余知和, 程云方, 王玉璽, 朱景全
(1.長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,長江大學(xué)長江中游濕地農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心,荊州 434025;2.農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,北京 100125)
向日葵(Helianthus annuus)屬一年生草本植物,起源于北美洲,約在17世紀(jì)初傳入中國,直至19世紀(jì)中葉才作為油料作物進(jìn)行大面積栽培。向日葵種植簡單、抗旱抗逆性強(qiáng),依據(jù)其用途,分油用型、食用型和中間型3個(gè)類型,是我國重要的油料作物之一。隨著向日葵作為食品加工、化工、燃料工業(yè)、飼料加工業(yè)和醫(yī)藥等原料需求的擴(kuò)大,其市場前景無限廣闊[1]。
向日葵適于溫帶地區(qū)種植,是主要油料作物之一,世界各國均有栽培,種植面積達(dá)2 200萬h m2,產(chǎn)量2 600萬t[2]。歐洲是向日葵的主產(chǎn)區(qū),其產(chǎn)量占世界總產(chǎn)的60%,超過1 900萬t,其中前蘇聯(lián)是種植面積最大的國家,總產(chǎn)超過500萬t,阿根廷位居第2,總產(chǎn)340萬t。我國是世界向日葵生產(chǎn)的第4大國,其次是美國、西班牙、法國、羅馬尼亞、土耳其、匈牙利、保加利亞、印度、澳大利亞、南非和前南斯拉夫等。目前向日葵的平均產(chǎn)量僅1 828 kg/hm2,種子含油量僅25%~32%,均遠(yuǎn)低于現(xiàn)有栽培品種的生物學(xué)潛能,這主要是由于病害所致[3]。
全世界已報(bào)道向日葵病害90種,其中歐洲、美國和澳大利亞有45種,中國和前南斯拉夫各發(fā)現(xiàn)有25種,是世界上向日葵病害最多的兩個(gè)國家[4]。Liu &Li報(bào)道,我國發(fā)生的25種向日葵病害,其中19種由真菌引起,且不同的區(qū)域發(fā)生的病害種類不盡相同,其中東北地區(qū)(黑龍江、吉林、遼寧)14種,華北地區(qū)(北京、河北、山西、內(nèi)蒙古)、西北地區(qū)(陜西、甘肅、青海、新疆)和西南地區(qū)(四川、云南)各11種,東部地區(qū)(山東、江蘇、安徽、浙江、江西、福建、臺(tái)灣)10種,華中、華南地區(qū)(湖南、湖北、廣西)6種,64%的病害發(fā)生在1~2個(gè)區(qū)域,僅向日葵銹?。≒uccinia helianthi)和褐斑病(Septoria heliant hi)在所有種植區(qū)域均有發(fā)生,向日葵黑斑病或葉疫?。ˋlter naria helianthi)、銹病和菌核病(Sclerotinia sclerotior u m)是發(fā)生最重的3種病害,導(dǎo)致10%~50%甚至100%的產(chǎn)量損失[5]。至1991年,南通動(dòng)植物檢疫所冉俊祥統(tǒng)計(jì),我國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)向日葵病害31種,其中真菌病害23種,列當(dāng)5種,病毒、細(xì)菌和根結(jié)線蟲病害各1種。另外,全世界共發(fā)現(xiàn)由種子傳播的向日葵主要病害15種,我國已報(bào)道14種。幾乎世界上已報(bào)道的向日葵主要病害在我國都有分布,如危害向日葵的四大病害(黑斑病、銹病、菌核病和霜霉?。?,而且還有一種在世界上其他地區(qū)尚未報(bào)道的侵染向日葵的白城列當(dāng)(Drobanche coer ulescens),在我國分布也相當(dāng)廣泛,危害十分嚴(yán)重[3]。商鴻生和胡小平于2001年初步提出向日葵的12種潛在檢疫性有害生物,包括我國尚未發(fā)生或尚未報(bào)道的檢疫性真菌褐色莖腐病菌(Phomopsis helianthi)和莖點(diǎn)霉黑莖病菌(Phoma macdonal dii)2種,國內(nèi)局部地區(qū)發(fā)生的向日葵霜霉病菌和向日葵黑斑病菌2種,以及已列入我國各類檢疫性有害生物名單的真菌種類黃萎輪枝孢(Verticilliumalbo-atrum)、大麗輪枝孢(V.dahliae)和棉根腐病菌(Phymatotrichopsis omnivorum)3種[6]。
