赤芍根腐病及其防治研究进展

张旭邹玉马俊莹许龙关法春邢思文孙淼吴玉德

(1.佳木斯大学生物与农业学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.佳木斯大学科技园，黑龙江 佳木斯 154007；3.吉林农业科学院，吉林 长春 130033)

赤芍(Paeonia veitchii Lynch)为毛茛科芍药属多年生草本植物[1]。赤芍性微寒，味苦，归肝经、脾经，属清热凉血药，用于行瘀止痛、凉血消肿、温毒发斑、目赤痈肿等[2，3]。赤芍的药理研究广泛，具有较高的药用价值和药理功能，主要应用于现代医学的内分泌、神经、心血管系统。此外，对于调节免疫力和抗炎、抗氧化等具有一定功效[4，5]。

赤芍多生于山坡草地或林下，主要分布于我国东北，西北地区资源较少，为保护野生资源和维持供应平衡，赤芍人工种植产业兴起。近年来，随着赤芍的研究开发及应用，其市场需求量也不断增加。在赤芍栽培过程中，赤芍根腐病问题愈发严重，不利于赤芍种植业发展[6]。根腐病为赤芍最严重的病害，其症状主要发生在根茎部，会导致地上茎叶萎蔫和根褐变，抑制植株长势，降低药材品质及产量[7]。根腐病害往往难以根治，病原菌种类繁杂不易防控，因此，如何合理防治根腐病是赤芍栽培中需首要解决的问题之一[8]。目前，国内关于赤芍病害的相关调查及研究较少，多数研究数据参照芍药病害。研究发现，山东地区芍药根腐病危害严重，病株率达10%～20%，其致病菌是茄腐皮镰刀菌(F.solani)[9]。对辽宁地区赤芍根腐病调查发现，病株率约为18.5%～23.5%，危害程度呈递增趋势[6]。目前，植物根腐病的防治措施主要是化学药剂和生物农药为主。化学药剂易造成药物残留，而生防菌剂相对安全，符合中药种植的管理规范。

近年来，政府高度重视中医药产业发展，对药材资源保护和生产管理方面不断出台相关政策和措施。但赤芍的规模化种植，相比于经济作物的防治缺处较多，应构建适合赤芍病害的防治体系。为此，本文对根腐病致病菌的主要分类、病害发生情况、防治办法等方面进行探讨，以期为赤芍根腐病的田间防控提供理论依据。

1 根腐病病害基本情况

根腐病是中药材栽培过程中毁灭性较重的土传病害，一旦感染不易根治，普遍称之为“植物癌症”[8]。根腐病主要表现为整个根系逐渐变褐、变软和腐烂，根部多数呈黄褐色，根系附着土壤的能力开始减弱，植株生长严重受阻。在病害发生中期，根为红褐色，次生根的数量减少。病害后期地上部分叶片干枯，根部呈深褐和黑色出现腐烂症状，病害严重的植株最终枯死[10]。而在中药种植生产中根腐病发病也相对较高，极大降低产量和药用价值。已有研究表明，三七根腐病发病率较高严重的可达70%以上，所造成经济损失巨大[11]。镰刀菌是引发根腐病主要的致病菌，近年来植物根腐病发生呈递增趋势，研究认为牡丹根腐病主要是茄病、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)复合侵染造成的，每年发病率约为10%～15%，死株率达5%～10%，导致牡丹减产20%～40%，严重影响药用牡丹经济效益[12，13]。

2 根腐病病原菌研究

根腐病病原菌种类繁杂主要有真菌、细菌、线虫3大类，其中真菌是导致根腐病的主要优势菌群。前人研究报道中镰刀菌属的病原菌偏多，其致病力较强，不易根治。药用植物根腐病中茄病镰刀菌和尖孢镰刀菌最常见，分离频率高达83.3%[8]。对百合病鳞茎、黄芪和甘草根腐病病原菌分离研究发现，尖孢镰刀菌和茄病镰刀菌占比最高，致病性较强，少数为藤仓镰刀菌(Fusarium fujikuroi)[14]。此外，在多种病原菌复合侵染引起的根腐病中，镰刀菌作为主要优势菌可引起初期病害发生，造成根部病变，降低整株抗病能力，直接影响药材长势和产量[8]。

根腐病致病菌种类较多，寄主范围较广。毛宁对辽宁省赤芍主要病害防治研究发现，赤芍根腐病主要是尖孢镰刀菌引起的。杨瑞先等在对洛阳牡丹病害研究表明，导致牡丹根腐病的致病菌是茄病镰刀菌和尖孢镰刀菌，且茄病镰刀菌为主要优势菌[13]。毛咪等对湖南牡丹根腐病研究发现，其中5株菌致病性能力较好，结果表明该病原菌均是茄病镰刀菌[15]。牡丹和赤芍属同科植物，根腐病研究方向较为相似，说明这2种植物根腐病的主要菌群是镰刀菌属。

近年来，其他品种的药用植物根腐病也较为严重，多地区的根腐病程度逐年增强。据研究报道，镰刀菌是引发17种中草药根腐病的主要菌属[8]。代毅研究结果表明，甘草根腐病病原菌均是镰刀菌属，主要包括尖孢、茄腐和轮枝镰刀菌(Fusarium verticillioides)[16]。臧少先等对白术病株根茎进行病原菌分离，结果表明白术根腐病病原菌主要由5种镰刀菌和1株立枯丝核菌复合侵染引起，这5种镰刀菌包括尖孢镰刀菌、茄病镰刀菌、燕麦镰刀菌(F.avenaceum)、半裸镰刀菌(F.semiftectum)、木贼镰刀菌(F.equiseti)[17]。以下对药用植物根腐病的镰刀菌优势菌种及形态特征进行归纳，具体见表1。

