瓜类枯萎病防治研究进展

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瓜类枯萎病防治研究进展

金扬秀, 谢关林*

(浙江大学植物保护系,杭州 310029)

摘要:瓜类枯萎病是国内外重要的土传病害,本文就抗病育种、农业防治、生物防治及化学防治等方面介绍了该病的防治研究进展。目前各种防治方法对该病均具局限性,因地制宜地开展综合防治才是行之有效的防治方法。

关键词: 植物病理学; 综合防治; 瓜类枯萎病

中图分类号: S436 42 文献标识码: A 文章编号: 0529-1542(2002)06-0043-03

瓜类枯萎病(Fusar um oxysporus Schl.f.sp. cucumer irum Ow en.)又称蔓割病、萎凋病,是一种世界性土传病害,主要危害西瓜、黄瓜和甜瓜,冬瓜、南瓜、瓠瓜、葫芦等其他葫芦科属植物也有发生。1894年Smith首次报道西瓜枯萎病。我国近几年由于瓜类栽培面积扩大,瓜类枯萎病几乎在全国各地都有发生,吉林、辽宁、山东、湖北、北京等18个省市许多地区发生严重[1,2]。瓜类枯萎病菌厚垣孢子在土壤中可以存活10年以上,离开寄主的情况下也能存活5~8年。在长期种植感病植物的情况下病原菌大量累积;重病田连续种植非寄主作物辣椒、茄子、玉米、大豆等能使病原菌数量下降。病菌主要存在于瓜类作物根表及根围土壤中,从根尖或根部伤口处侵入植株,可与土壤中的根结线虫发生复合侵染,加重病害的发生。由于瓜类枯萎病菌的上述特性,对该病的防治造成了很大的困难。人们曾以多种方法控制枯萎病的发生,但仅为抗病育种、嫁接换根、轮作、土壤消毒等方法对枯萎病的防效较为显著,现分述如下。

1 瓜类枯萎菌专化型与抗病育种

利用抗病品种控制瓜类枯萎病是一种经济有效的理想途径。瓜类枯萎病菌在全世界分布广泛,目前报道的有8个专化型,即黄瓜专化型,西瓜专化型,甜瓜专化型,还有丝瓜、葫芦、苦瓜、冬瓜专化型[3]。各专化型的菌株存在着明显的生理小种分化现象,目前西瓜共有3个生理小种[4],1963年Crall首次指出佛罗里达州存在2个生理小种[5];意大利的Cirulli把西瓜枯萎病菌划分为生理小种0和1;1973年在以色列报道有致病性更强的小种2[6]。我国大多数研究者认为以生理小种1占主导。野生西瓜材料PI29634是国际上公认的唯一1份抗西瓜枯萎病3个生理小种的抗源[5];近年来利用生物技术将瓠瓜DNA导入西瓜选育出了抗枯萎病种质资源[6],通过进行抗性研究和利用培育抗西瓜枯萎病良种。高抗西瓜枯萎病的品种有美国Summit、Charleston Gray等品种和我国的西农8号、京抗1号等。1978年Armstrong等提出甜瓜专化型有8个生理小种[7];黄瓜枯萎病菌生理小种至今已鉴定出4个,在美国、以色列和日本分别鉴定了生理小种1、2、3。我国翁祖信和罗希成命名了生理小种4[8]。近年来培育出的甜瓜抗枯萎病品种有美国U.CPmR4s和法国M17-18等[9];黄瓜抗枯萎病品种国内有长春密刺、津研6号、7号等[9]。这些抗瓜类枯萎病品种在生产上起到了一定的防病效果。但是抗病育种受到许多因素的制约,首先是种质资源比较缺乏,抗枯萎病品种资源更为稀少,收集和筛选困难,是育种工作的一大障碍;其次,一般抗病育种工作拟采用常规育种方法,新品种的培育需要较长时间,而瓜类枯萎病菌包括许多专化型和小种,而且不稳定,易出现新的生理小种,导致品种抗病性在短期内很快丧失;此外,瓜类对枯萎病的抗性遗传比较复杂,多由隐性多基因控制[4,9,10],抗性利用有一定难度,而且抗性水平易受许多环境因素的影响;再是抗性鉴定方法多采用田间鉴定,工作量大,周期长。采用离体鉴定方法可以缩短育种周期,但只是在黄瓜上进行了研究[10]。因此单一利用抗病品种,在不少情况下难以满足生产的需要。

收稿日期: 2002-06-10

基金项目: 浙江省科技厅资助项目。 *通讯作者。

2 农业防治

2 1 轮作

轮作是防治瓜类枯萎病的一项重要措施,在日本枥本县报道与百合科的大葱、大蒜、十字花科的甘蓝等轮作或混植对该病的发生具有较好的控制作用,在瓜类连年种植的情况下,枯萎病亦不发生[11]。在国内也提倡与葱属植物轮作或混植,可以减少其后茬土壤中枯萎病菌的数量,减轻病害的发生。另外水旱轮作,土壤淹水能够大大降低病原菌数量。但是轮作需要年限时间长,我国土地资源有限的情况下难以大面积推广。

