十堰市魔芋軟腐病綠色防控技術

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　　摘要：綜述國內外魔芋（Amorphophallus konjac）軟腐病研究進展情況，針對十堰市魔芋產業發展中綠色防控魔芋軟腐病的技術提出建議。
　　關鍵詞：魔芋（Amorphophallus konjac）;軟腐病;生長環境;綠色防控;十堰市
　　中圖分類號：S435.3         文獻標識碼：A
　　文章編號：0439-8114（2019）10-0081-04
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.10.018           開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：
　　Abstract： The research progress of soft rot disease of Amorphophallus konjac was summarized， and suggestions on green prevention and control of soft rot disease of Amorphophallus konjac were put forward in the development of its industry in Shiyan city.
　　Key words： Amorphophallus konjac; soft rot disease; growth environment; green prevention and control; Shiyan city
　　十堰市位于中國西南秦巴山區，是國家南水北調中線工程丹江口核心水源區，同時也是國家級生態示范區和鄂西北國家重點生態功能保障區。十堰市屬于北亞熱帶大陸性季風氣候，冬季比同緯度其他地區略為溫暖，光熱資源較豐富，雨量適度。地勢多以高山、二高山為主，森林覆蓋率高，各方面的條件非常適宜魔芋（Amorphophallus konjac）產業的發展。近年來，隨著魔芋功能性食品和工業用途被大力開發，十堰市將魔芋產業作為精準扶貧的亮點產業來發展和支持，形成了一定規模的魔芋生產基地，如十堰市房縣于2018年9月獲得“2016—2018年度全國魔芋產業重點基地縣”稱號。同時推動了魔芋深加工能力，如魔芋精粉、魔芋面條、魔芋粉條、魔芋膠、魔芋腐乳、魔芋休閑食品等。在該地魔芋品牌創建上取得了一定成效，創建了如武當魔芋、牛魔王、花仙子、治錚、神農芋、順溪等主要品牌。
　　隨著魔芋產業的發展，魔芋種植面積逐年擴大，規?；俺Ｄ赀B作導致其細菌性病害發生越來越嚴重。其中魔芋軟腐病普遍發生，該病害傳播廣、發病快、防治難，成為制約當地魔芋產業發展的關鍵性因素。魔芋軟腐病病害發生導致魔芋一般減產20%～30%、嚴重時減產70%以上甚至絕收，因此其被稱為魔芋“癌癥”。
　　1  魔芋及其細菌性軟腐病
　　魔芋，天南星科磨芋屬多年生草本植物，又名蒟蒻、蒟芋、蒟頭、磨芋等，主要分布在東南亞和非洲[1]。目前全球大量種植并形成產業化的主要是白魔芋和花魔芋。中國是魔芋原產地之一，主產區分布在云南、貴州、四川、陜西南部和湖北西部。魔芋喜溫暖、忌高溫，喜半陰、忌強光，喜溫潤、忌干旱，對土壤、肥料、自然植被等環境要求較高。魔芋球莖富含魔芋葡甘露聚糖（KGM，達60%以上），該成分具有很好的吸水性、凝膠性、黏結性以及低熱可食的特性，被廣泛應用于醫藥、食品、石油、化工、農業等行業。
