四川省馬鈴薯晚疫病綠色防控與生態環境保護

王 平，王曉黎，李洪浩，劉波微，沈學善，黃 濤

（1四川省農業科學院，成都610066；2四川省農業科學院植物保護研究所，成都610066）

0 引言

馬鈴薯(Solanum tuberosum)是僅次于小麥、水稻和玉米的第四大糧食作物，2015年，國內常年栽種面積大約467萬hm2左右，占全球種植面積的25%，產量占全球總產量的19%[1]。馬鈴薯晚疫病是由致病疫霉菌引起的，一種世界性、毀滅性病害，蔓延迅速，一旦大面積流行暴發，會造成產量嚴重損失，甚至絕收。馬鈴薯植株葉、莖、塊莖均能受晚疫病危害，以葉片和莖桿受害最重[2-4]。發病嚴重時，葉片萎蔫下垂、卷曲，最后植株黑腐、死亡，全田一片枯焦。該病蔓延速度極快，田間出現中心病株后，一旦遇降雨等適宜病菌生長的條件，1周內即可引起全田發病，10天左右可以暴發造成大面積死亡[5-7]。近年來，春播馬鈴薯主產區晚疫病連年較重發生，種薯帶菌率較高，且當前主栽品種抗病性普遍較差。

四川是全國馬鈴薯晚疫病發生流行的重災區之一，對全省馬鈴薯生產造成巨大損失[8]。據中華人民共和國農業部種植業管理司網站數據顯示，2016年四川省馬鈴薯種植面積達825790 hm2[9-11]。馬鈴薯晚疫病在四川發生普遍，其危害造成的損失通常在10%～30%，嚴重年份1周之內就可使馬鈴薯大面積毀滅，損失可達80%以上[12-14]。長期以來，人們采取了各種方法來控制馬鈴薯晚疫病的流行與危害，許多農業科技工作者也結合地區特點等具體情況，進行了大量的研究與探索。特別是相應地出現了很多種防治晚疫病的化學藥劑，在農民一知半解的情況下，盲目地將大量化學藥劑用在農田上，雖然在一定程度上減輕了病害造成的減產程度，但同時造成了嚴重的環境污染、品種退化、生態環境失調等惡性后果。近年來，四川馬鈴薯晚疫病菌生理小種不斷變化，馬鈴薯的周年生產、大面積、高密度種植，為馬鈴薯晚疫病菌的菌量積累創造了較好條件，極易造成馬鈴薯晚疫病的大爆發和大流行，嚴重阻礙四川馬鈴薯產業的發展[15-17]。為加強和提升馬鈴薯晚疫病防控能力，明確CARAH模型在四川的適用性，四川省農業科學院從2014年引進比利時CARAH預警模型，并在四川多地開展CARAH預警模型的應用研究。

1 抗病品種的篩選利用

利用抗病品種是綠色防控晚疫病最經濟、最環保、最有效的手段。

1.1 抗病品種展示試驗

2012－2015 年將通過審定的抗晚疫病馬鈴薯新品種，在昭覺縣、布拖縣和鹽源縣等10個縣進行品種比較展示試驗。結果（表1）顯示，抗病品種的平均發病率范圍為18.56%～40.13%，病情指數6.37～21.73，平均13.5；而‘米拉’的平均發病率為50.32%～100.00%，平均病情指數為31.00～74.41；鮮薯產量比米拉增產10.10%～75.93%，平均增產27.9%。由此表明，抗病品種的發病率和病情指數明顯低于主栽品種‘米拉’，產量明顯高于‘米拉’的產量，抗病品種增產、增收。

1.2 種植抗晚疫病品種，延緩晚疫病流行速度，降低晚疫病危害

2015 年對涼山州大面積種植的‘米拉’、‘Favorita’、‘會-2’、‘合作88’和‘川涼薯1號’分別進行田間晚疫病流行速度調查。結果（表2）顯示，高抗品種的發病時間比高感品種推遲9天，比感病品種推遲6天，發病程度顯著低于高感品種和感病品種的發病程度。在防治晚疫病方面，抗病品種可以減少用藥量。

表1 馬鈴薯品種比較試驗結果

2 初步建立了馬鈴薯晚疫病預測預報技術

馬鈴薯晚疫病是馬鈴薯生產中的一種毀滅性病害，傳播速度快，在適宜氣候條件下，特別是感病品種，一旦發病，如不及時用藥，會造成極大危害，甚至絕收。因此，建立準確地預測預報體系，不但減少了產量損失，更重要的是減少盲目用藥，減少環境污染，在馬鈴薯晚疫病防控上具有極其重要的意義。

2.1 根據Conce方法繪制侵染循環曲線

從馬鈴薯出苗開始，氣象站采集每小時的溫度、相對濕度、降雨量和風速風向等氣象因子，將數據無線傳輸到服務器進行侵染程度分析，并根據Conce的方法繪制侵染循環曲線。根據Guntz-Divoux模型計算馬鈴薯晚疫病的潛在侵染程度。潛在侵染程度與相對濕度大于90%期間的長短（濕潤期）和此期間的平均溫度相關。濕潤期持續的時間越長，在此濕潤期內的平均溫度越高，則發生馬鈴薯晚疫病侵染的程度越高。根據CARAH模型，每個侵染循環需獲得累計7分才能完成從孢子成熟－孢子萌發－新孢子再侵染的過程。采用Conce的方法（表3）進行計算，侵染循環開始后，將每日得分進行累加，累計7分表明一個侵染循環結束[4]。

表2 品種間晚疫病流行速度調查

表3 侵染循環開始后每日得分的計算[4]

