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杨丽丽康少杰摘要土传病害是以土壤为媒介进行传播的植物病害的统称。该文从保护地土传病害发生的原因、病害的种类、制约病害发生的功能菌种类、防治机理等方面综述了保护地土传病害生物防治的研究进展,最后对功能菌在保护地病害防治应用中存在的问题及相应对策进行了讨论。
关键词保护地;土传病害;生物防治
-5739(2012)08-0187-03
当土壤内部条件适宜时,生活在其内的线虫、真菌、病毒、细菌等侵入作物体内引起的病害统称为土传病害。近年来,蔬菜的集约化种植、保护地产业的快速发展、连作时间的延长等为土传病害的发生、发展提供了有利环境,严重影响蔬菜的产量和质量,给蔬菜生产造成极大影响。
生物防治是指利用一种生物抑制另一种生物的防治方法,不仅对植物病虫害有较好的防治效果,而且对环境无污染,生态平衡得到保护,被称为绿色防治方法。目前,已在棉花[1]、番茄[2]、辣椒[3]、小麦[4]、茄子[5]、玉米[6]、水稻[7]、甜瓜[8]等植物上得以成功应用。因此,积极采取综合防治措施,加强保护地蔬菜土传病害的研究、预防,势在必行。
1保护地土传病害发生严重的原因
保护地蔬菜栽培,由于受地理条件限制,轮作倒茬困难,连作周期长,内部温度、湿度大等条件都有利于各种致病菌的存活、繁殖,并最终导致病害的发生、传播,所以对于土传病害的防治难度就相当大。近年来,其发病率高,危害性大,已成为影响保护地蔬菜生产效益的主要障碍因素之一。
、重茬现象严重
目前,保护地蔬菜栽培普遍向规模化和单一化方向发展,植物赖以生存的寄主和繁殖场所因为连作现象而得到保证,导致病原菌大量繁殖,加重了土传病虫害的发生,如由镰刀菌引起的番茄和瓜类的枯萎病、青枯病等。保护地土壤障碍一般在种植后第3~4年出现。一方面是由于作物对某种元素单一性吸收,打破土壤中养分元素的平衡;另一方面是由于长期种植同一作物,根系分泌物或自身残体分解产生的物质中存在阻碍后续作物根系发育的克生物质,使得生物酶活性会下降[9-12]。细菌是土壤微生物的主要种类,放线菌次之,真菌排第3位。连茬作物根系的多年分泌物和代谢物长期积累,会引起土壤微生物种类、数量发生变化。一些有益菌(如氨化菌、硝化菌等)的生长受到抑制,使土传病原菌数量(如青枯病、炭疽病、枯萎病、软腐病、根结线虫等)逐年增加,从而造成严重病害[13]。研究表明,有害细菌、真菌数量:大棚>温室>露地[14]。
为追求产量,农民在保护地蔬菜生产过程中过量施用氮肥,导致土壤中各养分元素比例失调,从而导致植株相关部位出现缺素症状,而农民则一味地加大施肥量。因此,目前施肥问题表现在氮肥过多、磷钾肥及微量元素偏少。
土壤中的寄主植物、病原物质、有益微生物三者之间相互制约、相互竞争的结果表现在土传病害发病程度的轻重。在有利的环境条件下,病菌能大量繁殖并侵染感病寄主,而连作则为病菌的持续致病提供了可能。如果外界环境条件不利于病菌存活或土壤养分被消耗殆尽时,病菌即进入休眠期。此外,植物本身的自毒现象也加剧了土壤生态环境的恶化。
2保护地常见的土传病害
在我国保护地中,常见的土传病害主要有猝倒病,瓜类的枯萎病、立枯病,大白菜的软腐病,茄子的黄萎病以及根腐病、根肿病、疫病、青枯病(南方发病普遍,北方较少),黄瓜、芹菜、木耳菜的根结线虫病等。而猝倒病和立枯病主要发生在苗期,其他病害苗期发病很少,北方地区青枯病和线虫发生少。常见土传病害在土壤中存在的年限及繁殖器官见表1[15]。
3防治保护地土传病害的有益功能菌
