甘薯軟腐病及其防治方法研究進展綜述

邱博妍 徐飛 孫靜 韓忠才 王中原

(吉林省蔬菜花卉科學研究院，吉林 長春 130033)

引言

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是全球重要的農(nóng)作物之一，據(jù)世界糧農(nóng)組織(food and agriculture organization，F(xiàn)AO)統(tǒng)計，亞洲始終是甘薯最大的種植區(qū)域，我國也是甘薯種植面積最大的生產(chǎn)國家。甘薯具有抗災力強、耐旱、耐瘠薄、產(chǎn)量穩(wěn)定等優(yōu)點，并且含有豐富的食用纖維、糖、維生素、礦物質(zhì)等人體必需的重要營養(yǎng)成分，是具有廣闊發(fā)展前景的經(jīng)濟作物。在我國，甘薯作為主要糧食作物之一，能在一定程度上解決我國的溫飽問題；也是重要的食品加工及工業(yè)原料[1,2]。

甘薯主要以塊根為利用對象，但抗寒能力差，且薯塊較大、水分多、組織脆弱，在采收至貯藏的整個過程中容易造成薯塊損傷，這不僅對甘薯自身組織結構造成破壞，使得薯塊產(chǎn)生一系列不良的生理生化反應，還會形成傷口給病菌的侵染創(chuàng)造了條件，降低塊根的耐貯性[3]。除甘薯自身生理原因導致易受病菌侵染外，貯藏的環(huán)境條件也是影響甘薯保存的因素之一，在貯藏期間，不適宜的溫度、濕度都會造成甘薯感病及腐壞，極大地限制了甘薯的集約化生產(chǎn)[4]。

軟腐病作為甘薯在貯藏期的主要真菌性病害，近年來在我國各大甘薯栽培區(qū)廣泛發(fā)生[5]。薯塊發(fā)病時患病部位變軟，呈水浸狀，生長白色綿毛狀物，上有黑色的小顆粒，破皮后流出黃褐色汁液，并帶有酒香。此時在其他真菌、細菌等病原菌的侵入下，病癥迅速擴散，出現(xiàn)難聞氣味[6,7]。軟腐病對貯藏期間甘薯的品質(zhì)造成極大威脅甚至對整個產(chǎn)業(yè)造成經(jīng)濟損失。目前關于甘薯軟腐病的研究已經(jīng)進行了病原菌的分離鑒定，防治方法以及抗病品種選育的工作，本文從以上方面進行綜述，旨在了解甘薯軟腐病相關研究進展，對保證甘薯貯藏期品質(zhì)及規(guī)模化生產(chǎn)起到一定借鑒意義。

1 軟腐病病原菌、發(fā)病癥狀與發(fā)病條件

軟腐病的病原菌為匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)，鐘麗娟等[5]進行甘薯軟腐病病菌的分離，通過形態(tài)學觀察進行了鑒定。周鋒等[8]通過對病原菌進行rDNA-ITS分子鑒定，該鑒定結果與形態(tài)學觀察結果一致，確定甘薯軟腐病病原菌為匍枝根霉。

匍枝根霉廣泛存在于空氣和土壤中,大多經(jīng)由作物傷口進行侵染，霉菌孢子還會以空氣為媒介對薯塊進行再次侵染[7]。在侵染初期，病原菌產(chǎn)生的果膠酶、淀粉酶、纖維素酶會對甘薯細胞中部分成分進行分解，從而造成薯塊組織的軟爛，但是周皮和木栓組織大部分保持完好，因此在薯塊的外部暫時不表現(xiàn)癥狀。隨后在薯塊表面長出綿毛狀菌絲體，棉毛狀的菌絲體穿過皮孔或周皮傷口，產(chǎn)生黑色孢子囊，甘薯破皮后流出黃色汁液，并帶有酒香味，在后期有其他真菌或細菌侵入，發(fā)病的甘薯則散發(fā)霉酸味和臭味，并逐漸干縮成硬塊[9]。

該病常發(fā)生于貯藏后期，并會在薯塊間傳染[10]。軟腐病的發(fā)生與薯塊生活力強弱關系密切，在甘薯塊根受凍或者機械損傷情況下，甘薯塊根生理機能衰退，病菌易于侵入[11]。通風不良、高濕度、高溫度的貯藏條件以及不利的貯藏管理方式如采收時對薯塊造成創(chuàng)傷，貯藏前清理甘薯時出現(xiàn)臟水污染等，也會導致軟腐病的發(fā)病[7]。

