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(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所， 昆明 650205；2.昆明云薯農(nóng)業(yè)科技有限公司， 云南 昆明 650205；3.農(nóng)業(yè)部云貴高原馬鈴薯與油菜科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站， 云南 昆明 650200)

馬鈴薯瘡痂病(Potato Scab)是由土壤中致病性鏈霉菌引起的病害[1]，屬于馬鈴薯四大土傳病害之一，病原菌侵染薯塊表皮形成網(wǎng)斑狀、凸起或者凹陷的黑褐色病斑，嚴(yán)重影響商品薯外觀性和經(jīng)濟(jì)性。種薯遭遇瘡痂病菌侵染后，嚴(yán)重者會(huì)降低種薯出芽率，影響種薯繁育的出苗情況，同時(shí)病原菌會(huì)隨著種薯調(diào)運(yùn)使用而傳播污染健康地塊，造成更大面積的病害感染。研究顯示，瘡痂病病原菌具有好堿好氣性，最適宜繁殖溫度為25～30 ℃，在相對(duì)濕度60%以下透氣良好的中性至堿性土壤中繁殖馬鈴薯時(shí)，容易爆發(fā)瘡痂病[2-3]。由于受到氣溫、土壤濕度等環(huán)境因素的影響，我國(guó)主要種薯產(chǎn)區(qū)的瘡痂病日益嚴(yán)重，尤其是對(duì)脫毒原原種繁育造成了嚴(yán)重影響，有報(bào)道顯示我國(guó)主要產(chǎn)區(qū)原原種瘡痂病發(fā)病率在30%以上，嚴(yán)重者高達(dá)90%[4-6]。實(shí)際生產(chǎn)中，由于受到基質(zhì)更換時(shí)原材料和勞動(dòng)力限制，為降低成本，規(guī)?；庇膯挝缓推髽I(yè)中重復(fù)使用舊基質(zhì)、連作繁育原原種的情況也較為常見(jiàn)[7]，而重茬基質(zhì)連作則會(huì)加劇瘡痂病發(fā)生。作為種薯繁育的核心環(huán)節(jié)[8]，原原種對(duì)瘡痂病最低允許率有著嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)[9]，因此，研究原原種繁育，尤其是重茬基質(zhì)繁育模式下薯塊瘡痂病的感病情況，以及環(huán)境因素對(duì)瘡痂病感病率及病情指數(shù)的影響，對(duì)控制瘡痂病發(fā)生，繁育合格原原種有著重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

目前關(guān)于重茬基質(zhì)中原原種瘡痂病的研究顯示，水分因素與瘡痂病具有一定的關(guān)系[10]，但結(jié)合水分因素與品種(系)進(jìn)行瘡痂病研究的報(bào)道較少，且沒(méi)有針對(duì)水分因素中具體指標(biāo)如含水量、pH值變化情況與瘡痂病的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行研究。為此，本研究采用在重茬基質(zhì)中盆栽試驗(yàn)結(jié)合水分管理方法，研究了不同灌水間隔期對(duì)基質(zhì)相對(duì)含水量、基質(zhì)pH值、不同品種(系)間薯塊瘡痂病感病率、病情指數(shù)的影響，分析了灌水間隔期與品種(系)之間的互作效應(yīng)，以及基質(zhì)相對(duì)含水量、基質(zhì)pH值與感病率、病情指數(shù)的關(guān)聯(lián)度，以期為重茬基質(zhì)繁育原原種時(shí)減輕瘡痂病發(fā)生提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院昆明市嵩明基地馬鈴薯繁育大棚進(jìn)行，海拔1 980 m，試驗(yàn)期4—7月，棚內(nèi)平均溫度25～32 ℃。試驗(yàn)大棚自2015年秋季起已連作繁育馬鈴薯原原種五季，試驗(yàn)用重茬基質(zhì)為第二茬基質(zhì)，前茬作物馬鈴薯，基質(zhì)使用珍珠巖與草泥炭的配合比為3∶1。試驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)大棚和基質(zhì)進(jìn)行藥劑消毒，消毒方式為棚內(nèi)苗床每平方澆施濃度0.5%甲醛溶液10 L，閉棚熏悶7 d之后，開(kāi)棚透氣再進(jìn)行基質(zhì)裝盆和種苗定植。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)定4個(gè)灌水間隔期為主處理，分別為4 d、7 d、10 d和14 d，設(shè)6個(gè)供試品種(系)為副處理，分別為C 33、D 111、米拉、合作88、D 50和C 48，按照兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，共計(jì)72個(gè)小區(qū)，每小區(qū)定植24株。供試品種(系)脫毒苗由云南省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所馬鈴薯中心提供，定植花盆規(guī)格18 cm×20 cm(直徑×高度)，定植前基質(zhì)裝入高度15 cm，定植40 d后基質(zhì)覆土高度至盆口20 cm。

