
大豆是1年生草本植物,蛋白质含量35%-40%,是优质植物蛋白来源,在全球农业和食品产业中地位重要。但大豆根腐病病原多、危害大,可在全生长周期出现,播种后胚根长2-3厘米时可能发病,损害根系,影响根部酶活性和数量,削弱植株吸收能力,一般使产量损失10%-30%,严重时超60%,甚至绝收。近年因气候变化,该病呈上升趋势,农业损失巨大。因此,研究病原菌多样性和绿色防控策略对保障大豆产业可持续发展意义重大。
大豆根腐病的病原菌多样性 镰刀菌属 大豆根腐病是危害大豆生长的土传病害,病原菌多为镰刀菌属,代表性致病菌种是尖孢镰刀菌。该菌种广泛分布于各类土壤,侵染能力强,易侵染大豆根系。其菌丝体初始为白色棉絮状,随菌落成熟颜色变化,从白色到淡粉色,最终可能呈紫色或紫红色。尖孢镰刀菌靠分生孢子繁殖传播,孢子能在土壤中长期存活并保持侵染活力。 农业生产中,长期种大豆且土壤条件差,特别是地势低、排水差的黏重土壤田块,易受尖孢镰刀菌侵害,病原菌迅速繁殖达到致病浓度。当土壤湿度高或温度在25 - 30℃时,侵染加剧,导致大豆根腐病大面积发生。 大豆植株被侵染后症状典型,根系发育受阻,有褐色到黑色的腐烂病斑,地上部分生长慢且矮化,下部叶片黄化萎蔫,严重时整株枯死。这些症状影响大豆生长,使结荚少、籽粒不饱满,产量损失严重,减产30% - 50%,给大豆生产带来重大经济损失。 恶疫霉 高湿度下,病原菌恶疫霉偏好生长繁殖,潮湿土壤、积水区域及相对湿度超80%是其适宜环境。其繁殖结构孢子囊多为规则或近似球形,直径20 - 40微米。15 - 25℃且湿度充足时,成熟孢子囊释放大量直径约5 - 10微米、有两根鞭毛、能主动游动的孢子,可通过雨水飞溅、灌溉水流等外力被动传播。游动孢子随水流接触大豆植株根部后,通过根部自然伤口或机械损伤部位、根毛区或根尖皮孔侵入寄主。侵入后,病原菌在寄主组织细胞间隙蔓延,根部初期出现透明水渍状病变斑块,后扩大成深褐色到黑色坏死病灶。病害严重时,根系大面积腐烂,植株因缺水缺养分而萎蔫死亡。 立枯丝核菌 立枯丝核菌是典型土壤习居性病原微生物,能在富含有机质的土壤中长期存活越冬,多以土壤残留植物病残体或未腐熟有机肥为生存基质和营养来源。春天气候适宜时,它活跃繁殖。大豆种植时,从种子萌发到幼苗根系发育阶段,幼嫩根毛或根尖接触带菌土壤,菌丝体附着,分泌酶类突破根系表皮,侵入寄主组织细胞。侵染发展,大豆根部出现病变,有深褐色至黑色坏死病斑,病斑扩大相连,根系软化腐烂,受害部位散发腐败恶臭,这是该病害典型特征之一。 病原菌的分布与流行规律 地理分布 大豆根腐病病原菌地理分布广泛,能在多种土壤和气候条件下生存繁殖,从北方到南方均有踪迹。在东北、黄淮海等大豆集中种植区,因种植多、连作久、土壤管理差,病原菌多,病害严重,防控格外重要。 时间流行规律 春季大豆播种时,气温上升、土壤湿度增加,病原菌活跃,播种前土壤病原菌多,种子发芽易被感染,导致出苗率降低。夏季高温多雨,为病原菌传播和侵染提供良好环境,发病最重,病原菌借雨水、灌溉水、农事活动等快速扩散,使大豆根部烂掉。秋季气温降低、降水减少,病原菌生长和活动受限,病害发展减缓,但部分病原菌能在土壤越冬,成为下一年病害的初始侵染源。 大豆根腐病的发病影响因素 环境因素 (1)湿度方面 土壤水分含量过高会影响物理结构,孔隙被水填充,通气性削弱。