安康魔芋軟腐病防治技術初步研究

趙小明,李增義，崔 鳴，陳道明，趙春明，王 鵬，夏曾潤,李建國，尹 恒

(1.中國科學院 大連化學物理研究所，遼寧大連 116023；2.陜西省安康市農業技術推廣中心，陜西安康 725000；3.陜西省鎮坪縣農業技術推廣站，陜西鎮坪 725600；4陜西省白河縣農業技術推廣站，陜西白河 725800；5.陜西西大華特科技實業有限公司，西安 710075;6.農業農村部富硒產品開發與質量控制重點實驗室，陜西安康 725000)

魔芋(AmorphophalluskonjacK.Koch)又名蒟蒻，屬于天南星科(Araceae)多年生草本植物，是目前發現的唯一一種富含葡甘露聚糖的植物。魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan，KGM)有非常高的藥用價值，做為一種健康產品，在亞洲國家和美國被廣泛使用，其在紡織、化妝、環保和軍工等方面也有廣泛用途，因此魔芋是應用最廣的植物之一[1-2]。中國魔芋資源主要分布在湖北、陜西、四川和云南等省，尤以湖北以西秦嶺以南的漢中盆地和四川盆地周圍的山區種植最為普遍[3]。據不完全統計，2017年的魔芋規模化種植面積達10多萬 hm2，工農業總產值達數百億元，是名副其實的小作物大產業。

安康魔芋種植已有千余年歷史，近幾年安康市魔芋種植發展迅速。2014年全市魔芋種植面積1.3萬hm2，2019年面積已達3.75萬hm2，以安康為主的陜南山區成為全國四大魔芋種植區之一。隨著種植面積的擴大，連茬種植，魔芋品種抗病性差，使得魔芋病蟲害發生嚴重，據調查，魔芋軟腐病發病田病株率一般為10%～30%，軟腐病發生嚴重的田塊病株率高達90%以上[4]。魔芋軟腐病被稱為魔芋的“癌癥”[3]，造成產量損失往往可達20%～50%，發生嚴重的損失更高，已成為限制魔芋產業發展的主要因素[5]。

據報道，引起中國魔芋軟腐病的病原菌有3種，分別為胡蘿卜軟腐歐文氏菌胡蘿卜軟腐亞種(Pectobacteriumcarotovorumsubsp.carotovorum(Pcc))[6]、胡蘿卜軟腐果膠桿菌(Pectobacteriumaroidearum)[7]及腸桿菌屬(Enterobactersp.)[8]，安康、漢中魔芋軟腐病菌為胡蘿卜軟腐果膠桿菌[9]，安康嵐皋縣魔芋軟腐病菌是胡蘿卜軟腐果膠桿菌胡蘿卜軟腐亞種[10]。魔芋軟腐病的傳播途徑多樣，種傳是魔芋軟腐病病原遠距離傳播的主要形式，近距離傳播途徑有雨水飛濺傳播、地下水傳播、田間病殘體傳播和傷口傳播等[5.11]。軟腐病菌侵染途徑較多，可從幼嫩組織(根、芽鞘等)、傷口進行侵入，其中傷口是最為主要的侵入途徑，軟腐病菌不能直接侵染完整的球莖，但可以通過新的腐爛體侵染被感染的球莖；另外，魔芋的芽鱗、根和帶傷球莖也可直接被侵染[12]。中國花魔芋分布最廣，種植面積最大，花魔芋對軟腐病和白絹病抗性較差[4]。這些原因給魔芋軟腐病的有效防治帶來很大困難，傳統化學藥劑的防治效果不理想.在魔芋生物防治方面，微生物農藥、天然提取物農藥、抗病基因克隆、生物農藥等不斷推出，但至今還沒有一種有效適用的技術來防治魔芋軟腐病[13]。急需研究魔芋軟腐病新的防治技術。

