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马铃薯晚疫病综合防治技术 |
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1.马铃薯晚疫病的危害性
马铃薯是世界第四大粮食作物,联合国粮农组织统计表明,全世界现有马铃薯栽培面积为1838.1 万hm2,总产29511.8 万吨,中国已成为马铃薯栽培面积最大的国家,达400 万公顷。马铃薯晚疫病是一种由Phytophthora infestans de Bary 侵染马铃薯引起的毁灭性病害,是所有引起粮食作物产量损失的病害中最严重的一种真菌病害。马铃薯晚疫病起源于墨西哥,曾于1845 年在欧洲大流行,致使当地的马铃薯几乎绝产,从而导致当地的大饥荒,致使当时只有八百万人口的爱尔兰不仅有一百万人饿死,还有一百万至一百五十万人流离失所。马铃薯晚疫病广泛分布于马铃薯产区,作为马铃薯生产中的头号敌人,目前已列为世界最主要的粮食作物病害之一,在多雨和气候冷湿的年份,植株提前枯死,损失可达20—40%。1996 年,据CIP 估计,全球每年因马铃薯晚疫病造成直接经济损失达到170 亿美元,发展中国家的损失是53 亿美元,而这些国家是以马铃薯为主要粮食和重要的经济作物,他们所遭受到的打击比发达国家要重得多。在我国因晚疫病而发生的产量损失每年平均亦达到10 亿美元左右。 2.病原及症状 2.1 病原 1861 年De Bary 证明这一病害的病原菌是致病疫霉(Phytophthora infestans(Mont)de Bary),属鞭毛菌亚门真菌,按Cavalier-Smith(1988-1989)的生物八界系统属假菌界卵菌门卵菌纲霜霉属致病疫霉。马铃薯晚疫病菌是二倍体真菌,即在个体中每条染色体都由2 个拷贝。马铃薯晚疫病菌的有性生殖方式为异宗配合,有A1 和A2 两种交配型(Gallegly 等,1958;Smoot 等,1958),寄生范围较窄,在栽培作物中它只能侵染马铃薯和番茄(Gallegly等,1958;)。晚疫病菌的菌丝无色、无隔和多核,孢囊梗较细,上部常有3-4 个分枝,其顶端膨大形成孢子囊,当一个孢子囊形成后,孢囊梗又继续生长,把第一个孢子囊推向一旁,呈侧生状,其顶端再生第二个孢子囊,这样每一个分枝在短时间内可以连续产生多个孢子囊。孢子囊卵圆形,无色,大小为25-32×16-24 微米,顶端有一乳头状突起。条件适宜时,能产生6-12 个游动孢子,由孢子囊顶端的乳头突起处释放出来。游动孢子肾脏形,在凹入的一侧着生两根鞭毛,在水中游动片刻,鞭毛消失而菌体暂时休止,不久即萌发产生芽管。 马铃薯晚疫病菌菌落白色,规则或不规则的圆形;菌落形态分为匍匐状、棉絮状和中间型三种状态。在黑麦番茄培养基上的菌丝生长比较快且菌落较密。二十世纪七十年代以前一直认为马铃薯晚疫病菌的A2 交配型只存在于墨西哥。二十世纪80 年代初Hohl 和Iselin(1984)首次报道在瑞士发现了A2 交配型菌株之后,A2 交配型相继在瑞士、英国、爱尔兰、埃及、德国、法国、苏格兰、荷兰、波兰、以色列、美国、加拿大、秘鲁、哥伦比亚、玻利维亚、印度、厄瓜多尔、俄罗斯、日本、韩国等国家被发现(Chycoski 等,1994;Deahl 等,1991;Frinking 等,1987;Hohl 等,1984;Mosa 等,1989;Shaw 等,1985;Tantius 等,1986)。张志铭(1996)报道在我国也发现了A2 交配型菌株。赵志坚等(1999)在云南也发现A2 交配型菌株。Chang和Chen(1998)在台湾凋查的结果是没有发现A2 交配型菌株。目前A2 交配型已在世界上广泛存在, 据美国康乃尔大学Fry 等调查, A1 和A2 两种交配型的晚疫病菌已传播到了南极洲以外的世界各大洲。A2 交配型的出现对抗病育种和晚疫病药剂防治提出了新的挑战。