向日葵菌核病防治措施研究进展

李雨浓

（黑龙江省农业技术推广站 黑龙江哈尔滨 150090）

向日葵（Helianthus annuusL.）是世界重要的油料作物之一，兼具油用和食用特点，比较效益高，在世界各地均有广泛种植。 我国是向日葵生产和消费大国，年播种面积稳定在100 万hm2左右，总产量在250 万t 左右，是我国第4 大油料作物。 受诸多因素影响，产地和面积重心西移，东北三省、山西和河北种植面积下降明显，而内蒙古、新疆和甘肃逐渐成为向日葵主产区。 随着农业科技发展，我国向日葵单产和总产呈上升趋势，与此同时，频发的各种病害也已成为制约其快速发展的瓶颈， 尤其以被称为向日葵“癌症”的菌核病最为严重，该病是一种世界性真菌病害， 其病原菌为核盘菌 ［Sclerotinia sclerotiorum（Lib.） de Bary］，以菌核、子囊孢子和菌丝体形式存在，可在700 多种植物寄主上引起病害症状。 该病可侵染向日葵的根、茎、叶和花盘等不同部位，引起根腐、茎腐、叶腐和盘腐，严重时引发整株死亡，造成大面积减产甚至绝收， 是制约向日葵产业发展的主要病害之一。 本文作者通过对向日葵菌核病的影响因素及防治措施等方面的最新研究进展进行综述，以期为向日葵菌核病的防治及科研提供理论参考。

1 影响病原菌生长的主要因素

1.1 温度的影响

研究表明，菌核在5～30℃均能进行菌丝萌发，最适温度为25℃， 而达到30℃时菌丝萌发后无法形成菌核，菌核致死温度为70℃（处理10 min）[1]。 培养温度在20～25℃最有利于菌核快速形成且大粒菌核数量较多[2]。 菌核萌发产生子囊盘的温度范围在15～25℃，最佳温度为20℃[3]。 Fall 等[4]认为平均土壤温度在21.5～23.5℃时可观察到子囊盘的高峰数量。子囊孢子萌发的最适温度范围在15～25℃[5]，也有研究表明子囊孢子在21℃保湿培养时萌发最佳， 显著高于10℃或30℃的处理[6]。 子囊孢子侵染花盘的最适温度为20～25℃[7]。 以上研究表明，20～25℃是菌核病菌各形态萌发及形成的关键温度范围， 尽量将防治措施控制在此温度范围内进行，在一定程度上可提高防治效果。

1.2 湿度的影响

湿度是影响核盘菌萌发的重要因素之一， 土壤干燥时不利于菌核萌发形成子囊盘。 研究表明，菌核萌发和子囊盘形成的最适土壤相对湿度为80%～90%[8]。在不同含水量条件下，较小的菌核吸水速率显著快于较大的菌核， 而菌核含水量对子囊盘的萌发有显著影响[9]。Abdallah 等[10]的研究发现，相对湿度为98.6%最适合病原菌的生长和菌核形成。 通过气象因子分析可知， 降水量是影响向日葵菌核病发生的关键因子，与菌核病的发生呈显著正相关[11]，降雨量增加了田间湿度，引起发病率增加。 因此，通过合理的中耕整地，疏松耕层，可降低土壤含水量并改善土壤环境，是降低菌核病的有效田间管理措施。 另外，卜浩宇等[12]研究认为，灌水处理后土壤中菌核萌发率比未灌水处理降低了27%， 菌核接种后发病株率显著低于未经灌水但混有菌核的处理， 这可能与灌水后形成了厌氧土壤环境，不利于菌核萌发有关。

1.3 光照的影响

光照对核盘菌具有一定的影响。 有研究表明，增加光照时间有利于菌核菌丝萌发及菌核形成[1]。 也有研究者认为菌核萌发不需要光， 但子囊盘形成需要散射光[8]。 刘秋等[5]利用4 种光照处理菌核，结果显示黑暗无光及室内白天自然光2 种处理， 菌核产生的子囊盘柄均不能形成子囊盘， 并且明确子囊盘具有明显的向光性。 因此，采取一定程度的避光处理可以减少菌核及菌丝萌发和子囊盘形成。 有研究者对生菜不同覆膜菌核病防效进行研究，结果表明，黑色膜全覆盖的防效高于白色膜全覆盖， 但差异不显著[13]。目前， 在向日葵上进行遮光处理防控菌核病尚未见报道，实际防治效果还有待进一步明确。 另外，日照时数与菌核病发生程度呈显著负相关， 即日照时数增加，晴好天气增多，可抑制土壤传播菌核病发生程度的加重[14]，这可能与晴好天气在一定程度上创造了低湿环境有关。