筆者通過廣泛查閱向日葵病害發(fā)生情況的相關(guān)文獻(xiàn),世界范圍內(nèi)由真菌或卵菌(現(xiàn)為藻菌界Chromista)引起病害發(fā)生的種類40余種,其中卵菌8種,接合菌3種,擔(dān)子菌4種,其余為子囊菌,病害癥狀、學(xué)名及分類地位如表1。這些引起病害的病原物,除Pl asmopara halstedii,Golovinomyces cichor acear u m,Pucciniaspp.,Pustula tragopogonis等為專性寄生菌外,其余病原均為兼性寄生物[7]。
由于向日葵是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)作物,國內(nèi)外引種數(shù)量大、來源復(fù)雜,有害生物的監(jiān)控及檢疫相當(dāng)重要。為提高我國向日葵病害檢疫的預(yù)見性和主動(dòng)性,加之其病原主要為真菌,根據(jù)FAO“有害生物風(fēng)險(xiǎn)分析準(zhǔn)則”[8],提出以下9種向日葵潛在檢疫性真菌病害供政府有關(guān)部門作為風(fēng)險(xiǎn)分析參考。
2.1.1 褐色莖腐病
由向日葵擬莖點(diǎn)霉(Phomopsis helianthi)引起的向日葵褐色莖腐病目前僅分布于美國、前蘇聯(lián)、捷克、前南斯拉夫等地,其有性型為Diaporthe helianthi。該菌侵染向日葵后,植株下部葉片的葉緣發(fā)生褐色壞死,壞死沿葉脈發(fā)展,侵染葉柄和莖稈,產(chǎn)生大型潰瘍斑。病葉柄和莖稈的髓部腐爛壞死,病株花盤和果實(shí)瘦小,莖稈折斷倒伏。目前沒有抗病品種和有效藥劑用于控制這種病害[6]。
2.1.2 由Rhizopus spp.引起的花盤腐爛
由根霉屬(Rhizopus)的3~4個(gè)種少根霉(R.a(chǎn)rr hizus)、微孢根霉 (R.microspor us)、匍枝根霉(R.stol onif er)和米根霉(R.or yzae)侵染向日葵花盤后,花盤轉(zhuǎn)褐變軟,如遇潮濕的天氣向日葵整個(gè)花盤腐爛。據(jù)報(bào)道,花盤腐爛目前是美國、巴基斯坦等國家向日葵生產(chǎn)的毀滅性病害,尤其是向日葵花盤被鳥或昆蟲取食后危害更為嚴(yán)重,且無任何方法可以有效地控制[9]。
2.2.1 黃萎病
向日葵黃萎病分布于世界各主要向日葵栽培國家,是北美和歐洲的重要向日葵病害,1954年在北美大流行,造成減產(chǎn)50%以上。黃萎輪枝孢(Verticillium albo-atr um)和大麗輪枝孢(V.dahliae)已作為棉花黃萎病菌,列入《全國植物檢疫對(duì)象名單》,其中前者還作為苜蓿黃萎病菌列入《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫危險(xiǎn)性病、蟲、雜草一類名錄》。由于病菌寄主范圍廣泛,傳播途徑多,且種子帶菌是該病菌遠(yuǎn)距離傳播特別是傳入無病地區(qū)的主要途徑,因此,應(yīng)切實(shí)注意禁止調(diào)運(yùn)和種植疫區(qū)的種子。國內(nèi)該病因早期鑒定存在錯(cuò)誤,文獻(xiàn)記載混亂,病原菌“種”的鑒定需仔細(xì)甄別[6]。
2.2.2 根腐病
