蘆連勇,華福平,王 艷
(安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南 安陽(yáng) 455000)
花生是河南省的主要油料和經(jīng)濟(jì)作物,播種面積僅次于小麥和玉米,花生是河南省第三大農(nóng)作物。花生果腐病,俗稱(chēng)爛果病,最早在美國(guó)發(fā)現(xiàn),之后世界許多國(guó)家相繼報(bào)道,在我國(guó)山東、河北、吉林、河南等地發(fā)生,危害嚴(yán)重,尤其是重茬地塊,有逐年加重趨勢(shì)[1]。一般發(fā)病田產(chǎn)量損失達(dá)15%左右,重病田可致絕收。國(guó)內(nèi)外研究表明,花生果腐病是由多種病原菌侵染引起的。病原菌包括絲核菌(Rhizoctoniasp.)、腐霉菌(Pythiumsp.)、冬青麗赤殼菌(Sclerotiumsp.,有性階段)、侵脈新赤殼菌(Neocosmosporasp.,有性階段)、鐮刀菌(Fusariumsp.)等[2]。不同地域和環(huán)境條件下病原菌種類(lèi)存在較大差異,不同的病原菌引起花生果腐病的癥狀不同[2]。我國(guó)花生果腐病以真菌土傳病菌鐮刀菌侵染為主,腐霉菌次之。該病害主要危害果柄和莢果,罹病果表現(xiàn)出不同程度的褪色,從淺表變褐色到整個(gè)莢果殼完全變成黑色。不同發(fā)育階段的莢果均可受害,果仁也表現(xiàn)出不同程度的腐爛。果柄與莢果的結(jié)合部罹病后果柄與莢果結(jié)合不牢固,不利于機(jī)械化收獲,加大產(chǎn)量損失[1-2]。但是病原菌致病機(jī)制及花生抗病機(jī)制相關(guān)基礎(chǔ)研究進(jìn)展緩慢,不同地域、不同環(huán)境下(土壤類(lèi)型、溫度、濕度),花生果腐病原菌的侵染及致病力也存在很大差異。
安陽(yáng)市內(nèi)黃縣、滑縣是河南省花生主產(chǎn)區(qū),花生常年種植面積在7 萬(wàn)hm2左右,近年來(lái)隨著花生種植機(jī)械化水平和相對(duì)收益率的不斷提高,農(nóng)民種植花生的積極性在不斷提高,種植面積也隨之增大。從2018 年開(kāi)始,隨著安陽(yáng)市花生種植面積的逐年擴(kuò)大,花生果腐病有逐年蔓延流行發(fā)生的趨勢(shì),目前已經(jīng)成為安陽(yáng)地區(qū)花生主產(chǎn)區(qū)的主要土傳病害之一。2020 年,內(nèi)黃縣高堤鄉(xiāng)、二安鄉(xiāng)等地發(fā)生了花生果腐病,嚴(yán)重情況下,發(fā)病率高達(dá)50%以上,造成了大幅度減產(chǎn)?;ㄉ〉姆乐伪容^困難,目前尚缺乏有效的治理措施。該病的發(fā)生不僅影響花生產(chǎn)量和品質(zhì),也影響農(nóng)民種植積極性,對(duì)安陽(yáng)地區(qū)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為了最大限度降低花生果腐病危害,實(shí)現(xiàn)防病增產(chǎn),安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生團(tuán)隊(duì)在承擔(dān)安陽(yáng)市重點(diǎn)研發(fā)與推廣專(zhuān)項(xiàng)——高產(chǎn)、抗果腐病花生新種質(zhì)創(chuàng)制與新品種選育任務(wù)基礎(chǔ)上,從2019 年開(kāi)始連續(xù)3 a 對(duì)安陽(yáng)市內(nèi)黃縣的花生果腐病進(jìn)行調(diào)查和取樣,對(duì)致病病原菌進(jìn)行鑒定,同時(shí)對(duì)花生果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)進(jìn)行調(diào)查研究,為防治花生果腐病提供依據(jù)。
鑒定果腐病材料樣本均從內(nèi)黃縣二安鎮(zhèn)、高堤鄉(xiāng)、井店鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)這幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)選取,種植品種為豫花37、濮花28、安花3 等品種。
病原菌分離應(yīng)用單孢分離法,并應(yīng)用柯赫氏法則進(jìn)行驗(yàn)證。