植物誘導抗病性是國際上近期興起的重要農業研究領域，利用植物誘導抗病性被認為是植物保護的新途徑和新技術[14-15]。寡糖植物免疫誘導劑具有提高農作物抗病、抗寒、抗旱及促進生長等功能，已在農業生產的病害防治及提高作物抗逆性提高方面發揮了較大的作用[16-17]。本試驗應用寡糖提高魔芋免疫力技術，結合使用細菌性殺菌劑，進行魔芋軟腐病防治技術的初步研究，結果總結如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試藥劑 5%殼寡糖(Chitooligosaccharide，縮寫 COS，陜西西大華特科技實業有限公司)、3%噻霉酮(Benzothiazolinone，縮寫BTN，陜西西大華特科技實業有限公司)、5%海藻酸鈉寡糖(Alginate oligosaccharides ,縮寫AOS，中國科學院大連化學物理研究所)、1 000萬單位農用鏈霉素(Streptomycin，市購)、壬菌酮(Cuppdd nonyl phenolsul～nate,縮寫CNPN，西安鼎盛生物化工有限公司)。

1.1.2 供試品種 花魔芋。

1.2 試驗處理

1.2.1 種芋浸種處理 ①5%殼寡糖稀釋1 000倍；②3%噻霉酮稀釋20倍；③海藻酸鈉寡糖稀釋1 000倍；④5%殼寡糖稀釋1 000倍+3%噻霉酮稀釋100倍；⑤5%海藻酸鈉寡糖稀釋1 000倍+3%噻霉酮稀釋100倍；⑥1 000萬單位農用鏈霉素可濕性粉劑兌水20 kg液；⑦CK(清水)。浸種5 min，撈出瀝干播種。

1.2.2 種芋拌種處理 ①5%殼寡糖稀釋50倍；②3%噻霉酮稀釋20倍；③5%海藻酸鈉寡糖稀釋50倍；④3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍；⑤3%噻霉酮稀釋100倍+5%海藻酸鈉寡糖稀釋100倍；⑥用1 000萬單位72%農用鏈霉素可濕性粉劑稀釋4 000倍液；⑦CK(不處理)。噴霧拌種后，晾干播種。

1.2.3 浸種處理結合生長期噴藥處理 處理種芋用3%噻霉酮稀釋200倍浸種處理，于7月中旬開始噴藥，間隔10～15 d。采用當地常規措施—農用鏈霉素處理種芋為對照，噴施清水 (表1)。

表1 生長期噴藥處理Table 1 Spraying treatment during growth period

1.2.4 種芋拌種處理結合生長期噴藥 種芋用稀釋200倍的3%噻霉酮藥劑均勻噴霧拌種，晾干后播種供處理用。對照不拌種。在生長期的噴霧處理：①5%殼寡糖與3%噻霉酮輪用或混用噴霧；②海藻酸鈉寡糖與3%噻霉酮輪用或混用噴霧；③對照，噴等量清水。

1.3 田間設計

種芋浸種處理、種芋拌種處理及浸種處理結合生長期噴藥處理采用小區試驗。小區試驗采取隨機區組排列，每個處理重復3次，每小區面積10 m2(5 m×2 m)。每小區種兩壟，每壟種2行，每行種13窩，株距38 cm。玉米與魔芋套種，每小區種植1 行玉米遮陰。種芋拌種處理結合生長期噴藥采用大區試驗，兩個處理的面積分別為225.5 m2，對照面積為143.5 m2。各處理間隔 1 m，試驗區內采用橫向起壟方式，1.5 m起壟，種植雙行，株距0.3 m；沿壟邊(同一壟側)種植一行玉米。

1.4 試驗實施

種芋處理及生長期噴藥試驗安排在在安康市鎮坪縣華坪鎮團結村進行，海拔1 200 m，土地平坦、中等肥力，土壤為沙壤土，前茬為冬閑地。種芋拌種處理結合生長期噴藥試驗在白河縣宋家鎮雙喜村三組，海拔609.9 m，土地平坦、中等肥力，土壤為沙壤土，前茬為冬閑地，該處理采用大區試驗。選擇大小基本一致的種芋，單個種芋質量為90～110 g，正負相差10 g(標準單芋質量100 g)。播種前晾曬魔芋種芋，采取開溝條播。4月中旬播種，及時進行人工除草、清溝排濕等田間管理。

