時濤 李超萍 蔡吉苗 王國芬 陸翠梅 韓全輝 黃貴修



摘 ?要 ?褐斑病是世界木薯種植中的常見病害,也是危害中國木薯的重要病害。在前期工作基礎上,2011—2018年,筆者們對中國木薯主栽區開展了褐斑病的普查及發生規律研究工作。結果表明,褐斑病在中國木薯主要種植區域均有發生,部分地區發病嚴重,主栽品種均不具備抗病性。2個地點3個木薯品種的3年系統病情調查結果表明,病害通常在木薯生長中期發生,隨后逐漸加重,中后期流行為害。田間試驗結果表明,咪鮮胺、多菌靈、丙環唑、保葉清等殺菌劑對褐斑病的危害有較好的減輕作用,建議在生產中推廣應用。
關鍵詞 ?木薯;褐斑病;發生規律;田間藥效試驗
中圖分類號 ?S435.33 ? ? ?文獻標識碼 ?A
Abstract ?Brown leaf spot (BLS) is the common disease on in cassava worldwide, and it is also the important disease in China. Based on the previous study, the investigation and popular characteristic research in China was launched in our lab. The result showed BLS was widely occurred in the main cassava planting areas of China. BLS was seriously happened at partial cassava plantations, and most varieties were sensitive. In three years, the systematic investigation of three cassava varieties in two sites was finished. We found BLS usually occurred in the middle growing stage of cassava, increasing as the disease progressed, then popular and damage at mid-later stage. Field test studied illustrated Prochloraz, Carbendazim, Propiconazole had a better control effect for BLS, which was suggested to be used in cassava plantation.
Keywords ?cassava; brown leaf spot; occur pattern; fungicides effect in field trials
DOI ?10.3969/j.issn.1000-2561.2019.11.012
由亨寧氏釘孢(最初命名為亨寧氏尾孢)侵染引起的褐斑病(brown leaf spot,BLS)是世界木薯種植中的常見病害。該病最早于1885年在非洲東部發現,隨后在亞洲的印度(1904)和菲律賓(1918)發生[1-2],20世紀70年代后研究者發現該病在亞洲、北美洲、非洲及南美洲等木薯種植區均有發生[3]。病原菌主要危害葉片,受侵染葉片最初在背面出現深綠色的小斑點,病斑隨后擴大呈黃色或黃褐色[4]。重病葉片后期黃化、提前脫落,造成植株長勢變弱,產量下降[5]。在巴拿馬[6]、加納[7]、巴西等國,該病常嚴重發生并造成巨大的經濟損失。筆者們在對非洲的烏干達、亞洲的柬埔寨和越南以及拉丁美洲的哥倫比亞等地區的調查中發現,褐斑病仍然是當地的重要病害(未發表資料)。
2007—2010年,李超萍等[8]在對中國木薯主栽區的調查中發現,褐斑病在海南、廣東、廣西、云南等4個省區普遍發生,是發生面積最大的病害。近年來,隨著國民經濟的發展,中國木薯主推品種、耕作制度、種植規模化程度等方面都發生了很大的變化[9]。為了解褐斑病對中國木薯產業的影響,筆者們聯合相關科研機構對主要種植區進行了褐斑病的普查及發生規律研究,以期為該病防控策略的制訂及相關防治技術研發提供依據。
1 ?材料與方法
1.1 ?材料
