甘薯2種新入侵有害生物的防控研究

余繼華，林飛榮，石建堯，張敏榮，盧 璐，張 寧

（1浙江省臺州市黃巖區植物檢疫站，浙江臺州318020；2臺州市黃巖區種子管理站，浙江臺州318020；3浙江省種子管理總站，杭州310020）

0 引言

臺州地處浙江中部沿海，南接溫州，北鄰寧波、紹興，西與麗水交界，下轄椒江、黃巖、路橋3區，臨海、溫嶺和玉環3市，仙居、天臺、三門3縣。臺州是浙江省糧食主產區之一，2017年，臺州全市糧食播種面積9.9萬hm2、總產量63.75萬t，其中甘薯面積5733hm2，鮮薯產量16.65萬t。甘薯是主要的糧食作物之一，甘薯塊根中除含有大量淀粉、可溶性糖、多種維生素和多種氨基酸外，還含有蛋白質、脂肪、食物纖維以及鈣、鐵等礦物質，對癌細胞有明顯的抑制作用，成為很有推廣前景的抗癌健康食品；甘薯所含的食物纖維質地細膩，不傷腸胃，對預防疾病與維護身體健康具有重要功能，又是醫學營養學家所推崇的食物纖維來源[1-2]。臺州市黃巖區于2015—2017年秋季在沙埠鎮和上鄭鄉等地的甘薯地抽取甘薯莖基部發病部位與病薯，經浙江大學農學院檢測鑒定為甘薯莖腐病和甘薯基腐病，這2種病害此前在臺州均未見報道，尤其是甘薯基腐病甚至在中國大陸也未見有報道，是臺州甘薯上新發生的病害。甘薯莖腐病病原為細菌達旦提狄克氏菌(Dickeya dadantii)[3]，甘薯基腐病病原卻是真菌(Phomopsis destruens)[4]。甘薯莖腐病菌能引起多種農作物和園藝植物腐爛病，宿主有甘薯、馬鈴薯、茄子、西紅柿、包心菜、牽?；ê桶珷颗；ǖ?0余種植物[5]；對旋花科植物如月光花、心葉蔦蘿、白星薯、紫花牽牛、大星牽牛、槭葉小牽牛等均具有病原性[4]。2016年浙江省將甘薯莖腐病菌列入補充檢疫性有害生物名單，該病菌也是中國進境檢疫性有害生物[6]。2015年調查，發病田塊病株率普遍在10%～20%之間，上鄭鄉和北洋鎮部分發病嚴重的田塊病株率高達90%，幾乎沒有薯塊產量[6]。

甘薯莖腐病在世界上首次報道發現是1974年在美國喬治亞州，病害的暴發流行嚴重影響了當地甘薯生產，但甘薯在美洲地區種植面積不大，其產量僅占全球產量的2%，因此對該病的研究也較少[7]；日本和委內瑞拉分別于1998年和1999年相繼發現了甘薯莖腐病[3]。國內最早報道甘薯莖腐病于1990年在福建莆田、惠安和晉江等縣市暴發流行，當時初步被鑒定為甘薯細菌性黑腐病[8]，2000年Huang等[9]根據病菌形態特征及最新的分類系統將其鑒定為甘薯莖腐病。目前，國內甘薯莖腐病在福建、廣東、海南、廣西、江西、重慶、河南、河北、江蘇、浙江等省都有危害[10]。根據2017年浙江省植物檢疫性有害生物分布資料，甘薯莖腐病在浙江省分布范圍為臨安、桐廬、甌海、洞頭、永嘉、衢江、開化、黃巖、臨海、溫嶺、天臺等，共11個縣（市、區）有危害。

