烟草青枯病灾变原因剖析

黎妍妍，王昌军，黄俊斌，许汝冰，李锡宏*

(1.湖北省烟草科学研究院，湖北武汉 430030；2.华中农业大学植物科技学院，湖北省作物病害监测与安全控制重点实验室，湖北武汉 430070)



烟草青枯病灾变原因剖析

黎妍妍1，2，王昌军1，黄俊斌2，许汝冰1，李锡宏1*

(1.湖北省烟草科学研究院，湖北武汉 430030；2.华中农业大学植物科技学院，湖北省作物病害监测与安全控制重点实验室，湖北武汉 430070)

从青枯劳尔氏菌菌系分化特性、烟草基因型、土壤与气象环境条件、技术措施等方面系统地分析了影响烟草青枯病发生、流行进而引起灾变的原因，并提出了今后的病害防治方向。

烟草；青枯病；灾变原因

由青枯劳尔氏菌(Ralstoniasolanacearum)引起的青枯病被认为是烟草(Nicotianatabacum)上最严重的土传病害[1]。该病害在许多热带湿润或暖温带湿润的烟草种植国家均有发生[2]。青枯菌通常通过伤口或自然孔口侵染植株的根部，然后寄居在维管束中，导致叶片退绿，茎杆的一侧常出现萎蔫症状，维管束变褐直至死亡[3-4]。在我国，烟草青枯病发生区域一直在扩展，严重威胁着我国烟叶生产。笔者主要从青枯劳尔氏菌菌系分化特性、烟草基因型、土壤与气象环境条件、技术措施等方面入手，分析了烟草青枯病灾变流行原因，以期为青枯病防控提供理论依据。

1 青枯劳尔氏菌菌系分化特性

1.1 遗传背景复杂 青枯菌具有高度的菌系多样化，所以被描述为一个复合种[5]。不同地理起源的青枯菌在与其寄主长期协同进化的过程中，演化出明显的生理分化或菌系多样性。在传统分类方法中，依据青枯菌的寄主范围，可将我国烟草青枯菌划定为1号生理小种[6-9]，即可以侵染烟草和其他茄科作物。依据青枯菌对 3 种双糖和3种己醇的氧化能力的差异，可将我国烟草青枯菌划定为生化型Ⅲ或Ⅳ[6-8，10-13]，其中生化型 Ⅳ 主要分布在福建、广西、四川、广东等地[8，10，12-13]。

2.3005年，Fegan和Prior共同提出了演化型分类框架用于描述青枯菌种的差异，该分类框架依次将青枯菌划分为种、演化型、序列变种以及克隆4个不同水平的分类单元。在基于部分内切葡聚糖酶(egl)基因序列所建的系统发育树中[12，14]，我国烟草青枯菌被鉴定为演化型I(亚洲分支)，可扩增得到片段大小分别为144和280 bp的2条特异性扩增条带；分属于4个序列变种(15、17、34和44)。Li等[13]通过全面分析来自全国的烟草青枯菌，发现序列变种13和14也可侵染烟草，同时还发现了1个新的序列变种54，表明我国烟草青枯菌存在较高的遗传多样性，且不同地理来源的烟草青枯菌表现出不同的遗传多样性水平，即地理分布越往北，烟草青枯菌的遗传多样性越低。

1.2 寄主范围广 青枯菌的寄主极为广泛，可侵染50多科450多种植物。其中，1号生理小种是寄主范围最广的菌株，在演化型I和II中均存在，在限定寄主的情况下在演化型III和IV中也存在，显示出较高的遗传多样性[15]。烟草菌株不仅对烟草致病，还对茄科、花生等其他寄主植物具有不同程度的致病能力[16]。这些遭受烟草青枯菌侵染的其他茄科作物都可成为初侵染源，因此，前作若是茄科或花生等作物且发生了青枯病，就会造成下季烟草的发病[8]。

1.3 环境适应性强 青枯菌环境适应性很强，对温度、pH等条件要求较为宽泛。研究表明，青枯菌生长极限温度为10～41 ℃，最适温度为 30～35 ℃[17-18]；在偏酸或偏碱性的环境中均能生长，pH为6.0～10.0时生长良好[18]。

1.4 存活时间长 青枯菌是一种土壤习居菌，病菌主要在土壤、遗落在土壤中的病残体及生长着的寄主体内及根际越冬，也能潜伏在杂草根部或根际土壤中存活[19-20]。在土壤或堆肥中它可存活2～3年，甚至更长，但在干燥条件下很快死亡[21]。一般来说，青枯菌大量分布于土壤的 15～17 cm土层中，由于深层土壤温度低，以及深层土壤中拮抗微生物较少，对青枯菌的抑制作用较小[22]，从而造成青枯菌在土壤深层存活时间较长。