功能菌是指栖息在土壤或植物根区的具有潜在生物调节能力的菌类。其利用自身快速繁殖的优势来调节根区微环境,限制土传病原体繁殖,参与生态位竞争,抑制土传病害的发生发展,但这种功能作用受外界及土壤内部环境的制约。目前,生产上应用的功能菌主要有真菌、细菌、放线菌和病毒等种类,细菌主要有芽孢杆菌、土壤放射杆菌和巴氏杆菌等;真菌主要有木霉菌、毛壳菌、淡紫拟青霉、酵母菌、厚壁孢子轮枝菌、小盾壳霉和菌根真菌;放线菌主要有链霉菌属及其相关类群。
许多真菌资源对土传病害具有很好的生防作用。可利用的土传真菌病害的主要生防因子包括木霉菌、毛壳菌、寡雄腐霉、非病原性菌尖胞镰刀霉Fo47菌株、非病原性双核丝核菌等真菌因子[16]。用于草莓和蔬菜灰霉病防治的商品化真菌农药主要是木霉制剂,效果较为理想,应用前景较好[17]。
。木霉是土壤微生物群落的重要成员,是一类分布广、繁殖快、具有较高生防价值且对一些广谱性杀菌不敏感的生防有益真菌。大多数木霉菌可产生多种对植物病原真菌、细菌及昆虫具有拮抗作用的生物活性物质,比如细胞壁降解酶类和次级代谢产物,并能提高农作物的抗逆性,促进植物生长和提高农产品产量。木霉菌对多种病原真菌和一些病原细菌有拮抗作用,特别是对土传病害。应用试验结果表明:由立枯丝核菌、腐霉菌、齐整小核菌、镰刀菌等引起的棉花、杜仲、人参、三七等的幼苗立枯病,以及对茉莉、花生和辣椒的白绢病、番茄的猝倒病等。利用木霉菌对其进行防治,均可取得较好效果[18]。20世纪70年代以来,国内外对木霉菌的拮抗作用及其机制作了深入研究,证实了木霉对病原菌的重寄生现象[19],同时在温室及田间试验中欧冠也取得了令人瞩目的成果。胡明江等[20]利用康宁木霉SMF2分生孢子制剂进行防治大白菜软腐病的田间药效试验。结果表明康宁木霉SMF2分生孢子制剂防治大白菜软腐病效果最好,%,%,差异极显著。刘任等[21]利用哈茨木霉T2菌株对辣椒疫霉、齐整小菌核、立枯丝核菌等辣椒土传真菌病害的病原菌有较强的抑制作用,%、%%。
。毛壳菌降解纤维素和有机物的效果较好,并可抑制土壤中的某些微生物,通常存在于土壤和有机肥中[22]。毛壳菌在田间已经被应用于防治苹果黑星病菌引起的苹果黑星病,苹果黑腐皮壳引起的苹果树腐烂病和由茄丝壳属和尖镰孢属等引起的松苗猝倒病。同时,毛壳菌也可预防谷物秧苗的枯萎病和甘蔗猝倒病,降低由镰刀菌引起的番茄枯萎病和黑星菌引起的苹果斑点病等的发病率,且对立枯病丝核菌、拟茎点霉属、甘蓝格链孢、毛盘孢属、葡萄孢属等病原菌的生长有一定程度的抑制作用,对山杨根腐病、小麦斑枯病也有明显的拮抗作用。此外,关于淡紫拟青霉、厚壁孢子轮枝菌、小盾壳霉和菌根真菌具有生防作用的也有报道[23]。
细菌具有繁殖速度快,种类数量繁多的特点,可以人工培养,对病原菌的作用方式广,因而生防细菌的筛选和应用成为研究热点之一。目前,对土传病害具有生物防治作用的细菌主要有假单孢杆菌和芽孢杆菌以及其他一些细菌[24]。
。假单孢杆菌通过分泌拮抗物质抑制病原菌的生长,从而达到生物防治的目的,其中以荧光假单孢杆菌等细菌的不同菌株研究最为广泛[25]。假单孢杆菌具有突出的增产防病作用,广泛存在于植物根际。罗宽等[26]利用拮抗的荧光假单孢菌在温室防治番茄、烟草、花生青枯病,效果较好,但未在大田中试验。钟小燕等[27]从已感染香蕉枯萎病的果园中分离到1株对香蕉枯萎病菌抑制作用很强的假单孢杆菌,通过抑制病原菌菌丝正常生长以致不能产孢子。
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