供試木薯品種華南205、桂熱4號、華南10號、華南8號、南植199、立民等,種莖由中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所、廣西自治區桂林市農業科學院和海南省白沙黎族自治縣農業科學研究所等機構提供。供試殺菌劑共7種,其中可濕性粉劑(WP)和乳油(EC)各3種,微乳劑(MG)1種,其種類及施用濃度等見表1。
1.2 ?方法
1.2.1 ?木薯褐斑病普查 ?參考黃貴修等[4]對病害特征的描述,2011—2018年在中國木薯主栽區進行褐斑病調查,了解病害發生情況。參照黃貴修等[10]有關木薯細菌性枯萎病的監測技術標準,采用五點取樣法進行田間調查。每個地點隨機選取3株,共15株,在每株木薯的上、中、下部不同部位各取5張復葉,共取復葉15張。觀察褐斑病發生情況,估算病斑總面積占葉片面積的比例,按照以下標準進行分級。
0級:無任何病斑;1級:比例1/16以下(含1/16);3級:比例1/16~1/8(含1/8);5級:比例1/8~1/4(含1/4);7級:比例1/4~1/2(含1/2);9級:比例1/2以上。
按照以下公式計算病情指數(DI)。
病情指數(DI)=(∑各病級葉片數×相應病級數值)/(調查總葉片數×最高病害級數)×100
1.2.2 ?木薯褐斑病發生規律研究 ?2016—2018年,分別在海南省儋州市那大鎮、文昌市文城鎮開展褐斑病發生規律研究。儋州市的木薯園為種植木薯多年,且褐斑病常年發生的田塊,品種為華南205;而文昌市木薯園前作為甘蔗,品種為桂熱4號和華南10號;種植面積、株行距、種植時間等見表2,常規水肥管理。木薯種植后,參照1.2.1中的方法,在種植當月至收獲期,每月1次調查病害發生情況。相關氣象信息由中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所氣象站提供。
1.2.3 ?殺菌劑對褐斑病田間防治藥效評價 ?選擇地勢平坦、土質疏松、土壤肥力中等,上一茬種植木薯且褐斑病常年流行的田塊進行。2017年3月在廣東省遂溪縣草潭鎮種植木薯品種華南8號,株行距為1.0 m×1.0 m,平種。試驗設百菌清、氟硅唑、咪鮮胺、甲基托布津、多菌靈、丙環唑、清水對照(CK)等7個處理,每個處理重復3次,共21個小區,小區面積300 m2。小區間設置3行保護行,品種為南植199。8月5號進行第1次施藥,連續施藥3次,每次間隔10 d。第1次施藥時及施藥后30 d進行發病情況調查。參照盧昕等[11]的方法計算各小區防治前及防治后的病情指數(DI)、病害減退率及校正防效,評價藥劑對病害的控制作用。采用5點取樣法,每個小區調查5個點,每個點選擇小區內長勢基本一致的3株木薯,收獲后計算平均產量。
2018年4月,在海南省昌江縣大坡鎮種植木薯品種立民,采用寬窄行起壟種植,株行距為0.6 m×0.6 m×1.1 m(壟寬1.1 m,壟間0.6 m,壟兩邊各種植1行)。試驗設咪鮮胺、多菌靈、丙環唑、保葉清、清水對照(CK)等5個處理,每個處理重復3次,共15個小區,小區面積400 m2,小區間設置4行保護行,品種為華南205。于9月5號參照前述方法進行施藥和病害控制作用評價。
2 ?結果與分析
2.1 ?木薯褐斑病普查
2011—2018年,經過系統性調查,筆者們發現木薯褐斑病在傳統木薯主栽區的廣西自治區南寧市、北海市、玉林市、桂平市、崇左縣、平南縣、隆安縣、馬山縣、武宣縣、鐘山縣和上林縣,海南省儋州市、海口市、文昌市、白沙縣、瓊中縣、屯昌縣、昌江縣和澄邁縣,廣東省云浮市、高要市、陸豐市、連州市、遂溪縣、廣州市和開平市,云南省滄源縣、保山市和文山州,北移種植區的廣西自治區桂林市、江西省余干縣和撫州市、福建省大田縣、湖南省長沙市,以及新推廣區域貴州省望謨縣等地區普遍發生。目前褐斑病仍然是中國木薯種植區發生面積最大的病害,主要調查結果見表3。
廣西自治區南寧市、桂平市、馬山縣、武宣縣、上林縣,海南省儋州市、白沙縣、文昌市,廣東省廣州市、遂溪縣,福建省大田縣和江西省撫州市等地的部分木薯田嚴重受害,木薯生長中期病情指數即在40以上。當前主栽的華南系列、桂熱系列、南植系列、新選系列等品種,新育成的桂熱8號、華南16號、文熱4號,新引進的立民、水果木薯,擬推廣的H1071、JG1301、F499,以及新培育的N209、N266、GZ14-006、R5等種質對褐斑病均不具備抗性。
