方中达与建国初期水稻白叶枯病的研究

宋健杨坚

（南京农业大学 人文社会科学学院，江苏 南京 210095）

方中达与建国初期水稻白叶枯病的研究

宋健杨坚

（南京农业大学 人文社会科学学院，江苏 南京 210095）

方中达（1916—1999），我国著名植病科学家、农业教育家、中国现代植病科学的奠基人之一。从美国留学归来之后，方中达一直专注于全国的水稻白叶枯病防治工作，从白叶枯病菌侵染循环研究入手，通过选用抗病稻种、稻种消毒等多种方法对水稻白叶枯病进行综合防治，有效控制了病害的发生，为建国初期水稻病害的防治做出重要贡献。

方中达；建国初期；水稻

方中达（1916—1999），我国著名植病科学家、农业教育家、中国现代植病科学的奠基人之一。水稻作为我国最主要的粮食作物，其种植面积和产量均居粮食作物的首位，建国初期水稻白叶枯病肆意横行，严重影响了水稻产量。从美国留学归来之后，方中达一直专注于全国的水稻白叶枯病防治工作，从白叶枯病菌侵染循环研究入手，通过选用抗病稻种、稻种消毒等多种方法对水稻白叶枯病进行综合防治，有效控制了病害的发生，为建国初期水稻病害的防治做出重要贡献。然而，国内许多介绍中国植病发展史的论文或者专著中，大多是以植病技术发展为线索，很少涉及推动植病研究技术进程的科技人员，所以我们很难看到方中达的名字。这对贡献于植病研究技术事业的先驱们无疑是一种埋没。

一、建国初期水稻白叶枯病的防治形势

“民以食为天”，在我国黄河以南地区，水稻一直是种植面积最大的粮食作物。然而，由于各种植物病害的肆虐，水稻产量一直上不去。白叶枯病是仅次于稻瘟病的重要水稻病害，1884年在日本被发现和报导，之后我国各地的水稻种植区亦有发生，但危害尚不大。20世纪初，在我国华南稻区首先报导有该病发生，后病区不断扩大，在江苏、浙江、安徽等地都引起不同程度的为害。20世纪50年代，水稻白叶枯病在我国的长江流域和珠江流域稻区大范围流行，因水稻白叶枯病引起减产的一般是10%左右，轻的也有1—5%，但是发病重的减产可达50—60%，甚至90%以上，总计减产面积在500万亩以上。[1]

日本是最早研究水稻白叶枯病的国家，但直到1917年经研究才证实其为细菌寄生所引起。日本植病专家经过几十年的研究，积累了一些有关病害与环境因素关系的资料，但对病害初次侵染的来源，即病原细菌在何处越冬这一关系到制定防治措施的关键性问题，意见仍然很不一致。我国有关水稻白叶枯病的研究工作，虽在二十年前就有人作过调查，但国内有关水稻白叶枯病资料还是很少，再加上我国之前防治水稻病害方面的农业技术并不是十分发达，对白叶枯病的防治，除去注意品种和施肥以外，还没有更积极有效的方法，往往造成极大的损失。

二、发现白叶枯病菌初次侵染来源

在20世纪初，日本学者石山信一及桥罔良夫认为土壤和作物残余中的细菌是白叶枯病初次侵染的来源，而后藤和夫等证明白叶枯病细菌在土壤中不能越冬，提出初次侵染的来源是病叶和种子中的细菌的说法，并且他发现在野草中越冬的细菌也是侵染的来源，其中主要的越冬寄主是鞘糠草。后藤和夫从自然感染的菱白和李氏禾上分离到的菌株，亦能为害水稻。并且水稻的白叶枯病细菌，经过人工接种，也可以为害菱白和李氏禾等禾本科野生植物，所以他认为李氏乐以及其他禾本科杂草是白叶枯病的初次传染来源。[2]

对于日本专家的结论，方中达持怀疑态度。从1949年开始，方中达和助手经常一起深入农村调查，同时在实验室和温室观察病害的发生规律，发现白叶枯病种子传染的可能性很大。1950年，方中达特意从江宁县淳化镇水稻白叶枯病病区取得“胜利”水稻的种子，在金陵大学体育馆前新辟的小块水稻田中试种。金陵大学附近数里之内之前并没有水稻，结果发现了白叶枯病，这间接证明水稻种子可能是带菌的。他接着使用带菌种子进行实验，结果发现秧苗的发病率与种子带菌率联系很紧密，种子带菌率高，秧苗发病率也高。1955年进一步试验病种，种子已经贮藏一年以上（1955年8月收获的种子，到1956年9月检查），播种以后幼苗的发病率是7.4%，同时播种的健全的种子，秧苗没有一株发病，由此得出白叶枯病病菌能在种子上成活和越冬的结论。方中达和助手进行的接种试验，尽管使用的接种菌量很大，但是发现土壤接种传染的效率并不高，所以日本专家认为土壤可以作为初次侵染的来源的说法也是不成立的。经过多次试验、调查，方中达提出水稻白叶枯病种子带菌的观点。1956年初，他在全国水稻白叶枯病防治专业会议上首次报告了这一成果，引起与会者的广泛兴趣。会议结束后，方中达将研究成果整理成论文《水稻白叶枯病侵染循环的初步研究》发表出版。

