植物醫(yī)學(xué)：我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中的病害治理挑戰(zhàn)、機(jī)遇和創(chuàng)新

摘要 在我國(guó)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，病害問題已經(jīng)演變成為制約我國(guó)種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，而建立在“病原學(xué)說”基礎(chǔ)之上的病理學(xué)理論以及在其指導(dǎo)下形成的各類以“殺（抑）菌”為首要目標(biāo)的防治措施難以應(yīng)對(duì)當(dāng)前病害嚴(yán)重發(fā)生的復(fù)雜局面。本文剖析了當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上病害嚴(yán)重發(fā)生的原因，認(rèn)為主要是由于生產(chǎn)者在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下，主觀上對(duì)土、肥、水等自然資源進(jìn)行掠奪性經(jīng)營(yíng)，實(shí)踐中采取連年單一種植和化學(xué)品持續(xù)大量投入等不良栽培措施，導(dǎo)致農(nóng)田理、化、生物學(xué)性狀嚴(yán)重劣化和生態(tài)失衡，從而引發(fā)作物嚴(yán)重衰弱、“易感”和環(huán)境的極端“利病”所致。基于此，筆者倡導(dǎo)以重視寄主生理狀態(tài)和不良環(huán)境因素的影響為重要內(nèi)容的病害發(fā)生的“全面病因?qū)W說”以及以此為核心內(nèi)容和基礎(chǔ)的“植物保健醫(yī)學(xué)”的發(fā)展，并對(duì)相關(guān)概念、歷史和成功案例作了簡(jiǎn)介。在具體防病實(shí)踐上筆者倡導(dǎo)以健康栽培為核心的作物病害綜合治理策略及其應(yīng)用，即一方面設(shè)法減少傳統(tǒng)“病原物”的數(shù)量累積和阻斷侵染，另一方面更加注重農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中理、化和生物學(xué)性狀的改善，以重塑、促進(jìn)和維護(hù)農(nóng)田生態(tài)平衡，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)寄主抗性、促進(jìn)寄主植物生長(zhǎng)和防病治病的目標(biāo)。上述觀點(diǎn)是對(duì)傳統(tǒng)病理學(xué)病害防治理論的補(bǔ)充、完善和必要的修正，對(duì)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化; 病害; 病原學(xué)說; 植物醫(yī)學(xué); 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)： S4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2021595

Abstract Diseases are becoming greatly important factors limiting sustainable agricultural development in China. The ways targeting suppression and/or elimination of causal pathogens， developed on the bases of classical phytopathology with “germ theory” as its cornerstone， are not so effective and acceptable for management of the diseases in many cases. The author recognized that the occurrence of diseases is largely due to the weakness of crop growth， high susceptibility of hosts， and a disease-favorable environment formed in the current agricultural ecosystem whose physical， chemical and biological characteristics have suffered from a serious deterioration. These are mainly caused by growers predatory operations， driven by profits，on soil fertility， water and other natural resources， as well as many improper cultural practices， such as persistent monoculture and massive chemical input. In this case， the author here highly esteemed a previously proposed theory “thoroughgoing etiology”， which emphasized the critical roles of unusual conditions in crop physiology and environment favorable to the diseases. The author also attached great importance to the development of the concept “plant preventative medicine” derived from this theory and introduced several cases which have successfully applied this concept to practices in crop production. Furthermore， the author suggested an integrated crop management （ICM） concept focusing on the appropriate cultural practices favorable to the growth and development of crops in agricultural ecosystems， i.e.， trying to improve the physical， chemical and biological characteristics， reshaping and maintaining ecological balance， and consequently gaining an increment in crop resistance/tolerance against the diseases and a promotion of crop yield/quality， in addition to suppression of pathogenic microbes. This is a supplement， amendment or revision of classical Phytopathology， and is of great significance in sustainable disease management and agricultural development.gzslib202204041206

Key words agricultural modernization; disease occurrence; germ theory; phytomedicine; sustainable development

1 我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成就和問題

改革開放四十年來，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了舉世矚目的成就。2004年-2020年糧食產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)多年連增，總產(chǎn)量從1978年的30 477萬(wàn)t提高到2020年的66 949萬(wàn)t[1]。蔬菜、水果、肉類、禽蛋和水產(chǎn)品連續(xù)多年居世界第一，主要農(nóng)產(chǎn)品由長(zhǎng)期短缺變?yōu)楣┣蠡酒胶?，豐年有余。創(chuàng)造了用不到世界9%的耕地和6%的淡水資源生產(chǎn)出全世界25%的食物，養(yǎng)活全世界21%人口的奇跡[2]，為國(guó)家的現(xiàn)代化建設(shè)打下了牢固的基礎(chǔ)。但是，我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到為這一成就的取得而付出的巨大代價(jià)。水、肥、藥等大量資源的投入是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基本特征。有資料表明近年我國(guó)每年糧食作物化肥施用量達(dá)506 kg/hm2，為英國(guó)的2.05倍、美國(guó)的3.69倍，遠(yuǎn)高于世界發(fā)達(dá)國(guó)家水平。農(nóng)藥每年的使用量為10.3 kg/hm2，高于日本的3.72 kg/hm2和法國(guó)的3.69 kg/hm2。消耗的化肥和農(nóng)藥約占全球總量的三分之一以上[2]。如此巨量的投入，不但導(dǎo)致對(duì)水、土、礦產(chǎn)和化石能源的快速過度消耗，也引發(fā)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題、食品安全問題和大眾健康風(fēng)險(xiǎn)。

