甘薯2种新入侵有害生物的防控研究

余继华，林飞荣，石建尧，张敏荣，卢 璐，张 宁

（1浙江省台州市黄岩区植物检疫站，浙江台州318020；2台州市黄岩区种子管理站，浙江台州318020；3浙江省种子管理总站，杭州310020）

0 引言

台州地处浙江中部沿海，南接温州，北邻宁波、绍兴，西与丽水交界，下辖椒江、黄岩、路桥3区，临海、温岭和玉环3市，仙居、天台、三门3县。台州是浙江省粮食主产区之一，2017年，台州全市粮食播种面积9.9万hm²、总产量63.75万t，其中甘薯面积5733hm²，鲜薯产量16.65万t。甘薯是主要的粮食作物之一，甘薯块根中除含有大量淀粉、可溶性糖、多种维生素和多种氨基酸外，还含有蛋白质、脂肪、食物纤维以及钙、铁等矿物质，对癌细胞有明显的抑制作用，成为很有推广前景的抗癌健康食品；甘薯所含的食物纤维质地细腻，不伤肠胃，对预防疾病与维护身体健康具有重要功能，又是医学营养学家所推崇的食物纤维来源[1-2]。台州市黄岩区于2015—2017年秋季在沙埠镇和上郑乡等地的甘薯地抽取甘薯茎基部发病部位与病薯，经浙江大学农学院检测鉴定为甘薯茎腐病和甘薯基腐病，这2种病害此前在台州均未见报道，尤其是甘薯基腐病甚至在中国大陆也未见有报道，是台州甘薯上新发生的病害。甘薯茎腐病病原为细菌达旦提狄克氏菌(Dickeya dadantii)[3]，甘薯基腐病病原却是真菌(Phomopsis destruens)[4]。甘薯茎腐病菌能引起多种农作物和园艺植物腐烂病，宿主有甘薯、马铃薯、茄子、西红柿、包心菜、牵牛花和矮牵牛花等50余种植物[5]；对旋花科植物如月光花、心叶茑萝、白星薯、紫花牵牛、大星牵牛、槭叶小牵牛等均具有病原性[4]。2016年浙江省将甘薯茎腐病菌列入补充检疫性有害生物名单，该病菌也是中国进境检疫性有害生物[6]。2015年调查，发病田块病株率普遍在10%～20%之间，上郑乡和北洋镇部分发病严重的田块病株率高达90%，几乎没有薯块产量[6]。

甘薯茎腐病在世界上首次报道发现是1974年在美国乔治亚州，病害的暴发流行严重影响了当地甘薯生产，但甘薯在美洲地区种植面积不大，其产量仅占全球产量的2%，因此对该病的研究也较少[7]；日本和委内瑞拉分别于1998年和1999年相继发现了甘薯茎腐病[3]。国内最早报道甘薯茎腐病于1990年在福建莆田、惠安和晋江等县市暴发流行，当时初步被鉴定为甘薯细菌性黑腐病[8]，2000年Huang等[9]根据病菌形态特征及最新的分类系统将其鉴定为甘薯茎腐病。目前，国内甘薯茎腐病在福建、广东、海南、广西、江西、重庆、河南、河北、江苏、浙江等省都有危害[10]。根据2017年浙江省植物检疫性有害生物分布资料，甘薯茎腐病在浙江省分布范围为临安、桐庐、瓯海、洞头、永嘉、衢江、开化、黄岩、临海、温岭、天台等，共11个县（市、区）有危害。

