向日葵菌核病防治措施研究進展

李雨濃

（黑龍江省農業技術推廣站 黑龍江哈爾濱 150090）

向日葵（Helianthus annuusL.）是世界重要的油料作物之一，兼具油用和食用特點，比較效益高，在世界各地均有廣泛種植。 我國是向日葵生產和消費大國，年播種面積穩定在100 萬hm2左右，總產量在250 萬t 左右，是我國第4 大油料作物。 受諸多因素影響，產地和面積重心西移，東北三省、山西和河北種植面積下降明顯，而內蒙古、新疆和甘肅逐漸成為向日葵主產區。 隨著農業科技發展，我國向日葵單產和總產呈上升趨勢，與此同時，頻發的各種病害也已成為制約其快速發展的瓶頸， 尤其以被稱為向日葵“癌癥”的菌核病最為嚴重，該病是一種世界性真菌病害， 其病原菌為核盤菌 ［Sclerotinia sclerotiorum（Lib.） de Bary］，以菌核、子囊孢子和菌絲體形式存在，可在700 多種植物寄主上引起病害癥狀。 該病可侵染向日葵的根、莖、葉和花盤等不同部位，引起根腐、莖腐、葉腐和盤腐，嚴重時引發整株死亡，造成大面積減產甚至絕收， 是制約向日葵產業發展的主要病害之一。 本文作者通過對向日葵菌核病的影響因素及防治措施等方面的最新研究進展進行綜述，以期為向日葵菌核病的防治及科研提供理論參考。

1 影響病原菌生長的主要因素

1.1 溫度的影響

研究表明，菌核在5～30℃均能進行菌絲萌發，最適溫度為25℃， 而達到30℃時菌絲萌發后無法形成菌核，菌核致死溫度為70℃（處理10 min）[1]。 培養溫度在20～25℃最有利于菌核快速形成且大粒菌核數量較多[2]。 菌核萌發產生子囊盤的溫度范圍在15～25℃，最佳溫度為20℃[3]。 Fall 等[4]認為平均土壤溫度在21.5～23.5℃時可觀察到子囊盤的高峰數量。子囊孢子萌發的最適溫度范圍在15～25℃[5]，也有研究表明子囊孢子在21℃保濕培養時萌發最佳， 顯著高于10℃或30℃的處理[6]。 子囊孢子侵染花盤的最適溫度為20～25℃[7]。 以上研究表明，20～25℃是菌核病菌各形態萌發及形成的關鍵溫度范圍， 盡量將防治措施控制在此溫度范圍內進行，在一定程度上可提高防治效果。

1.2 濕度的影響

濕度是影響核盤菌萌發的重要因素之一， 土壤干燥時不利于菌核萌發形成子囊盤。 研究表明，菌核萌發和子囊盤形成的最適土壤相對濕度為80%～90%[8]。在不同含水量條件下，較小的菌核吸水速率顯著快于較大的菌核， 而菌核含水量對子囊盤的萌發有顯著影響[9]。Abdallah 等[10]的研究發現，相對濕度為98.6%最適合病原菌的生長和菌核形成。 通過氣象因子分析可知， 降水量是影響向日葵菌核病發生的關鍵因子，與菌核病的發生呈顯著正相關[11]，降雨量增加了田間濕度，引起發病率增加。 因此，通過合理的中耕整地，疏松耕層，可降低土壤含水量并改善土壤環境，是降低菌核病的有效田間管理措施。 另外，卜浩宇等[12]研究認為，灌水處理后土壤中菌核萌發率比未灌水處理降低了27%， 菌核接種后發病株率顯著低于未經灌水但混有菌核的處理， 這可能與灌水后形成了厭氧土壤環境，不利于菌核萌發有關。

1.3 光照的影響

光照對核盤菌具有一定的影響。 有研究表明，增加光照時間有利于菌核菌絲萌發及菌核形成[1]。 也有研究者認為菌核萌發不需要光， 但子囊盤形成需要散射光[8]。 劉秋等[5]利用4 種光照處理菌核，結果顯示黑暗無光及室內白天自然光2 種處理， 菌核產生的子囊盤柄均不能形成子囊盤， 并且明確子囊盤具有明顯的向光性。 因此，采取一定程度的避光處理可以減少菌核及菌絲萌發和子囊盤形成。 有研究者對生菜不同覆膜菌核病防效進行研究，結果表明，黑色膜全覆蓋的防效高于白色膜全覆蓋， 但差異不顯著[13]。目前， 在向日葵上進行遮光處理防控菌核病尚未見報道，實際防治效果還有待進一步明確。 另外，日照時數與菌核病發生程度呈顯著負相關， 即日照時數增加，晴好天氣增多，可抑制土壤傳播菌核病發生程度的加重[14]，這可能與晴好天氣在一定程度上創造了低濕環境有關。