甘薯基腐病據黃巧雯等[4]報道，在世界上最早發現于1912年美國維吉尼亞州的甘薯田，當時甘薯植株被感染率將近95%，產量損失率為10%～50%，有的高達95%而導致廢耕，對甘薯產業影響甚大。以后，在美國的密蘇里州、愛荷華州、俄亥俄州、馬里蘭州，以及格魯吉亞和巴西等甘薯栽培地區陸續發現此病危害。國內僅臺灣省有報道，最早發現于2008年，在花蓮縣和彰化縣的甘薯病害樣品中經檢測鑒定為甘薯基腐病，之后在臺中市、南投縣、云林縣、臺南市等地也有發生。甘薯莖腐病和甘薯基腐病的發生，已對當地甘薯產業構成嚴重威脅，為做好兩病預防，控制其傳播蔓延，保障甘薯產業可持續健康發展，通過近年田間調查，結合檢索相關文獻，對甘薯莖腐病和甘薯基腐病的癥狀識別、入侵途徑、發生特點與防控措施等進行了研究，并建議從保障國家糧食安全的戰略高度，加大經費投入，開展協作攻關，構建生物安全防御體系[11]，開展甘薯主要病蟲抗性基因篩選、培育抗性品種和新入侵病害致病成因等研究，以期為有效防控甘薯莖腐病和甘薯基腐病提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與地點

2015—2017 年在臺州市黃巖區沙埠鎮沙埠葉村和黃巖區上鄭鄉蔣東岙村等種植甘薯田塊。農藥試驗的田塊是上年種植甘薯的重發病田塊，病株率50%左右，土壤類型為砂性土，pH 4.5～4.8，肥力中等。

1.2 試驗材料

甘薯品種包括‘浙薯13’、‘徐薯18’和‘瑞薯1號’等，為當地種植常規品種，種薯來源為農民自留種。

農藥選用77%硫酸銅鈣（多寧）WP（西班牙艾克威化學工業公司生產）、20%噻森銅SC（浙江東風化工有限公司生產）、72%農用鏈霉素SPX（成都惠普工程有限公司）。

噴淋器械為背負式噴霧器（3WBD-16(A)，浙江省臺州市路橋明輝電動噴霧器有限公司生產）。

1.3 試驗方法

1.3.1 田間記錄 每年在甘薯苗扦插成活后開始記載，到10月底結束，每隔7天調查1次，觀察田間發病初期、中期和后期癥狀表現情況。甘薯品種抗病性調查于2017年8月16日和9月13日進行，共調查30個品種，每個品種調查10株。

1.3.2 癥狀觀察與病原菌分離 在定點觀察的基礎上，當發現田間自然發病植株表現癥狀時進行跟蹤詳細觀察病害癥狀并加以描述，2015—2017年間多次采集臺州市黃巖區沙埠鎮、北洋鎮、上垟鄉和上鄭鄉等地甘薯典型病癥的莖蔓、葉柄、葉片與薯塊，委托浙江大學農學院按照黃立飛等[12]的方法進行了病原菌分離鑒定。

1.3.3 藥劑防治試驗 設處理區與空白對照區，小區面積67 m2。處理區種薯用72%農用鏈霉素220 mg/kg浸種30 min，取出涼干后育苗，苗床土壤用77%硫酸銅鈣（多寧）WP800倍消毒；對照區種薯和苗床不作任何處理。2016年6月13日在甘薯藤苗扦插前，處理區與對照區均用20%噻森銅SC500倍進行土壤消毒；處理區與對照區各扦插300株。處理區從7月13日開始用77%硫酸銅鈣WP500倍噴淋在植株基部，以后每隔1個月噴藥1次，連噴3次。

1.3.4 查閱相關文獻 甘薯莖腐病和甘薯基腐病是近年新發現的甘薯病害，尤其是甘薯基腐病在中國大陸地區從未見有報道，病原菌特征與防控措施等方面主要參考中國臺灣學者有關研究文獻。