棉根腐病菌(Phymatotrichopsis omnivor u m)已列入《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫危險(xiǎn)性病、蟲、雜草二類名錄》。該菌能危害2 000種以上植物,可在土壤中存活10年之久,侵染向日葵根部導(dǎo)致根腐,是一種毀滅性病害,目前僅分布于北美部分地區(qū)(如美國得克薩斯州)。在未發(fā)現(xiàn)該病的國家,都將該菌列為重點(diǎn)檢疫對(duì)象,杜絕從疫區(qū)引入其寄主植物及土壤。
2.2.3 黑斑病或葉疫病
向日葵葉疫病菌(Alter naria helianthi)危害向日葵葉、莖和花瓣形成褐色或黑色病斑,向日葵各生育階段均可發(fā)病,成為生產(chǎn)上的重要病害,嚴(yán)重時(shí)全田毀滅殆盡。病菌隨土壤和種子傳播,潛育期短,高溫多雨易流行成災(zāi),目前尚未發(fā)現(xiàn)免疫品種。該菌分布于烏干達(dá)、坦桑尼亞、津巴布韋、美國、加拿大、阿根廷、巴西、日本、印度、贊比亞、馬拉維、緬甸、澳大利亞、羅馬尼亞、保加尼亞、前南斯拉夫,已列入《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫潛在危險(xiǎn)性病、蟲、雜草名錄》。
2.2.4 莖腐病
隱地疫霉(Phytophthora cryptogea)侵染向日葵,通常引起苗猝倒和枯萎癥狀,受害植株根部變黑、腐爛,組織軟腐和水漬狀,生長點(diǎn)變成腐爛和頂枯,導(dǎo)致植物死亡。該病主要通過繁殖材料和土壤傳播,分布于奧地利、英國、捷克、丹麥、法國、德國、希臘、愛爾蘭、意大利、荷蘭、埃及、伊朗、加拿大、美國、澳大利亞、新西蘭、津巴布韋、中國(臺(tái)灣),已列入《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫潛在危險(xiǎn)性病、蟲、雜草名錄》。據(jù)文獻(xiàn)資料,引起向日葵莖腐病的病原除隱地疫霉外,還有另外兩個(gè)種P.cactorum和P.drechsleri[7]。
2.2.5 霜霉病
向日葵霜霉病是由向日葵霜霉病菌(Plasmopara halstedii)引起的毀滅性病害,在適宜的氣候條件下,能使70%~80%的植株枯死,并嚴(yán)重降低種子發(fā)芽率和含油量。該病菌隨種子、土壤和病殘?bào)w傳播,系統(tǒng)發(fā)病,適應(yīng)性強(qiáng),分布于美國、加拿大、多米尼加、阿根廷、巴西、智利、烏拉圭、東歐諸國、法國、德國、意大利、西班牙、土耳其、前蘇聯(lián)、埃塞俄比亞、坦桑尼亞、伊朗、中國以及其他國家,已列入《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫潛在危險(xiǎn)性病、蟲、雜草名錄》。有人認(rèn)為,除澳大利亞和南非以外,世界各栽培向日葵的國家均有分布。
向日葵霜霉病是一種具有流行病特征的病害[10],目前我國還屬于多點(diǎn)片零星發(fā)生,但有潛在的擴(kuò)展趨勢。該病在整個(gè)生長期均可發(fā)生,從種子發(fā)芽到第一對(duì)真葉出現(xiàn)是向日葵感病的危險(xiǎn)期。據(jù)報(bào)道,病原菌有致病性生理小種分化[11],因此應(yīng)采取檢疫措施,培育和選用抗病品種,防止發(fā)病地區(qū)新的致病性生理小種傳入。
2.3.1 莖點(diǎn)霉黑莖病
2005-2007年在新疆伊犁河谷發(fā)現(xiàn)的一種蔓延迅速、危害嚴(yán)重的向日葵病害[12],經(jīng)鑒定初步確定為莖點(diǎn)霉黑莖病,病原為莖點(diǎn)霉黑莖病菌(Phoma macdonaldii),其有性型是Leptosphaeria lindquistii[13]。該病分布于阿根廷、加拿大、美國、羅馬尼亞等地,病株葉片、葉柄和莖稈上產(chǎn)生黑色病斑,嚴(yán)重時(shí)莖黑變腐爛。早期發(fā)病的植株枯死,發(fā)病較晚的矮化瘦弱,倒伏。向日葵莖象甲可在田間傳病。據(jù)報(bào)道,該病害可造成向日葵減產(chǎn)20%~80%、含油率大幅降低。