三、论证白叶枯病菌再次侵染途径和传播方式

当时对水稻白叶枯病病菌再次侵染研究则更少，接种的方法存在着很大的问题。日本专家石山信一认为细菌必须从伤口侵入，桥罔良夫则认为白叶枯病的发生和台风密切相关，因此每年七、八月如遇台风，白叶枯病必然大流行。[3]

方中达并没有受上述观念的束缚，他大胆对破除日本专家的迷信，认为白叶枯病侵染循环中的许多重要环节还需要进行详细研究。他通过对病叶进行解剖观察，发现病菌从水孔或气孔侵染的可能性也很大。

方中达首先进行了苗期接种的实验，然后再研究成株期的侵入途径。其中苗期使用了抽气接种、喷洒接种和水孔接种3种方法：抽气接种的秧苗从悬浮液中取出时，呈现有水渍状的条纹，条纹也不限于在叶尖及叶缘上。并且这种接种方法潜育期很短，移植以后，数日内即形成水渍状的条纹，并能向上下扩展，但其症状与自然发病的情形也不同，因此抽气接种并不能反映在自然情形下病菌侵入的方式。在适宜的条件下，喷洒接种和水孔接种的结果大致相同，喷洒接种虽然将细菌喷洒在整个叶片上，但是根据发病部位判断，有机会侵入的只有那些在水孔上或水孔附近的细菌。喷洒接种时，即使用手将叶片托住，猛烈喷洒叶面，也从未发现有气孔或伤孔侵入的现象。喷洒接种的效率有时比水孔接种高，这主要还是因为保湿的作用，使水孔上保持有分泌水，造成细菌侵入的机会。而水孔接种的结果，说明只要病菌有侵入的机会，接种以后的长期保湿并不是必要的。

1956年6月，方中达参加了江苏省农业厅组织的考察团，到江阴、溧阳、扬州等地进行考察。在实地考察中，他注意到白叶枯病在水稻早期的为害病状不很显著，但在生长后期往往突然大量爆发，这给了他很大的启发。方中达通过接种试验证实秧苗可以感染，在大田中同样发现这种现象，但是幼苗感染能否引起成株发病，还需要证明。回到学校以后，他将播种的幼苗经过水孔接种以后，进行了室外和温室对比试验，发现无论在室内和室外，都发现有病苗。但是在温室内生长的病秧，病害不向上发展，受害的叶片枯死以后，成株即完全无病。室外的病秧，随着植株的生长，病害会逐渐由下面的叶片向上发展。将病株移植在温室内栽培的试验，又用喷洒和抽气接种的病秧重复试验，结果发现在成株期都不发病。抽气接种的病秧，发病极重，有些植株的叶片大部分枯死，但是新发生的叶片，都是健全的。

试验的结果说明，白叶枯病苗期的感染，可以引起成株期的发病，但是它们的关系，并不是系统性的传染，而是必须经过不断的再次侵染，病害逐渐向上发展。若将感染的秧苗移植在温室内（没有雨露），病菌没有传播和引起再度感染的机会，成株也就不再发病。

通过几年的艰辛调查和研究，方中达终于初步弄清楚水稻白叶枯病的侵染循环原理：水稻种子是初次侵染重要来源之一，带菌的种子引起秧苗的发病，病害随着植株的生长而蔓延，在一个植株上是由下向上发展，并且可以扩展到邻近的植株。这种蔓延和扩展，主要是通过水孔的再次侵染。这一时期病害的扩展主要表现为量的增加，也就是逐渐增加受病叶及植株的数目，在田间形成发病的中心。到植株后期，植株的抵抗性减退，并且由于气温的升高而缩短了潜育期，病害发病在量和严重度方面都很快地增加，这就造成病害突然爆发的现象。有了上述研究成果，方中达指出今后对于水稻白叶枯病的防治研究着重在早期，包括注意如何获得无病的种子，找到更有效的种子处理方法，以及防治病害早期的扩展。[4]

四、综合防治白叶枯病

种子内部带菌是水稻发生白叶枯病的根本原因，所以获得无病稻种、选用抗病稻种和对稻种消毒自然成为防治本病的首要关键，但白叶枯病是多次侵染性病害，因此，尚须结合采用一系列耕作栽培措施，以创造适合于水稻生长发育而不利于病害发生和蔓延的环境条件，才能收到更大的防治效果。