主要表现在以下几方面:①容易形成致病力更强的生理小种, 使现有品种很快失去抗性;②容易形成抗药性强的菌株, 减低药剂的防治效果;③A2 与A1 两种交配型同时存在时可以进行有性生殖形成卵孢子, 卵孢子能够在土壤中生存和越冬, 增加了晚疫病菌初侵染源的产生渠道, 使病害的发病期提前;④卵孢子能够度过不良的环境条件, 如干旱等, 使晚疫病菌更易存活, 条件适宜时, 病菌的繁殖和传播速度加快。马铃薯晚疫病菌在国内外均已发现有不同的生理小种,马铃薯晚疫病菌生理小种的组成日趋复杂,而且抗病品种上的菌系致病力强,感病品种上的菌系致病力相对较弱。到目前为止已鉴定出我国北方的生理小种有00,0,1,2,3,4,1.2,1.3,1.4,2.4,1.3.4,1.2.3.4 等12 个类型。 2.2 症状 马铃薯晚疫病可发生于叶、茎及块茎等部分。叶部病斑大多先从叶尖或叶缘开始,初为水浸状褪绿斑,后渐扩大,在空气湿度大时,病斑迅速扩大,可扩及叶的大半以至全叶,病斑边缘不明显。可延叶脉浸入叶柄及茎部,形成褐色条斑,茎上病斑很脆弱,茎杆经常从病斑处折断。最后植株叶片萎垂,发黑,全株枯死。空气潮湿时,病斑边缘处长出一圈白霉(孢囊梗),雨后或有露水的早晨,叶背上最明显,适度特别大时,正面也能产生。天气干旱时,病斑干枯呈褐色,叶背无霉层。在感染晚疫病的块茎上,可以看出稍凹陷的病斑,手摸有硬的感觉。斑点的颜色为褐色或铅灰色,取决于种皮的颜色。切开块茎肉时,可以看见浅褐色的斑点或斑带。感染晚疫病的块茎在贮藏期会开始腐烂。晚些时在块茎上会发生各种细菌和真菌,它们引起腐败。由于腐败的结果,在种皮表面的斑点软化,块茎肉变黑并因此难以确定病害的初始原因。测定块茎病害的原因以及在其初期的发展是非常困难的,因为晚疫病溃疡症状的出现,仅在块茎受感染后隔2—3 星期以后。 3.晚疫病的发生和流行特点 马铃薯晚疫病的初次侵染主要通过带病种薯侵入田间。由于部分(>1%)带病种薯并不表现任何感病的症状,所以即使严格挑选也无法保证所有种薯不带病。菌丝体在马铃薯的块茎中越冬,在块茎受感染的情况下能够渗透到幼芽上。菌丝体在感病的幼芽上成为富有生活力,并在适宜的湿度及温度条件下在土表形成肉眼可见的霉层。孢子借助气流传到邻近的植株上,并感染贴近土壤生长的下方叶片和茎部。因此晚疫病的初次痕迹发现于植株的下方叶子上。在菌丝体生长的地方,破坏叶片的纤维组织,产生病斑。在若干天内布及整个叶片,并且能够传播到叶柄及茎上。而这种茎部感染常常症状并不明显或在田间很难察觉。早期的茎部侵染过程受温度影响较大, 病斑的发展速度通常比叶部侵染的发展速度要慢得多。这些茎部感染在相当长的时间内都具有产生孢子囊的能力。在马铃薯生长后期除了叶部感染以外,茎部的感染通常也很严重。相关的研究(Bain等,1997)表明在马铃薯生长后期的茎部感染比叶部的感染导致的薯块感病更为严重。原因是受侵染后块茎产生的孢子囊很容易被雨水冲刷下来引起地下薯块的感染(Lacey,1967),可以感染生长于深达10cm 处的块茎。块茎也可能再挖薯时,由于接触感病的茎叶或带病的土壤而受感染。而且茎部侵染在高温下依旧保持活性和侵染能力,在30℃高温条件下叶部侵染不会产生孢子囊,而茎部侵染依旧可以产生多达20000个孢子囊。马铃薯晚疫病的发展必须有一定的温度和湿度条件。侵染后潜育期的长短取决于气温的变化。在感病品种上,最低温(夜间)为7℃ 及最高温(日间)为15℃时,潜育期为9 天,当夜间温度为17℃ 及日间温度为28℃时,潜育期最短时间为3 天。在良好的天气条件下,由一些个别的病株经过10—15 天能够感染全田。在干燥天气时,病株干枯,在潮湿天气时则腐败。 4.病害的监测及预报 4.1 发生初期的调查: 马铃薯晚疫病在田间流行一般是先出现中心病株,为了预测晚疫病的发生期,英国的Beaument 曾根据病害发生与温湿度的关系得出“标蒙氏规律” (Beaument’s law):在48h 内,气温不低于10℃,相对湿度在75%以上,经1 个月左右,田间就会出现1%的中心病株。中心病株出现后,在适宜的条件下,大约10—14 天,就会扩展蔓延到全田。