苍术根腐病及其防治研究进展_李超楠.pdf

农业环境科学学报Journal of AgroEnvironment Science2022，41（12）:2840-28462022年12月李超楠，李洪涛，李运朝，等.苍术根腐病及其防治研究进展 J.农业环境科学学报,2022,41（12）：2840-2846.LI C N,LI H T,LI Y C,et al.Research progress and control of root rot in Atractylodes lanceaJ.Journal of Agro-Environment Science,2022,41（12）：2840-2846.开放科学OSID苍术根腐病及其防治研究进展李超楠1，2，李洪涛1*，李运朝1，李俊花1，及华1，章丽1，王琳1（1.河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所，石家庄 050051；2.河北农业大学植物保护学院，河北 保定 071000）Research progress and control of root rot in Atractylodes lanceaLI Chaonan1,2,LI Hongtao1*,LI Yunchao1,LI Junhua1,JI Hua1,ZHANG Li1,WANG Lin1（1.Institute of Biotechnology and Food Science,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Shijiazhuang 050051,China;2.College of Plant Protection,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,China）Abstract：Root rot of Atractylodes lancea is one of the most serious diseases currently affecting artificial planting of A.lancea and seriouslyaffects the commercial development of this plant.Root rot of A.lancea is characterized by leaf wilting on the aerial part and browning and rotof roots and rhizomes,which lead to large-scale plant death and decreased yield.Based on reports from China and abroad,the pathogen,disease,and etiology of root rot of A.lancea were described,together with the physical,chemical,and biological control measures,the mainproblems existing in the control of A.lancea root rot in field production were discussed.This review provides a reference for the productionof A.lancea and for the prevention and control of root rot.Keywords：Atractylodes lancea;root rot;pathogenic bacteria;disease control;medicinal plant收稿日期：2022-11-13录用日期：2022-11-28作者简介：李超楠（1998），男，河北石家庄人，硕士研究生，从事植物病害生物防治研究。E-mail：*通信作者：李洪涛E-mail：基金项目：河北省重点研发计划项目（20326505D，20326421D）Project supported：The Key Research and Development Program of Hebei Province，China（20326505D，20326421D）摘要：苍术根腐病是当前苍术人工种植过程中最严重的一种病害，严重影响苍术产业的发展。苍术根腐病表现为地上部分叶片萎蔫，根及根茎变褐腐烂，导致苍术大面积死亡，产量下降。基于国内外报道，本文阐述了苍术根腐病的病原、病症和病因，及其物理、化学和生物防治等措施，并对目前苍术根腐病在田间生产防治中存在的主要问题进行讨论，旨在为苍术的实际生产和根腐病防治提供参考。关键词：苍术；根腐病；病原菌；病害防治；药用植物中图分类号：S435.672文献标志码：A文章编号：1672-2043（2022）12-2840-07doi:10.11654/jaes.2022-1163我国菊科（Compositae）苍术属（Atractylodes）植物共有五大类，分别为苍术A.Lancea（Thunb.）DC.、白术（A.macrocephala Koidz）、鄂西苍术A.carlinoides（Hand-Mazz.）Kitam、朝 鲜 苍 术 A.coreana（Nakai）Kitam和关苍术（A.japonica Koidz.ex Kitam），其中苍术又包括两类，分别为南苍术又称茅苍术A.lancea（Thunb.）DC.和 北 苍 术 A.chinensis（DC.）Koidz，在2020版 中国药典 中仅有苍术和白术两种被收载其中1-3。苍术属植物作为我国传统中药材，以干燥块茎入药，具有健脾燥湿、祛风散寒等功效，主要有效成分是挥发油、苍术素、-异岩兰烯、糖醛、苍术酮等4。