1.4 碳源、氮源的影响

菌丝生长最佳的碳源、 氮源分别为甘露糖及天门冬酰胺，子囊孢子萌发的最佳碳源为麦芽糖、葡萄糖[5]。 菌核菌丝萌发的最佳碳源和氮源分别为蔗糖和蛋白胨， 形成菌核的最佳碳源和氮源分别为乳糖和硝酸铵[2]。 也有研究认为乳糖、可溶性淀粉、麦芽糖、鼠李糖、甘露醇有利于次生菌核的成熟，而含有甘露糖的培养基产生菌核数量较多[2]。 Phillip 等[15]认为葡萄糖作为碳源单独在核盘菌的草酸产生和致病性中起主要作用。 Bueno 等[16]阐述了核盘菌产生的蛋白酶在宿主致病过程中的重要作用，认为果胶、葡萄糖等不同碳源均能提高蛋白酶活性，并增加表达量，从而促进菌核病侵染过程。 碳源、氮源是菌核病各形态萌发生长的营养来源， 是否可通过降低土壤碳和氮成分（降低肥料施入）和改良向日葵植株体内各种糖成分及含量等方式来降低或抑制菌核病发生， 还有待科研工作者进一步探索。

综上所述，不同的温度、湿度、光照及营养对菌核病的萌发、生长及危害程度具有影响，通过不同农技措施的使用， 创造对菌核病各形态萌发生长不适的土壤环境条件， 可在一定程度上抑制菌核病的危害程度。

2 防治措施

2.1 栽培措施对菌核病的防治

2.1.1 控制初侵染源 生产实践表明， 建立合理的轮作制度，特别是与禾本科作物如小麦、玉米、高粱等进行倒茬种植，可降低发病风险，应避免与大豆、南瓜、油菜等作物轮作。 菌核病一般以菌核形式混杂在土壤及残留物中越冬， 大多分布在0～10 cm 的土层中。 因此，通过精细整地可有效减少菌核病初侵染源，一般深翻深度在25～30 cm，结合灌田或冬季灌水等措施，创造土层下的厌氧环境，使菌核难以萌发并可加速腐烂。 另外，及时清理田间地上物残体，集中深埋或焚烧，也是清除侵染源的有效手段。

2.1.2 调控播期 卯旭辉等[17]在甘肃民勤县菌核病发生严重的地区进行不同播期试验，结果表明推迟播期可降低向日葵菌核病的发生程度，并将5 月20 日左右确定为最适播期。周园园等[14]认为生产上采用推迟10 d 播种，既可降低菌核病的发生，又可提高向日葵产量。梁根生等[18]对陇葵杂4 号进行菌核病发病规律试验，也明确了晚播发病率明显低于早播，并可降低菌核病的发病率。 因此，可通过合理推迟播期使菌核萌发期和花盘发病盛期尽量错开， 达到降低菌核病发生、传播的目的。

2.1.3 合理密植 研究发现， 向日葵菌核病的发生与种植密度呈负相关，株距对菌核病（盘腐）病情指数的影响达到极显著负相关水平[14]。合理降低种植密度可降低菌核病的发生[18]。过大的种植密度易造成植株郁蔽，使田间相对湿度增大，为菌核病的发生创造了适宜的环境， 因此在兼顾产量的条件下进行合理密植是降低菌核病发病率的有效措施。

2.1.4 肥料施用 肥料是作物生长最重要的养分来源，适量减少氮肥，增施磷、钾肥有利于减轻或减少菌核病的发生。 Li 等[19]利用含3%硼的叶面肥开展试验，在每100 mL 马铃薯葡萄糖液体培养基中含0.5 mL叶面肥浓度下， 油菜离体叶片中酚类化合物水平提高了2 倍，菌核病斑大小显著减少（P＜0.05）。 含硒的亚硒酸盐作为一种叶面肥， 可以被向日葵吸收并转化为硒代蛋氨酸， 可提高向日葵对菌核病菌侵染的防御反应，延迟病斑发育[20]。 有机质肥料可改善土壤环境，是良好的耕地用肥，Tao 等[21]利用猪粪厌氧发酵产生的沼液原液和不同贮藏时间的原液离心上清液按5%的添加量添加在马铃薯葡萄糖琼脂培养基中， 对核盘菌等7 种植物病原真菌菌丝生长情况进行研究， 结果表明，7 种真菌菌落大小和绝对生长速率显著低于空白对照。 因此，沼液在菌核病防治中具有潜在的抑制作用， 同时还可以减少化学杀菌剂的使用。

