不同灌水间隔期对重茬基质繁育马铃薯原原种品种(系)时疮痂病的影响

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(1.云南省农业科学院经济作物研究所， 昆明 650205；2.昆明云薯农业科技有限公司， 云南 昆明 650205；3.农业部云贵高原马铃薯与油菜科学观测实验站， 云南 昆明 650200)

马铃薯疮痂病(Potato Scab)是由土壤中致病性链霉菌引起的病害[1]，属于马铃薯四大土传病害之一，病原菌侵染薯块表皮形成网斑状、凸起或者凹陷的黑褐色病斑，严重影响商品薯外观性和经济性。种薯遭遇疮痂病菌侵染后，严重者会降低种薯出芽率，影响种薯繁育的出苗情况，同时病原菌会随着种薯调运使用而传播污染健康地块，造成更大面积的病害感染。研究显示，疮痂病病原菌具有好碱好气性，最适宜繁殖温度为25～30 ℃，在相对湿度60%以下透气良好的中性至碱性土壤中繁殖马铃薯时，容易爆发疮痂病[2-3]。由于受到气温、土壤湿度等环境因素的影响，我国主要种薯产区的疮痂病日益严重，尤其是对脱毒原原种繁育造成了严重影响，有报道显示我国主要产区原原种疮痂病发病率在30%以上，严重者高达90%[4-6]。实际生产中，由于受到基质更换时原材料和劳动力限制，为降低成本，规模化繁育的单位和企业中重复使用旧基质、连作繁育原原种的情况也较为常见[7]，而重茬基质连作则会加剧疮痂病发生。作为种薯繁育的核心环节[8]，原原种对疮痂病最低允许率有着严格的控制标准[9]，因此，研究原原种繁育，尤其是重茬基质繁育模式下薯块疮痂病的感病情况，以及环境因素对疮痂病感病率及病情指数的影响，对控制疮痂病发生，繁育合格原原种有着重要的实践指导意义。

目前关于重茬基质中原原种疮痂病的研究显示，水分因素与疮痂病具有一定的关系[10]，但结合水分因素与品种(系)进行疮痂病研究的报道较少，且没有针对水分因素中具体指标如含水量、pH值变化情况与疮痂病的关联性进行研究。为此，本研究采用在重茬基质中盆栽试验结合水分管理方法，研究了不同灌水间隔期对基质相对含水量、基质pH值、不同品种(系)间薯块疮痂病感病率、病情指数的影响，分析了灌水间隔期与品种(系)之间的互作效应，以及基质相对含水量、基质pH值与感病率、病情指数的关联度，以期为重茬基质繁育原原种时减轻疮痂病发生提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在云南省农业科学院昆明市嵩明基地马铃薯繁育大棚进行，海拔1 980 m，试验期4—7月，棚内平均温度25～32 ℃。试验大棚自2015年秋季起已连作繁育马铃薯原原种五季，试验用重茬基质为第二茬基质，前茬作物马铃薯，基质使用珍珠岩与草泥炭的配合比为3∶1。试验开始前对大棚和基质进行药剂消毒，消毒方式为棚内苗床每平方浇施浓度0.5%甲醛溶液10 L，闭棚熏闷7 d之后，开棚透气再进行基质装盆和种苗定植。

1.2 试验设计

试验设定4个灌水间隔期为主处理，分别为4 d、7 d、10 d和14 d，设6个供试品种(系)为副处理，分别为C 33、D 111、米拉、合作88、D 50和C 48，按照两因素裂区设计，重复3次，共计72个小区，每小区定植24株。供试品种(系)脱毒苗由云南省农科院经济作物研究所马铃薯中心提供，定植花盆规格18 cm×20 cm(直径×高度)，定植前基质装入高度15 cm，定植40 d后基质覆土高度至盆口20 cm。

试验于2018年3月30日定植，2018年7月15日收获，生长期105 d。

试验生长前期水分管理一致，观察到薯块萌发后于5月16日开始进行不同灌水间隔期控制，浇灌时每小区灌水量为20 L·次-1。生长期内其他条件如施肥水平和病虫害防治保持一致。

1.3 测定指标及方法

1.3.1基质相对含水量

试验分别在5月29日、6月3日、6月11日、6月20日和7月1日测定基质相对含水量，共计5次。测定方式为每个小区内每个品种固定3株进行跟踪测定。

测定仪器采用浙江托普公司生产的土壤水分速测仪，型号TZS，仪器探头长度5 cm，测定时将探头完全插入基质中，测定深度5 cm范围处的基质相对含水量。

1.3.2基质pH值

基质pH值的测定时间与方法与基质相对含水量一致。pH值测定仪器采用Mettler Toledo生产的便携式pH测定仪，主机型号F 2，电极型号Inlab Solids Pro-ISM，仪器电极长度5 cm，测定时将电极完全插入基质中，测定区域为深度5 cm处基质pH值。

