倍、3%噻霉酮稀释20倍、3%噻霉酮稀释100倍液+5%壳寡糖稀释100倍处理对魔芋出苗有明显的促进作用，出苗率在73%以上，出苗率分别为75%、73.72%、73.08%。由试验结果看出，对照的种芋出苗率仅为49.35%，说明种芋带菌率较高。

表3 不同药剂拌种下魔芋生长、软腐病防效及产量Table 3 Konjac growth,soft rot prevention and yield under seed dressing with different medicaments

研究结果表明，供试药剂拌种处理对魔芋软腐病均有一定防效，其中噻霉酮、农用链霉素及壳寡糖单剂处理效果好于其他处理，最好的是噻霉酮处理，防效为68.92%，其次为农用链霉素和壳寡糖处理，防效分别为56.49%和55.36%。壳寡糖和海藻酸寡糖分别与噻霉酮混用，有降低防效的趋势，3%噻霉酮稀释100倍液+5%壳寡糖稀释100倍处理防效为39.69%，3%噻霉酮稀释100倍+5%海藻酸钠寡糖稀释100倍的防效为26.65%。

产量统计结果表明，5%壳寡糖稀释50倍、3%噻霉酮稀释20倍、3%噻霉酮稀释100倍液+5%壳寡糖稀释100倍处理产量分别提高 110.96%、109.42%、97.11%。农用链霉素提高产量2.12%，海藻酸寡糖处理提高产量 1.73%。

2.3 浸种处理结合生长期喷药处理

按照生长期喷药的要求配制各药剂，7月18日、7月27日、8月9日、8月17日、8月31日进行喷药处理，在收获时调查魔芋球茎的病情指数，统计产量。结果表明(表4)，叶面喷施3%噻霉酮和壳寡糖(5%壳寡糖)、3%噻霉酮和海藻酸寡糖处理能较好防治魔芋软腐病。叶面喷施5%海藻寡糖1 000倍+3%噻霉酮1 000倍处理防效最高，防效为 41.65%，产量提高61.43%；其次为5%壳寡糖1 000倍+3%噻霉酮1 000倍处理，防效为29.29%，产量提高52.86%；喷施壬菌酮和高钾肥的防效为20.05%，产量提高40%。

表4 叶面喷施不同药剂防治魔芋软腐病效果Table 4 Control efficiency of spraying with different agents on leaves against konjac soft rot

2.4 种芋拌种处理结合生长期喷药

试验在安康市白河县宋家镇双喜村三组进行，海拔609.9 m，采用大区试验方法，两个处理的面积均为225.5 m2，对照面积为143.5 m2。处理1、2各用种102 kg，种植1 200窝。对照种芋用种65 kg，种植630窝。处理及实施时间见表5。

表5 种芋拌种结合生长期喷药处理Table 5 Seed dressing combined with spraying treatment during growing season

试验结果(表6)表明，用噻霉酮稀释200倍拌种，对魔芋的出苗率有明显促进作用，噻霉酮拌种出苗率为79.7%～98.75%，没有拌种的对照出苗率为38.1%。生长期喷施寡糖和噻霉酮，对魔芋软腐病有明显的防治效果，5%壳寡糖与噻霉酮联用处理，5%海藻酸寡糖与噻霉酮联用对魔芋软腐病的防效分别为 50.95%和70.72%。两个处理产量分别提高 457.32%和298.28%，平均单个球茎质量高于对照，两个处理平均单个球茎质量分别为0.26 kg、0.25 kg，对照平均单个球茎质量为0.20 kg。

表6 拌种结合喷雾处理对魔芋软腐病控制效果Table 6 Control effect on konjac soft rot under treatment of seed dressing combined with spraying

同时调查不同时期各处理魔芋软腐病的发病情况，结果见图1。调查发现两种处理对魔芋软腐病发病高峰期得到有效控制，处理1和处理2的发病高峰为8月21日前后，对照发病高峰为7月25日至8月21日，处理后发病高峰推迟20 d左右，切高峰期发病率低于对照的发病率，对照在7月25日、8月21日的发病率分别为10.81%和9.17；处理1和处理2在8月21日的发病率分别为5.71%和4.91%。

从试验结果可以看出，用噻霉酮拌种，在发病初期再用壳寡糖或海藻酸寡糖结合噻霉酮喷施植株，对魔芋软腐病有较好的防治效果，在生产上可以进行大面积示范推广。

3 讨 论

魔芋产业正成为中国西部经济发展中最具成长潜力与竞争优势的地方特色资源产业，种植面积不断扩大。但魔芋软腐病一直是威胁魔芋生产的头号病害；因此，研究魔芋软腐病防治技术对魔芋生产具有重要意义。