1.5 传播流行因素多样 烟草青枯病主要的初侵染源是土壤、田间病残组织及肥料中的病原菌，病菌通过雨水、流水、病苗或附在种子上的病土、生产工具、人畜、地下害虫等从烟株根部伤口侵入，向地上部分侵染。孙光军等[23]研究了青枯病发生与烟草根结线虫病危害的关系，结果表明，土壤中的根结线虫会对烟株根系造成伤口，有利于青枯菌的侵染。青枯菌从烟株根部伤口侵入后进行快速繁殖，进入木质部导管，然后扩张蔓延至烟株茎部和叶片，此时菌量可能超过1×109cfu/g[24-25]。青枯菌在寄主植物木质部进行繁殖后，大量的细菌又从寄主根部溢出进入土壤，再次进行侵染[26]。

1.6 致病类型交叉存在 不同地区来源的分离物不仅在生化型和序列变种上存在差异，其致病力也各不相同。王国平等[27-28]根据菌株对3个烟草品种的致病力强弱将分别来源于湖南、恩施烟区的烟草青枯菌株划分为强、中、弱3个类群；向忠明等[29-32]依据烟草青枯菌株在4个烟草鉴别品种上的反应特征将福建、贵州、广东、江西、湖南、云南等烟区烟草青枯菌划分为不同的致病型。这表明烟草青枯菌的致病型在同一区域是一个由弱到强连续变化的群体，存在不同致病型交叉并存的现象。烟草青枯菌的致病力和地理分布间存在一定的关系。Li等[13]研究表明，我国黄淮烟区未发现高致病型菌株，表明该烟区烟草青枯菌致病力稍低于西南烟区、东南烟区和长江中上游烟区。

2 烟草基因型

在青枯病的各种防治措施中，选育和利用抗病品种是最经济、最有效的途径。然而，目前我国烟区栽培的烟草多为易感品种，这是我国烟草青枯病流行的主要原因。近年来，一些研究者也相继开展了种质资源的鉴定。顾钢等[33]对13个烟草主栽品种进行的抗青枯病试验表明，只有K346、RG11、Coker176 和G80这4个品种属于中抗型。巫升鑫等[34]通过自然病圃结合人工接种进行的抗青枯病筛选鉴定表明，G3、反帝3号和G6是迄今所发现的抗病谱广且能抗强菌系的种质资源。然而，尽管在大田鉴定中存在抗性较好且稳定的品种，但由于这些材料的品质缺陷(产量较低、质量较差等)[35]，从而使其无法直接应用于生产，推广存在较大难度。同时，由于烟草品种在田间对青枯病的抗性表现型取决于寄主品种基因型、菌系毒力型与环境的相互作用[33]，因此，烟草品种的抗病性强弱会随着种植年限的延长、病菌致病型组成结构的变化以及受其他因素的影响而发生改变，一个表现抗病的品种在病地上连作3～5年，其抗性就会部分丧失或完全丧失[31]。

3 环境条件

3.1 植烟土壤营养状况对病害发生的影响 矿质营养不仅对植物的正常生长发育起着至关重要的作用，而且还以多种方式直接或间接地影响病原物的侵染、繁殖及寄主植物的感病和抗病性[36]。郑世燕等[37]对重庆烟区土壤中12种植物生长必需的矿质营养成分与烟草青枯病发生程度进行了研究发现：健康烟株与青枯病发病烟株根际土壤营养部分指标间存在极显著差异；土壤中交换性钙、有效钼的含量可能是影响青枯病发生最关键的土壤营养因子；合理调控植烟土壤的钙镁比将有利于土壤抑病作用的发挥。

3.2 土壤酸化对病害发生的影响 近年来，我国产烟地区土壤酸化日趋严重。根据平衡施肥项目组土壤普查结果，我国主要植烟土壤中有21%的土壤pH低于5.5[38]。引起土壤酸化的原因主要有自然因素和人为因素2类，相比降雨量大等自然因素，酸性气体的大量排放、长期施用化肥等不恰当的农业措施这些人为因素使得土壤酸化的过程大大加速。

3.3 连作对病害发生的影响 连作障碍是指在同一块土壤中连续种植同一种作物或近亲缘作物时，即使在正常的栽培管理条件下也会出现生长势变弱、病虫害加剧、产量降低、品质下降等现象，即连作障碍。目前，连作障碍易引发烟草青枯病发生的原因主要有3个：①连作降低土壤pH。随着连作年限的延长，烟田表层和次表层土壤的pH均呈现不同程度的下降趋势，表层土壤酸化更加明显[42]。②长期连作导致土壤中有害微生物种群增加。研究表明，连作提供了土传病害赖以生存的寄主和繁殖场所，病原菌在土壤中不断富集，青枯病等病害的发病率与连作具有正相关[43]。③连作导致土壤中微生物群落多样性降低。胡元森等[44]采用PCR-DGGE技术对根际土壤微生物区系的研究发现，随黄瓜连作茬次增加，几种主要微生物类群出现富集或消失，微生物种群趋于单一化。柯文辉[45]研究表明，连作4茬后细菌群落的多样性水平急剧下降，细菌群落结构极为单一。在微生物多样性高的土壤中病原菌很难滋生[46]，因此，微生物多样性的降低不仅破坏了微生态平衡，也有利于病原菌的定殖和繁殖。