2 當(dāng)前病害問題所帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

水、肥、藥的大量投入帶來的另一不良后果是近年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各類病害，特別是土傳病害的嚴(yán)重發(fā)生。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)不同，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為滿足人類社會(huì)對(duì)食物和纖維日益增長(zhǎng)的需求，徹底改變了自然界的原有面貌，打破了植物與病原物之間的平衡。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，為了追求高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等自然界原本并不存在的性狀，不可避免地導(dǎo)致作物品種犧牲了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，對(duì)根部性狀的忽視很大程度上使作物喪失了抗逆的基礎(chǔ);密植栽培和高水肥投入又進(jìn)一步降低了作物的抗性;大面積的連續(xù)單一種植雖然方便了生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸?shù)龋瑫r(shí)也導(dǎo)致病原物的大量累積和寄主遺傳抗性的脆弱和生態(tài)抗性的喪失;巨量的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易和長(zhǎng)距離的種植材料調(diào)運(yùn)更加速了有害生物的擴(kuò)散和傳播;以秸稈還田為主的保護(hù)性耕作措施的廣泛推行進(jìn)一步增加了土壤中病原物的數(shù)量。凡此種種，雖利于高產(chǎn)高效，但同時(shí)也使病害的普遍發(fā)生和成災(zāi)成為現(xiàn)實(shí)。這類病害也因此而可以被稱為“高產(chǎn)病害”或者“高肥病害”。

縱觀當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的植物病害發(fā)生情況，土傳病害或者根部病害已經(jīng)成為制約我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重障礙。在糧棉油作物方面，水稻生產(chǎn)中傳統(tǒng)上一向重視稻瘟病和白葉枯病，其實(shí)由立枯絲核菌Rhizoctonia solani 引起的紋枯病近年在各地普遍發(fā)生，2001年—2018年年均發(fā)生面積1 660萬(wàn)hm2[3]，成為水稻生產(chǎn)中的重要病害。小麥病害近年也已發(fā)生了顯著變化，在廣大冬麥區(qū)由禾谷絲核菌Rhizoctonia cerealis、雪腐鐮孢Fusarium nivale和平臍蠕孢Bipolaris spp.等侵染引起的根病均十分嚴(yán)重。值得警惕的是在國(guó)外嚴(yán)重危害小麥的禾谷孢囊線蟲Heterodera avenae也已在我國(guó)廣大麥區(qū)發(fā)生，對(duì)我國(guó)小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅[4]。尖鐮孢萎蔫專化型Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum引起的棉花枯萎病和輪枝菌Verticillium spp.引起的黃萎病歷史上一直是棉花的頭號(hào)重病，但近年由多種有害微生物參與引起的早衰已成為影響棉花生產(chǎn)的疑難大癥[5]。甘薯上，除由長(zhǎng)喙殼Ceratocystis fimbriata引起的黑斑病和由間座殼Diaporthe batatas引起的蔓枯病等在各地均有不同程度發(fā)生外，近年來由莖線蟲Ditylenchus dipsaci引發(fā)的糠心和腐爛在某些地區(qū)已成為甘薯生產(chǎn)的首要問題。馬鈴薯的土傳病害發(fā)生更為嚴(yán)重，除枯萎病和黃萎病外，近年來鏈霉菌Streptomyces spp.引起的瘡痂病、Spongospora subterranea引起的粉痂病、立枯絲核菌引起的黑痣病和Pectobacterium spp. 誘發(fā)的黑脛病等在我國(guó)廣大馬鈴薯產(chǎn)區(qū)均大面積發(fā)生[3]，嚴(yán)重制約國(guó)家馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的實(shí)施。大豆起源于我國(guó)，是國(guó)民攝取蛋白的重要來源，但大豆孢囊線蟲Heterodera glycines及腐皮鐮孢Fusarium solani和大豆疫霉Phytophthora sojae侵染導(dǎo)致的復(fù)合根病非常嚴(yán)重，成為導(dǎo)致我國(guó)大豆生產(chǎn)成本居高不下和洋大豆大量涌入的重要因素之一[6]。園藝作物生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)重要方面，但由于其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)使得土傳病害已經(jīng)成為生產(chǎn)上的嚴(yán)重問題。蔬菜上常見的土傳病害包括根結(jié)線蟲病、立枯病、青枯病、根腫病、枯萎病和土傳病毒病等，常導(dǎo)致大幅減產(chǎn)和品質(zhì)下降，甚至毀種。果樹病害傳統(tǒng)上以葉斑、果實(shí)和枝干病害為主，但因不良的耕種措施和掠奪性經(jīng)營(yíng)導(dǎo)致白紋羽病和紫紋羽病為主的根部病害以及由多種土壤真菌和線蟲參與的果樹再植病害（re-planting diseases）已經(jīng)成為生產(chǎn)上的重要問題[7]。由尖鐮孢古巴?；虵. oxysporum f.sp. cubens引發(fā)的香蕉“巴拿馬病”更一度引起社會(huì)的恐慌[8]。中草藥作為特種作物，近年因消費(fèi)量的不斷增加，國(guó)內(nèi)大力開展了相應(yīng)的人工栽培及基地建設(shè)，但隨之而來的是土傳病害問題的加劇。以人參屬Panax植物為例，由柱孢菌Cylindrocarpon spp.、鐮孢菌Fusarium spp.和立枯絲核菌等復(fù)合侵染而致的根腐病已成為限制我國(guó)人參、西洋參和三七種植業(yè)發(fā)展的最重要因素[9]。此外，過去一向鮮為人知的黃芪、地黃和麻山藥的根病為害也時(shí)有報(bào)道[1012]。