1.4 碳源、氮源的影響

菌絲生長最佳的碳源、 氮源分別為甘露糖及天門冬酰胺，子囊孢子萌發的最佳碳源為麥芽糖、葡萄糖[5]。 菌核菌絲萌發的最佳碳源和氮源分別為蔗糖和蛋白胨， 形成菌核的最佳碳源和氮源分別為乳糖和硝酸銨[2]。 也有研究認為乳糖、可溶性淀粉、麥芽糖、鼠李糖、甘露醇有利于次生菌核的成熟，而含有甘露糖的培養基產生菌核數量較多[2]。 Phillip 等[15]認為葡萄糖作為碳源單獨在核盤菌的草酸產生和致病性中起主要作用。 Bueno 等[16]闡述了核盤菌產生的蛋白酶在宿主致病過程中的重要作用，認為果膠、葡萄糖等不同碳源均能提高蛋白酶活性，并增加表達量，從而促進菌核病侵染過程。 碳源、氮源是菌核病各形態萌發生長的營養來源， 是否可通過降低土壤碳和氮成分（降低肥料施入）和改良向日葵植株體內各種糖成分及含量等方式來降低或抑制菌核病發生， 還有待科研工作者進一步探索。

綜上所述，不同的溫度、濕度、光照及營養對菌核病的萌發、生長及危害程度具有影響，通過不同農技措施的使用， 創造對菌核病各形態萌發生長不適的土壤環境條件， 可在一定程度上抑制菌核病的危害程度。

2 防治措施

2.1 栽培措施對菌核病的防治

2.1.1 控制初侵染源 生產實踐表明， 建立合理的輪作制度，特別是與禾本科作物如小麥、玉米、高粱等進行倒茬種植，可降低發病風險，應避免與大豆、南瓜、油菜等作物輪作。 菌核病一般以菌核形式混雜在土壤及殘留物中越冬， 大多分布在0～10 cm 的土層中。 因此，通過精細整地可有效減少菌核病初侵染源，一般深翻深度在25～30 cm，結合灌田或冬季灌水等措施，創造土層下的厭氧環境，使菌核難以萌發并可加速腐爛。 另外，及時清理田間地上物殘體，集中深埋或焚燒，也是清除侵染源的有效手段。

2.1.2 調控播期 卯旭輝等[17]在甘肅民勤縣菌核病發生嚴重的地區進行不同播期試驗，結果表明推遲播期可降低向日葵菌核病的發生程度，并將5 月20 日左右確定為最適播期。周園園等[14]認為生產上采用推遲10 d 播種，既可降低菌核病的發生，又可提高向日葵產量。梁根生等[18]對隴葵雜4 號進行菌核病發病規律試驗，也明確了晚播發病率明顯低于早播，并可降低菌核病的發病率。 因此，可通過合理推遲播期使菌核萌發期和花盤發病盛期盡量錯開， 達到降低菌核病發生、傳播的目的。

2.1.3 合理密植 研究發現， 向日葵菌核病的發生與種植密度呈負相關，株距對菌核病（盤腐）病情指數的影響達到極顯著負相關水平[14]。合理降低種植密度可降低菌核病的發生[18]。過大的種植密度易造成植株郁蔽，使田間相對濕度增大，為菌核病的發生創造了適宜的環境， 因此在兼顧產量的條件下進行合理密植是降低菌核病發病率的有效措施。

2.1.4 肥料施用 肥料是作物生長最重要的養分來源，適量減少氮肥，增施磷、鉀肥有利于減輕或減少菌核病的發生。 Li 等[19]利用含3%硼的葉面肥開展試驗，在每100 mL 馬鈴薯葡萄糖液體培養基中含0.5 mL葉面肥濃度下， 油菜離體葉片中酚類化合物水平提高了2 倍，菌核病斑大小顯著減少（P＜0.05）。 含硒的亞硒酸鹽作為一種葉面肥， 可以被向日葵吸收并轉化為硒代蛋氨酸， 可提高向日葵對菌核病菌侵染的防御反應，延遲病斑發育[20]。 有機質肥料可改善土壤環境，是良好的耕地用肥，Tao 等[21]利用豬糞厭氧發酵產生的沼液原液和不同貯藏時間的原液離心上清液按5%的添加量添加在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基中， 對核盤菌等7 種植物病原真菌菌絲生長情況進行研究， 結果表明，7 種真菌菌落大小和絕對生長速率顯著低于空白對照。 因此，沼液在菌核病防治中具有潛在的抑制作用， 同時還可以減少化學殺菌劑的使用。