3.4 气候条件对病害发生的影响 烟草青枯病属于高温高湿型病害，高温多雨、低洼潮湿、连阴雨后突然转晴或时雨时晴的闷热天气，有利于病害的发生与流行。在适宜的温度(旬平均气温在 22 ℃以上)下，土壤相对湿度超过90%时，病菌即可进行为害，且7～10 d出现典型症状。陈顺辉等[47]在福建三明烟区进行了烟草青枯病流行动态检测，发现当20 cm土温稳定通过20 ℃后5～10 d，高感品种红花大金元即出现轻微症状；此后10 d左右，低抗品种K326亦出现凋萎症状。郑向华等[48]研究表明，30 ℃以上高温和高湿或暴雨天气极有利于广东烟区烟草青枯病的发生流行，高温天气到来越早发病越早，发病越重。吴建华等[49]分析了江西中部烤烟青枯病与气候条件的关系，结果表明，当日均温在24 ℃以上时烟株开始发病，之后随着温度的升高，出现较大降雨(40 mm左右)后，必有1次发病高峰；若遇高温天气，病株加速枯萎死亡，损失更惨重。

4 其他技术措施不到位

通过对烟区主要生产技术进行调研，发现一些技术措施不到位，重视力度不够，也易加重青枯病的发生。

(1)农事操作造成侵染伤口。烟草移栽时造成的根伤口，或团棵、旺长期根快速生长时因农事操作造成的根伤口，或地下害虫对烟株造成的伤口，都可成为青枯菌侵染的途径。

(2)起垄高度偏低。如若烟田起垄高度低于25 cm，多雨的季节容易造成根系淹水，一方面使根系长期处于缺氧的状态，另一方面也会延长青枯菌在土壤中的生存年限。

(3)不重视田间、田边沟渠建设，雨水串灌现象普遍。田间沟渠未进行合理建设会造成降水后水流不能及时排出，局部田块发病后，病菌传播极为迅速，整片区域往往接二连三出现病株。

(4)施肥比例不协调或氮肥施用过多。现行的平衡施肥技术中所提到的养分平衡，从植物保护的角度来考虑，就是既要保证作物最佳生长，又要考虑使作物获得最大的抗性(包括抗病性)。一般而言，具有最佳营养状态的植物具有最大的抗病力，而且植物的感病性随植物养分浓度偏离最适水平的程度的增加而提高。土壤肥力过大或氮肥过多易造成烟株营养不协调，贪青晚熟，降低烟株自身的抗病性，往往也会导致青枯病的严重流行。

(5)预防不力，施药不当。一是施药时机不准：烟农一般多是见病打药，错过最佳防治时期，施药偏迟，这是防治效果不好的主要原因之一。二是施药方法不对、施药量不够：防治青枯病等根茎部病害应采取根部施药方式，而部分烟农使用叶面施药防治；还有部分烟农为了节约成本少施药，从而造成施药量不足。三是不能对症下药：青枯病是细菌性病害，在生产过程中，部分烟农使用防治真菌的病害药剂来防治青枯病，不但造成药剂的浪费与环境污染，同时也未达到防治青枯病的效果。四是施药不精准：青枯菌在15～17 cm的土层分布量最大，而烟农一般采用杯或瓢等小型容器从配好药液的大容器中大致盛取一定量的药液在烟株根部淋施，药液很难淋溶到15～17 cm的土层中。

5 结语

综上，认为青枯劳尔氏菌菌系分化特性和烟草品种感病或不抗病是根本原因，适宜病害发生的气候条件是无法避免的客观原因，土壤酸化、连作障碍等土壤生态恶性循环以及一些关键技术措施不到位是病害发生流行的主观原因，同时也是可以控制的因素。因此，在烟草青枯病防治措施中，应以土壤修复和保育技术为核心，充分发挥抗病品种作用，着重提高关键技术措施的到位率，形成以“改善植烟土壤生态环境，减少植烟土壤有害生物，提高烟株自身抗病能力，推行绿色生态防控技术”为手段的综合防控技术，从而将青枯病的危害降低到最小限度。

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Analysis on the Reasons for the Disaster Induced by Tobacco Bacterial Wilt

LI Yan-yan1, 2, WANG Chang-jun1, HUANG Jun-bin2, LI Xi-hong1*et al

(1. Tobacco Research Institute of Hubei Province, Wuhan, Hubei 430030; 2. The Key Lab of Plant Pathology of Hubei Province, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, Hubei 430070)

We analyzed the reason for the popular and disaster of tobacco bacterial wilt from different aspects, mainly including the strain differential characteristics ofRalstoniasolanacearum, tobacco genotypes, soil and meteorological conditions, and agricultural practices comprehensively and systematically. Based on these, the reasonable prevention and control practices for this disease were proposed.

Tobacco; Bacterial wilt; Reason for disaster

中国烟草总公司重点科技项目(110201502018)。

黎妍妍(1982- )，女，河南鹿邑人，高级农艺师，从事烟草病害防治研究。*通讯作者，研究员，从事烟草病虫害防控研究。

2016-08-17

S 435.72

A

0517-6611(2016)29-0127-03