3 當(dāng)前植物病理學(xué)和病害防治所面臨的困境

目前的植物病理學(xué)教學(xué)和科研已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需求，難以應(yīng)對(duì)生產(chǎn)中嚴(yán)峻的病害問題帶來的挑戰(zhàn)。近代植物病理學(xué)發(fā)端于19世紀(jì)中葉，以Pasteur、De Bary和Koch等為首的一大批偉大科學(xué)家經(jīng)過艱苦卓絕的研究，在戰(zhàn)勝了“外因論”、“體質(zhì)論”和“微生物自然發(fā)生說（spontaneous generation）”等謬誤之后，建立了著名的“病原學(xué)說（germ theory）”，即任何一種病害的發(fā)生都是由相應(yīng)的微生物侵染引發(fā)的，并提出了確認(rèn)“病原物”的“柯赫氏法則（Kochs postulates）”[13]?！安≡瓕W(xué)說”的建立為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)和植物病理學(xué)奠定了基礎(chǔ)，是19世紀(jì)自然科學(xué)中最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，將無(wú)數(shù)人從死亡、饑餓和痛苦的深淵中拯救出來，對(duì)人類健康、福利提升和社會(huì)進(jìn)步的意義巨大。在此后的百余年間，醫(yī)學(xué)界、獸醫(yī)界和植物病理學(xué)界都在忙于發(fā)現(xiàn)各類病害的病原物，堪稱“病原物時(shí)代”?！爸参锊±韺W(xué)”也因此基本等同于“植物病原微生物學(xué)”或者“植物傳染病學(xué)”。對(duì)植物病害發(fā)生原因的認(rèn)識(shí)直接決定了病害防治的指導(dǎo)思想，即一切防治措施的目標(biāo)皆指向病原物，意在抑制、殺死或壓縮其生存空間，并求絕對(duì)防治，一時(shí)間“防治疾病就等同于防治引起疾病的病原物”[13]。二次世界大戰(zhàn)后，瑞士卓越的植物病理學(xué)家和真菌學(xué)家Gumann將眾多植病工作者數(shù)十年積累的“雜亂無(wú)章”的資料系統(tǒng)整理加工為一個(gè)連貫的、合乎邏輯的和可以解釋的體系，并以《植物侵染性病害原理》為名出版[14]。至此，植物病理學(xué)的理論框架基本形成。我國(guó)林傳光先生于1959年編寫了《普通植物病理學(xué)》[15]，并由高等教育出版社出版。此后，許多農(nóng)業(yè)院校陸續(xù)編寫和出版了一批植物病理學(xué)教科書，極大地促進(jìn)了該學(xué)科在我國(guó)的發(fā)展和生產(chǎn)上的病害防治工作。1960年代后，西方發(fā)達(dá)國(guó)家隨著“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化”進(jìn)程的逐步推進(jìn)，病害問題日顯突出。為有效防治采取了包括大量投入化學(xué)品和發(fā)展并布局抗性品種等一系列方法，但隨之而來的是環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留、病菌耐藥性、品種抗病性喪失以及新發(fā)和突發(fā)病害等問題的嚴(yán)重發(fā)生。鑒于此，人們開始對(duì)病害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律和防治理論進(jìn)行反思，逐步發(fā)展出了以生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ)，兼及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)層面諸多問題的“有害生物的綜合治理”（integrated pest management， 簡(jiǎn)稱IPM）理論。我國(guó)的同類問題出現(xiàn)稍晚，但老一輩的植保專家通過長(zhǎng)期的探索和實(shí)踐亦于1970年代提出了與“IPM”類似的“預(yù)防為主、綜合治理”的植保方針，有力地推動(dòng)了植保工作的發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，并且今后仍將在植保工作中繼續(xù)發(fā)揮作用。但不可否認(rèn)的是這類“綜合治理”其目標(biāo)基本上仍然是指向“有害生物”。然而，事實(shí)上處于農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)核心位置的物種是農(nóng)作物，農(nóng)業(yè)措施是影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的主要因子，“有害生物”的成災(zāi)大多只是不良農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施或者環(huán)境條件的“副產(chǎn)品”。因此，應(yīng)該承認(rèn)植物病理學(xué)科發(fā)展到今天盡管在病原生物學(xué)、侵染原理、發(fā)生規(guī)律、監(jiān)測(cè)預(yù)警、抗性生理、抗性遺傳、分子病理學(xué)和防治原理等諸多方面取得了令人矚目的成就，但就植物病害的發(fā)生原因而言其認(rèn)識(shí)并不全面和完善，或者說尚未徹底擺脫“病原學(xué)說”的影響。gzslib202204041206

