菜心是十字花科,芸薹属植物,以菜薹供食,质地鲜嫩,口感清甜,风味独特,是我国的特产蔬菜,周年可以生产、供应、出口,为华南地区栽培规模最大的蔬菜之一。

炭疽病是菜心上最常见和发生最严重的病害之一,是限制菜薹产量和质量的重要因子。 近年来,随着蔬菜基地化、专业化的发展以及产业化程度的提高,菜心的复种指数越来越高,一年之内连作6-7茬,引起蔬菜病虫害严重、产量降低、品质恶化等不良现象,炭疽病发生也越来越严重。加上华南地区高温多湿的气候条件(尤其是4-10月),菜心炭疽病加重发生,病情指数达到50-80,既影响菜心的外观及品质,又造成减产,严重时产量损失可达 30%~40%。

目前,炭疽病的防治以选用抗病品种等农业措施和化学防治为主,但是由于抗病品种退化,化学防治成本高又污染环境等原因,使菜心炭疽病处于较难防治的困境。

今天我们从菜心炭疽病的发病症状特点、矿质养分对炭疽病抗性生理的影响,以及最佳防治措施这3个方面进行阐述,希望对安全、高效、无污染防治菜心炭疽病提供新思路。

一、菜心炭疽病的发病症状及特点

1、发病症状

菜心炭疽病在苗期至成株期均可发生,主要为害叶片、叶柄和叶脉部分。 病害最初只是在接近地面的叶片上出现褪绿的水浸状小斑点,后扩大为圆形或近圆形灰褐色斑,中央稍凹陷,呈薄纸状,微隆起,直径为1-2毫米,最大不超过4毫米,最后病斑中央变成灰白色,极薄,半透明状,易穿孔。

图1 菜心叶片水渍状斑点

在叶脉上病斑多发生于叶背面,形成长短不一略向下凹陷的褐色条斑。 叶柄上病斑为纺锤形或椭圆形,褐色,明显凹陷。 叶片被害严重时,病斑可达数百个,相互汇合,连成大的病斑,形成“麻点”,造成叶片早枯。

图2 叶脉背面出现褐色条斑

2、发病特点

菜心炭疽病是由希金斯炭疽菌引起的,属半知菌亚门真菌。 病原菌主要以菌丝或分生孢子在病残体或种子上越冬。 该病病菌分生孢子在10-38℃都可以萌发,最适合温度26-30℃。病原主要从伤口入侵,靠雨水和昆虫传播。

华南地区每年4-10月高温多雨天气多,有利于炭疽病病菌的生长、产孢和孢子的萌发。一般高温暴雨后天气转晴,地势低洼,土壤粘重,植株过密,通风不良,田间湿度大或与十字花科蔬菜连作时该病发生较重。

二、矿质营养对菜心炭疽病的影响

植物对病害的抵抗力虽受遗传控制,但受环境因素的影响相当大。在众多的环境因素中,与生产最为密切又易人为操作调控的是矿质营养。矿质营养能够调控作物生长,影响相关酶的活性。一般来说,抗病性强的品种,自我调节和恢复正常状态及抗膜脂过氧化能力强,超氧化物酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性高。

1、氮营养对菜心炭疽病抗性生理的影响

氮是矿质元素中的核心元素,对蔬菜适量施用氮肥不仅能提高光合作用,增加光合面积,还可以提高产量。

有研究表明,氮营养与菜心炭疽病的发生有密切关系,适宜的氮营养有利于提高植株对炭疽病的抗性,植株耐病能力提高,病情指数降低;而过高 、过低的氮营养或不施肥,特别是高氮水平下更有利于诱导炭疽病的发生,植株病情指数提高。因此,为防止菜心炭疽病的发生,生产上必须避免偏施氮肥。

1.1 增强细胞保护酶的活性

作物被病原菌感染时最快速的反应之一是瞬时间活性氧大量产生和积累,这种现象称为氧化猝发或氧化跃变。适宜的氮营养,能够增强菜心被感染后,细胞保护酶的活性(SOD 、POD 、CAT 是主要的活性氧清除酶类),降低活性氧对菜心造成的伤害,菜心耐病能力提高,病情指数降低。

1.2 调控植物体内激素平衡

适宜的氮营养,能够调控植株体内的乙烯平衡,较好地维持植株体内脱落酸和生长素的含量,减少因激素不平衡而出现的病态反应,提高菜心地抗病能力。菜心与炭疽病菌互作过程中,乙烯、脱落酸、生长素能够启动或抑制与抗病相关蛋白的基因表达,诱导或阻遏抗病性的产生,最终表现出感病或抗病。侵染寄主植株后的病原菌能通过分泌某种或几种激素类物质,扰乱了正常的平衡系统,从而出现病态反应。

另一方面,炭疽病造成激素比例失调 ,导致植株抗病能力下降。适当地氮营养,维持植株体内内源 脱落酸和乙烯水平的平衡和稳定性,以及提高内源生长素的含量,是提高菜心抗炭疽病的机理之一。

