油菜根肿病综合防治技术展望
作者: 赵琪君 易伦 杨小娟 董萍 贺孝刚摘 要:由芸薹根肿菌侵染所引起的根肿病是危害油菜的主要病害,严重阻碍油菜实现优质、高效生产。因此,探索出高效的油菜根肿病综合防治技术已迫在眉睫。笔者通过分析当前国内油菜根肿病的物理、化学、生物和农业防治现状,并对其综合防控进行展望,为探索出绿色、安全、可持续的油菜根肿病高效综合防治技术提供有效参考。
关键词:油菜根肿病;芸薹根肿菌;致病机制;综合防治
中图分类号:S435.654 文献标志码:B 文章编号:1674-7909(2024)2-90-4
DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.02.020
0 引言
油菜作为我国主要油料作物之一,近五年的播种面积和产量均在稳步提升。2022年,我国油菜种植面积为725.35万 hm2,产量为1 553.13万 t[1],但我国食用植物油的自给率仅为29%[2]。2022年,我国食用油进口量高达648万 t,进口需求仍然较高。由此可知,油菜在我国食用油供给中起到至关重要的作用。由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woronin)引起的油菜根肿病会造成油菜减产,甚至绝收。同时,还会导致油菜籽含油量下降2%~6%、叶绿素含量增加50%[3],从而影响油菜产品的品质,降低其商业价值。随着农业机械化程度的不断提高,油菜根肿病在全国油菜种植区呈暴发式蔓延态势[4],在四川、湖北、湖南、安徽、云南、贵州等地均有发生,严重影响油菜生产[5],且芸薹根肿菌在土壤中的存活时间为8~20 a[6]。因此,对油菜根肿病实现有效的综合防治已迫在眉睫。
笔者基于已有的油菜根肿病致病机制的研究成果,对根肿病的物理、化学、生物、农业防治技术研究成果进行分析,并对油菜根肿病高效绿色防控技术体系进行展望,以期为我国油菜产业实现高质量发展提供支撑。
1 油菜根肿病发生症状
油菜根肿病的典型症状是芸薹根肿菌休眠孢子萌发后对油菜根部进行专性侵染形成巨大的肿瘤,其严重阻碍营养物质向地上部分运输,并导致植株生长迟缓、萎蔫倒伏、矮化黄化,甚至死亡,从而严重影响油菜的产量和品质[7]。从苗期开始,根肿菌就会对油菜根毛进行多次侵染,通常苗期和成株期都能感病,但以苗期感病为主[8]。油菜根肿病具有传染性强、致病阈值浓度低[9]、传播速度快、传播途径多的特点,且感病初期油菜植株地上部分无明显变化,再加上生产者对该病菌的生活史和致病成灾机制的认识不足,导致一个地方出现根肿病后的3~5 a内会连片发作[10],若感病植株不能得到及时治疗,则会增加防治难度。这使油菜根肿病防治工作成为确保油菜优质丰产的重要任务[11]。
2 油菜根肿病防治现状
2.1 农业防治现状
目前,油菜根肿病的农业防治措施主要有选育抗病品种、无菌育苗、调节土壤pH值、调整播种时间、轮作诱饵作物等。选育抗病品种是目前较为有效的油菜根肿病防治措施,根据不同根肿病生理小种的特点,筛选出抗性高、品质优、高产保收、适应性强的油菜品种进行种植[12]。例如,将挖掘到的根肿病抗病基因杂交转育到油菜上,从而实现对根肿病的防治[13]。已有科研人员利用基因杂交等技术将芜菁的抗根肿病基因、白菜的抗病基因等[14]转育到油菜上,从而使油菜获得抗性基因。无菌育苗是指育苗前对育苗棚、漂浮育苗池、穴盘、漂浮盘等育苗设施进行全面消毒灭菌,并用无病菌基质进行育苗,降低苗期感病的风险。在油菜生长期内,一旦发现感病植株,要立刻清除,并将其带出农田进行销毁,用石灰对病穴周围进行消毒[15]。调节土壤pH值是指通过改变土壤理化性质,使土壤不利于病原物生存。芸薹根肿菌休眠孢子适宜在弱酸性的土壤中萌发,因此可使用生石灰、石灰氮、氰氨化钙等钙盐来调整土壤pH值,使土壤条件不再适合芸薹根肿苗休眠孢子萌发[16-17]。调整播种时间是指通过调整油菜播种时间,使油菜生长期的生长环境不再适宜芸薹根肿菌休眠孢子的萌发和侵染,从而达到防治根肿病的效果[18]。轮作诱饵作物是指在田间轮作大豆、黑麦草、豌豆、洋葱等能诱导芸薹根肿菌休眠孢子萌发,但不被侵染的非寄主作物,使芸薹根肿菌休眠孢子因无法侵染寄主而失活,进而减少田间芸薹根肿菌休眠孢子的数量[19-20]。
2.2 物理防治现状