試驗(yàn)于2018年3月30日定植，2018年7月15日收獲，生長(zhǎng)期105 d。

試驗(yàn)生長(zhǎng)前期水分管理一致，觀察到薯塊萌發(fā)后于5月16日開(kāi)始進(jìn)行不同灌水間隔期控制，澆灌時(shí)每小區(qū)灌水量為20 L·次-1。生長(zhǎng)期內(nèi)其他條件如施肥水平和病蟲(chóng)害防治保持一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1基質(zhì)相對(duì)含水量

試驗(yàn)分別在5月29日、6月3日、6月11日、6月20日和7月1日測(cè)定基質(zhì)相對(duì)含水量，共計(jì)5次。測(cè)定方式為每個(gè)小區(qū)內(nèi)每個(gè)品種固定3株進(jìn)行跟蹤測(cè)定。

測(cè)定儀器采用浙江托普公司生產(chǎn)的土壤水分速測(cè)儀，型號(hào)TZS，儀器探頭長(zhǎng)度5 cm，測(cè)定時(shí)將探頭完全插入基質(zhì)中，測(cè)定深度5 cm范圍處的基質(zhì)相對(duì)含水量。

1.3.2基質(zhì)pH值

基質(zhì)pH值的測(cè)定時(shí)間與方法與基質(zhì)相對(duì)含水量一致。pH值測(cè)定儀器采用Mettler Toledo生產(chǎn)的便攜式pH測(cè)定儀，主機(jī)型號(hào)F 2，電極型號(hào)Inlab Solids Pro-ISM，儀器電極長(zhǎng)度5 cm，測(cè)定時(shí)將電極完全插入基質(zhì)中，測(cè)定區(qū)域?yàn)樯疃? cm處基質(zhì)pH值。

1.3.3薯塊感病率及病情指數(shù)

試驗(yàn)收獲后按照瘡痂病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)(如表1所示)，根據(jù)分級(jí)結(jié)果統(tǒng)計(jì)感病率及病情指數(shù)。

表1 瘡痂病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

分級(jí)病斑個(gè)數(shù)病斑占薯皮表面積/%00—1>1～≤3≤102>3～≤5>10～≤253>5～≤10>25～≤504>10>50

瘡痂病感病率(%)=(帶病薯塊數(shù)/薯塊收獲總數(shù))×100%；

病情指數(shù)=∑(各級(jí)個(gè)體數(shù)×該病級(jí)數(shù))/個(gè)體總數(shù)×最高病級(jí)數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

結(jié)果采用Excel 2010軟件和DPS 7.01軟件進(jìn)行繪圖和分析，利用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同灌水間隔期對(duì)基質(zhì)相對(duì)含水量和基質(zhì)pH值的影響

