不同灌水間隔期對重茬基質(zhì)繁育馬鈴薯原原種品種(系)時瘡痂病的影響

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(1.云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所， 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觀測實驗站， 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，嚴重影響商品薯外觀性和經(jīng)濟性。種薯遭遇瘡痂病菌侵染后，嚴重者會降低種薯出芽率，影響種薯繁育的出苗情況，同時病原菌會隨著種薯調(diào)運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 ℃，在相對濕度60%以下透氣良好的中性至堿性土壤中繁殖馬鈴薯時，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，我國主要種薯產(chǎn)區(qū)的瘡痂病日益嚴重，尤其是對脫毒原原種繁育造成了嚴重影響，有報道顯示我國主要產(chǎn)區(qū)原原種瘡痂病發(fā)病率在30%以上，嚴重者高達90%[4-6]。實際生產(chǎn)中，由于受到基質(zhì)更換時原材料和勞動力限制，為降低成本，規(guī)?；庇膯挝缓推髽I(yè)中重復使用舊基質(zhì)、連作繁育原原種的情況也較為常見[7]，而重茬基質(zhì)連作則會加劇瘡痂病發(fā)生。作為種薯繁育的核心環(huán)節(jié)[8]，原原種對瘡痂病最低允許率有著嚴格的控制標準[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)境因素對瘡痂病感病率及病情指數(shù)的影響，對控制瘡痂病發(fā)生，繁育合格原原種有著重要的實踐指導意義。

目前關于重茬基質(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系[10]，但結合水分因素與品種(系)進行瘡痂病研究的報道較少，且沒有針對水分因素中具體指標如含水量、pH值變化情況與瘡痂病的關聯(lián)性進行研究。為此，本研究采用在重茬基質(zhì)中盆栽試驗結合水分管理方法，研究了不同灌水間隔期對基質(zhì)相對含水量、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，以及基質(zhì)相對含水量、基質(zhì)pH值與感病率、病情指數(shù)的關聯(lián)度，以期為重茬基質(zhì)繁育原原種時減輕瘡痂病發(fā)生提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗在云南省農(nóng)業(yè)科學院昆明市嵩明基地馬鈴薯繁育大棚進行，海拔1 980 m，試驗期4—7月，棚內(nèi)平均溫度25～32 ℃。試驗大棚自2015年秋季起已連作繁育馬鈴薯原原種五季，試驗用重茬基質(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。試驗開始前對大棚和基質(zhì)進行藥劑消毒，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，開棚透氣再進行基質(zhì)裝盆和種苗定植。

1.2 試驗設計

試驗設定4個灌水間隔期為主處理，分別為4 d、7 d、10 d和14 d，設6個供試品種(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)設計，重復3次，共計72個小區(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。

試驗于2018年3月30日定植，2018年7月15日收獲，生長期105 d。

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

1.3 測定指標及方法

1.3.1基質(zhì)相對含水量

試驗分別在5月29日、6月3日、6月11日、6月20日和7月1日測定基質(zhì)相對含水量，共計5次。測定方式為每個小區(qū)內(nèi)每個品種固定3株進行跟蹤測定。

測定儀器采用浙江托普公司生產(chǎn)的土壤水分速測儀，型號TZS，儀器探頭長度5 cm，測定時將探頭完全插入基質(zhì)中，測定深度5 cm范圍處的基質(zhì)相對含水量。

1.3.2基質(zhì)pH值

基質(zhì)pH值的測定時間與方法與基質(zhì)相對含水量一致。pH值測定儀器采用Mettler Toledo生產(chǎn)的便攜式pH測定儀，主機型號F 2，電極型號Inlab Solids Pro-ISM，儀器電極長度5 cm，測定時將電極完全插入基質(zhì)中，測定區(qū)域為深度5 cm處基質(zhì)pH值。

1.3.3薯塊感病率及病情指數(shù)