缺氧抑制大豆根系呼吸,导致代谢紊乱、生理活性下降,表现为根系活力减弱等,易被病原菌侵染。连续阴雨或灌溉不合理致田间积水,厌氧环境抑制好氧微生物、使厌氧病原菌繁殖。如大豆根腐病致病菌在湿润缺氧土壤繁殖并侵入植株,导致病害暴发。 (2)温度方面 多数根腐病病原微生物在25℃ - 35℃生长繁殖有利。田间土壤温度处于此区间时,病原菌菌丝生长、孢子形成,致病能力提高,更易侵入大豆根系,增加根腐病风险,可能致产量损失。 (3)土壤质地方面 黏重土壤颗粒细、结构紧,保水性强,但孔隙度低、透气性差,降雨或灌溉后易积水,抑制大豆根系呼吸与发育,导致根系缺氧腐烂,且利于土传病原菌繁殖传播,增加大豆染病风险。沙质土壤颗粒粗、孔隙大,透气性好,但保水保肥差,养分和水分易流失,土壤贫瘠,使大豆植株瘦弱、抗逆性弱,病原菌入侵时,因营养不足、抗病物质积累不够,植株防御低,易染病。 品种抗性差异
根腐病在不同品种大豆的抗性差异源于遗传特性。部分品种会形成针对特定病原菌的防御机制,抗性强的品种根系细胞结构紧凑、细胞壁厚实,可阻拦病原菌入侵。有些品种根系表皮细胞富含抗菌化合物,能抑制病原菌生长繁殖。抗病品种遇病原菌侵袭后,免疫系统激活,引发防御反应,增强对病原菌的耐受性与清除能力。
大豆根腐病的绿色防控策略 农业防治措施 (1)选用抗病品种 品种选择要综合考虑当地气候、土壤类型和常见病原菌种类。东北地区气候冷、湿度大,适合选耐寒、耐湿且抗尖孢镰刀菌强的“东生7号”“东生19号”,其在不良环境生长好、染根腐病风险低;黄淮海地区夏季高温多雨,可选耐高温、高湿且对疫霉菌属和立枯丝核菌抗性好的“中吉602”,该品种根系屏障功能强、生长快、抵御病原菌能力强;南方地区炎热潮湿,选耐热、耐湿、耐疫霉能力强的“华春3号”“华春5号”等品种合适,它们能适应南方气候、根系耐疫霉菌,疫病环境下生长稳定。此外,可引进推广新抗病品种,加强大豆种质资源搜集保护,用现代育种技术培育更多广谱抗病优质品种。 (2)合理轮作与间作 ①轮作:轮作可打破病原菌生存周期,减少其在土壤中的积累,降低大豆感染根腐病的几率。大豆可与禾本科作物轮作,如玉米、小麦、水稻等。玉米根系发达,生长时分泌抑制病原菌的物质,还能改变土壤结构,使病原菌不易生存繁殖;小麦根系浅,与大豆在土壤中的分布层次不同,轮作可充分利用土壤养分和空间,减少病原菌滋生场所;水稻是水田作物,种植环境与大豆差异大,病原菌在水田难存活,与大豆轮作能减少土壤中病原菌数量。 ②间作:大豆田间可间隔种植大蒜、洋葱、薄荷等有驱虫或抑菌作用的植物。大蒜含抗菌物质可抑制病原菌,洋葱挥发性气味强能驱避病原菌,薄荷含杀菌驱虫成分。间作这些植物可营造健康农田生态环境,减轻病原菌对大豆的侵害。 (3)优化栽培管理 ①密植方面:大豆品种特性、土壤肥力、气候条件等因素需考虑进去才能合理确定种植密度,有些地区土地肥沃、降雨充沛时种植密度每亩可控制在1.5万-2万株上下,要是土地干旱又瘠薄的话种植密度就得减到1万-1.2万株。 ②施肥方面:参考土壤肥力检测结果和大豆生长需求,合理搭配氮、磷、钾等大量元素肥料和硼、锌等微量元素肥料。基肥施用时,每亩施2000 - 3000公斤腐熟农家肥、10 - 15公斤尿素、20 - 30公斤过磷酸钙、5 - 10公斤硫酸钾。