甘薯基腐病据黄巧雯等[4]报道，在世界上最早发现于1912年美国维吉尼亚州的甘薯田，当时甘薯植株被感染率将近95%，产量损失率为10%～50%，有的高达95%而导致废耕，对甘薯产业影响甚大。以后，在美国的密苏里州、爱荷华州、俄亥俄州、马里兰州，以及格鲁吉亚和巴西等甘薯栽培地区陆续发现此病危害。国内仅台湾省有报道，最早发现于2008年，在花莲县和彰化县的甘薯病害样品中经检测鉴定为甘薯基腐病，之后在台中市、南投县、云林县、台南市等地也有发生。甘薯茎腐病和甘薯基腐病的发生，已对当地甘薯产业构成严重威胁，为做好两病预防，控制其传播蔓延，保障甘薯产业可持续健康发展，通过近年田间调查，结合检索相关文献，对甘薯茎腐病和甘薯基腐病的症状识别、入侵途径、发生特点与防控措施等进行了研究，并建议从保障国家粮食安全的战略高度，加大经费投入，开展协作攻关，构建生物安全防御体系[11]，开展甘薯主要病虫抗性基因筛选、培育抗性品种和新入侵病害致病成因等研究，以期为有效防控甘薯茎腐病和甘薯基腐病提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

2015—2017 年在台州市黄岩区沙埠镇沙埠叶村和黄岩区上郑乡蒋东岙村等种植甘薯田块。农药试验的田块是上年种植甘薯的重发病田块，病株率50%左右，土壤类型为砂性土，pH 4.5～4.8，肥力中等。

1.2 试验材料

甘薯品种包括‘浙薯13’、‘徐薯18’和‘瑞薯1号’等，为当地种植常规品种，种薯来源为农民自留种。

农药选用77%硫酸铜钙（多宁）WP（西班牙艾克威化学工业公司生产）、20%噻森铜SC（浙江东风化工有限公司生产）、72%农用链霉素SPX（成都惠普工程有限公司）。

喷淋器械为背负式喷雾器（3WBD-16(A)，浙江省台州市路桥明辉电动喷雾器有限公司生产）。

1.3 试验方法

1.3.1 田间记录 每年在甘薯苗扦插成活后开始记载，到10月底结束，每隔7天调查1次，观察田间发病初期、中期和后期症状表现情况。甘薯品种抗病性调查于2017年8月16日和9月13日进行，共调查30个品种，每个品种调查10株。

1.3.2 症状观察与病原菌分离 在定点观察的基础上，当发现田间自然发病植株表现症状时进行跟踪详细观察病害症状并加以描述，2015—2017年间多次采集台州市黄岩区沙埠镇、北洋镇、上垟乡和上郑乡等地甘薯典型病症的茎蔓、叶柄、叶片与薯块，委托浙江大学农学院按照黄立飞等[12]的方法进行了病原菌分离鉴定。

1.3.3 药剂防治试验 设处理区与空白对照区，小区面积67 m2。处理区种薯用72%农用链霉素220 mg/kg浸种30 min，取出凉干后育苗，苗床土壤用77%硫酸铜钙（多宁）WP800倍消毒；对照区种薯和苗床不作任何处理。2016年6月13日在甘薯藤苗扦插前，处理区与对照区均用20%噻森铜SC500倍进行土壤消毒；处理区与对照区各扦插300株。处理区从7月13日开始用77%硫酸铜钙WP500倍喷淋在植株基部，以后每隔1个月喷药1次，连喷3次。

1.3.4 查阅相关文献 甘薯茎腐病和甘薯基腐病是近年新发现的甘薯病害，尤其是甘薯基腐病在中国大陆地区从未见有报道，病原菌特征与防控措施等方面主要参考中国台湾学者有关研究文献。