當年春季種植的木薯,植株高度達到1 m左右,即田間封行后病害即開始發生,生長中后期危害尤為嚴重,當年未收獲以及秋季種植的木薯在第2年春季升溫后繼續發生。不同種植規格、前作作物和種植模式下的木薯園均有病害發生。重病田所有植株均受害,植株上大部分葉片均出現黃褐色的典型病斑,發病葉片變黃并提前脫落(圖1)。不同地區的木薯園受害情況存在差異,分析原因與品種抗性、初始菌量、種植模式、氣候條件等多方面因素有關。
2.2 ?木薯褐斑病發生規律
筆者們分別在海南省儋州市和文昌市的木薯園進行了褐斑病的發生規律調查。結果表明,木薯封行后,植株生長旺盛,對薯園隱蔽作用強,造成田間濕度升高,和高溫共同作用下,有利于病害發生。病害通常在封行后發生并迅速流行,生長中后期嚴重為害,隨后由于氣溫下降,病害開始減輕。田間條件下,病害在苗期同樣有可能發生。
在儋州市那大鎮,木薯品種華南205均為3月份種植。2016和2017年,病害在植后3 m(6月)封行后開始發生,植后4 m即田間流行,但2018年植后1 m(4月)即零星發生。病害發生后,危害逐步加重,連續3年內7月份迅速蔓延,病情指數(DI)也隨之升高,9—11月均為發病高峰期(DI 50以上)(圖2,圖3,圖4)。9月份受害植株出現因病落葉現象,10月份發病葉片大量脫落。受病葉脫落和氣溫降低影響,11月危害程度開始減輕。調查發現,2018年試驗地相鄰的木薯田在2017年同樣受褐斑病嚴重危害,但因故沒有收獲,分析病原菌孢子借助風雨傳播至監測田塊,導致病害在苗期即發生,但病害同樣在植后4個月開始流行(發病率70%以上),分析與苗期植株未封行,田間濕度較低有關。
在文昌市文城鎮分別種植了桂熱4號和華南10號。2016年種植時間為5月份,植后3個月(8月)封行后褐斑病開始發生,隨后逐漸加重,2個品種的木薯田分別在9月和10月出現褐斑病流行情況,11月以后隨著氣溫下降逐漸減輕(圖5,圖6)。2017和2018年種植時間均為4月份,植后3個月(7月)封行后褐斑病開始發生,隨后逐漸加重(圖7,圖8,圖9,圖10),桂熱4號田塊均在8月份開始流行,而華南10號分別在8月和9月進行流行期。2017年2個品種均在11月受害最嚴重(病情指數分別為45.8和41.8),隨后減輕,而2018年桂熱4號在10月份受害最重并出現大量落葉現象(病情指數為66.7)(圖11),植株僅剩上部少量葉片,病情隨后減輕,同時華南10號在11月份受害最重并出現落葉現象(病情指數為54.7)。分析種植時間不同造成植株封行時間不同,因田間濕度不同而進一步影響了病害的始發和流行時間。
儋州市那大鎮的試驗田常年褐斑病流行,田間累積的初始菌量較多,因此病害為害嚴重并在高峰期出現病葉大量脫落的現象。文昌市邁號鎮的試驗田前作為甘蔗,因此2016年種植時病害發生較輕,但隨著種植年限的增加,病害逐年加重,2018年時2個木薯品種均出現因病落葉現象,其中桂熱4號大量落葉(圖5)。種植2個品種的田塊,其褐斑病開始流行時間、相同生育期的發病率和病情指數、落葉情況均存在差異,分析桂熱4號較華南10號更為感病。
2.3 ?殺菌劑對褐斑病田間防治藥效評價
2017年在廣東省遂溪縣評價了6種殺菌劑對褐斑病的田間防效。結果表明,供試的6種殺菌劑對褐斑病均具有一定的控制作用,顯著地降低了病害的危害程度。各藥劑中,丙環唑校正防效為77.7%,效果最好。咪鮮胺和多菌靈分別為72.8%和71.3%,效果和丙環唑接近。百菌清、氟硅唑和甲基托布津防效較低,為55.3%~59.3%(表4)。第1次施藥時褐斑病在田間零星發生,各處理小區的平均病情指數在5.2~7.2,施藥后第2次調查時對照小區的病情指數為42.2,而丙環唑、咪鮮胺和多菌靈等藥劑處理小區為12.1~15.9,另外3種藥劑為19.2~22.7。收獲后調查發現,丙環唑處理的田塊產量為35.6 t/hm2,和對照田塊相比,挽回產量10.1 t/hm2,咪鮮胺和多菌靈處理分別挽回8.0、6.5 t/hm2,其他藥劑也有一定的產量挽回作用。