　　魔芋細菌性軟腐病，是由胡蘿卜軟腐歐文氏菌胡蘿卜亞種（Erwinia carotovora subsp. cantovora Ecc.）、菊歐文氏菌（Erwinia chrysanthemi，Ech.）、胡蘿卜軟腐歐文氏菌黑脛亞種（Erwinia carotovora subsp. atroseptica，Eca.）、果膠桿菌屬（Pectobacterium）及腸桿菌（Enterobacter spp.）等細菌引起的一種系統性病害[2-4]。植株感病初期，感病部位為暗綠色小斑，后擴大、腐爛，葉脈葉柄出現水漬狀條斑或葉柄基部腐爛;隨后整株或半邊發黃、萎蔫。地下球莖感病則會產生暗褐色水漬狀斑，或向內擴展，腐爛。腐爛部位散發出惡臭，植株基部感病則軟腐倒伏，葉片逐漸由綠變褐、干枯。
　　2  國內外研究進展
　　2.1  魔芋軟腐病對魔芋植株土壤環境的影響
　　2.1.1  對根際土壤特性的影響  魔芋植株感染軟腐病菌后，根部土壤特性發生改變。感病植株較健康植株根部土壤中有更高濃度的可利用K、P、NH4-N、有機質，可能是由其腐爛部位擴散導致死亡植物的垃圾積累，以及微生物的分解增加而引起。已有研究表明軟腐病的發生進一步降低土壤pH，且與魔芋軟腐病發生的嚴重程度呈顯著負相關，分析是由于土壤中微生物無氧分解導致有機酸的產生，從而降低土壤pH[5]。
　　2.1.2  對根際可培養微生物的影響  土壤中豐富的微生物對植物的生長有非常重要的作用。一是土壤微生物分解有機質，產生生長激素及維生素類物質，釋放養分供植物正常生長;二是部分微生物在一定程度上能夠抑制病原菌，對病害產生拮抗作用;三是部分固氮菌能夠與根系共生，提高植株固氮能力等。當然，土壤中也有部分微生物如病原微生物可引起植物病害從而不利于植物生長。
　　魔芋植株感染軟腐病后，根際土壤中微生物群體結構和種群數量均發生改變。有研究表明健康魔芋植株根部土壤中可培養微生物，芽孢桿菌和鏈霉菌的數量均高于感病植株。這可能與這些微生物對病原菌的拮抗作用有關，芽孢桿菌能夠通過產生環脂、桿菌肽、酶類、氨基酸類、細菌素等抗菌物質抑制植物致病菌[6]。芽孢桿菌可能通過誘導植物系統性抗性，從而對系統性病毒、根結線蟲，以及引起幼苗腐爛、青霉、晚疫病的微生物產生拮抗作用[7]。鏈霉菌則能夠產生豐富的具有廣泛生物活性的天然產物[8]，且其產生的抗生素能夠控制土傳病害，在根際生態系統中發揮關鍵作用[9]，該菌制劑已經運用于魔芋軟腐病的防治[10-12]。 　　此外，健康魔芋植株根際可培養優勢微生物放射型根瘤菌、蘇云金芽孢桿菌、煙曲霉菌和纖維素鏈霉菌的數量也比較多。這些微生物均有益于提高作物產量以及預防植物病害。如放射型根瘤菌（一種非致病的農桿菌屬菌株），接種到大麥和小麥上，能夠固定N2，增加產量[13]。分離自健康丹參根部的放射型根瘤菌內生菌無細胞發酵液，能促進甜瓜種子胚根和胚芽的生長[14];蘇云金芽孢桿菌是一種可產生殺蟲孔毒素蛋白破壞中腸組織來殺死昆蟲的致病菌[15]，在預防植物病害例如魔芋軟腐病、苗腐、水稻粒腐病中也有一定的作用[16]。但利用這些可培養微生物防控魔芋軟腐病的作用機理還需要進一步深入研究。
　　2.2  魔芋軟腐病生物防治的研究
　　2.2.1  植物提取物防治  許多植物的次級代謝產物具有很好的抑菌活性，利用其進行植物病蟲害的防治具有很大的開發潛力。對魔芋軟腐病菌有抑菌作用的植物提取物較多，張偉[17]提取各種中草藥的有效成分，采用抑菌圈法和最低抑菌濃度法篩選鑒定對魔芋軟腐病有抑菌效果的提取物，發現大蒜素對歐文氏菌的生長具有很好的抑制作用。部分植物的甲醇提取物對魔芋軟腐病具有很好的抑菌活性，如連香樹、山白樹和牛鼻栓、銅錢細辛、裸蕓香和小勾兒茶的甲醇提取物等[18，19]。
　　2.2.2  生防微生物防治  生防菌大量繁殖及其產生的抗生素能夠使魔芋根際微生物保持在正常狀態，從而抑制土傳病害的發生及擴展。目前針對魔芋軟腐病生物防治研究較多的是芽孢桿菌和鏈霉菌，且生防菌劑已經運用于生產中。國內關于魔芋生物防治有益鏈霉菌研究較多的是密旋鏈霉菌。該菌劑不同時期施用對魔芋植株具有不同的作用，苗期灌根處理有利于出苗，展葉期進行灌根處理則能有效防治軟腐病，且純菌劑施用能夠促進有機質積累[12，20]。且生防菌劑與有機肥配施或者與婁徹氏鏈霉菌、肉質鏈霉菌等復配混合菌劑施用，也具有協同增效的作用[21]。