如圖1所示，對(duì)基質(zhì)相對(duì)含水量及基質(zhì)pH值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，兩者之間存在極顯著負(fù)相關(guān)性，線性方程y=-0.118 1x+9.419 3，相關(guān)系數(shù)為-0.87*，即灌水處理通過(guò)影響基質(zhì)相對(duì)含水量，對(duì)基質(zhì)pH也產(chǎn)生相應(yīng)影響。如圖2所示，同一時(shí)間內(nèi)，不同處理的基質(zhì)相對(duì)含水量基本表現(xiàn)為隨灌水間隔期延長(zhǎng)而下降，4 d>7 d>10 d>14 d，處理間差異達(dá)到極顯著水平(6月3日達(dá)到顯著水平)；隨生長(zhǎng)期增加，各處理基質(zhì)相對(duì)含水量呈逐漸下降趨勢(shì)，以6月20日為分界點(diǎn)，生長(zhǎng)后期灌水間隔期10 d、14 d處理的基質(zhì)相對(duì)含水量下降迅速至10%以下，而間隔期4 d、7 d處理的基質(zhì)相對(duì)含水量始終保持在10%以上?；|(zhì)pH值變化與相對(duì)含水量相反，同一時(shí)間內(nèi)，不同處理的基質(zhì)pH基本表現(xiàn)為隨灌水間隔期延長(zhǎng)而增加，4 d<7 d<10 d<14 d，處理間差異達(dá)到極顯著水平；隨著生長(zhǎng)期增加，各處理的基質(zhì)pH值呈逐漸上升趨勢(shì)，同以6月20日為分界點(diǎn)，生長(zhǎng)后期灌水間隔期10 d、14 d處理的基質(zhì)pH值均高于8.2，其堿性化趨勢(shì)要比間隔期4 d、7 d處理更加明顯。

圖1 基質(zhì)相對(duì)含水量與基質(zhì)pH值的相關(guān)性

圖2 不同灌水間隔處理對(duì)基質(zhì)相對(duì)含水量及基質(zhì)pH值的影響

表2 不同灌水間隔對(duì)不同品種(系)瘡痂病感病率的影響方差分析

變異來(lái)源 平方和自由度均方F值p值區(qū)組0.0345 2 0.0173灌水間隔 0.2392 3 0.0797 3.32300.0982誤差0.1440 6 0.0240品種(系) 0.5417 5 0.1083 32.19000.0001灌水間隔×品種(系) 0.4427 15 0.0295 8.7690 0.0001誤差0.134640 0.0034總和1.536871

表3 不同灌水間隔期對(duì)品種(系)對(duì)瘡痂病感病率的影響多重比較

澆水間隔感病率/%C33D111米拉合作88D50C484d58.3aA30.7bB63.0aA55.7aA31.7bB35.0bB7d60aA39.0cBC13.3dD36.3cC35.3cC47.0bB10d72.3aA41.3dC51.3bcBC56.3bB45.7cdC46.7cBC14d65.0aA44.3cC55.7abAB59.0aAB42.3cC49.3bcBC

注：小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(p<0.05)，大寫(xiě)字母表示處理間差異極顯著(p<0.01)。下同。

表4 不同灌水間隔對(duì)不同品種(系)瘡痂病病情指數(shù)的影響方差分析

變異來(lái)源 平方和自由度均方 F值 p值 區(qū)組 10.3544 2 5.1772灌水間隔 57.8372 3 19.2791 2.7990 0.1310 誤差41.321166.8869品種(系) 175.08455 35.016926.38200.0001灌水間隔×品種(系) 89.4178155.96124.49100.0001誤差53.091140 1.3273總和427.106171

2.2 不同灌水間隔期對(duì)不同品種(系)瘡痂病感病率的影響

如表2所示，不同灌水間隔期處理對(duì)瘡痂病感病率的影響不顯著，不同品種(系)對(duì)瘡痂病感病率的影響達(dá)到極顯著水平，灌水間隔期和品種(系)之間存在互作效應(yīng)，表明在重茬基質(zhì)中，如要降低原原種瘡痂病感病率，需要根據(jù)不同品種選擇最適宜的灌水間隔時(shí)間。本研究中，品種(系)F值>灌水間隔F值，說(shuō)明品種(系)因素對(duì)瘡痂病感病率的影響比灌水間隔因素更加明顯。如表3所示，灌水間隔期4 d時(shí)，感病率由低到高依次是D 111