1.2.1 病原菌分離 將患果腐病材料樣本用清水沖洗3 h,用無(wú)菌水浸泡沖洗5 次,放置于無(wú)菌濾紙吸干水分后,在染病與健康交界處帶果仁剪取4 mm×6 mm的染病組織。然后用次氯酸鈉消毒1 min,再用無(wú)菌水漂洗后,用無(wú)菌濾紙吸干水分,立即放置于瓊脂培養(yǎng)皿中,待菌絲自然長(zhǎng)出后,切取菌絲尖端放置于馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基,移放入25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6 d,保持光照12 h、黑暗12 h 條件,待菌落自然形成后,統(tǒng)計(jì)各菌落數(shù),經(jīng)分離純化后作為供試菌株。
1.2.2 病原菌鑒定 將分離純化后的供試菌株移植到馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基上,放入25 ℃恒溫箱黑暗環(huán)境條件下培養(yǎng),4 d 后供試菌株長(zhǎng)出菌絲,在光照12 h、黑暗12 h 的條件下培養(yǎng)8 d,每天觀察記錄菌絲生長(zhǎng)狀況和菌株的形態(tài)特征及分生孢子形態(tài)。利用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。采用《真菌鑒定手冊(cè)》[3]中的方法進(jìn)行鑒定,確定病原菌種類(lèi)。
1.2.3 不同氮源條件下病原菌落生長(zhǎng)直徑變化測(cè)定 利用相同量的硫酸銨、草酸銨、硝酸銨、酵母膏、花生餅、蛋白胨作為氮源,均以查彼克培養(yǎng)基為基礎(chǔ)對(duì)照,置于27 ℃恒溫箱培養(yǎng)6 d。采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。
1.2.4 不同碳源條件下病原菌落生長(zhǎng)直徑變化測(cè)定 利用相同量的葡萄糖、蔗糖、木糖、果糖、乳糖、麥芽糖作為碳源,均以查彼克培養(yǎng)基為基礎(chǔ)對(duì)照,置于27 ℃恒溫箱培養(yǎng)6 d。采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。
1.2.5 病原菌絲最高致死溫度測(cè)定 將6 個(gè)離心管中均盛入3 mL 滅菌水,然后每個(gè)離心管中均放入4枚4 mm 的菌絲塊,恒溫水浴箱分別設(shè)置50、55、60、65、70 ℃,共5 個(gè)溫度處理,加熱1 min 后,放入菌絲塊,再分別加熱5 min 和10 min 后,取出菌絲塊,移植到馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基上,放入25 ℃恒溫箱培養(yǎng)6 d,調(diào)查菌絲死亡情況,確定菌絲最高死亡溫度。
1.2.6 病原菌落在不同pH 值下的生長(zhǎng)直徑測(cè)定 馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基用1.2 mol/L NaOH 無(wú)菌溶液和1.2 mol/L HCl 無(wú)菌溶液調(diào)節(jié)pH 值,分別將pH 值設(shè)為5~10,根據(jù)每個(gè)pH 值制作對(duì)應(yīng)的馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基平板,每個(gè)平板均接種7 mm 菌落塊,放入25 ℃恒溫箱黑暗環(huán)境條件下培養(yǎng)8 d。采用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。
2019—2021 年的5 月中上旬至9 月中上旬,連續(xù)3 a 在安陽(yáng)市最具代表性的花生主產(chǎn)區(qū)內(nèi)黃縣城關(guān)鎮(zhèn)陳營(yíng)村、二安鎮(zhèn)李草坡村等8 個(gè)村開(kāi)展花生果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查。調(diào)查方法為隨機(jī)選取10 戶裸地花生種植地塊,采用單對(duì)角線式取樣法,每點(diǎn)取樣100 株,觀察記載病株數(shù),計(jì)算病株率:病株率=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%。調(diào)查從出苗開(kāi)始到收獲結(jié)束,調(diào)查周期為15 d。