在生产上用农用链霉素防治魔芋软腐病，主要采用灌根和喷施的方法。Huang等[18]报道用链霉素灌根对魔芋软腐病有较好的防治效果，灌根3次的效果最好；李江涛[19]报道使用72%农用硫酸链霉素进行灌根处理防治效果可达89%。但农用链霉素已被国家禁用，需要研发新的有效产品和技术。本试验结果表明，供试药剂浸种处理种芋，噻霉酮浸种对魔芋软腐病有一定防治效果，农用链霉素、壳寡糖及海藻酸寡糖浸种处理发病率与对照没有差异。主要原因是浸种后，沥干药液，但魔芋表面的水分可能较大，使得魔芋软腐病容易侵染，导致防效较差，说明浸种处理方式不适合魔芋软腐病的防治。同时也表明种芋带菌严重，且魔芋种植后大约2个月出苗，种芋带菌容易造成种芋在没有出苗前腐烂。在岚皋试验中，浸种处理的出苗率都很差，出苗率在20%左右，只有3%噻霉酮处理的出苗率达到66%。

种芋处理是防治魔芋软腐病的关键技术环节，试验结果表明拌种处理对魔芋软腐病有较好的防治效果，拌种处理出苗率高，发病率低。调查结果显示，噻霉酮和壳寡糖拌种处理提高魔芋产量效果很明显，除过防病因素外，与两种物质促进魔芋生长有密切关系，壳寡糖和噻霉酮处理魔芋植株生长旺盛，笔者调查了处理对魔芋植株生长的影响，每个处理随机调查10株，结果显示，壳寡糖和噻霉酮处理，植株平均高度分别为71.8 cm和67.4 cm,而对照株高为56 cm；叶柄基部直径分别为2.2 cm和1.9 cm,对照的叶柄基部直径1.8 cm；叶幅分别为67.2 cm和63.8 cm,对照的叶幅为 54.8 cm。

季家兴[6]研究发现，温度在30 ℃以上时，魔芋软腐病致病菌的生长速度更快，运动性也更强,软腐病致病菌表现出更强的侵染能力。在细菌群体数量达到一定阈值后，果胶酸裂解酶和聚半乳糖醛酸酶可在24 ℃、30 ℃和37 ℃下旺盛分泌。果胶酶是致病过程中最重要的酶。这些酶分解并利用中间薄层和细胞壁的果胶质，造成组织瓦解，细胞破坏及细胞质渗漏，从而导致软腐病的发生[20]。季家兴[6]应用6种外源性化学药剂试验，观察其软腐病抗性诱导效果，结果表明：魔芋软腐病致病菌的侵染速度在水杨酸(SA)、香豆酸(p-CA )或肉桂酸(CA)处理后的魔芋试管苗叶片和田间植株中均明显放缓；SA、p-CA、CA处理可促进魔芋叶片细胞的氧化迸发，提高其防御软腐病菌侵染的能力。本研究应用噻霉酮和寡糖共同使用防治魔芋软腐病，一方面应用噻霉酮控制病原菌数量；另一方面，寡糖具有促进活性氧迸发，提高植物的免疫力[21]，使用寡糖能诱导魔芋的抗病性。试验结果表明寡糖与噻霉酮结合使用，不仅降低发病率，还延迟发病高峰期，压低高峰期病害的发病率，达到较好的防治效果，同时有助于提高魔芋产量。

拌种处理结合喷施寡糖和噻霉酮，提高魔芋产量的主要原因在于：一方面是种芋处理对种芋带病原菌侵染有杀菌作用，对种芋发芽有较好的保护作用，增加出苗率，为保障魔芋产量奠定基础；另一方面寡糖提高魔芋的抗病性和抗逆性(抗寒、抗高温)，有利于提高魔芋的产量。

对魔芋软腐病的防治研究有较多报道，主要进行药剂筛选试验，用单一的药剂进行种芋处理或喷雾处理，在化学药剂方面，报道效果较好的有甲基硫菌灵、链霉素、噻菌铜、可杀得等[22-24]。由于魔芋软腐病侵染和发病时间比较长，药效难于长时间维持，很难有效控制魔芋软腐病的发生。在生物防治方面，已报道的魔芋软腐病生防芽孢杆菌主要有枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)和苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)[25]。研究发现，低浓度的密旋链霉菌灌根接种有利于魔芋出苗;纯菌剂的促生效果最好，促进魔芋有机物质的积累；魔芋展叶期灌根接种密旋链霉菌菌剂能有效控制软腐病的发生。刘金龙等[26]报道，在魔芋生长期间叶面喷施复合菌剂肥3 次对魔芋软腐病有较好的防治效果，但对魔芋软腐病的生物防治还处于单剂应用的试验阶段，防治效果有限。本试验将噻霉酮较好的杀菌效果与寡糖提高魔芋免疫力相结合，用于魔芋软腐病防治，取得较好防治效果。

在大田试验中发现，魔芋软腐病在8月下旬会突然爆发，可能与细菌的群体效应有关，因此在后续的研究中，应考虑把群体效应淬灭因子应用于防治技术中，以提高防治效果。