1.3.5 防治效果计算 见式(1)。

2 结果与分析

2.1 甘薯茎腐病和甘薯基腐病的症状观察

2.1.1 甘薯茎腐病 根据观察，夏季薯苗扦插后5～7天，春季扦插后15～18天开始出现症状。甘薯茎腐病在甘薯各生长期都能发生，病菌能侵染甘薯叶片、叶柄、藤蔓、薯苗和薯块。发病初期病株生长较为缓慢，叶片萎蔫，叶柄、茎部出现暗褐软腐，维管束黑褐色，叶脉变黑坏死，叶片上有黑褐色斑，早期发病会导致全株枯死（图1）。中后期发病，因在病斑部位上端的藤蔓生有不定根，能深入土中吸取土壤营养而使植株“假健康”，但到收获时藤蔓基部腐烂变成纤维状，块根变黑腐烂。贮藏期薯块初发病时病斑一般形成以芽眼为中心的圆形、稍凹陷、黑褐色，以后将逐渐扩大引起整块软化腐烂有臭味[3,13-14]。甘薯茎腐病，在相对湿度70%以上及气温30℃以上的气候条件下，发病会加重，整个植株发病倒伏，只要5～7天植株就会枯死；但在低温低湿气候条件下，即使在茎基部出现病斑，经10多天亦未发现茎基部腐烂的现象[9]。在薯田调查时发现发病植株部分叶片虽已发黄，但因植株上端有不定根提供营养并未出现枯死现象，可收获时病株及一些表面“无症状”的植株，藤蔓基部腐烂，块根腐烂变黑，发病的植株几乎没有收获（图2）。

2.1.2 甘薯基腐病 甘薯基腐病与甘薯茎腐病症状有所不同。甘薯基腐病在甘薯藤蔓地下部分产生黑褐色干腐，后向上扩展导致地上茎基部也迅速褐化干枯，发病植株生长势衰弱（图3）。有部分甘薯品种发病初期叶片呈现红化现象，进而黄化枯萎，藤蔓干枯死亡（图4）。然而，甘薯青枯病与蔓割病等也能引起甘薯地上部黄化凋萎、茎基部变黑褐色，它们之间病征主要差异在于基腐病于罹病茎表面会产生黑色大小不一的圆形凸起物，这就是基腐病菌柄子器；甘薯蔓割病在藤蔓上会造成纵向裂开现象，切开罹病藤蔓可见维管束褐化；甘薯青枯病则在茎基部造成缢缩腐烂现象，横切病部藤蔓可见维管束变褐。甘薯基腐病症状表现也可从地下部由茎基部向薯块扩散，薯块受害部位表面呈淡褐色湿腐，剖开组织褐色腐烂具臭味，进而导致罹病植株几乎无收成，薯块无法贮藏[4]。

图1 甘薯茎腐病苗期症状

图2 甘薯茎腐病后期症状

图3 甘薯基腐病前期症状

图4 甘薯基腐病后期症状（茎基部干腐）

2.2 病原菌鉴定与发病特点

2.2.1 病原菌特征

（1）甘薯茎腐病。田间采集的样品寄送浙江大学农学院进行分离鉴定。甘薯茎腐病原菌，菌体短杆状，大小一般为2.36 μm×0.4 μm，周生鞭毛，多根，无芽胞和荚膜，能运动，革兰氏染色呈阴性反应。最早于1974年首次报道在美国的乔治亚州暴发流行，1977年将病原菌鉴定为菊欧文氏菌Erwiniachrysanthemi[5]。菊欧文氏菌宿主范围十分广泛，可寄生为害粮食作物、经济作物、蔬菜和花卉等60余属植物[3]。2005年将之前E.chrysanthemi从Erwinia属中拉出，建立新的属狄克亚属Dickeya，该属共有1个亚种和8个种，分别是达旦提狄克氏菌花叶万年青亚种D.dadantiisubsp.dieffenbachiae、香石竹狄克氏菌D.dianthicola、达旦提狄克氏菌D.dadantii、玉米狄克氏菌D.zeae、菊狄克氏菌D.chrysanthemi、香蕉狄克氏菌D.paradisiaca、水生狄克氏菌D.aquatica、茄狄克氏菌D.solani、方中达狄克氏菌D.fangzhongdaii[15]，其中甘薯茎腐病病原菌D.dadantii被列入国际公认的十大植物病原细菌[16]。该种细菌对植物的致病性强，据对14个甘薯品种进行致病性鉴定，未发现免疫品种[5]。沈肖玲等[3]从浙江临安发病甘薯上分离得到的菌株与黄立飞等[7]从广东发病的甘薯上分离得到的菌株一致，均为达旦提狄克氏菌D.dadantii。