当温度超过75 ℃时,芸薹根肿菌就会开始失活;当温度为100 ℃时,仅需5 min,芸薹根肿菌就会彻底失活。物理防治主要是采用太阳能消毒、土壤蒸汽消毒、电消毒和微波消毒等措施,灭杀土壤中的芸薹根肿菌休眠孢子,从而实现消毒除菌,最终达到防治根肿病的目的。当土壤温度超过32 ℃时,多数可危害植物的病菌和有害生物就无法正常生长。在生产中,技术人员可利用该原理,使用塑料薄膜覆盖土壤,并在土壤中添加有机物,使温度升高,从而直接或间接杀死病原菌和有害生物,一般土壤温度为33~43 ℃时的消毒效果较好[21]。土壤蒸汽消毒是通过设备将高温水蒸气导入土壤中,利用高温水蒸气对土壤进行加热,从而有效杀灭土壤中的病菌、害虫及杂草[22]。电消毒是在土壤中通入电流,利用电化学反应生成物及电流加热土壤来杀灭土壤中的病原菌,从而起到防治病害的效果[23]。微波消毒是利用微波的穿透性、热效应及非热效应等特性,使用微波来辐射土壤,使土壤中的微生物失活或无法繁殖后代,从而达到防治目的。该方法具有效率高、速度快、无污染等优点,在土壤消毒中的发展前景良好。但目前受劳动力水平、技术成本、设施成本等因素的限制,物理防治措施的应用效果和实用性并不突出[24-25]。
2.3 化学防治现状
化学防治作为目前防治油菜根肿病中最经济、最高效、实施简易的措施,在油菜生产过程中的应用仍占据主导地位。目前,我国登记注册并在有效期内的防治根肿病的杀菌剂有18种,以氟啶胺、氰霜唑等化学杀菌剂为主[26]。氟啶胺是吡啶类杀菌剂,能在较低浓度下阻断病原菌能量(ATP)代谢,从而使病原菌死亡,能有效阻止孢子侵入及萌发,在孢子萌发到孢子形成各阶段均能发挥作用[27]。氰霜唑是新型咪唑类低毒杀菌剂,能有效抑制芸薹根肿菌休眠孢子的萌发,对根肿病有很好的防控效果[28]。此外,五氯硝基苯、Bion、多菌灵、氟唑活化酯、百菌清、偶氮菌酯、氟磺胺等化学药剂均能有效防治根肿病[29-32]。
2.4 生物防治现状
生物防治是利用生物有机体的竞争、拮抗、捕食等相关作用或其天然产物来抑制有害生物的生长,具有环境安全风险低、作物安全性高、防治效果好等优点[33-34]。生防菌是当前生物防治研究的热点,已被证明对根肿病有防治效果的生防菌有枯草芽孢杆菌、哈茨木霉菌、放线菌、黄白链霉菌、多粘类芽孢杆菌、假单胞菌等[35-37],但这些生防菌在实际中的应用较少,我国已登记注册并在有效期内的仅有枯草芽孢杆菌和哈茨木霉菌。其中,枯草芽孢杆菌通过与病原菌抢夺营养物质,并分泌能抑制病原菌生长的抗菌性物质,同时刺激植物对病原菌的入侵做出防御,从而实现防治的目的。哈茨木霉菌比病原菌的生长优势更加明显,通过竞争作用来抢夺病原菌生长发育的必需物质,抑制病原菌的定植生长,从而起到防治病害的作用[26]。
3 油菜根肿病综合防治展望
受种植结构和方式调整、气候变化、国家政策等因素的影响,油菜种植的机械化、规模化程度越来越高,但芸薹根肿菌休眠孢子在土壤中的存活时间最久可达20 a,且能随田间用水和机械作业进行传播,导致芸薹根肿菌的传播速度快、范围广。目前,针对不同生态区种植环境、不同病害发生情况的油菜抗病品种还比较少,且根肿病传染性极强,能侵染几乎所有的十字花科作物,甚至还能侵染一部分非十字花科作物。未来,我国油菜根肿病的发生将会越来越严重,并有可能对我国实现油菜优质高产产生严重威胁[38]。而油菜在我国食用植物油供给中占据重要地位,所以对油菜根肿病的防控显得尤为重要。目前,应用最普遍且防治效果最好的方法仍是化学防控,但化学防控存在污染环境、威胁公众健康等问题,而物理防治、农业防治、生物防治也各有优缺点,导致其在油菜实际生产过程中的应用效果不够理想。因此,迫切需要探索出生态友好、防治效果显著、保产提质的综合防治措施,从而降低油菜根肿病造成的负面影响。
4 结束语
目前,国家对粮油生产越来越重视。油菜是重要的油料作物,实现油菜安全高产对保障民生起到至关重要的作用。但随着农业机械化、规模化发展,油菜根肿病的发生也越来越频繁。只要环境适宜,芸薹根肿菌休眠孢子就能萌发,从而侵染油菜根部,并对油菜产量和品质造成损害。因此,要在客观认识病害发生情况的前提下,培育出抗(耐)病的油菜品种,并在油菜种植过程中采取有针对性、适宜的生物防治、物理防治、农业防治和化学防治等措施来进行综合防治。只有探索出油菜根肿病绿色综合防控技术,才能最大限度降低根肿病对油菜生产造成的损失,最终实现油菜生产优质、高产、高效的目标。
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