1.5 調查內容

出苗期調查出苗率，發病期定期調查發病情況，倒苗期進行最后一次病害調查，計算防治效果，在11月下旬收獲魔芋，統計產量。

相對防效=(對照區發病率-處理區發病率)/對照區發病率×100%

發病率=第一次調查到最后一次調查發病株數的總和/調查株樹×100%

1.6 統計分析

小區試驗采取完全隨機區組設計。以小區試驗3次重復的平均值進行SNK檢驗(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 浸種處理對魔芋生長及軟腐病控制效果

浸種試驗結果(表2)表明，殼殼寡糖、海藻酸寡糖、3%噻霉酮處理對魔芋的出苗率有一定的促進作用，高于對照及農用鏈霉素處理，由于重復之間出苗不均勻，差異較大，從統計分析結果看差異不明顯。

表2 不同藥劑浸種下魔芋出苗、軟腐病防效及產量Table 2 Konjac emergence,soft rot prevention and yield under seed soaking with different agents

從發病調查結果可以看出，浸種處理對魔芋軟腐病防治效果較差，3%噻霉酮浸種處理發病率最低為14.78%，防效為51.17%。3%噻霉酮處理產量最高，比對照高產量提高20.62%；比農用鏈霉素處理高111.3%。其他藥劑浸種處理的防效和產量都低于對照。

2.2 拌種處理對魔芋生長及軟腐病控制效果

在播種前按照各處理要求配好藥液，用噴霧器均勻噴施在種芋的整個表面，噴濕而液體不流淌為止，晾干后播種。試驗結果(表3)表明，5%殼寡糖稀釋50倍、3%噻霉酮稀釋20倍、3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍處理對魔芋出苗有明顯的促進作用，出苗率在73%以上，出苗率分別為75%、73.72%、73.08%。由試驗結果看出，對照的種芋出苗率僅為49.35%，說明種芋帶菌率較高。

表3 不同藥劑拌種下魔芋生長、軟腐病防效及產量Table 3 Konjac growth,soft rot prevention and yield under seed dressing with different medicaments

研究結果表明，供試藥劑拌種處理對魔芋軟腐病均有一定防效，其中噻霉酮、農用鏈霉素及殼寡糖單劑處理效果好于其他處理，最好的是噻霉酮處理，防效為68.92%，其次為農用鏈霉素和殼寡糖處理，防效分別為56.49%和55.36%。殼寡糖和海藻酸寡糖分別與噻霉酮混用，有降低防效的趨勢，3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍處理防效為39.69%，3%噻霉酮稀釋100倍+5%海藻酸鈉寡糖稀釋100倍的防效為26.65%。

產量統計結果表明，5%殼寡糖稀釋50倍、3%噻霉酮稀釋20倍、3%噻霉酮稀釋100倍液+5%殼寡糖稀釋100倍處理產量分別提高 110.96%、109.42%、97.11%。農用鏈霉素提高產量2.12%，海藻酸寡糖處理提高產量 1.73%。

2.3 浸種處理結合生長期噴藥處理

按照生長期噴藥的要求配制各藥劑，7月18日、7月27日、8月9日、8月17日、8月31日進行噴藥處理，在收獲時調查魔芋球莖的病情指數，統計產量。結果表明(表4)，葉面噴施3%噻霉酮和殼寡糖(5%殼寡糖)、3%噻霉酮和海藻酸寡糖處理能較好防治魔芋軟腐病。葉面噴施5%海藻寡糖1 000倍+3%噻霉酮1 000倍處理防效最高，防效為 41.65%，產量提高61.43%；其次為5%殼寡糖1 000倍+3%噻霉酮1 000倍處理，防效為29.29%，產量提高52.86%；噴施壬菌酮和高鉀肥的防效為20.05%，產量提高40%。