花生果腐病病情指數(shù)調(diào)查方法為首先采用單對(duì)角線五點(diǎn)取樣法對(duì)花生果腐病病株進(jìn)行調(diào)查,每點(diǎn)調(diào)查100 株,然后統(tǒng)計(jì)發(fā)病株數(shù),根據(jù)發(fā)病株數(shù)進(jìn)行病害分級(jí)。計(jì)算病情指數(shù):病情指數(shù)=∑(各級(jí)病株數(shù)×各級(jí)代表值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)值)×100[4]。
數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析采用Excel 2019 和SPSS 12.0 軟件進(jìn)行。
通過(guò)對(duì)內(nèi)黃縣二安鎮(zhèn)、高堤鄉(xiāng)、井店鎮(zhèn)、城關(guān)鎮(zhèn)采集到的60 個(gè)果腐病典型病株純化分離病原菌,共得到195 個(gè)菌落。在顯微鏡下觀察,菌絲顏色呈灰白色至淡黃色,呈疏松狀;有2 種形態(tài)不同的分生孢子,大型分生孢子形狀為稍彎曲鐮刀形,有5 個(gè)左右隔膜;小型分生孢子形狀為卵圓形至長(zhǎng)橢圓形,生長(zhǎng)在分生孢子梗上,呈彎曲或直狀,有1 個(gè)隔膜或無(wú)隔膜。根據(jù)菌落形態(tài)特征鑒定出4 種不同的病原菌(表1)。由表1 可知,茄鐮刀病原菌占比71.8%,群結(jié)腐霉病原菌占比18.5%,曲霉病原菌占比1.0%,鏈格孢病原菌占比8.7%。
表1 病原菌種類(lèi)鑒定結(jié)果 個(gè)
利用盆栽回接法培養(yǎng)病原菌,共出現(xiàn)16 個(gè)患病花生果殼樣品。分離物經(jīng)過(guò)單孢純化后,利用孢子懸浮液分別接種到花生莢果和花生苗上,花生莢果有9 株出現(xiàn)與田間發(fā)病類(lèi)似病癥,花生苗均未產(chǎn)生癥狀。在分離的病原菌中,茄鐮刀菌致病性最強(qiáng),在接種發(fā)病的花生染病與健康交界處帶果仁剪取染病組織,分離純化病菌形態(tài)與接種菌株形態(tài)類(lèi)似。病原菌培養(yǎng)結(jié)果顯示,茄鐮刀病原菌占81.6%,群結(jié)腐霉病原菌數(shù)占52.8%,曲霉病原菌占0%,鏈格孢病原菌數(shù)占4.8%。分離鑒定結(jié)果表明,安陽(yáng)市內(nèi)黃縣花生果腐病病原菌主要是茄鐮刀菌和群結(jié)腐霉菌。
病原菌菌落在不同氮源條件下生長(zhǎng)直徑變化有明顯差異,其中菌落直徑最大的氮源為酵母膏,達(dá)到60 mm,其次為蛋白胨,菌落直徑長(zhǎng)為57 mm,酵母膏和蛋白胨為最適宜菌絲生長(zhǎng)氮源。草酸銨組的菌落生長(zhǎng)直徑最小,為21 mm,其次是硫酸銨,菌落生長(zhǎng)直徑為25 mm,草酸銨和硫酸銨為最不適宜菌絲生長(zhǎng)氮源。除對(duì)照組外,菌絲生長(zhǎng)旺盛,均能覆蓋培養(yǎng)基。對(duì)照組的菌絲生長(zhǎng)直徑為52 mm,生長(zhǎng)稀疏,菌絲不能覆蓋培養(yǎng)基(圖1)。
圖1 不同氮源對(duì)病原菌落生長(zhǎng)的影響
病原菌菌落在不同碳源條件下生長(zhǎng)直徑變化不明顯,菌落生長(zhǎng)直徑最長(zhǎng)的碳源為乳糖,達(dá)到69 mm,乳糖為最適宜碳源,其次為蔗糖,菌落生長(zhǎng)直徑為65 mm,麥芽糖、葡萄糖、木糖組的菌落生長(zhǎng)直徑分別為64、62、60 mm,果糖組菌落生長(zhǎng)直徑最小,為58 mm。不同碳源對(duì)菌絲生長(zhǎng)直徑影響較小,菌絲生長(zhǎng)濃密,培養(yǎng)基被菌絲完全覆蓋。對(duì)照組菌落生長(zhǎng)直徑為63 mm,菌絲生長(zhǎng)稀疏,不能完全覆蓋培養(yǎng)基(圖2)。
圖2 不同碳源對(duì)病原菌落生長(zhǎng)的影響
將病原菌菌絲分別在50、55、60、65 ℃處理5 min后,均能繼續(xù)生長(zhǎng),處理10 min 后,也能正常生長(zhǎng);在67 ℃5 min 后,停止生長(zhǎng)??梢?jiàn),致死條件為67 ℃5 min。