傳統(tǒng)的“病原學(xué)說”限制了植物病理學(xué)學(xué)科的健康發(fā)展，建立在該學(xué)說基礎(chǔ)之上的病害防治指導(dǎo)思想和各類病害防控手段在生產(chǎn)上也日顯弊端?；瘜W(xué)防治是病害防治的重要手段，但不足之處也顯而易見。首先，當(dāng)前殺菌劑的機(jī)理多以殺菌或抑菌為主，很少考慮增強(qiáng)寄主抗性，更不可能顧及環(huán)境的改善，以至于在很多情況下病害防治基本等同于藥物噴撒。其次，由于殺菌劑的大量使用造成了對(duì)病原物生存空間的過分壓縮，最終引發(fā)了病原物抗（耐）藥性水平的不斷提高和眾多化學(xué)農(nóng)藥使用價(jià)值的喪失。第三，當(dāng)前市場(chǎng)上的殺菌劑大多為殺真菌劑。殺線蟲劑和殺細(xì)菌劑的種類很少，生產(chǎn)上的選擇余地不大。殺病毒劑尚未問世，仍有待努力。第四，當(dāng)前的殺菌劑主要用于種傳和地上部病害防治。土壤化學(xué)熏蒸是高經(jīng)濟(jì)價(jià)值作物土傳病害的重要防治途徑，但當(dāng)前可用的藥劑很少，已有的幾種也因環(huán)境相容性差、成本高、施用不便和效果差強(qiáng)人意而使應(yīng)用受限。最后，化學(xué)防治也常因安全性差、污染重和殘留多等而備受詬病。抗病品種的選育和利用是病害防治的另一支柱性手段，因經(jīng)濟(jì)有效而備受青睞。但目前看來僅對(duì)由寄生性較強(qiáng)的部分所謂“高級(jí)寄生物”引發(fā)的病害有效。對(duì)普遍發(fā)生的由多病原復(fù)合侵染引發(fā)的病害，欲培育抗病品種存在技術(shù)上的困難;對(duì)占比很高的由弱寄生物引發(fā)的各類潰瘍、腐爛、死棵、矮化、黃化和長(zhǎng)勢(shì)衰弱等病害并未發(fā)現(xiàn)所謂的抗性基因;對(duì)生產(chǎn)中廣泛發(fā)生的由“微病原（minor pathogens）”或“根際害菌（deleterious rhizobacteria）”[16]參與其中而發(fā)生的植物“亞健康”問題更是無(wú)能為力。農(nóng)作防治在我國(guó)已有數(shù)千年的歷史，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華，今后無(wú)疑應(yīng)予以傳承和發(fā)揚(yáng)光大。但包括輪作、間作套種、曬田、調(diào)節(jié)播期和土壤有機(jī)改良等在內(nèi)的許多優(yōu)良農(nóng)作措施迄今仍多為經(jīng)驗(yàn)之談，要廣泛推行必須進(jìn)一步明確其機(jī)理，并予以總結(jié)、提升和規(guī)范。檢疫和撲滅是植物病害防控的重要手段，對(duì)防止外來物種的入侵無(wú)疑是重要的。但針對(duì)原本是或者已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)（甚或自然）生態(tài)系成員的所謂“病原”而進(jìn)行的檢疫和捕殺，實(shí)踐證明其效果非常有限。一些地方為了消滅此類病原而對(duì)發(fā)病寄主植物進(jìn)行圍堵、砍伐、“清零”的做法更是徒勞無(wú)益。

綜上所述，建立在“病原學(xué)說”基礎(chǔ)之上的植物病理學(xué)科雖然在宏觀和微觀層面的諸多分支學(xué)科中取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，對(duì)現(xiàn)代生命科學(xué)和農(nóng)學(xué)貢獻(xiàn)巨大，由其衍生而來的病害防治指導(dǎo)思想和措施在過去的百余年間在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也發(fā)揮了十分重要的作用，但距離全面準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)病害發(fā)生的原因和生產(chǎn)上的“可持續(xù)植?！被颉翱沙掷m(xù)農(nóng)業(yè)”目標(biāo)尚有距離，不能完全滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)對(duì)植物健康的需求，必須予以補(bǔ)充、完善甚至修正。

4 對(duì)病害本質(zhì)的再認(rèn)識(shí)和防治指導(dǎo)思想的再思考

傳統(tǒng)病理學(xué)肯定病原菌的存在和作用無(wú)疑是正確和進(jìn)步的，是唯物論在與唯心論對(duì)決中的勝利。但過分、片面和孤立地強(qiáng)調(diào)病原物的作用，就走向了機(jī)械唯物論和形而上學(xué)的道路，會(huì)阻礙對(duì)病害發(fā)生過程和本質(zhì)的全面準(zhǔn)確理解，從而妨礙防治策略的正確制定，導(dǎo)致防治措施的事倍功半甚至走入誤區(qū)。對(duì)于這種偏向，早在19世紀(jì)后半葉就有包括晚年的巴斯德本人、Julius Kuhn、Paul Sorauer、Robert Hartig和Marshall Ward等在內(nèi)的眾多微生物學(xué)和病理學(xué)家提出了類似的意見，并指出不考慮環(huán)境因素影響的病因研究是沒有希望的[1718]。1933年Link發(fā)表了著名的《Etiological phytopathology》，進(jìn)一步指出“病原學(xué)說”是在19世紀(jì)中后期盛行于自然科學(xué)界的“機(jī)械還原論”思潮推動(dòng)下尋求單一外部病因的產(chǎn)物，并認(rèn)為必須用“全面病因?qū)W說（thoroughgoing etiology）”取代之前的“假病因?qū)W說（pseudoetiology）”，即在考慮病原物的同時(shí)，也要考慮環(huán)境的作用和寄主的狀態(tài)[19]。1976年Robinson在病害三角中又加入了“人為干預(yù)”因素，提出了病害發(fā)生的四面體概念[20]。1978年Wallace更建議用“決定子（determinant）”代替病理學(xué)文獻(xiàn)中常用的“原因（cause）”一詞[18]。此后又有許多學(xué)者指出應(yīng)加強(qiáng)“誘病因子（predisposition）”和“應(yīng)力（stress）”及“應(yīng)變（strain）”等方面的研究[21]。我國(guó)著名植物病理學(xué)家陳延熙先生也曾于20世紀(jì)七、八十年代在各種場(chǎng)合反復(fù)強(qiáng)調(diào)人為、理化和微生物因素在病害發(fā)生發(fā)展中的作用，并極力倡導(dǎo)“全面病原學(xué)說”和推動(dòng)生物防治的研究和應(yīng)用[22]。曾士邁先生也曾著文指出建立在病原生物學(xué)基礎(chǔ)之上的防治理論的不足，強(qiáng)調(diào)生物和農(nóng)業(yè)措施在病害發(fā)生中的作用，并認(rèn)為通常所說的包含寄主、病原和環(huán)境因素的“病害流行三要素”只是存在于更為復(fù)雜的農(nóng)田生態(tài)系中的一個(gè)“子系統(tǒng)”[23]。但是“病原學(xué)說”或“唯病原論”作為一種學(xué)術(shù)思潮，其影響力太過強(qiáng)大，其基本理念已經(jīng)深深植根于從普通學(xué)子到資深學(xué)者的腦海中。盡管有眾多學(xué)者極力呼吁，但并未能從根本上撼動(dòng)。直至今日，仍有許多學(xué)者試圖通過一些非自然的接種手段（如人為制造傷口）將一些病害的原因歸咎于一些原本并不致病或者致病力很弱的“兼職寄生物（facultative parasites）”的“侵染”，并以此作為進(jìn)一步研究和防治的依據(jù)。