1.3.5 防治效果計算 見式(1)。

2 結果與分析

2.1 甘薯莖腐病和甘薯基腐病的癥狀觀察

2.1.1 甘薯莖腐病 根據觀察，夏季薯苗扦插后5～7天，春季扦插后15～18天開始出現癥狀。甘薯莖腐病在甘薯各生長期都能發生，病菌能侵染甘薯葉片、葉柄、藤蔓、薯苗和薯塊。發病初期病株生長較為緩慢，葉片萎蔫，葉柄、莖部出現暗褐軟腐，維管束黑褐色，葉脈變黑壞死，葉片上有黑褐色斑，早期發病會導致全株枯死（圖1）。中后期發病，因在病斑部位上端的藤蔓生有不定根，能深入土中吸取土壤營養而使植株“假健康”，但到收獲時藤蔓基部腐爛變成纖維狀，塊根變黑腐爛。貯藏期薯塊初發病時病斑一般形成以芽眼為中心的圓形、稍凹陷、黑褐色，以后將逐漸擴大引起整塊軟化腐爛有臭味[3,13-14]。甘薯莖腐病，在相對濕度70%以上及氣溫30℃以上的氣候條件下，發病會加重，整個植株發病倒伏，只要5～7天植株就會枯死；但在低溫低濕氣候條件下，即使在莖基部出現病斑，經10多天亦未發現莖基部腐爛的現象[9]。在薯田調查時發現發病植株部分葉片雖已發黃，但因植株上端有不定根提供營養并未出現枯死現象，可收獲時病株及一些表面“無癥狀”的植株，藤蔓基部腐爛，塊根腐爛變黑，發病的植株幾乎沒有收獲（圖2）。

2.1.2 甘薯基腐病 甘薯基腐病與甘薯莖腐病癥狀有所不同。甘薯基腐病在甘薯藤蔓地下部分產生黑褐色干腐，后向上擴展導致地上莖基部也迅速褐化干枯，發病植株生長勢衰弱（圖3）。有部分甘薯品種發病初期葉片呈現紅化現象，進而黃化枯萎，藤蔓干枯死亡（圖4）。然而，甘薯青枯病與蔓割病等也能引起甘薯地上部黃化凋萎、莖基部變黑褐色，它們之間病征主要差異在于基腐病于罹病莖表面會產生黑色大小不一的圓形凸起物，這就是基腐病菌柄子器；甘薯蔓割病在藤蔓上會造成縱向裂開現象，切開罹病藤蔓可見維管束褐化；甘薯青枯病則在莖基部造成縊縮腐爛現象，橫切病部藤蔓可見維管束變褐。甘薯基腐病癥狀表現也可從地下部由莖基部向薯塊擴散，薯塊受害部位表面呈淡褐色濕腐，剖開組織褐色腐爛具臭味，進而導致罹病植株幾乎無收成，薯塊無法貯藏[4]。

圖1 甘薯莖腐病苗期癥狀

圖2 甘薯莖腐病后期癥狀

圖3 甘薯基腐病前期癥狀

圖4 甘薯基腐病后期癥狀（莖基部干腐）

2.2 病原菌鑒定與發病特點

2.2.1 病原菌特征

（1）甘薯莖腐病。田間采集的樣品寄送浙江大學農學院進行分離鑒定。甘薯莖腐病原菌，菌體短桿狀，大小一般為2.36 μm×0.4 μm，周生鞭毛，多根，無芽胞和莢膜，能運動，革蘭氏染色呈陰性反應。最早于1974年首次報道在美國的喬治亞州暴發流行，1977年將病原菌鑒定為菊歐文氏菌Erwiniachrysanthemi[5]。菊歐文氏菌宿主范圍十分廣泛，可寄生為害糧食作物、經濟作物、蔬菜和花卉等60余屬植物[3]。2005年將之前E.chrysanthemi從Erwinia屬中拉出，建立新的屬狄克亞屬Dickeya，該屬共有1個亞種和8個種，分別是達旦提狄克氏菌花葉萬年青亞種D.dadantiisubsp.dieffenbachiae、香石竹狄克氏菌D.dianthicola、達旦提狄克氏菌D.dadantii、玉米狄克氏菌D.zeae、菊狄克氏菌D.chrysanthemi、香蕉狄克氏菌D.paradisiaca、水生狄克氏菌D.aquatica、茄狄克氏菌D.solani、方中達狄克氏菌D.fangzhongdaii[15]，其中甘薯莖腐病病原菌D.dadantii被列入國際公認的十大植物病原細菌[16]。該種細菌對植物的致病性強，據對14個甘薯品種進行致病性鑒定，未發現免疫品種[5]。沈肖玲等[3]從浙江臨安發病甘薯上分離得到的菌株與黃立飛等[7]從廣東發病的甘薯上分離得到的菌株一致，均為達旦提狄克氏菌D.dadantii。

