烟草黑胫病的绿色防控技术
2023-02-19张建华李子蒙杨儒纲刘洪泰
杨 林 张建华 范 嵘 李子蒙 杨儒纲 刘洪泰
(云南省烟草公司保山市公司,云南保山 678000)
烟草是主要经济作物之一,对发展国民经济、增加农民收入发挥了重要作用。随着经济社会的发展,人们对自身健康和生态环境日益重视,烟草生产也不断向绿色、安全靠拢。持续推进烟草病虫害绿色防控是烟草产业转型升级推动高质量发展的必然选择。
烟草黑胫病是由烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)引起的土传性卵菌病害,也是烟草生产上发生最为严重的病害之一,在烟叶主产区常年发生[1]。国内外一直普遍使用化学农药防治烟草黑胫病,但长期依赖于化学防治会导致病菌抗药性上升、烟叶品质下降、环境污染、农残累积等严重后果,不利于烟草产业的绿色发展[2]。为此,本文从预测预报、农业防治、生物防治、抗病品种选育4个方面概述了烟草黑胫病的绿色防控措施,并对其未来发展进行了展望。
1 预测预报
农作物病虫害预测预报是农业生产的基础性工作,做好病虫害预测预报是实现烟草生产持续发展的关键措施之一[3]。针对烟草黑胫病的防控,病害发生后的“对症下药”固然重要,但症状出现前的“治未病”才是关键。因此,建立精准的黑胫病预测预报体系至关重要。
预测预报体系建立的核心在于田间病害症状、气象环境条件等信息的收集利用。一方面,从当地气候条件和品种布局出发,依据历年黑胫病发生危害情况,科学合理设立预测圃和普查圃等系统监测点,同时对标监测结果,开展相关分析,及时进行预报发布。另一方面,充分利用遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)、“3S”技术等信息收集技术,建立完善病害预防及应急机制,提高对黑胫病发生的预警能力[4]。遥感技术在烟草中的应用早有报道,但相关研究主要集中在生长监测、品质管理、面积和产量估算,在病虫害监测方面研究较少,仅有的报道也多关注于烟草花叶病[5-8]。Zhang 等[9]利用高光谱遥感监测番茄晚疫病,以加强病害管理的精确性。同属于作物疫病的一员,遥感技术在烟草黑胫病的监测方面同样有着广泛的应用前景。
2 抗病品种选育
选育和使用稳定的抗性品种是防治烟草黑胫病经济有效的方法之一。烟草黑胫病的抗源主要有4 个,包括Florida301、Beinhart1000-1、蓝茉莉叶烟草(Nicotiana Plumbaginiflora)和长花烟草(N.Longiflora)[10]。我国主栽烤烟品种的抗源多出自于此,特别是具有水平抗性的Florida301。其中,雪茄烟品种Beinhart1000-1的抗性最好,但由于抗性基因与不利性状基因的连锁,育成的烤烟品种品质不佳。因此,需要适合的育种手段将抗病性和优良性状整合在一个品种中。
近年来,分子标记技术和基因组研究迅猛发展,成为抗病育种的重要辅助手段。Zhang等[11]以Beinhart1000-1 和小黄金1025 为亲本,应用SSR 标记定位到2 个抗黑胫病主效QTLqbs7和qbs17。Duan等[12]研究发现,转SoCYP85A1基因株系对烟草疫霉(P.nicotianae)的抗性较野生株系强。利用相关技术开展育种工作,有望快速获得兼顾黑胫病抗性和优良品质的烟草品种。
烤烟生产不同于其他经济作物,高度的计划性和统一性决定了各产区种植品种结构的固定和单一。因此,各烟叶产区在兼顾质量、产量、效益的同时,应当因地制宜地选择合适的抗黑胫病烟草品种,积极引进新的优良抗病品种进行试验示范,做好品种更新换代工作。
3 农业防治
3.1 耕作方式
连作会引起黑胫病病原菌在烟田土壤中的积累,破坏土壤中微生物结构平衡,导致烟草黑胫病的大面积发生。合理的轮作、间作或套作可以降低烟草疫霉菌在土壤中的繁殖与积累,是一种很好的控制烟草黑胫病的措施。钏有聪等[13]研究发现,大蒜根系分泌物能够抑制烟草疫霉菌的活性,表明大蒜和烤烟轮作可以减轻烟草黑胫病的危害。薛超群等[14]研究发现,烤烟与大蒜、黑燕麦、花生间作对烟草黑胫病存在不同程度的防控效果。烟草与禾本科作物或非寄主作物轮作、间作均可减轻黑胫病的危害,但应避免与寄主作物,特别是马铃薯、番茄、辣椒等茄科作物的搭配轮作或间作。
3.2 栽培管理
深翻晒垡,利用太阳光杀灭土壤中的黑胫病病原菌;选用拮抗菌剂,特别是复合微生物菌剂进行育苗基质拌菌,培育壮苗、齐苗;高起垄、高培土栽烟,挖好排水沟,避免田间积水,降低田间土壤湿度;合理密植,保障田间通风透光条件;科学施肥,氮、磷、钾肥合理搭配,生长中后期叶面喷施0.1%~0.2%磷酸二氢钾,提高烟株抵抗力;适时揭膜培土,抑制病菌滋生;田间作业保护好烟株,发现病株及时拔出,带出田间深埋销毁。
4 生物防治
4.1 植物免疫诱抗剂