近年来，随着苍术需求量的不断增加，苍术野生资源已经供不应求，因此苍术逐渐由采挖野生苍术转变为人工种植。随着人工种植面积的增加，由于其多年生李超楠，等：苍术根腐病及其防治研究进展2022年12月的性质，苍术根腐病愈发严重，已经成为制约苍术种植产业发展的主要问题。例如，河北省秦皇岛青龙地区北苍术根腐病危害严重，一般种植田死苗率约为30%，病情严重区域死苗率可达70%以上，正常情况下每公顷产量可达 22 500 kg，发病后可使北苍术每公顷产量低于 15 000 kg，病情严重区域每公顷产量甚至低于 10 000 kg；湖北山区苍术种植地根腐病受害严重地块发病率甚至可达90%以上；陕西地区白术根腐病常年发病面积占种植面积的25%以上，而且危害程度呈增长趋势，一般造成减产20%左右，病害严重区域减产可达50%80%，甚至绝收5-7。根腐病是根茎类药用植物栽培过程中的高发病害，其传染性强、致死率高，导致防治难度加大，有“植物癌症”之称8。苍术属根腐病的主要发病部位为苍术的根和茎，发病后根及根茎变褐腐烂，散发臭气，逐渐引起苍术地上部分叶片萎蔫，最终枯死，导致苍术块茎产量和品质下降。本文从苍术根腐病病原菌、发病原因及防治方法等多个方面进行综述。1苍术根腐病病原菌研究苍术作为一种以根茎入药的中药材，苍术属根腐病的发生会严重影响苍术块茎的产量和品质。导致根腐病的病原菌类型多样，一般包括各种真菌、细菌、病毒和线虫等，其中以真菌为主。南苍术根腐病的病原菌为复合病菌，分别为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）和茄病镰刀菌或称腐皮镰刀菌（F.solani），两种病原菌致病力无明显差异，同时也不会因为共同侵染而导致致病力增强9。曹敏等10发现重庆地区南苍术根腐病的主要病原菌为腐皮镰刀菌。韩国研究人员从白术根腐病发病幼苗中分离出尖孢镰刀菌，并在回接实验中发病，成功鉴定出白术根腐病病原菌为尖孢镰刀菌11。我国研究人员在实验中发现，白术根腐病病原菌存在致病力分化现象，27种实验菌株大部分为镰刀菌属，致病力可分为强、中、弱3种，其中强、中两种致病力类型所占比例为85.1%12。不同地域的白术根腐病病原菌也有所不同，黄幸鸽等13发现浙江白术根腐病病原菌为尖孢镰刀菌，纪莉景等14发现河北保定白术根腐病病原菌为茄病镰刀菌和尖孢镰刀菌，而 木 贼 镰 刀 菌（F.equiseti）和 海 枣 镰 刀 菌（F.brachygibbosum）不会导致根腐病的发生，但其可能是病害发生后的腐生菌或内生菌，而刘英慧等15、臧少先等16、YOU等17曾报道白术根腐病的致病菌包括茄病镰刀菌、尖孢镰刀菌、燕麦镰刀菌（F.avenaceum）、木贼镰刀菌、半裸镰刀菌（F.semiftectum）以及立枯丝核 菌（Rhizoctonia solani）和 角 担 菌（Ceratobasidiumsp.）等。霍佳欢等18通过对河北秦皇岛地区根腐病发病严重的北苍术进行分离鉴定，发现北苍术根腐病致病菌为尖孢镰刀菌。北苍术、南苍术和白术作为菊科苍术属植物，其根腐病的病原菌通常情况下为尖孢镰刀菌或者其他镰刀属真菌，少数情况下为立枯丝核菌和角担菌，不同地区不同生长环境下苍术属植物的根腐病病原菌也有所差异。2苍术根腐病发病原因日本研究人员于1983年提出植物连作障碍的五大原因，分别为土壤养分亏缺、土壤反应异常、土状恶化、植物的有害物质以及土壤微生物的变化19。连作问题会导致土壤环境发生变化，进而对植株土壤微生态环境造成影响。植物根际微生物群落与植物的生长、健康和营养密切相关。生活在根际的细菌、真菌、卵菌、病毒和古菌受到植物根系释放的营养物、渗出物、边缘细胞和黏液（四者统称根际分泌物）的吸引并以此为食20。而这些微生物的聚集反过来又可以影响植物的生长发育，例如根际区域的真菌（如菌根真菌、青霉菌）和根际细菌（如芽孢杆菌、类芽孢杆菌和假单胞菌）都能在植物体内诱导系统性的抗逆反应，提高植物对各种逆境的抵抗能力，对多种病原体和害虫表现出典型的抗逆反应，而部分病原菌反而会导致植物病害的发生，如大豆疫霉菌、尖孢镰刀菌和欧文氏杆菌等20-21。因此可以看出植物根际-土壤-根际微生物构成了一个微生态环境，这三者相互关联，互相影响，一旦其中一个因素发生改变，整个微生态环境便可能会发生或好或坏的变化，进而对植物的生长发育造成不同程度的影响，甚至使其发生病害。刘杰等22通过对未种植南苍术土壤、南苍术健康植株及根腐病病株根际土壤的研究发现，根腐病病株的根际土壤pH降低，有机质、速效氮和有效磷显著增加；蔗糖酶活性增加，过氧化氢酶活性降低；细菌和真菌的多样性和丰度均显著降低。病原菌的丰度显著增加，而病原菌的拮抗菌丰度降低，这可能是诱发南苍术根腐病的主要原因。高鑫媛等23通过分析患根腐病北苍术植株根际土壤与健康植株根际土壤发现，患病土壤真菌总量和多样性显著降低，根腐病致病菌镰刀菌在患病植株的根际土壤中占比明显增加，在土壤pH、速效N、有效P和速效K的变化方面与刘杰等22所发现的变化类似。通过对连作白术根际土壤及白术不同2841农业环境科学学报第41卷第12期部位的微生物群落进行调查研究，发现根际土壤pH和有机质含量随连作时间的增加而降低；与此同时，在所有导致根腐病发生的根际真菌和内生真菌中，连作对镰刀菌的富集作用最为显著24。因此发现随着苍术属植物连作时间的增长，根际土壤的pH也随之降低，导致根腐病发生的病原菌也在土壤中缓慢富集，土壤品质变差，植物无法健康生长。与此同时由于病原菌的富集，从而使病原菌更容易侵入植株，进而导致苍术属植物根腐病的发生。3苍术根腐病防治方法3.1 物理防治物理防治是植物种植过程中的一种绿色植保技术，其本质是通过利用一系列物理手段去防止病害的发生。苍术在种植过程中，可以优先选用抗病品种，种植环境可以选择土壤疏松、排水良好的地块，种植前使用石灰等消毒剂或者利用高温闷棚对土壤进行消毒灭菌25-26，如魏丹丽27通过实验发现使用土壤熏蒸剂对土壤进行消毒灭菌可以在三七生长前期促进出苗，同时降低三七根腐病发病率。由于苍术的连作会导致病害的发生，因此还可以采用轮作、套作等方