根据我省以前的研究结果,陇东川塬地区和陇南渭河上游地区中心病株的出现气候基本上符合此规律;洮岷高山多雨地区病害侵入的适度条件经常存在,故中心病株出现的限制因子是日最低气温;在河西灌区的武威,春夏干旱,秋季多雨,中心病株出现的时间,多依灌溉的多少及秋雨来临的迟早而异,一般多在7 月中下旬形成,且比较恒定。应该注意的是,晚疫病一般在马铃薯开花至成熟时期发生。比较潮湿的地段如低洼地、山谷地、河流及其它水域旁的地块,雾大和露水多的林带之间的地方等出现得比较早。早熟、感病的品种出现得早。一般在马铃薯孕蕾期开始调查,为了发现始发病症,应该拨开茎叶,仔细检查接触土壤的下层叶子或是位于靠近土表的叶子。 4.2 发生期调查 晚疫病在发现中心病株后,选2~3 块有代表性的田块进行定点系统调查,以掌握田间病情自然消长规律。每块田定5 个点(其中2 个点定在中心病株附近),每点查30~50 株,每5 天调查1 次至收获前15 天为止,每次调查、记载发病叶片、严重度和病株数。 调查需要达到的目的:1、查明马铃薯晚疫病在自然条件和农业技术条件下(地形、土壤、栽培方式、播期、密度、施肥水平、品种等)彼此不同地段里的发展情况。2、获取晚疫病在区域里传播有关比较完整的资料。3、调查统计防治马铃薯晚疫病技术措施的质量。4、收集详尽的气象资料(生长期间每天的昼夜温度和湿度、旬均温、降水、湿度等):在监测田距离气象站的距离不超过20km,以及在平坦地形及无林的情况下的气象资料才能够利用。 4.3 马铃薯晚疫病的预测模型 4.3.1 Cook模型1949年由H.T.Cook建立,在美国弗吉尼亚应用。气象数据为日平均温度和降雨量。根据当地多年记录马铃薯晚疫病重发生年和轻发生年,病害侵染前累积降雨量,通过回归分析,制定-“判断降雨线”(critical rainfall line),当温度低于15℃连续14 d达到有利马铃薯晚疫病发病条件后施药防治。 4.3.2 Wallin模型1951年由J.R.wallin报道,在美国北部和世界各地推广应用。气象数据为时相对湿度和温度。模型根据马铃薯出苗后每小时相对湿度90%以上和平均温度,计算出严重程度值(severity values),并设计了平均温度范围与相对湿度90%以上对应的数值表,当数值达到18-20后,预测7~14d内将发生病害。 4.3.3 Bourke模型1953年由P.M.Bourke建立,在爱尔兰广泛应用,即为著名的爱尔兰规律(Irish rules)。气象数据为时相对湿度、温度和降雨量。模型确定在相对湿度90%和温度10℃以上,连续12~16h。如2次间隔不超过5h可以合并1个时段,病菌孢子开始萌发和产生新的侵染,为有效疫病时数(diffective blight hours EBH)。7d后施药防治。如果需要,14d后作第2次施药。 4.3.4 Hyre模型1954年由R.A.Hyre报道,在美国东北部应用。气象数据为日降雨量、最高和最低温度。模型预测判断为在连续10d中,总降雨量达到3cm以上,5d日平均温度低于25.5℃,病害将在7~14d暴发,温度低于7.2℃不利于病害。 4.3.5 Smith模型1956年由L.P.Smith报道,在英格兰和威尔士应用。气象数据为时相对湿度和最低温度。模型根据英格兰和威尔士规律(Beaumont rules),在2d中,当最低温度10℃,相对湿度90%以上连续超过11h,有利于病害的发展。当达到上述条件时,应作初次病害防治。 4.3.6 Ullrich模型1966年由J.Ullrich和H.Schrodter报道,在德国应用。气象数据为时相对湿度、温度和降雨量。模型采用否定预测(negative prognosis)方法,设固定的已明确的病害条件的小时数、预警值和累加预警值,在马铃薯出苗7d后,相对湿度和降雨量分4个等级(值)。将10℃以上平均每小时温度范围的时数(h值)填表,查相对应的预测值(r值),当累加预警值达到150后,模型预警。各地可以根据当地气候条件修订预警值。 4.3.7 Forsund模型1983年由E.Forsund提出,在挪威应用。气象数据为午间相对湿度、日最高和最低温度、日降雨量。模型以4个气象因素预测病害。