2.2 引進利用比利時CARAH模型對馬鈴薯晚疫病預測預報是完全可行的

2014 年，引進比利時CARAH模型，開始探索馬鈴薯晚疫病的預測預報。在敘永縣設置馬鈴薯晚疫病預測預報試驗點（觀察圃，海拔1200 m），采用Hobo測量儀定時收集氣象數據；技術員在觀察圃定點、定時進行晚疫病調查。CARAH模型根據采集的氣象數據，分析得到的晚疫病預測預報的初發病時間，再與觀察圃調查的初發病時間進行比較，結果發現，田間調查的晚疫病初次發病時間是5月30日（表4），CARAH模型分析得到的初發生時期是5月31日（圖1），兩者結果基本一致。

表4 敘永縣馬鈴薯‘鄂薯5號’晚疫病病情指數調查統計表

2013 年，將晚疫病預測預報擴展到彭州市、萬源縣、彭山縣、冕寧縣、昭覺縣、郫縣和道孚縣7個縣市，CARAH模型分析的預測時間與觀察圃調查的晚疫病初發病時間基本一致（表5）。CARAH模型完全可以用于晚疫病的預測預報。

2.2 改進獲取氣象數據手段，為建立全省馬鈴薯晚疫病預測預報聯網打下基礎

圖1 CARAH模型分析晚疫病菌初期侵染時間

表5 CARAH模型預測晚疫病初始時間與田間調查初始時間比較匯總

在馬鈴薯晚疫病預測預報的工作中，獲得氣象數據的手段尤為重要。由于馬鈴薯生產區多處于偏遠山區或遠離工作場所，Hobo儀器所記載的氣象數據依賴人工收取；有的地區，購置大型可發送數據的氣象儀（2萬元/臺），存在儀器的管理和維護。對此筆者與郫縣氣象局合作，由氣象局每天發送氣象數據，經比對，氣象局的數據與郫縣Hobo數據基本一致，這一結果，為馬鈴薯晚疫病的預測預報創造出更廣闊的前景。應用全省各地市縣氣象部門的氣象資料，利用先進的視訊網絡，建立全省馬鈴薯晚疫病預測預報中心，及時、準確、有效地防治馬鈴薯晚疫病將成為可能。截至2016年12月，四川省農業科學院已與許多市縣的氣象局開展了馬鈴薯晚疫病的預測預報工作。

3 結論

FAO1996年年度報告認為，馬鈴薯晚疫病危害性、防治難度及對社會造成的影響已超過了水稻稻瘟病和小麥銹病，被視為世界第一大農作物病害[18-19]。而四川是全國馬鈴薯晚疫病發生流行的重災區之一，在全省馬鈴薯種植區，特別是在涼山州等馬鈴薯集中種植區，晚疫病幾乎是年年暴發成災，造成巨大損失。

四川省農業科學院通過4年大量的試驗示范，用‘涼薯8號’、‘川涼薯1號’、‘合作88’等通過審定的抗晚疫病馬鈴薯新品種在昭覺縣、布拖縣和鹽源縣等10個縣進行品種比較展示試驗，結果顯示抗病品種的發病率和病情指數明顯低于主栽品種‘米拉’的發病率和病情指數，鮮薯產量比‘米拉’平均增產27.9%；在對涼山州的調查結果也發現，種植抗病品種可以延緩晚疫病流行速度，降低晚疫病危害，減少用藥量25%左右。筆者認為應該提倡種植抗病品種為主導，逐步減少感病品種的種植面積，即綠色環保防控的理念。

除品種問題，在馬鈴薯晚疫病的防治方面，引進比利時CARAH模型，通過反復試驗發現，CARAH模型分析的預測時間與觀察圃調查的晚疫病初發病時間基本一致，表明CARAH模型完全可以用于晚疫病的預測預報。進一步對郫縣基地的調查數據顯示，氣象局的數據與Hobo數據基本一致，這一結果為馬鈴薯晚疫病的預測預報創造出更廣闊的前景：應用全省各地市縣氣象部門的氣象資料，利用先進的視訊網絡，建立全省馬鈴薯晚疫病預測預報中心，做到及時、準確、有效地防治馬鈴薯晚疫病將成為可能。筆者目前正逐步與許多市縣的氣象局開展馬鈴薯晚疫病的預測預報工作，在四川馬鈴薯主產區應用并完善，增強了預測的時效性。利用晚疫病預測預報技術或關鍵時期的田間晚疫病普查，獲得施藥的關鍵時間，避免盲目施藥和漏施；通過上述措施，最大限度降低農藥的使用量，保護環境、保護生態平衡。

4 討論

已有研究表明，品種的生育期長短影響CARAH模型[20]，目前生產上早熟品種一般為感病品種，而中晚熟品種一般比較抗病[21-23]。CARAH模型用于不同抗性的馬鈴薯品種時，晚疫病田間中心病株出現時間預測的代次是不同的，即使是同一品種在不同區域也存在差異[24-25]。筆者研究初步明確了CARAH模型在四川省多地區應用于不同抗性品種的基本規律，但尚沒有建立抗性指數與中心病株出現時間預測的定量關系，這是以后試驗的目的和方向。

四川海拔300～4000 m的平丘地區及河谷地帶，雨量充沛、氣候溫暖，將模型與不同海拔高度、不同馬鈴薯品種、不同種植模式、不同生態區域下的適用性開展更細致深入的研究，通過將模型預測與田間調查相結合的辦法，研究不同品種抗性、不同區域氣候特征和不同病菌群體結構下，CARAH模型的適用性參數，分類制定應用CARAH模型開展馬鈴薯晚疫病監測預警的技術方法，提高四川馬鈴薯晚疫病監測預警水平。