2.3 不同灌水間隔期對(duì)不同品種(系)瘡痂病病情指數(shù)的影響

如表4所示，不同灌水間隔期處理對(duì)瘡痂病病情指數(shù)的影響不顯著，不同品種(系)對(duì)瘡痂病病情指數(shù)的影響達(dá)到極顯著水平，灌水間隔期和品種(系)之間存在互作效應(yīng)，表明在重茬基質(zhì)中，如要降低原原種瘡痂病病情指數(shù)，需要根據(jù)不同品種選擇最適宜的灌水間隔時(shí)間。本研究中，品種(系)F值>灌水間隔F值，說(shuō)明品種(系)因素對(duì)瘡痂病病情指數(shù)的影響比灌水間隔因素更加明顯。如表5所示，灌水間隔期4 d時(shí)，病情指數(shù)由低到高依次是C 48

表5 不同灌水間隔期對(duì)品種(系)對(duì)瘡痂病病情指數(shù)的影響多重比較

澆水間隔C33D111米拉合作88D50C484d7.00aA2.97bB7.77aA6.27aA2.97bB2.57bB7d7.20aA3.43cBC0.93dD3.23cBC2.70cC5.10bAB10d9.80aA4.43ceB6.27bB5.93bcB4.57cdeB5.40bcdB14d8.63aA3.77cC6.57bAB6.70bAB3.67cC5.40bBC

2.4 基質(zhì)相對(duì)含水量及pH值與瘡痂病的關(guān)聯(lián)度

對(duì)5次調(diào)查期基質(zhì)相對(duì)含水量及pH值與薯塊瘡痂病感病率、病情指數(shù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，結(jié)果(表6)顯示，第2次調(diào)查期即6月3日時(shí)基質(zhì)相對(duì)含水量與感病率、病情指數(shù)之間關(guān)聯(lián)度最大，關(guān)聯(lián)系數(shù)分別達(dá)到了0.406 8和0.418 1，可認(rèn)為在本試驗(yàn)中6月3日是水分敏感期，此時(shí)間處于薯塊萌發(fā)后約20 d，基質(zhì)相對(duì)含水量范圍在10%～18%之間，對(duì)瘡痂病影響最大。而基質(zhì)pH值與感病率和病情指數(shù)的關(guān)聯(lián)系數(shù)集中在0.21～0.26之間，5次調(diào)查期之間關(guān)聯(lián)系數(shù)差異不明顯，可認(rèn)為在本研究中，基質(zhì)pH值對(duì)瘡痂病影響的較為一致，不存在明顯的敏感期。

表6 基質(zhì)相對(duì)含水量與pH值與瘡痂病的關(guān)聯(lián)度分析

日期 感病率關(guān)聯(lián)系數(shù) 病情指數(shù)關(guān)聯(lián)系數(shù) 相對(duì)含水量pH值相對(duì)含水量pH值5月29日0.23730.23280.22130.24816月3日0.40680.21170.41810.23186月11日0.18520.21590.20140.25886月20日0.21640.24960.22210.21147月1日0.25270.24200.23720.2370

3 討 論

本研究6個(gè)供試材料中，合作88是云南省主栽品種，米拉是在薯農(nóng)中保持穩(wěn)定種植規(guī)模的成熟品種，這2個(gè)品種應(yīng)用廣泛，而其他4份資源品系則來(lái)自于國(guó)際馬鈴薯中心(CIP)。本研究結(jié)果證實(shí)了前人研究觀點(diǎn)，表明馬鈴薯品種和資源品系間抗性差異也同樣表現(xiàn)在對(duì)瘡痂病抗病性方面[11]。