當(dāng)今中國(guó)農(nóng)業(yè)成就非凡，其生產(chǎn)條件和情形與30年前已不可同日而語(yǔ)，但在很大程度上也可認(rèn)為是一種在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下的對(duì)水、土、礦產(chǎn)和能源等自然資源的一種掠奪性經(jīng)營(yíng)。土地的大規(guī)模流轉(zhuǎn)和“一地一品”政策的廣泛推行使單一作物的大面積集約化種植成為現(xiàn)實(shí)，極大地方便了農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工和貿(mào)易，但同時(shí)也導(dǎo)致農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的極度脆弱，加速了有害生物的大量累積、寄主抗性的喪失和病害的蔓延;只用地不（少）養(yǎng)地的做法導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量大幅下降;長(zhǎng)期大量施用化肥導(dǎo)致土壤理、化、生物學(xué)性狀嚴(yán)重劣化;偏施大量元素致中微量元素嚴(yán)重缺乏;不恰當(dāng)?shù)拇笏嘀伦魑锔祰?yán)重發(fā)育不良。在這種環(huán)境下生長(zhǎng)的作物雖不致立即死亡，但已處于嚴(yán)重的衰弱和“易感”狀態(tài)，那些量大且廣、原本并不致病的“病原物”就會(huì)乘虛而入，引發(fā)諸如腐爛、黃化、早衰等癥狀，并致產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低。依靠加量施用化學(xué)農(nóng)藥和化肥，雖仍可勉強(qiáng)維持一定的產(chǎn)量，但成本高居不下，副作用明顯。因此，對(duì)我國(guó)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的眾多病害的發(fā)生原因而言，環(huán)境可能起著比“病原”更重要的決定性的作用?！安≡铩钡拇嬖冢踔链罅看嬖冢⒉坏扔诓『Φ陌l(fā)生，而且事實(shí)上在很多情況下也難以人工接種成功。因此，所謂的“病原侵染”可能只是作物生長(zhǎng)不良的結(jié)果，而并不是病害發(fā)生的真正原因，或者至多只是病害發(fā)生的條件之一。病害之所以發(fā)生，完全有可能是由于植物體質(zhì)首先發(fā)生了異常，才導(dǎo)致一些“兼職病原物”的“侵染”。這與醫(yī)學(xué)上非致病菌在宿主免疫功能下降、寄居部位改變和人體內(nèi)菌群失調(diào)等條件下轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏【?，造成人體感染的原理一致，與常見的感冒、上火、老年性肺炎和肝炎等疾病類似。因此，植物病害的嚴(yán)重發(fā)生與人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)直接相關(guān)，在一定程度上可以說是對(duì)人類向自然界過度索取的一種報(bào)復(fù)，也可以說是一種“人害”。因此，在許多植物病害名稱后面緊跟或者標(biāo)注一個(gè)和多個(gè)“病原物”學(xué)名來試圖加以注解的做法，事實(shí)上是對(duì)學(xué)術(shù)界和公眾的誤導(dǎo)！gzslib202204041206

由此進(jìn)一步引申，今后對(duì)病害防治的指導(dǎo)思想應(yīng)該是“有所為”和“有所不為”?！坝兴鶠椤币饧床环湃尾『Φ陌l(fā)生和泛濫或在病害防治上的“無(wú)為”態(tài)度，而是要采取措施設(shè)法減輕病害的發(fā)生和保證一定量的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出?！坝兴粸椤奔词且_對(duì)待“病原物”的存在，放棄非敵即友和非友即敵的觀念和“零和博弈”的做法，學(xué)會(huì)與“病原物”長(zhǎng)期和平相處，而非趕盡殺絕這種既無(wú)必要也不可能的做法。在具體防治措施上，最重要的是將土、肥、水、藥與植物的免疫機(jī)制通盤考慮，采取各種理、化、生物和農(nóng)作措施或其綜合，營(yíng)造一個(gè)適宜于植物生長(zhǎng)而不利于“病原物”生長(zhǎng)的環(huán)境，使植物保持一個(gè)健康生長(zhǎng)的狀態(tài)。而不是一味地把目標(biāo)鎖定在杜絕和消滅“病原微生物”上。因此，如何調(diào)控環(huán)境、增強(qiáng)長(zhǎng)勢(shì)和提高作物對(duì)病害的整體抵抗能力，從而使作物避免被“感染”，應(yīng)是治理病害特別是由廣泛存在的“兼職病原菌”引發(fā)的病害的正確途徑。如此，或可既最大限度地提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，又達(dá)到資源合理利用及環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，確保我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