2.1.5 化學藥劑防治 化學藥劑防治菌核病是目前最主要的防治手段，但不同類型藥劑作用機制不同，鄭立秋等[22]對40%菌核凈可濕性粉劑（二甲酰亞胺類）、99%惡霉靈原藥粉劑（異惡唑類）、10%丙硫唑懸浮劑（三唑類）等3 種殺菌劑對向日葵核盤菌進行了毒性測定， 結果表明，3 種殺菌劑對核盤菌的抑制作用機制不同， 生物毒性上丙硫唑對核盤菌的抑制最顯著； 生理毒性上菌核凈對細胞膜透性和草酸含量抑制效果最顯著， 丙硫唑對麥角甾醇含量的抑制效果最顯著。

種衣劑開發和利用對菌核病的預防具有重要作用。 劉紅亮等[23]對18 種常用殺菌劑進行種子包衣藥劑篩選，在室內毒力測定試驗中，篩選出10 種藥劑對菌核病菌具有良好的抑制作用， 且藥劑質量濃度低于2.5 μg/mL 時不會抑制種子萌發，可作為種衣劑進行使用， 其中，20%苯醚甲環唑水乳劑和25%戊唑醇水乳劑效果最佳，20%松脂酸銅微乳油、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑、15%三唑酮可濕性粉劑、50%己唑醇微乳劑、10%氟硅唑水分散顆粒劑、12.5%腈菌唑微乳劑、40%嘧霉胺懸浮劑和50%異菌脲可濕性粉劑等8 種藥劑效果良好。 也有研究者認為傳統藥劑的大量重復使用會導致病原菌出現一定抗藥性， 如多菌靈[23]、戊唑醇[24]在試驗中表現中抗，防治效果不佳。

啶酰菌胺是一種煙酰胺類殺菌劑， 近年來在菌核病防治方面關注度較高。 有研究表明，啶酰菌胺不僅能夠降低子囊孢子的侵入、阻止子囊孢子芽管再侵染和有效抑制菌核產生的數量（抑制率84.62%），而且降低產生菌核的干重，防治前景十分廣闊[25]。 張海洋等[26]在黑龍江大慶和齊齊哈爾甘南向日葵種植區自然發病地區開展向日葵菌核病菌藥劑防治試驗，結果表明，田間藥效試驗中，50%啶酰菌胺750 g/hm2施藥后14 d 對向日葵菌核病的防治效果最好， 平均防效達到89.68%；室內毒理試驗中，50%啶酰菌胺對子囊孢子抑制作用最強， 其EC50值為0.056 3 μg/mL。另外， 不同作用機制的殺菌劑復配使用可以延緩病原菌抗藥性，增強防控效果。 陳柳等[27]通過藥劑復配試驗表明， 啶酰菌胺與咪鮮胺復配能夠顯著降低草酸分泌量和細胞壁降解酶活性， 對菌核病防控作用明顯優于單劑處理。

2.1.6 生物拮抗菌防治 芽孢桿菌 （Bacillussp.）可以分泌多種拮抗物質，抑菌廣譜性好。 張一名等[28]分離鑒定出枯草芽孢桿菌菌株S-16 顯著抑制向日葵核盤菌菌絲生長和菌核形成，2×106CFU/mL 濃度的S-16 菌液在離體葉片及幼苗上防效可達94.62%和94.21%。 張玉蓉等[29]在1×108CFU/mL 濃度下，從33 株內生菌株中篩選出1 株對菌核病離體防效達100%的菌株KB3， 溫室盆栽條件下防治效果達79.47%，培養基接菌抑菌率為68.46%。芽孢桿菌菌株NM63、JQ134、J7 和J33 等在向日葵離體葉片防效試驗中表現突出[30]。 部分研究也發現一些菌株如BY-2[31]、LHS11 和FX2[32]等能夠顯著抑制油菜菌核病，但其在向日葵上的拮抗試驗還有待開展。 另外，地衣芽孢桿菌CFU[33]、貝萊斯芽孢桿菌菌株BPC6[34]和X49[35]等在不同作物的抗菌試驗中的防治效果也表現較好。 研究表明， 貝萊斯芽孢桿菌對核盤菌等6 種土傳病原菌均具有抑菌活性[36]，防治土傳病害潛力大，可進一步開發利用。