表4 葉面噴施不同藥劑防治魔芋軟腐病效果Table 4 Control efficiency of spraying with different agents on leaves against konjac soft rot

2.4 種芋拌種處理結合生長期噴藥

試驗在安康市白河縣宋家鎮雙喜村三組進行，海拔609.9 m，采用大區試驗方法，兩個處理的面積均為225.5 m2，對照面積為143.5 m2。處理1、2各用種102 kg，種植1 200窩。對照種芋用種65 kg，種植630窩。處理及實施時間見表5。

表5 種芋拌種結合生長期噴藥處理Table 5 Seed dressing combined with spraying treatment during growing season

試驗結果(表6)表明，用噻霉酮稀釋200倍拌種，對魔芋的出苗率有明顯促進作用，噻霉酮拌種出苗率為79.7%～98.75%，沒有拌種的對照出苗率為38.1%。生長期噴施寡糖和噻霉酮，對魔芋軟腐病有明顯的防治效果，5%殼寡糖與噻霉酮聯用處理，5%海藻酸寡糖與噻霉酮聯用對魔芋軟腐病的防效分別為 50.95%和70.72%。兩個處理產量分別提高 457.32%和298.28%，平均單個球莖質量高于對照，兩個處理平均單個球莖質量分別為0.26 kg、0.25 kg，對照平均單個球莖質量為0.20 kg。

表6 拌種結合噴霧處理對魔芋軟腐病控制效果Table 6 Control effect on konjac soft rot under treatment of seed dressing combined with spraying

同時調查不同時期各處理魔芋軟腐病的發病情況，結果見圖1。調查發現兩種處理對魔芋軟腐病發病高峰期得到有效控制，處理1和處理2的發病高峰為8月21日前后，對照發病高峰為7月25日至8月21日，處理后發病高峰推遲20 d左右，切高峰期發病率低于對照的發病率，對照在7月25日、8月21日的發病率分別為10.81%和9.17；處理1和處理2在8月21日的發病率分別為5.71%和4.91%。

從試驗結果可以看出，用噻霉酮拌種，在發病初期再用殼寡糖或海藻酸寡糖結合噻霉酮噴施植株，對魔芋軟腐病有較好的防治效果，在生產上可以進行大面積示范推廣。

3 討 論

魔芋產業正成為中國西部經濟發展中最具成長潛力與競爭優勢的地方特色資源產業，種植面積不斷擴大。但魔芋軟腐病一直是威脅魔芋生產的頭號病害；因此，研究魔芋軟腐病防治技術對魔芋生產具有重要意義。

在生產上用農用鏈霉素防治魔芋軟腐病，主要采用灌根和噴施的方法。Huang等[18]報道用鏈霉素灌根對魔芋軟腐病有較好的防治效果，灌根3次的效果最好；李江濤[19]報道使用72%農用硫酸鏈霉素進行灌根處理防治效果可達89%。但農用鏈霉素已被國家禁用，需要研發新的有效產品和技術。本試驗結果表明，供試藥劑浸種處理種芋，噻霉酮浸種對魔芋軟腐病有一定防治效果，農用鏈霉素、殼寡糖及海藻酸寡糖浸種處理發病率與對照沒有差異。主要原因是浸種后，瀝干藥液，但魔芋表面的水分可能較大，使得魔芋軟腐病容易侵染，導致防效較差，說明浸種處理方式不適合魔芋軟腐病的防治。同時也表明種芋帶菌嚴重，且魔芋種植后大約2個月出苗，種芋帶菌容易造成種芋在沒有出苗前腐爛。在嵐皋試驗中，浸種處理的出苗率都很差，出苗率在20%左右，只有3%噻霉酮處理的出苗率達到66%。