5 植物醫(yī)學(xué)學(xué)科和生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐

“植物醫(yī)學(xué)（phytomedicine）”一詞在二次世界大戰(zhàn)前即已在西歐主要是德國(guó)出現(xiàn)，其后該概念逐步為一些植物保護(hù)工作者所接受，并形成一批支持者[24]。迄今，已有德國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、奧地利、日本、韓國(guó)、泰國(guó)等國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的20余所大學(xué)設(shè)置了植物醫(yī)學(xué)或植物保健相關(guān)專業(yè)[25]。在我國(guó)，“植物醫(yī)學(xué)”的概念大家也并不陌生。特別應(yīng)該提到的是原北京農(nóng)業(yè)大學(xué)已故植物病理學(xué)家陳延熙教授在1980年前后曾在多種場(chǎng)合倡導(dǎo)“植物醫(yī)學(xué)”的理念，并付諸實(shí)踐[26]，本文即是對(duì)該理念的傳承和發(fā)展。曾士邁先生也曾著文闡述植物醫(yī)學(xué)和植物醫(yī)院的諸多問題，并認(rèn)為未來植物醫(yī)學(xué)將與人醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)學(xué)形成鼎足之勢(shì)[27]。1990年代為有效推廣植保技術(shù)和提升防治水平，我國(guó)從上到下建立了近萬(wàn)所“植物醫(yī)院”，幾乎完全替代了原來的植保站和植保服務(wù)體系，但由于知識(shí)更新未能跟進(jìn)、管理認(rèn)證缺失和專業(yè)人才的匱乏，致使名不符實(shí)，結(jié)果是不了了之。1996年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)已故昆蟲學(xué)教授管致和先生組織一批學(xué)者合著了我國(guó)第一本該方面的專著《植物醫(yī)學(xué)導(dǎo)論》[24]。該書的出版無(wú)疑對(duì)推動(dòng)本學(xué)科在我國(guó)的發(fā)展具有正面的意義。但因參編人員較多，各人的學(xué)術(shù)背景、專業(yè)特長(zhǎng)和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有異，致學(xué)術(shù)思想未能貫徹全書始終、素材的取舍未進(jìn)行反復(fù)斟酌和寫作風(fēng)格各具特色。因此，該書一直停留在“導(dǎo)論”階段，迄今未見再版。2017年青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的植物保護(hù)系更名為植物醫(yī)學(xué)學(xué)院，這是我國(guó)在該領(lǐng)域的一個(gè)標(biāo)志性事件，但遺憾的是該校2021年8月份的網(wǎng)站顯示該學(xué)院下面目前僅設(shè)一個(gè)植物保護(hù)專業(yè)（http：∥zwyxxy.qau.edu.cn/content/xyjj/a42ec70668c84d3cba9dc95518387589），而且該更名更多是出于公眾對(duì)本學(xué)科更易認(rèn)知和學(xué)生更易就業(yè)的目的。未來該學(xué)科在我國(guó)的實(shí)質(zhì)性成長(zhǎng)仍任重道遠(yuǎn)。

按前人所述“植物生病是植物在生物和非生物因素作用下植物代謝功能失調(diào)所引起的植物生命活動(dòng)系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)” “植物醫(yī)學(xué)是研究植物的生命活動(dòng)，通過增進(jìn)健康和防治疾病以提高其生產(chǎn)量及品質(zhì)的知識(shí)體系和實(shí)踐活動(dòng)”[25]。上述描述，雖顯寬泛，但其方向和思路無(wú)疑是正確的。很顯然，“植物醫(yī)學(xué)”目前雖未有一個(gè)公認(rèn)的定義，但其研究范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以“有害生物綜合治理”（IPM）為核心內(nèi)容的傳統(tǒng)植物保護(hù)學(xué)科的框架。筆者認(rèn)為也可稱之為另一種內(nèi)涵的IPM，即建立在“全面病因?qū)W說”基礎(chǔ)之上的“植物綜合管理（integrated plant management）”，或者ICM（integrated crop management）。按照該理念，農(nóng)作物應(yīng)是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的核心，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的目標(biāo)是維持和增進(jìn)農(nóng)作物的健康和產(chǎn)出，而有害生物只是影響作物健康的一個(gè)方面，不可錯(cuò)位甚至本末倒置。至于植物醫(yī)學(xué)的研究范疇和內(nèi)容，與醫(yī)學(xué)相類似，也可包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和臨床康復(fù)醫(yī)學(xué)等等分支。毫無(wú)疑問，深入開展基礎(chǔ)植物醫(yī)學(xué)對(duì)認(rèn)識(shí)病因和闡明發(fā)病規(guī)律意義重大。但目前的重點(diǎn)似應(yīng)放在植物預(yù)防醫(yī)學(xué)，特別是病害預(yù)防和保健措施的研究上，具體可包括以輪作間套和水肥管理為代表的健康栽培防治、以抗病品種和誘導(dǎo)抗性為主的抗性利用和以有益微生物和綠色無(wú)公害化學(xué)農(nóng)藥合理使用為核心的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控等。當(dāng)然，在預(yù)防未能完全奏效時(shí)，采取包括消除有害天氣因素影響（如溫室保溫）和加強(qiáng)水肥管理以促進(jìn)生長(zhǎng)、增強(qiáng)抗害和代謝補(bǔ)償能力方面的緩解和治療措施也在所難免。