大豆生长期间,依据实际情况追肥,开花期和结荚期分别追施氮肥和磷肥,以满足不同生长阶段养分需求。 ③排灌方面:大豆根系发达且对水分敏感、不耐涝渍,连续阴雨时需每隔几天检查1次田间排水状况,发现积水就要赶紧排掉,干旱的时候用滴灌或者喷灌,少量多次地浇,让土壤相对含水量维持在60%-70%。 ④中耕松土:土壤通气性可通过适时中耕松土得以增加,有助于根系生长与下扎,大豆生长期间通常需中耕2-3次且中耕深度10-15厘米较为合适,大豆苗期第1次中耕能破除板结提高地温,花期第2次中耕可促进根系发育增强植株抗倒伏能力。 生物防治措施 (1)利用拮抗微生物 拮抗微生物是对病原菌有抑制等作用的有益微生物,与病原菌相互作用可控制大豆根腐病。常用的有枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉等。其中,枯草芽孢杆菌抗菌谱广,能在大豆根系周围形成保护膜并分泌抗菌物质;木霉菌通过竞争和重寄生对抗病原菌,在土壤中繁殖抢占空间和养分,寄生致病原菌菌丝死亡;淡紫拟青霉靠产生大量孢子抑制病原菌,孢子在土壤中传播,与病原菌孢子竞争萌发位点,减少侵染机会。具体实施有多种应用方式。 ①拮抗微生物制成菌剂,通过种子包衣、蘸根或土壤处理施用于大豆植株。种子包衣时,菌剂包裹种子,播种后有益微生物定殖,形成早期防御。 ②将拮抗微生物与有机肥混合施入土壤,可为其提供生存环境和养分,促其繁殖扩散,强化对病原菌的抑制效果。 (2)应用生物源杀菌剂 生物源杀菌剂环境友好、低毒、低残留,分植物源和微生物源两类。植物源中,茶多酚可抑制病原菌酶活性与核酸合成;银杏酸能杀伤病原菌,还可诱导大豆抗病。微生物源多为微生物代谢的杀菌活性物质,如链霉素能抑制病原菌蛋白质合成。防治大豆根腐病,要根据病害程度和流行情况选产品和时机,一般在发病初期或预防阶段用药,药剂稀释800 - 1000倍,采用喷雾或灌根施药。病害轻且发展慢时喷雾,将药剂喷于叶和茎;病情重或土壤带菌量高时灌根,将药剂灌入根部。 物理防治措施 (1)土壤消毒处理 土壤消毒处理可杀灭病原菌,减少病害,为大豆生长创造健康环境。消毒方法有太阳能消毒和蒸汽消毒。太阳能消毒简单环保,夏季高温时,深耕平整土壤,用塑料薄膜覆盖,借太阳能升温闷晒20 - 30天,使土壤温度达50 - 60℃,可杀死大部分有害生物。规模化种植大豆的地块夏季会集中进行太阳能消毒,消毒后大豆根腐病发病率明显降低。蒸汽消毒适用于设施农业或苗床等小面积土壤,用水蒸汽发生器加热水产生蒸汽注入土壤,使温度迅速升至100℃左右并保持一段时间,可杀灭病原菌和害虫。此方法消毒彻底,但需特定设备和能源供应,成本较高,多用于蔬菜育苗、花卉栽培等对土壤消毒要求高的场合。 (2)种子处理技术 种子处理可提高发芽率、增强幼苗抗病能力,常见方法为温水浸种。该方法能杀种子表面病原菌,将大豆种子放50 - 55℃温水泡15 - 20分钟后捞出冲净,需注意控制水温和时间,水温过高会烫伤种子,浸泡过长影响发芽率。温水浸种能杀伤病原菌、使种子吸水膨胀并提高发芽势。此外,药剂拌种也可行,选用多菌灵、福美双等杀菌剂,按比例(每千克种子用2 - 3克药剂)将药剂和种子混合,保证种子表面均匀裹药。拌种时先将药剂溶于水再与种子混合,确保药剂均匀包裹。