2、硅素营养对菜心炭疽病抗性生理的影响

国内外研究表明,硅(Si)可增强蔬菜植物自身的抗病性,提高植株光合作用,增加产量。关于硅的抗病作用机理,一种认为硅在真菌侵染点周围寄主细胞中沉积起到机械或物理性的屏障作用,从而抑制了病害的蔓延;另一种观点则认为其抗病机理可能是 Si在寄主-病原菌的相互作用中起代谢调节作用,诱 发植物产生对病原菌的一系列抗性反应。

杨暹等通过研究不同浓度的Si处理和接种炭疽病菌对菜心菜薹形成、 炭疽病发生效果及Si吸收沉积的影响, 结果表明,Si对菜心炭疽病的发生有明显的调控作用。 适宜的Si营养处理可提高菜心对炭疽病菌的抗性,降低病情指数40%,提高菜薹产量54%。 Si对菜心品质也有明显影响,不同浓度 Si 处理可促进感病品种的叶绿素、粗纤维、VC 的合成,并诱导可溶性糖的生成,且叶绿素、粗纤维含量随 Si 处理浓度的提高而增加。

3、钾素营养对菜心炭疽病抗性生理的影响

钾是植物生长发育必需的三大营养元素之一,有重要的营养和生理作用,适当增施钾素不仅能够提高作物的产量和品质,更重要的是能提高植物的抗病性。

关于钾对菜心抗逆生理的影响,主要是能够增强光合作用,促进菜心生长,增强体内相关酶地活性,进而提高菜心的抗逆能力,降低病情指数,调控菜心炭疽病的发生。

因此,生产上为防止或减轻炭疽病的发生,提高菜薹的产量,应根据不同菜薹品种合理增施钾肥。

三、菜心炭疽病的防控

关于菜心炭疽病的防控,目前一般是选育抗性品种以及化学药剂防控,前者难度较大,而且品种退化快,后者成本高,容易造成污染,威胁食品安全。因此,通过合理调控矿质营养,科学施用氮肥、钾肥,补充施用硅肥,提高菜心本身的抗病能力,以及采用土壤中的拮抗微生物防治,成为了新的,安全的防控方式。

3.1 选用抗性品种,温水浸种

抗病育种是克服病害最经济、 有效的首选对策,但难度高。张华等对目前生产上的主要菜心品种和广东蔬菜研究中心选育的一些材料进行了田间观察鉴定,鉴定结果表明,一般叶色较浅的早熟黄叶菜心品种的抗病性较强,叶色较深的早熟油青和中熟品种次之,叶色深绿的中迟熟和迟熟品种抗病性较弱。

此外,病菌分生孢子致死温度是 ( 53 ℃,10min 或55 ℃,5 min) ,播种前可考虑使用温汤浸种法, 以减少种子带菌对苗期的危害,并可减少初次接种体来源,达到对菜心炭疽病的有效防治。

3.2 加强田间管理,实施轮作

选择地势较高、排水良好的田块种植,及时排除田间积水,搞好田园清洁,清除病株残体,深沟高畦,合理密植,保持田间通风透光,降低田间湿度。此外,菜心在与十字花科蔬菜连作时一般炭疽病发生较重,所以在生产上应注意与非十字花科蔬菜轮作。

3.2 化学防治+补充矿质营养

发病初期可选用咪鲜胺、苯醚·吡唑醚菌酯、苯甲·嘧菌酯等药剂防治。建议用药:用苯醚·吡唑醚菌酯加0.3%磷酸二氢钾加有机硅进行防治,隔一个星期一次,连续2-3次。

注意氮素的用量,整个生育期,每株菜心用量以3克为宜,不可过少或过多。如果出现缺氮叶片发黄的症状,可以结合病害防治,加入尿素,浓度为0.5%。

3.3 利用土壤拮抗微生物防治

采用土壤中的拮抗微生物来控制植物病害发生的生物防治措施已在多种重要植物病害的防治中得到应用,取得了较好的防治效果。

有学者从土壤中分离筛选了2株对菜心炭疽病菌——希金斯炭疽菌具有强烈抑制作用的芽孢杆菌菌株 19E2、13A1。抑菌试验的结果表明:当19E2和13A1在培养液中浓度为10%时,抑菌率分别达到75.62%和 85.35%;当浓度升高到20%时,可完全抑制菜心炭疽病菌生长。

图3 芽孢杆菌菌株对炭疽菌的抑制

从培养平板可以看出,拮抗细菌对病原菌菌丝生长有较强的抑制作用,在二者之间形成一条明显的抑菌带(见图 3); 从平板背面观察,可以看到病原菌菌落边缘的菌丝变黑,说明菌丝生长受到抑制的同时迅速老化。

四、小结

关于菜心炭疽病的防控,采用拮抗微生物芽孢杆菌防治是未来的发展方向。芽孢杆菌具有生长快、营养简单, 能产生耐热、抗逆性强的芽孢等突出特点,有利于生防菌剂的生产、剂型加工及在环境中的存活、定殖与繁殖, 加之批量生产工艺简单, 成本较低,施用方便,储存期长, 是一种理想的生防微生物。但是,目前并没有大范围推广使用。

建议农民在交替使用化学药剂防治过程中,调控矿质营养,合理配施氮、钾、硅等矿质元素,提高菜心本身的抵抗能力,达到高效防治的目的。