“植物醫(yī)學(xué)”理論體系在我國(guó)雖尚未成形或面世，但在該學(xué)科觀點(diǎn)指導(dǎo)下的病害防治成功事例正與日俱增。蘋果是我國(guó)的第一大水果，種植面積約220萬(wàn)hm2，但腐爛病頑疾長(zhǎng)期困擾我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展，于1948年—1951年在東北和華北、1960年—1962年在東北、1975年—1977年在東北和華北、1985年—1987年在各大果區(qū)和21世紀(jì)初在北方果區(qū)曾經(jīng)五度嚴(yán)重流行，成為蘋果產(chǎn)區(qū)揮之不去的夢(mèng)魘[28]。過去數(shù)十年，學(xué)界和業(yè)界一致認(rèn)為該病的嚴(yán)重發(fā)生與由社會(huì)因素導(dǎo)致的果園荒蕪、疏于管理和掠奪性經(jīng)營(yíng)而引發(fā)的樹勢(shì)衰弱有關(guān)，但具體情況不明。為有效防治該病，針對(duì)“病原菌”也發(fā)明了包括清除菌源、重刮皮和化學(xué)治療等在內(nèi)的一系列方法，但結(jié)果不盡如人意。王金友等早年的研究發(fā)現(xiàn)春季樹皮含鉀量與腐爛病發(fā)生程度呈極顯著負(fù)相關(guān)，春季增施鉀肥可顯著提高樹皮含鉀量并減輕腐爛病發(fā)生程度[29]。近年西北農(nóng)林科技大學(xué)孫廣宇教授團(tuán)隊(duì)通過多年的持續(xù)努力，進(jìn)一步證實(shí)該病的發(fā)生與否與樹體營(yíng)養(yǎng)狀況直接相關(guān)，特別是與氮和鉀的含量及其比例關(guān)系密切。當(dāng)樹體葉鉀含量達(dá)到1.3%以上、氮鉀比不超過2∶1時(shí)，樹體對(duì)腐爛病高抗甚至免疫。鉀含量越低，氮鉀比越高，腐爛病發(fā)生越重[3031]。而生產(chǎn)上大多數(shù)果園，葉鉀含量在0.6%～1.2%，且氮肥用量普遍偏高。機(jī)理研究進(jìn)一步顯示，在高鉀條件下樹體內(nèi)苯丙烷類和萜類植保素大量合成，并可達(dá)到幾乎完全抑制腐爛病菌擴(kuò)展的程度（未發(fā)表資料）。因此，鉀元素營(yíng)養(yǎng)不良才是蘋果樹腐爛病發(fā)生的主要元兇！據(jù)此，孫廣宇教授團(tuán)隊(duì)提出了“減氮增鉀平衡樹體營(yíng)養(yǎng)控制蘋果樹腐爛病”的新技術(shù)。其核心是利用栽培學(xué)手段將葉鉀含量提高到1.3%以上，氮含量控制在2.2%～2.4%，使樹體營(yíng)養(yǎng)含量及比率達(dá)到合理水平。目前該技術(shù)已在陜西、河南、甘肅、山西等黃土高原蘋果產(chǎn)區(qū)推廣3萬(wàn)余hm2，整體發(fā)病率減少85%以上，并有效減少了氮肥施用量，實(shí)現(xiàn)了蘋果樹腐爛病的高效綠色防控[3031]。棉花早衰是影響我國(guó)棉花生產(chǎn)的重要問題，多年來一直未找出病因和有效的解決辦法。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所棉病組近年系統(tǒng)研究了該問題。他們注意到在新疆地區(qū)棉花生長(zhǎng)的中后期，一旦出現(xiàn)低溫多雨天氣，在短短一兩個(gè)星期內(nèi)，棉花早衰即暴發(fā)成災(zāi)。觀察發(fā)現(xiàn)這些衰老葉片上遍布主要是由鏈格孢Alternaria alternata 引起的輪紋斑。但用從各棉區(qū)分離的17株“病原菌”接種正常生長(zhǎng)的棉花葉片，并不能成功侵染[32]。系列低溫逆境處理（白天/晚上：20℃/16℃，16℃/12℃，12℃/8℃）3 d后的接種試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)處理后的植株葉片上病斑出現(xiàn)早并可持續(xù)擴(kuò)展。而一直在正常溫度下（白天/晚上：28℃/20℃）生長(zhǎng)的棉花其葉片上盡管也可產(chǎn)生微小病斑，但幾乎不擴(kuò)展。接種15 d后的病情指數(shù)調(diào)查結(jié)果顯示，在經(jīng)上述不同低溫預(yù)處理的棉株葉片上的病情指數(shù)分別為17.0、49.0和85.0，而對(duì)照植株葉片上僅為9.0。此外，棉株前期在白天16℃/晚上12℃的低溫條件下暴露時(shí)間愈長(zhǎng)，后期病斑出現(xiàn)的時(shí)間愈早，病害發(fā)生愈重[5]。機(jī)理研究結(jié)果表明，低溫可致棉花葉片中丙二醛含量增加、電解質(zhì)滲漏、可溶性蛋白和葉綠素含量下降等[33]。上述結(jié)果證明盡管鏈格孢在自然界廣泛存在，但如果沒有低溫對(duì)棉花造成的生理傷害，就不會(huì)有輪紋斑病的發(fā)生，因此低溫冷害在棉花輪紋斑病的發(fā)生中具有決定性的作用。由此，筆者進(jìn)一步認(rèn)為輪紋斑病的發(fā)生只是棉花遭受低溫冷害侵襲后的結(jié)果和表現(xiàn)形式之一，不正常的棉花生理狀態(tài)是內(nèi)因，而鏈格孢的存在只是外因，外因一定是通過內(nèi)因而起作用。事實(shí)上，棉花在遭受低溫冷害后除了發(fā)生輪紋斑病外，還有諸多由不明“病原物”引發(fā)的諸如葉片失綠、發(fā)紅、焦枯、脫落和棉根轉(zhuǎn)黃變黑等所謂的“病害”[32]，其情形可類比人體受涼后所引發(fā)的感冒、咳嗽、上呼吸道感染等各類疾病。為有效預(yù)防棉花的早衰，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了鉀含量與鏈格孢菌侵染的關(guān)系，證明缺鉀明顯增加發(fā)病。表現(xiàn)為病斑出現(xiàn)早、多和大，并且有明顯的劑量依從關(guān)系[33]。此外，也發(fā)現(xiàn)品種間早衰的程度也有所差異[34]。據(jù)此，該團(tuán)隊(duì)提出了貫穿棉花生產(chǎn)各環(huán)節(jié)包含“選種、壯苗、補(bǔ)鉀、抗逆、防病”一體化的早衰防控技術(shù)體系，并在全國(guó)范圍內(nèi)試驗(yàn)、示范、推廣和應(yīng)用，有效緩解了棉花的早衰問題[35]，2014年該成果被評(píng)為中國(guó)植物保護(hù)學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)成果二等獎(jiǎng)。與鐮孢菌、絲核菌、腐霉和柱孢菌等相關(guān)聯(lián)的大姜、菠菜、黃瓜、番茄、辣椒和人參屬藥材等眾多園藝作物的爛根、死苗爛棵或連作障礙近年一直是困擾我國(guó)園藝作物生產(chǎn)的重要問題[36]。藥劑防治雖有一定的效果，但事倍功半。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所土傳病害生物防治團(tuán)隊(duì)基于“全面病因?qū)W說”，通過二十余年的治理研究和實(shí)踐，提出了以健康栽培管理為核心的設(shè)施蔬菜土傳病害綜合治理技術(shù)體系。主要內(nèi)容包括：1）在氣候、作物生長(zhǎng)期和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出等條件允許的地方，對(duì)病害發(fā)生嚴(yán)重的地塊采用日光消毒結(jié)合“棉隆”熏蒸進(jìn)行土壤處理;2）根據(jù)防治對(duì)象選擇使用相應(yīng)的淡紫擬青霉Paecilomyces linacinus、芽胞桿菌Bacillus spp.和黏帚霉Gliocladium spp.等有益微生物制劑，進(jìn)行底施、追施或與育苗基質(zhì)混用等;3）在土壤養(yǎng)分分析和作物需肥規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，合理使用氮磷鉀和中微量元素肥料，并注意生長(zhǎng)期全程控水;4）對(duì)酸化和鹽漬化嚴(yán)重的土壤進(jìn)行改良，避免根系發(fā)育不良。為實(shí)施上述技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)近年開發(fā)了生物農(nóng)藥、有機(jī)肥、生物肥和功能性水溶肥等產(chǎn)品20余個(gè)，并獲得登記。在山東、河北、遼寧、內(nèi)蒙古和河南等主產(chǎn)區(qū)多年的推廣實(shí)踐證明，該方案行之有效，極大地緩解了困擾當(dāng)?shù)厣a(chǎn)多年的根系發(fā)育不良、死苗爛棵和根病嚴(yán)重問題，產(chǎn)量大幅增加，農(nóng)藥和化肥用量比常規(guī)可減少30%以上，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益十分明顯，2019年被中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)評(píng)為農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域十大新技術(shù)之一[37]。除上述例證外，國(guó)內(nèi)相關(guān)單位依據(jù)“植物保健醫(yī)學(xué)”原理先后在甘薯黑斑病[38]、板栗干腐病[39]、人參屬植物根腐病[4041]和柑橘黃龍病[42]等一大批病害的治理方面均取得了顯著的進(jìn)展，限于篇幅此處不再一一贅述。未來包括各種禾谷類作物的紋枯病、蔬菜疫病、油料作物菌核病，甚至稻瘟病和一些病毒病的防治也必將由此而取得進(jìn)展。gzslib202204041206