　　周麗洪等[22]采用傳統的形態和生理生化等表型特征、Biolog微生物鑒定系統與16S rDNA序列分析相結合的方法鑒定防治魔芋軟腐病的內生細菌，首次報道了寄主植物內生細菌枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌和成團泛生菌作為生防菌防治魔芋軟腐病。解淀粉芽孢桿菌C3、抗生素溶桿菌06-4、13-1等對魔芋細菌性軟腐病具有顯著防效，田間生物防治效果達57.76%～79.16%，但定殖難度較高[23-25]。
　　魔芋細菌性軟腐病作為魔芋“癌癥”，發病快、防治難。傳統的物理化學防治能夠起到一定的效果，但化學防治污染大、殘留重，不適宜長期使用。生物防治中生防菌的穩定性及微生物的定殖能力常受環境的影響而失活，無法穩定發揮防效。此外，如何解決實驗室篩選的生防菌劑投入大田防效下降的問題，以及生防微生物的投入對自然界本身微生物群落結構的影響，這都是需要綜合考慮的問題。
　　3  魔芋細菌性軟腐病綠色防控技術
　　魔芋大田種植中，提倡采取綠色防控技術，降低魔芋軟腐病的發生及傳播。一般采取科學貯藏，降低種芋帶菌率;改變魔芋種植方式，減少魔芋病害發生;加強田間管理，創造良好生長條件。
　　3.1  精選種芋、科學貯藏、浸種消毒，降低種芋帶菌率
　　魔芋軟腐病病原菌常通過傷口侵染魔芋，因此，選取品質優良，無傷口的種芋，科學貯藏，避免碰傷、凍傷，次年種植前主要通過種芋消毒，生產上常采用農用鏈霉素浸種進行消毒處理，從而降低種芋帶菌率。
　　3.2  改變魔芋種植方式
　　由于魔芋喜溫暖、怕高溫、喜陰涼、怕強光，適宜在遮陰、溫暖、濕潤的環境中生長。高溫和強光照是引發病害的兩個主要氣象因子，因此軟腐病易暴發在全年溫度最高的8月。生產上建議將其與幼林樹和經濟作物間套作，一方面能夠提高單位面積產值，另一方面也能夠在一定程度上降低魔芋軟腐病的發生。
　　常采用魔芋與玉米輪作間種，該種植方式能夠較好地控制軟腐病。輪作通過換茬，改變土壤中的生物因子，使病原菌失去寄主而自然死亡，改變根際微生物群落結構，從而利用根際微生物種群拮抗作物使病原菌的種群數量相對減少，降低初侵染源數量。通過與玉米間作，增加田間物種多樣性（地上部物種多樣性和土壤微生物多樣性），減輕病害發生。與單一種植魔芋相比，該種植方式下魔芋植株變高，生長繁茂，發病輕，葉綠素和葡甘露聚糖含量都較高。田間種植采用魔芋壟面覆蓋栽植甘薯也能夠較好地降低魔芋軟腐病的發生[26]。
　　3.3  加強田間管理，創造良好生長條件
　　魔芋種植整個生育期內，需要加強田間管理，精耕細作，創造良好生長條件。需要注意以下幾點。在偏酸性環境條件下，播種前適量撒施生石灰，調節土壤pH，營造中性或微酸性環境;適時播種，較高海拔易出現凍害的地區需采用春播方式;高壟栽培，開溝排漬，防止漬水;規范施肥，施用充分腐熟的農家肥，適當增施鈣素可以加固魔芋植株細胞壁的結構;人工捕蟲防病，減少蟲害造成的傷口，同時進行農事操作時應避免造成人為傷口;及時收獲。
　　十堰市地處西南秦巴山區國家南水北調核心水源區，得天獨厚的氣候條件適宜魔芋的種植生長。采取綠色防控技術，降低農藥使用及殘留，減少農業面源污染，對于農業可持續發展、保障核心水源區水質安全具有重要意義。在大田生產中，可以結合十堰市地區種植特點，利用鄖陽地區三大寶——玉米、甘薯、龍須草，以甘薯或者玉米與魔芋間作套種，能夠較好地降低魔芋軟腐病發生;采取生防菌劑，減少農藥使用，避免農藥殘留;精細種植精細管理，避免傷種傷苗，減少病原菌入侵傷口;避免連片連作，降低病原菌積累基數。
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