水分管理方面，根據(jù)云南昆明地區(qū)脫毒種苗直接繁育原原種時(shí)結(jié)薯期的灌水習(xí)慣，將灌水間隔期設(shè)定為4～14 d，結(jié)果表明，各處理瘡痂病感病率和病情指數(shù)之間沒(méi)有顯著差異，這與楊忠等[12]、徐小龍等[13]的結(jié)果不同。原因應(yīng)該與水源差異有關(guān)，前人試驗(yàn)在北方進(jìn)行，所用水源為鈣化弱堿井水，過(guò)多澆水引起基質(zhì)pH值增高從而病情指數(shù)急劇增加，而云南昆明地區(qū)水質(zhì)pH值在6.5左右，因灌溉增加基質(zhì)堿性化的風(fēng)險(xiǎn)較低。盡管本研究顯示4種灌水間隔處理間瘡痂病感病差異不顯著，但仍可看出D 111、C 33、D 50和C 48在灌水間隔期4 d和7 d處理下，感病率和病情指數(shù)要低于灌水間隔期10 d和14 d的處理，表明這4個(gè)資源品系具有在干旱條件下對(duì)瘡痂病敏感的特性。結(jié)合基質(zhì)相對(duì)含水量和基質(zhì)pH情況來(lái)看，灌水間隔期10 d以上處理中，在結(jié)薯后期基質(zhì)含水量持續(xù)低于10%，基質(zhì)pH值高于8.2，此條件可能降低了這4個(gè)資源品系的抗逆性，因此呈現(xiàn)出瘡痂病的發(fā)病隨著灌水間隔期的延長(zhǎng)而增加的情況。合作88、米拉在灌水間隔期7 d時(shí)感病率和病情指數(shù)均為最低，在灌水間隔期4 d和10 d以上處理中瘡痂病感病都比7 d處理嚴(yán)重，表明這2個(gè)品種感病率和病情指數(shù)受水分管理影響大，在實(shí)際繁育中需要密切關(guān)注田間水分及瘡痂病發(fā)生情況，避免因水分管理原因引起或加劇種薯感病，繼而造成瘡痂病的傳播。

本研究測(cè)定顯示基質(zhì)相對(duì)含水量在20%以內(nèi)，與部分研究報(bào)道中馬鈴薯大田繁育時(shí)能夠正常生長(zhǎng)的土壤含水量有較大差異[14-15]，原因與繁育方式差異有關(guān)。原原種繁育時(shí)所用定植基質(zhì)與大田土壤相比，基質(zhì)厚度薄、質(zhì)量輕、顆粒間孔隙疏松，此差別引起儀器探頭探針與基質(zhì)貼合不如大田測(cè)定時(shí)緊密，從而顯示測(cè)定數(shù)值與大田有所差異。

本研究在2018年大春進(jìn)行，使用基質(zhì)均為繁育過(guò)馬鈴薯原原種的第二茬基質(zhì)，結(jié)薯期5—7月時(shí)氣溫恰處于最適宜瘡痂病發(fā)病的范圍，所有處理均感染瘡痂病且感病率大多在30%以上，其原因應(yīng)該與連作環(huán)境、結(jié)薯期溫度有一定關(guān)系；此外，結(jié)薯期基質(zhì)pH值范圍在7.0～8.0之間，整體呈現(xiàn)堿性化趨勢(shì)，這與瘡痂病感病率及病情指數(shù)較高的具體關(guān)系也需要在今后繼續(xù)研究。

4 結(jié) 論

本研究表明，品種(系)間瘡痂病感病差異顯著，且與灌水間隔期的互作效應(yīng)明顯，6月3日左右是本研究中基質(zhì)相對(duì)含水量敏感期，因此在重茬基質(zhì)繁育原原種時(shí)，需要結(jié)合不同品種(系)和敏感期進(jìn)行水分管理，才能獲得較好的瘡痂病控制效果。