pH 值為7 時(shí),菌落生長(zhǎng)直徑最大,達(dá)到82 mm;pH 值為10 時(shí),菌落生長(zhǎng)直徑最小,為65 mm;pH 值在5~7 時(shí),菌落生長(zhǎng)直徑無(wú)明顯差異(圖3)。
圖3 不同pH 值對(duì)病原菌落生長(zhǎng)直徑的影響
通過(guò)試點(diǎn)村花生田間觀察,花生果腐病病株呈片狀發(fā)生,病株葉片出現(xiàn)類(lèi)似花生褐斑病的褐色橢圓形斑點(diǎn),而正常的花生植株葉片呈綠色。從開(kāi)花期以后果腐病逐漸加重發(fā)生,每年7 月15 日至8 月15日,如遇雨水過(guò)大,田間密度過(guò)大,在高溫高濕環(huán)境下致病病原菌極易侵害莢果引起腐爛。砂土地和偏干旱地塊發(fā)病較輕,只有果殼出現(xiàn)黑褐色病斑,如果后期濕度過(guò)高果腐病也會(huì)嚴(yán)重發(fā)生,整個(gè)莢果變黑腐爛,重茬連作地塊地下害蟲(chóng)嚴(yán)重也會(huì)導(dǎo)致果腐病重度發(fā)生。莢果侵染癥狀為果殼剛開(kāi)始出現(xiàn)褐色不規(guī)則小斑點(diǎn),隨著病情加重發(fā)展成暗黑褐色大病斑,最后整個(gè)莢果完全變黑腐爛。果腐病發(fā)病較輕的莢果特征為果仁瘦小、發(fā)硬、停止發(fā)育,種皮色呈淺灰色;果腐病發(fā)病嚴(yán)重的莢果特征為果柄呈黑褐色,與莢果連接松散,收獲時(shí)極易脫落,莢果果仁與果殼全部腐爛有惡臭味,沒(méi)有任何利用價(jià)值。
安陽(yáng)市內(nèi)黃縣花生果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查結(jié)果(圖4)顯示,2019 年果腐病發(fā)生相對(duì)較輕,2020 年和2021 年果腐病發(fā)生較重,連續(xù)3 a 調(diào)查的果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)基本趨同。2019 年,果腐病發(fā)病率最高為14.60%,整體發(fā)病較輕,病情指數(shù)為15.72;2020 年,果腐病發(fā)病率最高為18.90%,病情指數(shù)為19.84;2021年,果腐病發(fā)病率最高為24.80%,病情指數(shù)為26.79。
從圖4 可以看出,在花生莢果尚未形成的苗期、開(kāi)花期、下針期均未出現(xiàn)花生果腐病,在7 月1 日結(jié)莢初期發(fā)現(xiàn)有零星果腐病感染病株;7 月8 日后果腐病病情開(kāi)始逐步蔓延發(fā)生,到8 月10 日果腐病發(fā)生已經(jīng)比較嚴(yán)重,病情指數(shù)和發(fā)病率明顯增高;到8 月20 日成熟收獲期,果腐病發(fā)生達(dá)到峰值。
圖4 安陽(yáng)市內(nèi)黃縣花生果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)
茄鐮刀菌是多種植物及動(dòng)物的致病菌,在自然界中廣泛存在,能使植物發(fā)生根部腐爛、植株枯萎等癥狀,對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育造成嚴(yán)重不利影響。茄鐮刀菌是花生果腐病的主要致病病原之一[5]。
本研究通過(guò)對(duì)安陽(yáng)市內(nèi)黃縣的花生果腐病病原進(jìn)行分離、純化、回接鑒定,證明花生果腐病首位致病病原菌是茄鐮刀菌,次致病病原菌是群結(jié)腐霉菌。病株地上植株莖、枝、葉色呈綠色,生長(zhǎng)正常,莖基部剛開(kāi)始染病時(shí)出現(xiàn)褐色水漬狀病斑,維管束顏色也變成褐色。莢果外殼在果腐病侵染初期會(huì)出現(xiàn)大小不規(guī)則深褪色病斑,隨著果腐病發(fā)展加重莢果外殼呈鐵銹色,果仁逐漸干癟,直至莢果完全變黑,果柄脫落,果仁完全腐爛喪失利用價(jià)值。
本研究結(jié)果表明,安陽(yáng)市內(nèi)黃縣花生在7月1 日結(jié)莢初期出現(xiàn)零星果腐病病株,在7 月8 日后果腐病病情開(kāi)始逐步蔓延發(fā)生,到8 月10 日果腐病病情指數(shù)和發(fā)病率明顯增加,到8 月20 日成熟收獲期時(shí)果腐病病情達(dá)到頂峰。