2.1.5 化学药剂防治 化学药剂防治菌核病是目前最主要的防治手段，但不同类型药剂作用机制不同，郑立秋等[22]对40%菌核净可湿性粉剂（二甲酰亚胺类）、99%恶霉灵原药粉剂（异恶唑类）、10%丙硫唑悬浮剂（三唑类）等3 种杀菌剂对向日葵核盘菌进行了毒性测定， 结果表明，3 种杀菌剂对核盘菌的抑制作用机制不同， 生物毒性上丙硫唑对核盘菌的抑制最显著； 生理毒性上菌核净对细胞膜透性和草酸含量抑制效果最显著， 丙硫唑对麦角甾醇含量的抑制效果最显著。

种衣剂开发和利用对菌核病的预防具有重要作用。 刘红亮等[23]对18 种常用杀菌剂进行种子包衣药剂筛选，在室内毒力测定试验中，筛选出10 种药剂对菌核病菌具有良好的抑制作用， 且药剂质量浓度低于2.5 μg/mL 时不会抑制种子萌发，可作为种衣剂进行使用， 其中，20%苯醚甲环唑水乳剂和25%戊唑醇水乳剂效果最佳，20%松脂酸铜微乳油、70%甲基硫菌灵可湿性粉剂、15%三唑酮可湿性粉剂、50%己唑醇微乳剂、10%氟硅唑水分散颗粒剂、12.5%腈菌唑微乳剂、40%嘧霉胺悬浮剂和50%异菌脲可湿性粉剂等8 种药剂效果良好。 也有研究者认为传统药剂的大量重复使用会导致病原菌出现一定抗药性， 如多菌灵[23]、戊唑醇[24]在试验中表现中抗，防治效果不佳。

啶酰菌胺是一种烟酰胺类杀菌剂， 近年来在菌核病防治方面关注度较高。 有研究表明，啶酰菌胺不仅能够降低子囊孢子的侵入、阻止子囊孢子芽管再侵染和有效抑制菌核产生的数量（抑制率84.62%），而且降低产生菌核的干重，防治前景十分广阔[25]。 张海洋等[26]在黑龙江大庆和齐齐哈尔甘南向日葵种植区自然发病地区开展向日葵菌核病菌药剂防治试验，结果表明，田间药效试验中，50%啶酰菌胺750 g/hm2施药后14 d 对向日葵菌核病的防治效果最好， 平均防效达到89.68%；室内毒理试验中，50%啶酰菌胺对子囊孢子抑制作用最强， 其EC50值为0.056 3 μg/mL。另外， 不同作用机制的杀菌剂复配使用可以延缓病原菌抗药性，增强防控效果。 陈柳等[27]通过药剂复配试验表明， 啶酰菌胺与咪鲜胺复配能够显著降低草酸分泌量和细胞壁降解酶活性， 对菌核病防控作用明显优于单剂处理。

2.1.6 生物拮抗菌防治 芽孢杆菌 （Bacillussp.）可以分泌多种拮抗物质，抑菌广谱性好。 张一名等[28]分离鉴定出枯草芽孢杆菌菌株S-16 显著抑制向日葵核盘菌菌丝生长和菌核形成，2×106CFU/mL 浓度的S-16 菌液在离体叶片及幼苗上防效可达94.62%和94.21%。 张玉蓉等[29]在1×108CFU/mL 浓度下，从33 株内生菌株中筛选出1 株对菌核病离体防效达100%的菌株KB3， 温室盆栽条件下防治效果达79.47%，培养基接菌抑菌率为68.46%。芽孢杆菌菌株NM63、JQ134、J7 和J33 等在向日葵离体叶片防效试验中表现突出[30]。 部分研究也发现一些菌株如BY-2[31]、LHS11 和FX2[32]等能够显著抑制油菜菌核病，但其在向日葵上的拮抗试验还有待开展。 另外，地衣芽孢杆菌CFU[33]、贝莱斯芽孢杆菌菌株BPC6[34]和X49[35]等在不同作物的抗菌试验中的防治效果也表现较好。 研究表明， 贝莱斯芽孢杆菌对核盘菌等6 种土传病原菌均具有抑菌活性[36]，防治土传病害潜力大，可进一步开发利用。