（2）甘薯基腐病。据台湾黄巧雯等[4,17-18]的报道，甘薯基腐病菌为Phomopsis destruens，该病菌用PDA培养基培养时，菌丝灰白色至浅褐色平铺状，不规则形并具有波浪状边缘，培养后期表面产生黑色柄子器。该病菌会产生两型分生孢子；甲型分生孢子于罹病组织或人工培养过程中皆会产生，其分生单孢无色透明，圆筒状或卵形，长6～9 μm，宽3～4 μm；丙型分生孢子为次纺缍型，具有多细油滴、一端突尖或圆钝，另一端稍呈截头状，一边略弯，丙型分生孢子仅偶尔于罹病组织上发现。

2.2.2 病害发生特点

（1）甘薯茎腐病。国内对甘薯茎腐病的研究并不多，病害的发病机理等尚不完全清楚。根据有关文献报道，该病菌的远距离传播主要途径是调运带菌种薯与种苗；初侵染源是甘薯的病蔓、病薯、病残体、昆虫活动和土壤，病原菌不能在土壤中长期存活，但在休眠状态时，可以在病苗、病薯、植物的残体、杂草和其他宿主植物的根际存活，病原菌侵入途径主要是伤口，也可以从气孔、水孔侵入[3,7]。甘薯一旦发生茎腐病基本上无产量，即使轻病株能结薯，若用该植株藤蔓扦插和薯块育苗会使病害传播扩散[12]。甘薯茎腐病的发病程度与病原菌的侵染浓度、温湿度、被侵染的部位有关[19-20]。当气温在27℃以下时病菌为潜伏感染，气温30℃以上时会加速发病；当病菌接种浓度≤106CFU/mL时，发病率不稳定，发病的最佳条件是病原菌浓度108CFU/mL、温度30℃和相对湿度90%以上[9]。

（2）甘薯基腐病。甘薯基腐病主要传播媒介是甘薯种苗，病原菌借助伤口感染块根和藤蔓，也可借助叶痕感染藤蔓[17]。温度是影响病害发生的主要因素，菌丝体生长的适温范围为15～30℃（这也是有利于田间发病的温度范围），其中在20℃温度条件下菌丝生长较为快速，35℃以上菌丝几乎停止生长；在25-30℃温度处理下所测分生孢子发芽率高达90%以上，会加速病害发生。2017年8月16日在黄岩西部山区上郑乡蒋东岙村定点调查199株甘薯，发病32株，病株率16.08%；9月13日在相同地点调查，病株数增加到122株，病株率跃至61.31%，病株率增加45个百分点，该时期正值山区雷阵雨天气，温度与湿度有利于甘薯基腐病发生。但当温度在35℃时，病原菌分生孢子虽有一定的发芽率，菌丝却停止生长，田间发病率为零，可见，温度在35℃以上时，能有效降低基腐病菌存活力。另外，将罹病种苗扦插于无病土中发病率达100%，而将健康种苗扦插于有病藤蔓残体的土壤中发病率66%以上；对病田淹水14天后再扦插健康种苗不发病[4]。

2.3 药剂防治

2016年10月17日，分别调查处理区与空白对照区甘薯300株。处理区藤蔓发病株率5%，空白对照区发病株率100%，防治效果达95%；处理区薯块发病率0.8%，对照区32.21%，对甘薯薯块控病效果达97.52%，防效显著。另据黄巧雯等[21]报道，防治甘薯基腐病用腐绝、菲克利腐绝及贝芬菲克利等3种农药可显著抑制病害发生。刘伟明等[22]在发病初期使用32.5%阿米妙收SC 100倍液喷在甘薯茎基部，对甘薯基部腐烂病效果显著。方树民[8]在甘薯苗扦插成活后用农用链霉素、噻菌铜等药剂淋根、泼浇防病效果明显。