試驗收獲后按照瘡痂病分級標準進行分級(如表1所示)，根據(jù)分級結果統(tǒng)計感病率及病情指數(shù)。

表1 瘡痂病分級標準

分級病斑個數(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)=∑(各級個體數(shù)×該病級數(shù))/個體總數(shù)×最高病級數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

結果采用Excel 2010軟件和DPS 7.01軟件進行繪圖和分析，利用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

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

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

圖1 基質(zhì)相對含水量與基質(zhì)pH值的相關性

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

表2 不同灌水間隔對不同品種(系)瘡痂病感病率的影響方差分析

變異來源 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 不同灌水間隔期對品種(系)對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：小寫字母表示處理間差異顯著(p<0.05)，大寫字母表示處理間差異極顯著(p<0.01)。下同。

表4 不同灌水間隔對不同品種(系)瘡痂病病情指數(shù)的影響方差分析

變異來源 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瘡痂病感病率的影響不顯著，不同品種(系)對瘡痂病感病率的影響達到極顯著水平，灌水間隔期和品種(系)之間存在互作效應，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間。本研究中，品種(系)F值>灌水間隔F值，說明品種(系)因素對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，感病率由低到高依次是D 111

2.3 不同灌水間隔期對不同品種(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瘡痂病病情指數(shù)的影響不顯著，不同品種(系)對瘡痂病病情指數(shù)的影響達到極顯著水平，灌水間隔期和品種(系)之間存在互作效應，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間。本研究中，品種(系)F值>灌水間隔F值，說明品種(系)因素對瘡痂病病情指數(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，病情指數(shù)由低到高依次是C 48

表5 不同灌水間隔期對品種(系)對瘡痂病病情指數(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)相對含水量及pH值與瘡痂病的關聯(lián)度

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

表6 基質(zhì)相對含水量與pH值與瘡痂病的關聯(lián)度分析

日期 感病率關聯(lián)系數(shù) 病情指數(shù)關聯(lián)系數(shù) 相對含水量pH值相對含水量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個品種應用廣泛，而其他4份資源品系則來自于國際馬鈴薯中心(CIP)。本研究結果證實了前人研究觀點，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結薯期的灌水習慣，將灌水間隔期設定為4～14 d，結果表明，各處理瘡痂病感病率和病情指數(shù)之間沒有顯著差異，這與楊忠等[12]、徐小龍等[13]的結果不同。原因應該與水源差異有關，前人試驗在北方進行，所用水源為鈣化弱堿井水，過多澆水引起基質(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)堿性化的風險較低。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個資源品系具有在干旱條件下對瘡痂病敏感的特性。結合基質(zhì)相對含水量和基質(zhì)pH情況來看，灌水間隔期10 d以上處理中，在結薯后期基質(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而增加的情況。合作88、米拉在灌水間隔期7 d時感病率和病情指數(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處理嚴重，表明這2個品種感病率和病情指數(shù)受水分管理影響大，在實際繁育中需要密切關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。

本研究測定顯示基質(zhì)相對含水量在20%以內(nèi)，與部分研究報道中馬鈴薯大田繁育時能夠正常生長的土壤含水量有較大差異[14-15]，原因與繁育方式差異有關。原原種繁育時所用定植基質(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)貼合不如大田測定時緊密，從而顯示測定數(shù)值與大田有所差異。

本研究在2018年大春進行，使用基質(zhì)均為繁育過馬鈴薯原原種的第二茬基質(zhì)，結薯期5—7月時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，其原因應該與連作環(huán)境、結薯期溫度有一定關系；此外，結薯期基質(zhì)pH值范圍在7.0～8.0之間，整體呈現(xiàn)堿性化趨勢，這與瘡痂病感病率及病情指數(shù)較高的具體關系也需要在今后繼續(xù)研究。

4 結 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明顯，6月3日左右是本研究中基質(zhì)相對含水量敏感期，因此在重茬基質(zhì)繁育原原種時，需要結合不同品種(系)和敏感期進行水分管理，才能獲得較好的瘡痂病控制效果。