（2）甘薯基腐病。據臺灣黃巧雯等[4,17-18]的報道，甘薯基腐病菌為Phomopsis destruens，該病菌用PDA培養基培養時，菌絲灰白色至淺褐色平鋪狀，不規則形并具有波浪狀邊緣，培養后期表面產生黑色柄子器。該病菌會產生兩型分生孢子；甲型分生孢子于罹病組織或人工培養過程中皆會產生，其分生單孢無色透明，圓筒狀或卵形，長6～9 μm，寬3～4 μm；丙型分生孢子為次紡綞型，具有多細油滴、一端突尖或圓鈍，另一端稍呈截頭狀，一邊略彎，丙型分生孢子僅偶爾于罹病組織上發現。

2.2.2 病害發生特點

（1）甘薯莖腐病。國內對甘薯莖腐病的研究并不多，病害的發病機理等尚不完全清楚。根據有關文獻報道，該病菌的遠距離傳播主要途徑是調運帶菌種薯與種苗；初侵染源是甘薯的病蔓、病薯、病殘體、昆蟲活動和土壤，病原菌不能在土壤中長期存活，但在休眠狀態時，可以在病苗、病薯、植物的殘體、雜草和其他宿主植物的根際存活，病原菌侵入途徑主要是傷口，也可以從氣孔、水孔侵入[3,7]。甘薯一旦發生莖腐病基本上無產量，即使輕病株能結薯，若用該植株藤蔓扦插和薯塊育苗會使病害傳播擴散[12]。甘薯莖腐病的發病程度與病原菌的侵染濃度、溫濕度、被侵染的部位有關[19-20]。當氣溫在27℃以下時病菌為潛伏感染，氣溫30℃以上時會加速發??；當病菌接種濃度≤106CFU/mL時，發病率不穩定，發病的最佳條件是病原菌濃度108CFU/mL、溫度30℃和相對濕度90%以上[9]。

（2）甘薯基腐病。甘薯基腐病主要傳播媒介是甘薯種苗，病原菌借助傷口感染塊根和藤蔓，也可借助葉痕感染藤蔓[17]。溫度是影響病害發生的主要因素，菌絲體生長的適溫范圍為15～30℃（這也是有利于田間發病的溫度范圍），其中在20℃溫度條件下菌絲生長較為快速，35℃以上菌絲幾乎停止生長；在25-30℃溫度處理下所測分生孢子發芽率高達90%以上，會加速病害發生。2017年8月16日在黃巖西部山區上鄭鄉蔣東岙村定點調查199株甘薯，發病32株，病株率16.08%；9月13日在相同地點調查，病株數增加到122株，病株率躍至61.31%，病株率增加45個百分點，該時期正值山區雷陣雨天氣，溫度與濕度有利于甘薯基腐病發生。但當溫度在35℃時，病原菌分生孢子雖有一定的發芽率，菌絲卻停止生長，田間發病率為零，可見，溫度在35℃以上時，能有效降低基腐病菌存活力。另外，將罹病種苗扦插于無病土中發病率達100%，而將健康種苗扦插于有病藤蔓殘體的土壤中發病率66%以上；對病田淹水14天后再扦插健康種苗不發病[4]。

2.3 藥劑防治

2016年10月17日，分別調查處理區與空白對照區甘薯300株。處理區藤蔓發病株率5%，空白對照區發病株率100%，防治效果達95%；處理區薯塊發病率0.8%，對照區32.21%，對甘薯薯塊控病效果達97.52%，防效顯著。另據黃巧雯等[21]報道，防治甘薯基腐病用腐絕、菲克利腐絕及貝芬菲克利等3種農藥可顯著抑制病害發生。劉偉明等[22]在發病初期使用32.5%阿米妙收SC 100倍液噴在甘薯莖基部，對甘薯基部腐爛病效果顯著。方樹民[8]在甘薯苗扦插成活后用農用鏈霉素、噻菌銅等藥劑淋根、潑澆防病效果明顯。