木霉（Trichodermaspp.）对土传真菌病害防治效果良好，广泛应用于生物防治、肥料及土壤改良剂[37]，对向日葵菌核病菌也具有较强拮抗能力。陈玉蓉等[38]筛选出N862（深绿木霉）、N246（长枝木霉）和X102（哈茨木霉） 等3 株木霉菌， 在1×107CFU/mL 浓度下， 其对向日葵菌核病菌的生长抑制率分别为90.27%、87.87%和91.22%， 对病斑扩展的抑制率分别为96.46%、90.62%和63.84%， 具有良好的防病效果。 通过2 种木霉防效差异，哈茨木霉对菌核病病原菌的作用效果优于绿色木霉[37]，在减少向日葵菌核形成方面也具有一定潜力[39]。此外，SALQ-1306（哈茨木霉）、BRM-29104（棘孢木霉）[40]和UD12-102（哈茨木霉）[41]等菌株也被挖掘出来，在促进菌核病的生物防治方面具有较好的效果。

其他生物拮抗菌在防治方面也具有显著效果。链霉菌菌株（Streptomycessp.）Z9、ZX6 在向日葵离体叶片对核盘菌防控效果显著， 并且在与芽孢杆菌进行复配后活体防效在80%以上[30]。黏质沙雷氏菌（Serratia marcescens）菌 株LIEB54[42]、LIEH92[43]可致核盘菌菌丝生长畸形， 在向日葵菌核病防治中具有一定的生防潜能。 锐形镰刀菌菌株ax2[44]、深红沙雷氏菌菌株N22[45]具有拮抗应用研究价值。 盾壳霉（Coniothyrium minitans）也是一种生防菌，通过寄生核盘菌菌核降低初侵染源来达到防控效果[46-47]。

2.2 选用抗（耐）病品种

由于向日葵菌核病抗性受多基因控制， 属数量性状，品种年度间地点间抗性差异较大，截至目前，还没有对菌核病免疫的抗病资源， 但种质资源之间的抗性差异是存在的， 因此不断进行抗性筛选鉴定对于菌核病防治至关重要。 刘佳等[48]鉴定出34 份对盘腐型菌核病表现中抗以上的向日葵品种， 其中赤CY101、龙葵杂4 号等12 份表现抗病，赤葵3006、新葵22 号等21 份表现中抗水平。卜浩宇等[49]在不同地点对69 份品种 （系） 抗菌核病鉴定试验， 鉴定出赤CY102 等多份发病较轻的优良品种。 Filippi 等[50]对137 份自交系进行抗性评估， 通过表型特征变量和主成分分析全面评估菌核病抗性， 确定ALB2/5261和5383 2 种新的抗菌核病自交系。 向日葵野生种存在抗性较强的资源， 通过杂交选育可改良现有品种抗性。

3 展望

菌核病被称为向日葵“癌症”，防治难度大，是生产上急需解决的主要问题之一。 而生产上免疫或高抗品种几乎没有， 这也是今后品种抗性改良的难点和重点。 与非侵染作物如禾本科玉米、小麦进行合理轮作是降低菌核病发生最有效栽培措施， 同时结合控制播期和密度及合理施用肥料等手段， 有效调控土壤种植环境， 对控制病害及保护耕地可持续性利用效果显著，但受比较效益的影响，仍存在较为普遍的重迎茬问题， 如何破解收益与合理轮作的矛盾关系也是今后值得探讨的方向。 目前，化学防治是当前甚至今后一段时间内的主要防治手段， 在一定程度上能够有效抑制病害的发生， 但存在防效下降及对食品安全、环境和土壤的危害日益加重等问题。 而生物拮抗菌对核盘菌防控效果明显，具有安全、环保、成本低等特点。 如何实现化学防治与生物防治有机结合综合利用有待科研工作者进一步开展研究。 另外， 通过避光手段 （如行间覆膜用黑色膜代替白色膜）、降低土壤碳和氮成分（如减少肥料施入）及改良向日葵植株体内各种糖成分、 种类及含量等方式来降低或抑制菌核病发生也具有较大的研究意义。