2 2 改良土壤理化性状

在日本利用蟹壳、堆肥、石灰等有机物改善土壤生态环境,减轻枯萎病的危害,在重病田效果尤佳[10]。马利平等利用家畜沤肥浸渍液防治黄瓜枯萎病,其中猪粪沤肥浸渍液防效可达92 5%[11]。土壤添加剂是一种有机、无机营养混合物,我国台湾中兴大学研制的S-H混合物可抑制西瓜枯萎病菌厚垣孢子萌发,促进瓦解芽管,诱发土壤细菌分解菌丝[12]。近年日本在夏季利用太阳能进行土壤消毒并结合增施有机物的综合防治方法已经很快推广[10]。希腊用太阳能暴晒土壤结合覆膜高温处理连续14d,大大降低土壤中病原菌数量。然而在我国由于土地及栽培管理条件的限制,这一方法难以收到预期的效果。

2 3 嫁接换根

国内外的大量研究结果证明,采用抗病砧木嫁接换根,可以有效地防治瓜类枯萎病,克服连作障碍,增加产量。在日本主要采取嫁接法防治瓜类枯萎病,以切断胚轴扦插法为好。西瓜的砧木以葫芦和南瓜为主,在我国一致认为瓠瓜是西瓜的最适嫁接砧木。黄瓜的砧木以黑仔南瓜为主,甜瓜以南瓜为主。嫁接换根方法成本低,效益高且简便,但由于需要一定的技术,在我国集约化栽培程度不高的情况下,有些地方尚未大面积推广。

3 生物防治

采用非致病性尖孢镰刀菌等拮抗微生物降低病原菌的密度或削弱病原菌的致病力从而达到控制病害的目的。其防治机理主要包括产生嗜铁素抑制病原菌的增值、与病原菌之间的位点及营养竞争、诱导寄主产生抗性及交叉保护作用。Park等从健康黄瓜根中分离非致病性Fusarium oxysp orum菌株C5和C4,当和Pseudomonas p utida一起加入土壤时,可以有效的抑制黄瓜枯萎病菌在根围或根表的定殖[13];Robert等从西瓜根际分离的非致病性F.oxysporum在大田土壤处理中能降低病害发生率35%~75%[14]。生防真菌研究较多的有Tr ichoder ma har z ianum、T viride 及Gliocladium virens等,作用机理主要是竞争、抗生及寄生作用。P.f luorencens、P.p utida、Serr atia marcescens和Ar thr obater sp.是比较好的生防细菌,能很好地定殖在作物根际,通过产生荧光嗜铁素或几丁质裂解酶等细胞壁降解酶阻碍病原菌在寄主体内的增殖和扩展。Singh等利用几丁质裂解细菌Paeni-bacillus sp.300和Strep tomy ces sp.385单独或者混合施入可以很好的控制黄瓜枯萎病[15]。国内生物防治的研究多是筛选在根部有定殖力且无致病性或弱致病性菌系,中国科学院研制的农抗120抗菌素通过抑制病原菌和提高植株的抗病性对西瓜枯萎病具有较好的防治效果。

随着分子生物学及分子遗传学的逐步深入,利用细菌工程和基因工程技术进行生防微生物的遗传改良,构建新型高效生防菌。M aurhofe等将融合质粒pM E3090导入P.f luorencens CHA0获得融合菌株,大大提高了对黄瓜枯萎病的生防能力[16];Chen Wen -shaw等利用花粉管基因转导技术获得10株抗西瓜枯萎病植株[17]。瓜类枯萎病生物防治因生防因子具有防治效果易受环境条件的影响、抑菌范围窄等缺点,而尚未成功地应用于大田,然而就其防治潜力而言,仍不失为值得进一步探索的有效途径。

4 化学防治

利用化学农药防治瓜类枯萎病,在苗期主要是用多菌灵盐酸加平平加或高锰酸钾溶液浸种处理,用多菌灵进行苗床消毒和利用溴甲烷、棉隆等进行土壤熏蒸处理等预防措施。在发病初期用多菌灵或甲基托布津、绿亨一号等药剂喷洒发病植株或灌根,可以起到一定的防治效果,其中绿亨一号对西瓜和黄瓜枯萎病田间防效达80%以上,同时具有增产作用。用化学药剂如敌克松等进行土壤消毒,效果也较好。但是化学防治由于缺乏高效、低毒、无环境污染的杀菌剂,易造成农药残留,对人畜有伤害,而且由于枯萎病为土传病害,难以实行大面积的土壤药剂处理。

综上所述,由于目前各类防治措施对瓜类枯萎病都有其局限性,采用一种方法控制枯萎病比较困难,所以应因地制宜,采取综合防治的方法。

参考文献:

[1] Booth C.陈其瑛译.镰刀菌属[M].北京:农业出版社,1988

[2] 黄仲生,杨玉茹 中国黄瓜枯萎病菌生理小种鉴定及防治[J].

华北农学报,1994,9(4):81~86