2.4 品種抗病性

2017年，選用‘浙薯13’和‘浙薯38’等30個甘薯品種（材料）進行品種抗病性試驗。8月16日調查各品種之間發病株率幅度為0～50%；9月13日調查，各品種發病株率幅度為0～90%，品種之間抗病性差異顯著；這與Tian等[15]報道的甘薯基腐病在品種之間抗病性有顯著差異一致。甘薯莖腐病目前還沒有找到完全免疫的甘薯品種[7]；但據游加興[23]對葉用甘薯品種的測試，發現有高抗品種(Erwiniachrysanthemi)。

3 小結與討論

甘薯莖腐病是細菌性病害在浙江臺州于2015年首次確認；另一種甘薯病害在臺州市于2017年經浙江大學樓兵干教授鑒定為真菌性的鐮刀菌，該病之前在中國大陸未見報道，其病原菌形態特征、病害癥狀與臺灣省2008年報道的甘薯基腐病相似。據劉偉明等[22]報道，近幾年在臺州甘薯上引起莖基部腐爛的病原菌有甘薯莖腐病菌、甘薯白絹病菌、甘薯莖枯病菌以及Fusarium solani.。甘薯莖腐病是屬于細菌性病害，而甘薯基腐病則屬于真菌性病害，因病原菌不同其在甘薯上表現的癥狀也有所不同，甘薯莖腐病發病后導致莖基部腐爛并伴有惡臭；甘薯基腐病發病致莖基部干枯而無臭味。甘薯莖腐病和甘薯基腐病都是以種薯種苗為媒介進行傳播擴散的，因此建立健康種苗制度，嚴格按照《甘薯種苗產地檢疫規程》生產無病種苗，從源頭上減少甘薯病害發生的風險。同時還應把好調運檢疫關，防止帶病種薯、種苗非法調運，阻截病害傳播擴散。在甘薯育苗和扦插前用農用鏈霉素對種薯、扦插苗以及土壤進行消毒處理，在薯苗扦插成活后用77%硫酸銅鈣WP500倍噴淋，對控制病害效果顯著。甘薯基腐病在甘薯品種間存在抗病性差異，而甘薯莖腐病目前還未發現有完全免疫的甘薯品種[7]。甘薯莖腐病菌和甘薯基腐病菌都能附著在病株殘體上成為當年再次侵染源和來年初次侵染源[24]，清潔田園，及時清除病株殘體，并集中燒毀，可降低田間感染源密度。甘薯與非旋花科作物輪作，可有效防止病害在茬口間的傳染；在有水源的地方，發病田盡量考慮與水稻輪作，如果不能與水稻輪作，對薯田淹水14天以上[4]，再整地扦插薯苗，降低甘薯病害發生的風險。

甘薯莖腐病菌和甘薯基腐病菌是新入侵的有害生物，許多問題尚需深入研究。甘薯莖腐病菌和甘薯基腐病菌都能侵染引起甘薯莖基部腐爛，這2種病菌是否存在共生菌相互作用復合侵染，或存在強勢菌單獨侵染引起甘薯發病尚需進一步研究；何時傳入，以何種途徑傳入也有待于進一步考證；農藥試驗結果與甘薯品種抗病性調查尚進一步驗證。甘薯是國內四大糧食作物之一，甘薯產業對應急救災和保障國家糧食安全有著極其重要的作用[2]。鑒于目前生物入侵形勢越來越嚴峻，危害甘薯的新的有害生物風險越來越高，種類越來越多，而生物安全關系到民眾健康、生態環境、社會穩定，更關系到國家安全和國際貿易地位，因此，開展生物監測預警，加強生物風險管控很有必要[25-29]。加強生物入侵防御，維護國家利益[30]，從保障國家糧食安全的戰略高度，加大經費投入，開展協作攻關。研究甘薯主要病害和新入侵病害的致病成因和侵染循環，篩選并推廣殘留期短、環境友好、使用安全的農藥，解決甘薯“無藥”可用問題；研發主要病蟲害的綜合防控技術；研究甘薯病蟲相關抗性基因或生長發育靶標基因，挖掘利用相應抗性基因，突破甘薯分子育種技術瓶頸，培育抗性品種，保障甘薯安全生產。