1.3.3薯块感病率及病情指数

试验收获后按照疮痂病分级标准进行分级(如表1所示)，根据分级结果统计感病率及病情指数。

表1 疮痂病分级标准

分级病斑个数病斑占薯皮表面积/%00—1>1～≤3≤102>3～≤5>10～≤253>5～≤10>25～≤504>10>50

疮痂病感病率(%)=(带病薯块数/薯块收获总数)×100%；

病情指数=∑(各级个体数×该病级数)/个体总数×最高病级数。

1.4 数据统计及分析

结果采用Excel 2010软件和DPS 7.01软件进行绘图和分析，利用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同灌水间隔期对基质相对含水量和基质pH值的影响

如图1所示，对基质相对含水量及基质pH值进行相关性分析，结果显示，两者之间存在极显著负相关性，线性方程y=-0.118 1x+9.419 3，相关系数为-0.87*，即灌水处理通过影响基质相对含水量，对基质pH也产生相应影响。如图2所示，同一时间内，不同处理的基质相对含水量基本表现为随灌水间隔期延长而下降，4 d>7 d>10 d>14 d，处理间差异达到极显著水平(6月3日达到显著水平)；随生长期增加，各处理基质相对含水量呈逐渐下降趋势，以6月20日为分界点，生长后期灌水间隔期10 d、14 d处理的基质相对含水量下降迅速至10%以下，而间隔期4 d、7 d处理的基质相对含水量始终保持在10%以上。基质pH值变化与相对含水量相反，同一时间内，不同处理的基质pH基本表现为随灌水间隔期延长而增加，4 d<7 d<10 d<14 d，处理间差异达到极显著水平；随着生长期增加，各处理的基质pH值呈逐渐上升趋势，同以6月20日为分界点，生长后期灌水间隔期10 d、14 d处理的基质pH值均高于8.2，其碱性化趋势要比间隔期4 d、7 d处理更加明显。

图1 基质相对含水量与基质pH值的相关性

图2 不同灌水间隔处理对基质相对含水量及基质pH值的影响

表2 不同灌水间隔对不同品种(系)疮痂病感病率的影响方差分析

变异来源 平方和自由度均方F值p值区组0.0345 2 0.0173灌水间隔 0.2392 3 0.0797 3.32300.0982误差0.1440 6 0.0240品种(系) 0.5417 5 0.1083 32.19000.0001灌水间隔×品种(系) 0.4427 15 0.0295 8.7690 0.0001误差0.134640 0.0034总和1.536871

表3 不同灌水间隔期对品种(系)对疮痂病感病率的影响多重比较

浇水间隔感病率/%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：小写字母表示处理间差异显著(p<0.05)，大写字母表示处理间差异极显著(p<0.01)。下同。

表4 不同灌水间隔对不同品种(系)疮痂病病情指数的影响方差分析

变异来源 平方和自由度均方 F值 p值 区组 10.3544 2 5.1772灌水间隔 57.8372 3 19.2791 2.7990 0.1310 误差41.321166.8869品种(系) 175.08455 35.016926.38200.0001灌水间隔×品种(系) 89.4178155.96124.49100.0001误差53.091140 1.3273总和427.106171

2.2 不同灌水间隔期对不同品种(系)疮痂病感病率的影响

如表2所示，不同灌水间隔期处理对疮痂病感病率的影响不显著，不同品种(系)对疮痂病感病率的影响达到极显著水平，灌水间隔期和品种(系)之间存在互作效应，表明在重茬基质中，如要降低原原种疮痂病感病率，需要根据不同品种选择最适宜的灌水间隔时间。本研究中，品种(系)F值>灌水间隔F值，说明品种(系)因素对疮痂病感病率的影响比灌水间隔因素更加明显。如表3所示，灌水间隔期4 d时，感病率由低到高依次是D 111