2 軟腐病抗性鑒定及抗病品種選擇

抗病品種的選育作為控制軟腐病發(fā)生的主要手段之一，甘薯的抗性鑒定則十分必要。楊冬靜等[12]首次建立了一種甘薯軟腐病抗性鑒定方法，即薯片接菌碟法；用薯片病斑直徑碟，計算病情指數(shù)對甘薯品種抗軟腐病情況進行評價，避免了薯塊接菌碟法對于病斑侵入深度及組織腐爛程度不便測量的缺點，對于甘薯軟腐病抗病品種的選育有重要意義。張思夢等[13]以此方法，用于篩選影響甘薯收獲期軟腐病發(fā)生的指標，測定薯塊的質(zhì)構特性、營養(yǎng)物質(zhì)、抗性酶活性等多項生理指標，對各指標值進行分析并綜合評價軟腐病抗性指標。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，甘薯果糖、POD、咀嚼性、內(nèi)聚性、PAL、彈性、粗蛋白可作為評價甘薯軟腐病抗性的指標，在抗性育種工作中，可利用這些指標更便捷地進行抗軟腐性較強材料的準確選擇。

前人[12]對44份甘薯種植資源材料進行了抗性評價，結果顯示大多甘薯材料均為感病材料，尚未選育出能夠有效抵抗甘薯軟腐病的甘薯品種。

3 防治方法

甘薯軟腐病的控制主要依賴于預防，在采收及貯藏的整個過程中都需要進行嚴格管理。

3.1 適時收獲

通常選擇在氣溫14～15℃，降霜之前的晴天[6,7,10]。避免溫度過高病菌活躍以及溫度過低產(chǎn)生凍害的不利情況發(fā)生。

3.2 選擇薯塊

在收獲時避免傷口，選擇健康薯塊，剔除病薯，避免病原菌的侵入[6,7,10]。

3.3 入窖前處理

3.3.1 窖內(nèi)消毒

甘薯在入窖貯藏前，需將舊窖環(huán)境進行消毒處理后再使用，將窖內(nèi)環(huán)境清理干凈，最好使用新窖。舊窖消毒可采用15g·m-3硫磺進行熏蒸消毒處理1～2d，或將舊土鏟除露出新土，貯藏窖使用前進行通風處理即可，甘薯的放置也不宜過多，才能達到通風要求[6,7,14]。

3.3.2 薯塊消毒

入窖前的薯塊也要進行消毒，可使用多菌靈、甲基托布津等殺真菌劑對薯塊進行消毒殺菌[15]。周鋒等[8]對11種殺菌劑進行了病原菌的敏感性測定，發(fā)現(xiàn)病原菌除已對多菌靈產(chǎn)生抗藥性外，其余10種均為有效藥劑，且不同殺菌劑對其活性高低順序依次為咯菌腈>吡唑醚菌酯>氟啶胺>腐霉利>啶酰菌胺>苯醚甲環(huán)唑>嘧菌環(huán)胺>氟吡菌酰胺>菌核凈>戊唑醇，該項研究對甘薯生產(chǎn)及貯藏過程中軟腐病的防治研究有重要作用。2019年，岳瑾等[16]進行了有效控制甘薯貯藏期軟腐病的殺菌劑的篩選實驗，結果表明，在所篩選的15種常見殺菌劑中50%福美雙可濕性粉劑、72%霜脲·錳鋅可濕性粉劑、25g·L-1咯菌腈懸浮種衣劑3種藥劑對甘薯軟腐病病菌抑制效果好，適宜在后續(xù)大范圍窖藏中進行使用以驗證實驗結果。目前對于軟腐病控制仍以化學藥劑防治為主，常見甘薯病害的化學防治藥劑尚未明確，還有待進一步研究。研究表明，除常規(guī)藥劑外，仍有一些成分對抗軟腐病起到有效作用。

沼氣發(fā)酵液因其含有較多的氨態(tài)氮，不但能起到肥料的作用，而且還具有抑菌效果，沼氣發(fā)酵液中含有的NH4+是抑制根霉菌的主要因子之一[17]，但其他有效因子仍未確定。劉錦等[18]通過進行體外和甘薯活體實驗，發(fā)現(xiàn)生姜提取液可以通過調(diào)節(jié)甘薯的生理變化抵御微生物的侵入，較好抑制匍枝根霉，在常溫條件下控制甘薯軟腐病的發(fā)生，且生姜提取液的體積分數(shù)越大效果越好。潘家荃[9]通過實驗進行驗證殼聚糖涂膜、50%咯菌腈可濕性粉劑噴霧和1-MCP處理對于甘薯軟腐病防治都具有良好效果，可以通過以上幾種藥劑的合理使用對貯藏期甘薯軟腐病起到有效防治作用。消毒后的薯塊也要進行晾干處理，減少水分，及時入窖。從以上防治措施來看，甘薯軟腐病的防治主要在于預防，且貫穿于采收后的整個過程。