日最高温度17~24℃、最低温度≥10℃,午间相对湿度≥75%,日降雨量≥0.1mm,当连续2d达到上述条件时预警,连续时间越长病害暴发流行的可能性越大。 4.3.8 Fry模型1983年由w.E.Fry,A.E.Apple和J.A.Bruhn报道,在美国加州北部应用。气象数据为时相对湿度、温度和日降雨量。模型分为两个模块,一是描述使用杀菌剂(百菌清chlorothalonil)的气候因素;二是描述在病菌发展的气候条件下寄主植物的抗病性因素。病害统计从中午到次日中午24h内,RH≥90%,温度≤3,3~7,8~12,13~22,23-27℃和≥27℃5个温度段的时数。寄主分为感病、中感和中抗3个级别。杀菌剂为最近应用百菌清的时间。由于该模型专为百菌清设计,而该杀菌剂在马铃薯晚疫病防治上使用很少。 4.3.9 CARAH模型1986年由C.Ducattillon提出,在比利时和我国重庆市应用,云南省也曾经试用。气象数据为时相对湿度、温度和降雨量。模型以每小时相对湿度≥90%和平均温度7~18℃,27℃以下为符合发病的湿润期,在此范围内设轻、中等、重、极重4个级别,设表填人RH≥90%持续的时数,轻发生的最低标准为7℃ 需16h,30 min,18℃需10h,45min;极重发生温度7C需25h,30min,18℃只需17h。当达到上述条件后,病菌孢子萌发,侵染,此后只需要记录温度。模型以侵染循环(incubation cycle)计算预警时间,以Guntz—Divox和Conce方法,每天计算平均温度,相对应的温度范围有一个分值。当达到7分时,一次侵染循环结束,就需要施药防治,必要时在14d作第2次施药。 4.3.10 Winstel模型1993年由K.Winstel提出,在美国加州北部应用。气象数据为日平均温度、最低湿度和最高温度,以及温度≥l0℃,相对湿度≥90%的时数。模型由两个阶段组成,第1段为侵染,满足条件为日平均温度10~23℃,相对湿度≥90%连续超过10h;第2段为病原发展,条件为连续2d最高气温在23~30℃,即预警作初次防治。第1段到第2段时间不小于24h,最长不超过10d。 4.3.11 PHYTEB模型1993年由V.Gutsche报道,马铃薯和谷物病虫害PRGEB预测模型的组成部分,在德国应用。气象数据为时相对湿度、温度和降雨量。同时考虑寄主品种。模型通过变量状态方法,每3小时计算温度、相对湿度、降雨量、品种和寄主保护反应的变量状态,模拟病害发生阶段。模型含两个亚模(SIMPHYT1和SIMPHYT2),亚模1承担品种、出苗时期和农业气象资料的统计;亚模2模拟品种在施药和不施药病害流行的状态,通过数学运算,比较应用药剂防治的反应,得到预警及需要施药前的时间段。 5.防治策略 以选用抗病品种及无病种薯为基础,结合预报,消灭中心病株,加强药剂防治和农艺栽培措施进行综合防治。 5.1 选用抗病品种,目前推广的抗病品种有:庄薯3 号、陇薯7 号等这些品种在晚疫病流行年,受害较轻,各地可因地制宜选用。 5.2 选用无病种薯;减少初侵染源。做到秋收入窖、冬藏查窖、出窖、切块、春化等过程中,每次都要严格剔除病薯,有条件的要建立无病留种地,进行无病留种。 5.3 加强栽培管理:适期早播,选土质疏松、排水良好的田块栽植,促进植株健壮生长,增强抗病力。 5.4 播前种薯处理:选择适合的药剂对薯块进行处理以减轻或延缓晚疫病的发生。 5.5 药剂防治:喷药时机要掌握在病害发生和流行之前。初次用药的时机应在田间出苗率达到95%,苗高约10—15cm 时进行。发病初期开始喷洒72%克露或霜霉疫净可湿性粉剂700 倍液,或69%安克·锰锌可湿性粉剂900—1000 倍液、90%三乙磷酸铝可湿性粉剂400 倍液、58%甲霜灵·锰锌可湿性粉剂或64%杀毒矾可湿性粉剂500 倍液、60%琥·乙磷铝可湿性粉剂500 倍液、72.2%普力克(霜霉威)水剂800 倍液,隔7—10 天1 次,连续防治2—3 次。值得注意的是甲霜灵等药剂的使用很容易产生抗药性,因此尽可能交替用药。 |
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