植物免疫诱抗剂不能直接杀死病原菌,而是通过激活植物的免疫系统,诱导植株产生主动防御,从而增强植物的抗病能力[15]。目前发现的对烟草黑胫病具有防治作用的植物免疫诱抗剂主要是生物来源的寡糖类物质。姚艳平等[16]分别在活体和离体条件下,利用化学合成的几丁寡糖及其结构类似物研究了烟株对烟草黑胫病的诱导抗性,发现β-1,3-乙酰氨基葡聚四糖、β-1,4-乙酰氨基葡聚三糖和β-1,4-乙酰氨基葡聚四糖的诱导处理对烟草黑胫病表现出显著抗性。赵蕾等[17]研究表明,壳聚糖除了对烟草疫霉菌有抑制作用外,还能诱导烟草植株产生抗性。
与化学农药相比,植物免疫诱抗剂具有安全无毒、绿色环保等特点,既可以诱导作物产生较为广谱的抗病性,长期使用又不易使病原菌产生抗药性,是防治作物病害的理想选择。尽管关于寡糖类植物免疫诱抗剂的开发已获得重要进展,但能实际应用的高效植物免疫诱抗剂种类依旧不多,有些防治效果尚不理想,仍需进一步研究[18-19]。
4.2 生防菌
随着生物技术的迅猛发展,针对烟草黑胫病的生防微生物越来越多地被发现和利用,主要包括细菌、真菌、放线菌。
细菌作为农业有益微生物的重要来源,在烟草上应用广泛,目前鉴定出的拮抗烟草黑胫病的细菌多属于芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞杆菌属(Pseudomonas)。顾金刚等[20]从云南烟田土壤中分离出2株荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)RB-42和RB-89,研究发现二者能够产生抗生素类物质,从而抑制烟草疫霉菌的活动。赵秀香等[21]对新分离到的1种侧孢短芽孢杆菌(Brevibaeillus lateroporus)B8的鉴定结果表明,该菌株对烟草疫霉菌具有很强的抑制作用,且预防效果优于治疗效果。
目前,针对烟草黑胫病的生防真菌主要是木霉属的一些菌株。端永明等[22]研究发现,喷施质量浓度2.5 g/L绿色木霉(Trichoderma viride)菌剂,对大田烟草黑胫病防效明显。长柄木霉和泾阳链霉菌复配能够发挥协同增效作用,既能防治烟草黑胫病,又能促进烟苗根系和茎叶的生长[23]。哈茨木霉菌LTR-2对烟草黑胫病防效显著,能提高中上等烟比例,是一种较好的生物防治药剂[24]。
生防放线菌主要通过代谢产生抗生素,抑制微生物活动,从而减轻病害的发生。邹朔飞等[25]从烤烟根际土壤中分离筛选到1株对烟草黑胫病菌有强拮抗作用的郝氏链霉菌(Streptomyces halstedii)MT35,研究发现,该菌对烟草黑胫病具有良好的田间防效,且对烟株具有促生效果。王静等[26]对从土壤中分离出的不产色链霉菌(Streptomyces achromogenes subsp.streptozoticus)F8的鉴定结果表明,该菌株具有几丁质酶、纤维素酶及蛋白酶活性,对烟草黑胫病菌有着较强的抑制作用。
4.3 植物提取物和代谢物
植物分泌出的多种代谢产物和本身具有的天然抗性成分,因其绿色、环保、有效等优点而成为生物农药的研究热点,也是烟草黑胫病防治的重要方法之一。
朱三荣等[27]研究发现,土黄连、黄柏等19 种中药材的提取物对烟草黑胫病病菌菌丝生长有显著的抑制效果。卢敏等[28]采用菌丝生长抑制法和茎秆接种法,分别评价了5 种植物精油对烟草黑胫病的体内和体外抑菌活性,结果表明,柠檬草精油对烟草黑胫病的抑制效果最好。大蒜素可以防治烟草黑胫病,且浓度越高,田间防效越好[29]。近年来,有关抗烟草黑胫病植物源杀菌剂的报道多停留在试验层面,能用于实际生产的商品化制剂十分稀少。因此,研制和开发高效、低毒的抗黑胫病植物源杀菌剂,并用于商品化生产十分必要。
5 展望
绿色是农业发展的本色,烤烟生产亦不例外。推动烟草病虫害防治由化学防治向绿色防控转变,既是烟区农业绿色发展所需,也是助力乡村振兴和生态文明建设所需。
烟草黑胫病的发生、传播和危害涉及气候条件、土壤状况、品种抗性等诸多因素,再加上烟草生长过程往往多种病害连发、重发,任何一种防治措施都难以达到彻底防治的效果。因此,必须严格落实“预防为主,综合防治”植保方针,集成包括农业防治、生物防治、植物免疫诱抗剂等在内的所有绿色防控措施,在调查研究的基础上,形成一套因地制宜、技术成熟、便于推广、效果显著的绿色防控技术体系。做好好烟草黑胫病防控,主要措施如下:第一,做好系统调查和田间普查,建立准确的黑胫病预测预报体系;第二,加快鉴定和发掘新的抗黑胫病种质资源,依托基因工程技术进行抗黑胫病定向改良或选育抗病新品种;第三,合理轮作、间作,加强栽培管理,做好土壤养护;第四,强化有益菌的筛选和应用研究,在实际生产中,选择高效、低毒的绿色杀菌剂并科学合理地施用于烟株;第五,强化基层技术人员绿色防控知识培训,以点带面,支持和引导烟农自觉进行绿色植保,促进和实现烟草绿色防控措施的普及和推广。