6 展望

我國(guó)的植保工作者在病害研究和防治方面付出了許多辛勤的勞動(dòng)，為保障國(guó)民的食物和纖維供給做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是，也應(yīng)該承認(rèn)我們對(duì)許多病害的成因和發(fā)展規(guī)律尚缺乏深入全面的了解，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中出現(xiàn)的一些病害問題目前還沒有有效的防治手段，有時(shí)甚至束手無(wú)策或者防治措施副作用太大。未來，學(xué)會(huì)如何既與自然界和諧相處，又能從自然界中獲取充足的食物和纖維將是我們這樣一個(gè)地少人多國(guó)家的植物病理學(xué)工作者所面臨的一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。充分借鑒現(xiàn)代醫(yī)學(xué)，特別是保健醫(yī)學(xué)和健康管理學(xué)[43]方面的理論和方法，在吸收現(xiàn)代生態(tài)學(xué)、栽培學(xué)、土壤肥料學(xué)、農(nóng)藥學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)和信息技術(shù)等學(xué)科的新理念和新技術(shù)的基礎(chǔ)上，敞開思路，努力探索，艱苦攻關(guān)，積極推動(dòng)“植物醫(yī)學(xué)”的理論研究和“臨床”應(yīng)用實(shí)踐，應(yīng)是提高植物的整體健康水平和減輕病害為害的有效途徑。相信不久的將來，“植物醫(yī)學(xué)”的理論體系必將更加完善，應(yīng)用技術(shù)也會(huì)日臻成熟，我們一定能拿出更多經(jīng)濟(jì)、有效和可行的辦法來解決我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中所遇到的病害問題。這方面理論和實(shí)踐的創(chuàng)新除將改變植物病理學(xué)的面貌外，也將充實(shí)和豐富現(xiàn)代農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)的內(nèi)容，成為生命科學(xué)中與醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)學(xué)并列的一個(gè)重要方面。

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