木霉（Trichodermaspp.）對土傳真菌病害防治效果良好，廣泛應用于生物防治、肥料及土壤改良劑[37]，對向日葵菌核病菌也具有較強拮抗能力。陳玉蓉等[38]篩選出N862（深綠木霉）、N246（長枝木霉）和X102（哈茨木霉） 等3 株木霉菌， 在1×107CFU/mL 濃度下， 其對向日葵菌核病菌的生長抑制率分別為90.27%、87.87%和91.22%， 對病斑擴展的抑制率分別為96.46%、90.62%和63.84%， 具有良好的防病效果。 通過2 種木霉防效差異，哈茨木霉對菌核病病原菌的作用效果優于綠色木霉[37]，在減少向日葵菌核形成方面也具有一定潛力[39]。此外，SALQ-1306（哈茨木霉）、BRM-29104（棘孢木霉）[40]和UD12-102（哈茨木霉）[41]等菌株也被挖掘出來，在促進菌核病的生物防治方面具有較好的效果。

其他生物拮抗菌在防治方面也具有顯著效果。鏈霉菌菌株（Streptomycessp.）Z9、ZX6 在向日葵離體葉片對核盤菌防控效果顯著， 并且在與芽孢桿菌進行復配后活體防效在80%以上[30]。黏質沙雷氏菌（Serratia marcescens）菌 株LIEB54[42]、LIEH92[43]可致核盤菌菌絲生長畸形， 在向日葵菌核病防治中具有一定的生防潛能。 銳形鐮刀菌菌株ax2[44]、深紅沙雷氏菌菌株N22[45]具有拮抗應用研究價值。 盾殼霉（Coniothyrium minitans）也是一種生防菌，通過寄生核盤菌菌核降低初侵染源來達到防控效果[46-47]。

2.2 選用抗（耐）病品種

由于向日葵菌核病抗性受多基因控制， 屬數量性狀，品種年度間地點間抗性差異較大，截至目前，還沒有對菌核病免疫的抗病資源， 但種質資源之間的抗性差異是存在的， 因此不斷進行抗性篩選鑒定對于菌核病防治至關重要。 劉佳等[48]鑒定出34 份對盤腐型菌核病表現中抗以上的向日葵品種， 其中赤CY101、龍葵雜4 號等12 份表現抗病，赤葵3006、新葵22 號等21 份表現中抗水平。卜浩宇等[49]在不同地點對69 份品種 （系） 抗菌核病鑒定試驗， 鑒定出赤CY102 等多份發病較輕的優良品種。 Filippi 等[50]對137 份自交系進行抗性評估， 通過表型特征變量和主成分分析全面評估菌核病抗性， 確定ALB2/5261和5383 2 種新的抗菌核病自交系。 向日葵野生種存在抗性較強的資源， 通過雜交選育可改良現有品種抗性。

3 展望

菌核病被稱為向日葵“癌癥”，防治難度大，是生產上急需解決的主要問題之一。 而生產上免疫或高抗品種幾乎沒有， 這也是今后品種抗性改良的難點和重點。 與非侵染作物如禾本科玉米、小麥進行合理輪作是降低菌核病發生最有效栽培措施， 同時結合控制播期和密度及合理施用肥料等手段， 有效調控土壤種植環境， 對控制病害及保護耕地可持續性利用效果顯著，但受比較效益的影響，仍存在較為普遍的重迎茬問題， 如何破解收益與合理輪作的矛盾關系也是今后值得探討的方向。 目前，化學防治是當前甚至今后一段時間內的主要防治手段， 在一定程度上能夠有效抑制病害的發生， 但存在防效下降及對食品安全、環境和土壤的危害日益加重等問題。 而生物拮抗菌對核盤菌防控效果明顯，具有安全、環保、成本低等特點。 如何實現化學防治與生物防治有機結合綜合利用有待科研工作者進一步開展研究。 另外， 通過避光手段 （如行間覆膜用黑色膜代替白色膜）、降低土壤碳和氮成分（如減少肥料施入）及改良向日葵植株體內各種糖成分、 種類及含量等方式來降低或抑制菌核病發生也具有較大的研究意義。