表1 根腐病病原菌分类及形态特征

3 根腐病防治方法

在根腐病的传统农业防治方法中主要包括物理、化学、生物防治。在传统农业防治中普遍使用化学农药，而农药又极易残留田间，严重危害土壤生态环境。随着时间的延长，导致残留的农药积累使致病菌产生耐药性，不利于防治和消除病害，甚至损害药材的品质。近年来，研究学者从绿色环保、毒副作用小等方面探索新的防治措施。

3.1 物理防治

物理防治技术是利用物理因素的作用，防治植物病害的一种绿色植物保护方法[7]。预防根腐病的发生可筛选抗逆境植物品种，可有效缓解长期种植导致的土壤环境恶化现象。研究发现，种植具有抗性能力的品种或嫁接抗性根部组织，可提高根腐病的预防效果[22]。大田种植实施轮作制度可改善土壤理化性质，促进土壤有益微生物活动，进一步减少病原菌的滋生，缓解土传病害的发生[23]。研究表明，以轮作粮食作物种植的循环轮作模式，可有效降低丹参根腐病、枯萎病的发病率达8.8%～18.0%[24]。此外，种植过程中还应注意植株种植密度，及时清除病株和疏松土壤，破坏病原菌的生存环境，降低病原菌数量，减弱病害的传播能力[7]。

3.2 化学防治

化学防治方法是应用化学药剂的毒性，防治植物病害及有害生物的方法。化学防治措施主要包括土壤药剂熏蒸、药剂拌种、浸根和喷洒等；在化学防治中药剂施用的主要方式是土壤熏蒸法。该方法将化学药剂与土壤混拌，可有效抑制土壤有害微生物的滋生，从而达到防控土传病害的效果[22]。魏丹丽的研究结果表明，使用土壤熏蒸剂可在一定时间内减少土壤中微生物数量，降低三七根腐病发病率，同时提高三七的存苗率。陈昱君等研究三七根腐病有效药剂的实验结果表明，对福美双、多菌灵、叶枯宁农药进行复配拌种，可有效控制病害发生，具有预防作用[25]。虽然化学药剂效果显著，但长期不科学用药和滥用，易引起残毒污染，这不仅破坏生态环境，增强有害病原物的抗药性，还以食物链的富集形式积累毒素，威胁人类健康[22]。

3.3 生物防治

生物防治通常是指利用生物种间的相互关系，其是降低有害生物种群密度的一种方法。生物防治可替代传统化学防治措施，是目前农业上比较安全的防治方法，具有较好效果和保护环境等优点，生物防治已引起学者广泛关注，成为科学研究重点和热点。目前，根腐病应用较多为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)进行防治[26]。已报道的可用于根腐病生物防治的微生物菌种主要有非致病性真菌、芽孢杆菌、假单胞菌(Pseudomonas)等[22]。

大量研究显示，应用有益微生物可有效减弱根腐病的危害程度。如，王雪山等对牡丹根腐病原菌的拮抗菌筛选结果表明，从牡丹根际土筛选出6株细菌和1株放线菌，均能明显抑制病原菌的生长，具有良好的拮抗作用及抑菌效果[27]。孟国庆等筛选出2株具有拮抗作用的菌株，分别是芽孢杆菌属(Bacillus sp.)和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)，二者均可抑制根腐病的茄病镰孢菌。韩忠明等从防风根际土壤中筛选得到1株桃色顶孢霉(Acremonium persicinum)拮抗菌，对木贼镰刀菌根腐病具有良好防治效果[19]。尽管拮抗菌在根腐病的防治中具有较大潜力，但仅是室内筛选阶段，对于生产及实际应用仍存在制约因素。

4 存在的问题

近年来，随着赤芍的药用价值不断开发，市场出现供不应求的现象，而大面积的种植赤芍其根部病害的发生又十分严重，如何防治根腐病的问题迫在眉睫。尽管，目前已取得一些研究成果，已知病原的多样性和复杂性，但是对于赤芍根腐病病原菌仍然缺乏系统研究。目前，赤芍根腐病的防治存在以下问题。

针对病原菌的种类及侵染机制、条件方面的研究仍缺少清楚的认识。在对根腐病害的防治过程中，往往无法制定安全、高效的措施。因此，应加强对病原菌致病性机理分子层面的研究。

当前已有的研究大多是基础性研究，在病害调查和病原菌鉴定等方面较多。缺乏对于主要病原菌与寄主互作的机制层面的研究。应结合生物信息学技术方面的研究，筛选具有根腐病抗性相关的基因与致病性相关的基因，进一步开展病原菌与植物互作机制的研究，对赤芍根腐病防治的研究与开发具有实践意义。

生物防治的相关研究较为滞后，对于研究根腐病专有的生防菌剂鲜有报道。目前，有关拮抗微生物防治根腐病的报道主要应用在室内的盆栽试验，而大田试验数据较少，这不利于菌剂的生产及推广。因此，应根据不同病原菌导致的根部病害、发生规律等有针对性地研制生物菌剂，进而逐步代替化学药剂。

5 展望

未来对于根腐病防治可从构建完善保护体系，运用生物防治和物理防治等无公害的技术入手，逐步减少化学药剂的应用，减轻病害达到防治根腐病的目的。通过加强赤芍种质资源的优选，依靠科学管理措施和增加先进育种技术，进而达到提高种苗质量和药材高产的目的。今后，研究重点为开发针对赤芍根腐病的专用微生物农药，筛选具有应用潜力的拮抗微生物，加强推广科研种植新技术，减少田间病害的发生。为后续建立赤芍根腐病综合评价防治的科学方法及实现安全、绿色、无毒的生防制剂的生产奠定基础。