20世纪50年代，方中达通过在华东、华中和华南地区的考察发现换种是防治白叶枯病的有效措施，并且根据白叶枯病发病原理和历年调查，水稻白叶枯病在一个地区并不是全面发生的。因此他指出首先可以找到并逐步建立无病田和无病区，无病区的稻种就可以作为大规模的调种用。在病区一般都能找到无病田或轻病田，即使在本地不能找到无病田或无病区，还可以从邻近的无病区换用同一品种的无病稻种，江苏的江阴县自1957年起连年采用无病区和轻病区的稻种后，病害逐年减轻，到1959年在80万亩以上的中稻中，发病的不过六千亩左右，病害程度也很轻微。[5]

选用抗病品种是防治白叶枯病的有效途径，除去在自然发病条件下观察品种的抗病性以外，方中达还使用人工接种的方法测定了大量水稻品种的抗病性，1956年测定的145个水稻品种中，发现水稻品种对白叶枯病感染的程度是有很大差别的，各地不同品种的发病轻重情况完全不同。当大量种植易感染品种时，就会诱发水稻白叶枯病的发生和流行，普遍推广抗性品种时，病害就受到控制，1957年在苏州推广抗病良种“农垦58号”，使原来老病区的病害得到了有效控制。[6]

由于换种对广大群众的实际应用还存在着一定的困难，1959年夏天方中达提出通过种子消毒的方法来防治水稻白叶枯病，白叶枯病的种子传染是因为种子的内部带菌，所以稻种消毒所用的方法和药剂必须是能消灭种子内部带的病原细菌才能得到防治效果。方中达一再提出要多找一些药剂来进行药效测定，在将近300种土洋农药的测定中，终于选定了5种防治白叶枯病的种子消毒药剂和将近10种小麦赤霉病土壤消毒和穗期喷洒药剂。当室内研究获得初步成果后，他破除了先室内再室外最后才到大田的研究步骤，直接使原来要3年之后才能推广的方法缩短为1年。[7]同时改变过去试验一定要等有了结果才能进行第二次重复的做法，改为不断的连续重复，大大缩短了试验期限。

此外，改进耕作栽培技术是白叶枯病防治中不能忽视的问题，合理施肥、浅水勤灌和排水晒田等一系列有利于水稻生育的技术措施，可以增强水稻的抵抗能力。为此方中达对水稻栽培方法与白叶枯病的关系进行了探索研究，根据对功能叶成分进行生化分析，发现抗病品种体内的多元酚含量比感病品种高，而游离氨基酸的含量少得多，在碳氮代谢的比值方面，不同抗性的品种也有显著差异，比值高的抗性较强。通过测定病菌的营养生理要求，发现最适于病菌利用的氮源是谷氨酸和天门冬氨酸等游离氨基酸，从游离氨基酸的分析及其在不同施肥和水浆管理条件下植株体内的成分变化来看，品种抗性与耐肥性有关，稻株中游离氨基酸的量高和多元酚的量低，与稻株发病成正比例的关系。方中达发现采用当时农业栽培专家陈勇康的“三黄三黑”栽培技术，可以有效避免了稻株中氨基酸量高和多元酚量低情况的发生，这种丰产栽培技术在抗白叶枯病生产实践上发挥着重要的作用。[8]

五、结语

方中达从美国留学回来以后就一直从事与水稻白叶枯病的研究与防治相关的工作，他大胆怀疑，破除迷信，不受书本文献等原有观念的束缚，经过多次试验、调查，终于找出了水稻白叶枯病的发生发展规律，证实种子是主要的侵染来源，推翻了日本专家的学说。一切从实际出发，实事求是是方中达先生的一贯作风，他根据农村的实际情况，把研究与生产、抗病选种与推广有机结合，努力探索中国植病业发展的正确道路，为我国植病研究做出了杰出贡献。

[1]方中达.水稻白叶枯病[M].南京：江苏科学技术出版社，1963（2）：1-2.

[3]Hashioka，Y.1951.Bacterial leaf blight of rice and its control，Agric.and Hort.26:644-648.

[4]Ishiyama，S.1923.Studies with reference to leaf withering diease of rice，Rept.Dept.Agric and Commerce，45（3）:233-261.

[6]方中达，刘经芳，朱家琳.水稻白叶枯病侵染循环的初步研究[J].南京农学院学报，1957，（6）.

[7]方中达.水稻白叶枯病[M].南京：江苏科学技术出版社，1963（2）：70.

[8]方中达，刘经芳，朱家琳.水稻白叶枯病侵染循环的初步研究[J].南京农学院学报，1957，（6）.

[9]方中达，刘经芳，朱家琳.水稻白叶枯病侵染循环的初步研究[J].南京农学院学报，1957，（6）.

[10]方中达，刘经芳，许志刚.水稻抗病性研究Ⅲ.水稻黄黑状态对白叶枯病的反应[J].植物病理学报，1963，（8）.