2018年再次在海南省昌江縣評價了4種殺菌劑對褐斑病的田間防效,發現咪鮮胺、多菌靈、丙環唑、保葉清等4種殺菌劑均能顯著地減輕褐斑病的危害。各藥劑對褐斑病的防效均在70%以上,效果基本相當,其中咪鮮胺和保葉清效果相對最好(表5)。試驗期間,施藥小區由于藥劑的控制作用,僅出現少量新增病葉,原有病葉上病斑擴展變慢。隨著木薯的生長,植株頂部新葉不斷形成,同時下部部分病葉脫落,受害情況明顯減輕,病情指數由25.5~33.5下降為14.5~18.6。相比之下,對照小區病害繼續加重,發病葉片增多,病葉上的病斑面積繼續擴大。雖然部分病葉隨植株的生長而衰老脫落,但病害危害程度顯著加重,平均病情指數由28.8增加至55.7,第2次調查時植株上出現了因病提前落葉現象。收獲時發現各藥劑處理均挽回產量損失8.9~12.5 t/hm2,其中保葉清效果最好。
3 ?討論
1985年,張開明在對我國木薯病害的調查中,發現褐斑病在華南4省區普遍發生,但認為不是重要病害[12]。潘衍慶等[13]隨后發現該病在我國的嚴重發生可造成植株大量落葉、削弱長勢、降低薯塊產量和淀粉含量。李超萍等[8]在2007—2010的調查中發現褐斑病在海南、廣東、廣西、云南等4個主栽區普遍發生,部分地區危害嚴重,華南系列等主栽品種均受害。筆者們普查發現褐斑病同樣在江西、湖南、福建、貴州等種植區普遍發生,發生范圍和重病區域進一步擴大。除主栽品種外,最近育成和引進的新品種、以及擬推廣和新培育的主要種質對褐斑病同樣不具備抗性。目前,該病是生產中必須關注的重要問題。
調查發現,同一田塊相同管理條件下不同木薯品種的褐斑病發生情況存在顯著差異,表明品種抗性水平和病害為害情況密切相關。褐斑病在廣西自治區南寧市、海南省儋州市、廣東省遂溪縣等地區的部分木薯園嚴重發生,這可能和多年連作造成田間病原積累較多以及品種缺乏抗性有關。海南省瓊中縣和白沙縣部分木薯田采用秋種模式,生長中期氣溫和田間濕度較低,氣候條件不利于病害發生,因此發病較輕。海南省白沙縣、廣西自治區天等縣和桂林市部分木薯田前作為甘蔗和玉米,分析危害相對較輕和田間初始菌量較少相關。
國外研究表明,褐斑病是木薯種植中最普遍的病害之一,高溫高濕條件下發病最為嚴重,田間種植5 m后為高峰期[14]。筆者們在海南儋州和文昌2個地點進行了3個主栽品種連續3年的系統調查,發現病害通常在種植3 m(植株封行)后開始發生,生長中后期危害尤為嚴重,發生規律和國外比較類似。木薯植株封行后,其對薯園的隱蔽作用造成田間高濕,分析增大株行距有利于降低田間病害危害程度。
Teri等[15]、Golato等[16]、Prabakar等[17]發現苯菌靈、氧化鐵和氫氧化銅混合物、多菌靈、托布津等藥劑均能有效減輕褐斑病的危害。裴月令等[18]開展了木薯褐斑病菌的室內殺菌劑篩選工作,發現多菌靈、咪鮮胺、丙環唑、百菌清、氟硅唑、甲基托布津等藥劑對病菌孢子萌發均有較好的抑制作用,其中多菌靈、咪鮮胺、丙環唑效果最好。本研究通過田間試驗進一步證明多菌靈、咪鮮胺、丙環唑對中國褐斑病有較好的控制作用,能顯著降低病害的危害程度并挽回產量損失,建議在生產中推廣應用。保葉清是中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所研發的常見葉部病害防治藥劑,筆者們研究發現該藥劑同樣可有效用于褐斑病的控制。
防治指標是指需要進行防治以控制病害損失不超過經濟危害允許水平時的病情指數。病害發生后,投入防治的成本必須低于挽回損失所帶來的經濟效益,這和藥劑對病害的控制效果、人工成本、木薯塊根的價格等多方面因素有關。本研究雖然在廣東和海南地區進行了藥劑對褐斑病的控制作用評價并初步獲得了產量挽回數據,但是不同地區、不同種植模式、不同品種的褐斑病危害狀況和產量損失相關性,以及不同藥劑在不同時期的控制效果等方面還缺少研究。筆者們將在前期工作基礎上,進一步開展不同地區代表性木薯園的病害危害調查和藥劑控制作用研究,以提出褐斑病的防治指標供生產中參考應用。
致謝 ?廣西自治區南寧市武鳴區農業技術推廣中心的李兆貴和陸昆典、廣西自治區亞熱帶作物研究所的田益農和付海天、廣西自治區桂林市農業科學院的周賓、中國熱帶農業科學院廣州實驗站的何時雨和鄭麗、湖南農業大學的宋勇、廣西自治區合浦縣農業科學研究所的肖子盈、云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所的劉光華和段春芳、海南省白沙黎族自治縣農業科學研究所的林東、福建省大田縣農業科學研究所的周高山和李華麗、江西省農業科學院土壤肥料與資源環境研究所的袁展汽和林洪鑫等同志均參與了本研究,在此表示誠摯的感謝!