近期,在我國新疆伊犁州特克斯、新源、尼勒克和鞏留縣,寧夏惠農(nóng)區(qū)、永寧縣以及內(nèi)蒙古赤峰市局部田塊發(fā)現(xiàn)。農(nóng)業(yè)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局根據(jù)《中華人民共和國進(jìn)出境動(dòng)植物檢疫法》的規(guī)定和風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果,于2010年10月20日決定將向日葵黑莖病列入《中華人民共和國進(jìn)境植物檢疫性有害生物名錄》。
2.3.2 白銹病
2001年6月,在新疆的新源縣、特克斯縣向日葵上首次發(fā)現(xiàn)白銹?。?4],2002年8月在農(nóng)四師70團(tuán)和霍城縣復(fù)播油葵上大面積發(fā)生。向日葵白銹病是一種專性寄生真菌病害,病原為向日葵白銹病菌(Albugo tr agopogi),主要危害葉片、莖稈、葉柄和花萼。葉部病害癥狀明顯,多發(fā)生在中下部葉片,嚴(yán)重時(shí)可蔓延至上部葉片,病斑連接成片,造成葉片發(fā)黃而枯死,對(duì)產(chǎn)量影響很大。通過調(diào)查,品種的感病和抗病特性差異較大。
續(xù)表1
盡管向日葵已成為重要油料作物,發(fā)展前景良好,但是由于我國對(duì)向日葵有害生物的研究不夠系統(tǒng)和細(xì)致,向日葵病害未引起人們足夠的重視,導(dǎo)致向日葵病害危害日益嚴(yán)重。建議農(nóng)業(yè)部和全國農(nóng)技中心將向日葵有害生物納入國家重要研究計(jì)劃,組織向日葵有害生物普查和專題調(diào)查,盡快查明我國向日葵有害生物種類、分布和危害實(shí)況。開展向日葵有害生物的檢疫工作,對(duì)主要種類的國內(nèi)外疫情立題,深入研究監(jiān)測、檢疫技術(shù)和防治方法。同時(shí),由于國際和國內(nèi)關(guān)于評(píng)定“潛在檢疫性植物病害”標(biāo)準(zhǔn)方面存在著一定的差異,因此,進(jìn)行大量的實(shí)地調(diào)研考察及相關(guān)科學(xué)試驗(yàn),使我國潛在檢疫性植物病害的數(shù)量和種類及病害詳細(xì)的生物學(xué)信息更豐富、更準(zhǔn)確,同時(shí)按照國際標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我國實(shí)際情況,制定出符合我國實(shí)際的潛在檢疫性植物病害評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格控制潛在檢疫性植物病害進(jìn)入我國;同時(shí),為確保向日葵生產(chǎn)安全,著力從兩方面著手:一方面加強(qiáng)檢疫工作,對(duì)于從國外輸入的向日葵種子,要求輸出國提供植物檢疫證書,證明這些種子產(chǎn)自無病地區(qū)或經(jīng)過有效處理,口岸入境時(shí)采取嚴(yán)格檢疫措施,做好檢疫處理和隔離試種工作,嚴(yán)防一些危險(xiǎn)性病害傳入我國,國內(nèi)地區(qū)間調(diào)運(yùn)種子,也應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行植物檢疫,防止病害進(jìn)一步擴(kuò)散蔓延;另一方面,重視培育、選用抗病品種,向日葵屬67個(gè)種,只有普通向日葵(Helianthus annuus)一種是大面積栽培的農(nóng)作物,還有一些供觀賞,大多數(shù)為野生種類,向日葵野生種具有廣泛的適應(yīng)性和豐富的遺傳多樣性,尤其在抗病蟲方面,更具有獨(dú)特的優(yōu)越性,可以利用向日葵的野生種資源培育、選用抗病品種[15]。
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