2.3 不同灌水间隔期对不同品种(系)疮痂病病情指数的影响

如表4所示，不同灌水间隔期处理对疮痂病病情指数的影响不显著，不同品种(系)对疮痂病病情指数的影响达到极显著水平，灌水间隔期和品种(系)之间存在互作效应，表明在重茬基质中，如要降低原原种疮痂病病情指数，需要根据不同品种选择最适宜的灌水间隔时间。本研究中，品种(系)F值>灌水间隔F值，说明品种(系)因素对疮痂病病情指数的影响比灌水间隔因素更加明显。如表5所示，灌水间隔期4 d时，病情指数由低到高依次是C 48

表5 不同灌水间隔期对品种(系)对疮痂病病情指数的影响多重比较

浇水间隔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 基质相对含水量及pH值与疮痂病的关联度

对5次调查期基质相对含水量及pH值与薯块疮痂病感病率、病情指数进行灰色关联度分析，结果(表6)显示，第2次调查期即6月3日时基质相对含水量与感病率、病情指数之间关联度最大，关联系数分别达到了0.406 8和0.418 1，可认为在本试验中6月3日是水分敏感期，此时间处于薯块萌发后约20 d，基质相对含水量范围在10%～18%之间，对疮痂病影响最大。而基质pH值与感病率和病情指数的关联系数集中在0.21～0.26之间，5次调查期之间关联系数差异不明显，可认为在本研究中，基质pH值对疮痂病影响的较为一致，不存在明显的敏感期。

表6 基质相对含水量与pH值与疮痂病的关联度分析

日期 感病率关联系数 病情指数关联系数 相对含水量pH值相对含水量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 讨 论

本研究6个供试材料中，合作88是云南省主栽品种，米拉是在薯农中保持稳定种植规模的成熟品种，这2个品种应用广泛，而其他4份资源品系则来自于国际马铃薯中心(CIP)。本研究结果证实了前人研究观点，表明马铃薯品种和资源品系间抗性差异也同样表现在对疮痂病抗病性方面[11]。

水分管理方面，根据云南昆明地区脱毒种苗直接繁育原原种时结薯期的灌水习惯，将灌水间隔期设定为4～14 d，结果表明，各处理疮痂病感病率和病情指数之间没有显著差异，这与杨忠等[12]、徐小龙等[13]的结果不同。原因应该与水源差异有关，前人试验在北方进行，所用水源为钙化弱碱井水，过多浇水引起基质pH值增高从而病情指数急剧增加，而云南昆明地区水质pH值在6.5左右，因灌溉增加基质碱性化的风险较低。尽管本研究显示4种灌水间隔处理间疮痂病感病差异不显著，但仍可看出D 111、C 33、D 50和C 48在灌水间隔期4 d和7 d处理下，感病率和病情指数要低于灌水间隔期10 d和14 d的处理，表明这4个资源品系具有在干旱条件下对疮痂病敏感的特性。结合基质相对含水量和基质pH情况来看，灌水间隔期10 d以上处理中，在结薯后期基质含水量持续低于10%，基质pH值高于8.2，此条件可能降低了这4个资源品系的抗逆性，因此呈现出疮痂病的发病随着灌水间隔期的延长而增加的情况。合作88、米拉在灌水间隔期7 d时感病率和病情指数均为最低，在灌水间隔期4 d和10 d以上处理中疮痂病感病都比7 d处理严重，表明这2个品种感病率和病情指数受水分管理影响大，在实际繁育中需要密切关注田间水分及疮痂病发生情况，避免因水分管理原因引起或加剧种薯感病，继而造成疮痂病的传播。

本研究测定显示基质相对含水量在20%以内，与部分研究报道中马铃薯大田繁育时能够正常生长的土壤含水量有较大差异[14-15]，原因与繁育方式差异有关。原原种繁育时所用定植基质与大田土壤相比，基质厚度薄、质量轻、颗粒间孔隙疏松，此差别引起仪器探头探针与基质贴合不如大田测定时紧密，从而显示测定数值与大田有所差异。

本研究在2018年大春进行，使用基质均为繁育过马铃薯原原种的第二茬基质，结薯期5—7月时气温恰处于最适宜疮痂病发病的范围，所有处理均感染疮痂病且感病率大多在30%以上，其原因应该与连作环境、结薯期温度有一定关系；此外，结薯期基质pH值范围在7.0～8.0之间，整体呈现碱性化趋势，这与疮痂病感病率及病情指数较高的具体关系也需要在今后继续研究。

4 结 论

本研究表明，品种(系)间疮痂病感病差异显著，且与灌水间隔期的互作效应明显，6月3日左右是本研究中基质相对含水量敏感期，因此在重茬基质繁育原原种时，需要结合不同品种(系)和敏感期进行水分管理，才能获得较好的疮痂病控制效果。