參考文獻
[1] Hrishi N, Gopinatian Nair R. Cassava production Technology[M]. Trivandrum: Central Tuber Crops Research Institute, 1978: 73-74.
[2] Palomar M K, Martinez M A. Reaction of cassava plants to brown leaf spot infection[J]. Annals of Tropical Research, 1988, 10(1):1-8.
[3] Lozano J C, Booth R H. Diseases of cassava (Manihot esculenta Crantz) [J], Tropical Pest Management, 1974, 20(1): 30-54.
[4] 黃貴修, 李開綿. 中國木薯主要病蟲草害識別與防治[M]. 北京: 中國農業科學技術出版社, 2012.
[5] Terry E R, Oyekan J O. Cassava diseases of Africa reviewed[J]. Span, 1976, 19: 116-118.
[6] Toller R W, Gullar R, Ferrer J B. Preliminary survey of plant diseas in the Republic of Panama, 1955-1958[J]. Plant Disease Reporter, 1959, 43(11): 1201-1203.
[7] Ayesu-Offei E N, Antwi-Boasiako C. Production of microconidia by Cercospora henningsii Allesch, cause of brown leaf spot of cassava (Manihot esculenta Crantz) and tree cassava (Manihot glaziovii Muell.-Arg)[J]. Annals of Botany, 1996, 78(5): 653-657.
[8] 李超萍, 時 ?濤, 劉先寶, 等. 國內木薯病害普查及細菌性萎蔫病安全性評估[J]. 熱帶作物學報, 2011, 32(1): 116-121.
[9] 楊 ?丹, 李超萍, 韋 ?明, 等. 當前中國木薯種植業所面臨的主要植保問題及其對策[J]. 熱帶農業科學, 2017, 37(5): 114-120.
[10] 農業部熱帶作物及制品標準化技術委員會. 熱帶作物病蟲害監測技術規程 木薯細菌性枯萎病: NY/T3005- 2016[S]. 北京: 中國農業出版社, 2016-11-01.
[11] 盧 ?昕, 李超萍, 時 ?濤, 等. 木薯細菌性枯萎病菌防控藥劑的篩選[J]. 熱帶農業科學, 2013, 33(2): 53-56.
[12] 中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所. 1953—2010年科研論文、調研工作報告與譯文選編(第1卷)[M]. 北京: 中國農業科學技術出版社, 2011.
[13] 潘衍慶, 梁蔭東, 張開明. 中國熱帶作物栽培學[M]. 北京: 中國農業出版社, 1998.
[14] Lozano J C, Bellotti A, Reyes J A, et al. Field problems in cassava[M]. 2nd ed. Cali, Colomb: CIAT, 1981
[15] Teri J M, Mtakwa P W, Mshana D. Cassava yield losses from brown leaf spot induced by Cercosporidium henningsii[M]//Tropical Root Crops: Production and Uses in Afica. Ottawa (Canada): IDRC, 1984.
[16] Golato C, Meossi E. Una grave infezione fogliare della manioca in Ghana[J]. Rivista di Agricultura Subtrpicale e tropicale, 1971, 65(1-3): 21-26.
[17] Prabakar K, Raguchander T. Fungicidal control of cassava brown leaf spot caused by Cercospora henningsii Allescher[J]. Madras Agricultural Journal, 2000, 87(7): 537-538.
[18] 裴月令, 時 ?濤, 李超萍, 等. 木薯褐斑病菌的室內藥劑篩選[J]. 熱帶農業科學, 2013, 33(2): 49-52.