2.4 品种抗病性

2017年，选用‘浙薯13’和‘浙薯38’等30个甘薯品种（材料）进行品种抗病性试验。8月16日调查各品种之间发病株率幅度为0～50%；9月13日调查，各品种发病株率幅度为0～90%，品种之间抗病性差异显著；这与Tian等[15]报道的甘薯基腐病在品种之间抗病性有显著差异一致。甘薯茎腐病目前还没有找到完全免疫的甘薯品种[7]；但据游加兴[23]对叶用甘薯品种的测试，发现有高抗品种(Erwiniachrysanthemi)。

3 小结与讨论

甘薯茎腐病是细菌性病害在浙江台州于2015年首次确认；另一种甘薯病害在台州市于2017年经浙江大学楼兵干教授鉴定为真菌性的镰刀菌，该病之前在中国大陆未见报道，其病原菌形态特征、病害症状与台湾省2008年报道的甘薯基腐病相似。据刘伟明等[22]报道，近几年在台州甘薯上引起茎基部腐烂的病原菌有甘薯茎腐病菌、甘薯白绢病菌、甘薯茎枯病菌以及Fusarium solani.。甘薯茎腐病是属于细菌性病害，而甘薯基腐病则属于真菌性病害，因病原菌不同其在甘薯上表现的症状也有所不同，甘薯茎腐病发病后导致茎基部腐烂并伴有恶臭；甘薯基腐病发病致茎基部干枯而无臭味。甘薯茎腐病和甘薯基腐病都是以种薯种苗为媒介进行传播扩散的，因此建立健康种苗制度，严格按照《甘薯种苗产地检疫规程》生产无病种苗，从源头上减少甘薯病害发生的风险。同时还应把好调运检疫关，防止带病种薯、种苗非法调运，阻截病害传播扩散。在甘薯育苗和扦插前用农用链霉素对种薯、扦插苗以及土壤进行消毒处理，在薯苗扦插成活后用77%硫酸铜钙WP500倍喷淋，对控制病害效果显著。甘薯基腐病在甘薯品种间存在抗病性差异，而甘薯茎腐病目前还未发现有完全免疫的甘薯品种[7]。甘薯茎腐病菌和甘薯基腐病菌都能附着在病株残体上成为当年再次侵染源和来年初次侵染源[24]，清洁田园，及时清除病株残体，并集中烧毁，可降低田间感染源密度。甘薯与非旋花科作物轮作，可有效防止病害在茬口间的传染；在有水源的地方，发病田尽量考虑与水稻轮作，如果不能与水稻轮作，对薯田淹水14天以上[4]，再整地扦插薯苗，降低甘薯病害发生的风险。

甘薯茎腐病菌和甘薯基腐病菌是新入侵的有害生物，许多问题尚需深入研究。甘薯茎腐病菌和甘薯基腐病菌都能侵染引起甘薯茎基部腐烂，这2种病菌是否存在共生菌相互作用复合侵染，或存在强势菌单独侵染引起甘薯发病尚需进一步研究；何时传入，以何种途径传入也有待于进一步考证；农药试验结果与甘薯品种抗病性调查尚进一步验证。甘薯是国内四大粮食作物之一，甘薯产业对应急救灾和保障国家粮食安全有着极其重要的作用[2]。鉴于目前生物入侵形势越来越严峻，危害甘薯的新的有害生物风险越来越高，种类越来越多，而生物安全关系到民众健康、生态环境、社会稳定，更关系到国家安全和国际贸易地位，因此，开展生物监测预警，加强生物风险管控很有必要[25-29]。加强生物入侵防御，维护国家利益[30]，从保障国家粮食安全的战略高度，加大经费投入，开展协作攻关。研究甘薯主要病害和新入侵病害的致病成因和侵染循环，筛选并推广残留期短、环境友好、使用安全的农药，解决甘薯“无药”可用问题；研发主要病虫害的综合防控技术；研究甘薯病虫相关抗性基因或生长发育靶标基因，挖掘利用相应抗性基因，突破甘薯分子育种技术瓶颈，培育抗性品种，保障甘薯安全生产。