3.3.3 高溫愈傷技術

藥劑的使用雖然能起到抑菌保鮮的作用，但容易產(chǎn)生薯塊貯后質(zhì)量差以及農(nóng)藥殘留的副作用，不利于人體健康，因此多使用高溫窖藏方式，創(chuàng)造愈傷條件，有利于傷口的愈合，在一定程度上控制軟腐病的大規(guī)模發(fā)生的可能。愈傷組織的形成對于保障甘薯的安全貯藏主要體現(xiàn)在抑制病菌侵染及增強代謝，增加抗性物質(zhì)[19]。張曉申等[20]通過采用甘薯高溫窖藏方式，利用窖內(nèi)設備加熱，升高窖內(nèi)溫度，使薯塊在37℃條件下愈傷4d，結果表明該方法能夠抑制軟腐病，有效防止爛窖。而不同的種類、品種的甘薯愈傷效果也存在差異[21]。

3.3.4 貯藏期科學管理

3.3.4.1 貯藏初期

甘薯入窖10～28d應打開窖門換氣，由于在入窖初期時薯塊呼吸旺盛，產(chǎn)生的熱量較多，這一時期須敞開門窗通風，用以降溫散濕，減少細菌活躍程度，抑制病菌活動。待窖內(nèi)薯堆溫度降至12～14℃時可把窖門關上，控制窖內(nèi)溫度在14℃，相對濕度90%左右[22,23]。

3.3.4.2 貯藏中期

大多數(shù)地區(qū)甘薯的貯藏中期正值冬季，此時貯藏主要以防寒保溫為主，可以采用加蓋覆蓋物等方式對薯塊進行保溫，還可通過嚴封門窗等手段保持室內(nèi)溫度不低于10℃，并且對窖內(nèi)薯塊進行檢查，及時清理病薯避免傳染整窖[23,24]。

3.3.4.3 貯藏后期

貯藏后期即變溫期，薯塊由于長期保存，呼吸強度變?nèi)?，對環(huán)境的抵抗能力變?nèi)酰虼嗽诖藭r期要加強管理。控制窖內(nèi)溫度和濕度，溫度應維持在12～14℃，濕度過高時，可以在外界環(huán)境溫度高于11℃的白天開窗通風，晚上及時關閉[23,24]。

4 問題與展望

我國作為甘薯最大的生產(chǎn)國家，甘薯軟腐病的防治不僅有利于實現(xiàn)甘薯大面積貯藏，還能促使甘薯工廠化和集約化生產(chǎn)，因此探究軟腐病的研究進展及防治方法具有深遠意義。目前甘薯軟腐病主要仍以預防控制為主，相關研究也大多集中在采收至貯藏的一系列防治條件的探究并且研究已經(jīng)較為細致，但關于甘薯軟腐病的致病成因和品種的抗性機理，挖掘相應抗性基因和開發(fā)分子標記的研究尚未得到有效推進，不利于軟腐病的針對性防治工作[25]。目前我國在甘薯產(chǎn)業(yè)技術體系推動下已經(jīng)制定了甘薯新品種的DUS測試國家標準和行業(yè)標準，規(guī)范了種薯種苗市場，并育成了一批甘薯專用型新品種[26,27]，但軟腐病高抗材料暫未被發(fā)現(xiàn)，因此甘薯抗病品種選育的工作仍有待加強。

甘薯軟腐病病害程度同甘薯品種、采前條件、貯藏條件、愈傷處理、甘薯破損程度和類型有著直接關聯(lián)[28-30]，甘薯軟腐病的防治工作可以針對以上幾個方面進行展開。而這些防治工作在一定程度上依賴于人工和機械，容易造成精力消耗并提高防治成本，因此更合適的防治手段仍有待開發(fā)和探究。隨著甘薯經(jīng)濟價值的不斷開發(fā)，甘薯的大規(guī)模貯藏已經(jīng)成為工廠化生產(chǎn)的基礎，安全貯藏也是甘薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要面臨的重要問題，選擇出高效低成本的防治藥劑并探究出一套節(jié)約人力物力的高效防治方法是十分必要的[31]。