種芋處理是防治魔芋軟腐病的關鍵技術環節，試驗結果表明拌種處理對魔芋軟腐病有較好的防治效果，拌種處理出苗率高，發病率低。調查結果顯示，噻霉酮和殼寡糖拌種處理提高魔芋產量效果很明顯，除過防病因素外，與兩種物質促進魔芋生長有密切關系，殼寡糖和噻霉酮處理魔芋植株生長旺盛，筆者調查了處理對魔芋植株生長的影響，每個處理隨機調查10株，結果顯示，殼寡糖和噻霉酮處理，植株平均高度分別為71.8 cm和67.4 cm,而對照株高為56 cm；葉柄基部直徑分別為2.2 cm和1.9 cm,對照的葉柄基部直徑1.8 cm；葉幅分別為67.2 cm和63.8 cm,對照的葉幅為 54.8 cm。

季家興[6]研究發現，溫度在30 ℃以上時，魔芋軟腐病致病菌的生長速度更快，運動性也更強,軟腐病致病菌表現出更強的侵染能力。在細菌群體數量達到一定閾值后，果膠酸裂解酶和聚半乳糖醛酸酶可在24 ℃、30 ℃和37 ℃下旺盛分泌。果膠酶是致病過程中最重要的酶。這些酶分解并利用中間薄層和細胞壁的果膠質，造成組織瓦解，細胞破壞及細胞質滲漏，從而導致軟腐病的發生[20]。季家興[6]應用6種外源性化學藥劑試驗，觀察其軟腐病抗性誘導效果，結果表明：魔芋軟腐病致病菌的侵染速度在水楊酸(SA)、香豆酸(p-CA )或肉桂酸(CA)處理后的魔芋試管苗葉片和田間植株中均明顯放緩；SA、p-CA、CA處理可促進魔芋葉片細胞的氧化迸發，提高其防御軟腐病菌侵染的能力。本研究應用噻霉酮和寡糖共同使用防治魔芋軟腐病，一方面應用噻霉酮控制病原菌數量；另一方面，寡糖具有促進活性氧迸發，提高植物的免疫力[21]，使用寡糖能誘導魔芋的抗病性。試驗結果表明寡糖與噻霉酮結合使用，不僅降低發病率，還延遲發病高峰期，壓低高峰期病害的發病率，達到較好的防治效果，同時有助于提高魔芋產量。

拌種處理結合噴施寡糖和噻霉酮，提高魔芋產量的主要原因在于：一方面是種芋處理對種芋帶病原菌侵染有殺菌作用，對種芋發芽有較好的保護作用，增加出苗率，為保障魔芋產量奠定基礎；另一方面寡糖提高魔芋的抗病性和抗逆性(抗寒、抗高溫)，有利于提高魔芋的產量。

對魔芋軟腐病的防治研究有較多報道，主要進行藥劑篩選試驗，用單一的藥劑進行種芋處理或噴霧處理，在化學藥劑方面，報道效果較好的有甲基硫菌靈、鏈霉素、噻菌銅、可殺得等[22-24]。由于魔芋軟腐病侵染和發病時間比較長，藥效難于長時間維持，很難有效控制魔芋軟腐病的發生。在生物防治方面，已報道的魔芋軟腐病生防芽孢桿菌主要有枯草芽孢桿菌(B.subtilis)、解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)和蘇云金芽孢桿菌(B.thuringiensis)[25]。研究發現，低濃度的密旋鏈霉菌灌根接種有利于魔芋出苗;純菌劑的促生效果最好，促進魔芋有機物質的積累；魔芋展葉期灌根接種密旋鏈霉菌菌劑能有效控制軟腐病的發生。劉金龍等[26]報道，在魔芋生長期間葉面噴施復合菌劑肥3 次對魔芋軟腐病有較好的防治效果，但對魔芋軟腐病的生物防治還處于單劑應用的試驗階段，防治效果有限。本試驗將噻霉酮較好的殺菌效果與寡糖提高魔芋免疫力相結合，用于魔芋軟腐病防治，取得較好防治效果。

在大田試驗中發現，魔芋軟腐病在8月下旬會突然爆發，可能與細菌的群體效應有關，因此在后續的研究中，應考慮把群體效應淬滅因子應用于防治技術中，以提高防治效果。