抗菌素与植病防治 [复制链接]

第5版()
专栏：

抗菌素与植病防治
尹莘耘
植物病害的顽强性
目前国内外尚未能有效控制的植物病害，称为“疑难性病害”。根据其特点，可分为下列六类。
1、种苗内部传带的病害：如洋麻炭疽病，主要由种子传带引起侵染，如能肃清种子内外的病原，在无病地区繁殖，以无病种子逐步扩大种植面积，就可隔绝这个病害。但是多年来试用了各种药剂，无论是拌种、浸种还是结合温水烫种，都不能彻底肃清。这是因为一般能杀死低等植物——真菌的药剂，对高等植物——庄稼也常带有毒性。更由于该病菌能以休眠菌丝体的状态潜入种胚的内部，种胚是较敏感的，如果热力或药力高了，都容易致死；热力或药力低了，又不能杀死菌体。如柑桔溃疡病，主要由苗木传染，病原细菌深藏在植物组织的内部，一般药剂难以清除。到目前为止，尚不能保证病苗不传入无病的地区。其他如甘薯黑斑病等，也属于这种类型。
2、维管束病害：如水稻白叶枯病，番茄、马铃薯等青枯病，病原细菌繁殖于植株维管束中，一般农药无法进入，抗病品种也不易获得。
3、雨季中暴发的病害：如马铃薯晚疫病、稻瘟病、棉花茎枯病等，常在连续下雨季节中迅速滋繁，暴发成灾。人们在雨中不便下田喷药，而且现有农药在叶面存水未干时喷撒，或在喷药后遇雨，都难以奏效。
4、土壤侵染性病害：如棉花枯萎病、黄萎病，其病原菌能长期活动在土壤中，多年不死，在棉株的各个生长期中都能伺机侵入，潜藏在维管束内。防治这类植病非用内吸性极强的药剂无法奏效。而且在土壤中大量用药，也不经济。
5、寄主范围特广的病害：如丝核菌所致的多种立枯病，细菌所致的青枯病，南方常见的菌核病、紫纹羽病等，既能长期生活在土壤中伺机侵害庄稼，又能寄生于多种不同科属的植物。因此，实行轮栽、选育抗病品种或用药剂处理都感困难。
6、毒素类病害：如柑桔黄龙病，白菜、油菜孤丁病，以及烟草、豆类、薯类的花叶病等，都属过滤性病毒所致。目前尚缺乏直接喷治的农药。特别是柑桔黄龙病，它的病原毒素还存在于土壤中，防治更感棘手。
抗菌素防治植物病害的特色及前景
本世纪的五十年代在医学上被称为抗菌素年代。植病工作者也曾试用医学上现成的抗菌素来防治植物疑难性病害，并获得成功的实例。如以链霉素和土霉素单用或混用，防治苹果、梨的火疫病，烟草的野火病，以及蔬菜、豆类的细菌性病害。在美国和日本曾大量生产这些抗菌素专为农业上应用，并且认为比农药更经济有效。
但是，植物病害中百分之九十以上由真菌寄生所致，只有百分之五左右是由细菌引起的，医学上常用的那些对细菌有效的抗菌素满足不了农业中防治植物病害的要求。各国抗菌素工作者曾分出一部分力量来筛选专供农业上使用的新抗菌素。例如，灰黄霉素首先是由英国自青霉菌类发酵物中提制而成的，它易自植物根系吸入，分布到植株的各部，每毫升中有零点一六至二十微克的量存在，即能使致病真菌的菌丝体失去常态，不能生育。它在水溶液和土壤中均较稳定，对植物的毒性也极小，因此在许多真菌病害的防治中，能取得较显明的效果。德国也从青霉菌类中提制了多种不同的青霉菌素，由于内吸作用较强，喷治苹果白粉病，远远超过多硫化钡的效果。近十年来，日本为防治稻瘟病筛选了万株以上的放线菌，提制的“制瘟素—S”对紫外光和热均较安定，七万倍稀释液在田间喷治稻瘟病和番茄叶霉病，其效果超越汞制剂，只是在高温地区还有些药害。一九六○年美国试制了农用新抗菌素P—9号，百万分之三的浓度即能控制小麦锈病的发生，浓度增大三十倍，对麦株仍无药害。它在植物体外并不抑制锈菌孢子的发芽，但吸入植株后，能增强小麦对锈菌的抗病力，同时维持的有效时间也较长。苏联在农用抗菌素方面也做了不少工作，为防治棉花角斑病、黄萎病和杏树雕萎病等，均曾找到了有效的抗菌素。
解放以后，我国科学工作者在党的正确领导下，也开展了农用抗菌素的研究。一九五七年首先提制了1013抗菌素，其抗菌谱较广，对植物的毒性也低，对稻瘟病、马铃薯晚疫病、棉花和洋麻炭疽病等，均有一定的防治效果。一九五八年制成的878号抗菌素浸种棉花，对炭疽病的防效超过赛力散。一九五九年提制了6445号抗菌素，对植物致病真菌和细菌都有较强的作用，在田间防治白菜软腐病，效果超过链霉素。一九六○年提制的508号抗菌素，喷治小麦锈病，效果超过石硫合剂。另一新抗菌素1972号，喷治棉苗轮纹、茎枯、炭疽等叶斑病，防效均超过波尔多液。同年选制的B—387号抗菌素，对细菌有高度抑杀作用，且能吸运至植物体内，喷治白菜软腐病，效果超过链霉素。尚有制霉菌素A94号，处理柑桔后，在保藏时比对照减少霉烂，避免感染。最近又制成了球孢菌素，它对稻热病、小麦赤霉病、棉花炭疽病都有防治作用，对水稻白叶枯病等细菌也有抑制作用，同时还能促进甘蔗分蘖。
利用抗生菌直接防治农作物病害，国内外也有不少成功的实例。最早引起大家注意的是木霉菌的利用。田间试验证明，它在酸性很强的土壤中，对种苗的立枯病确有较明显的防治效果，但在弱酸或碱性的土壤中没有作用。后来才知道它所产生的有效物质——枝粘霉毒素在碱性环境中易遭破坏，对日光也很敏感，因此还不够理想。一九三五年后，苏联有不少微生物学家研究拮抗性细菌在病田中的应用，拌种亚麻和油松的种子，都能明显地减轻枯萎病菌的为害。一九五○年起，我国和苏联同时研究拮抗性放线菌的防病试验，结合有机肥料，各对棉花黄萎病进行生物防治。在我国棉花病区九年的连续试验中，证明用G4号抗生菌结合肥料三次分施，能减轻黄萎病发病率百分之十八至六十四，九年平均增产百分之二十一，与苏联所得的效果相一致。在拮抗性放线菌中，尚发现有不少菌种，如5406、G4、878、72号等，兼具刺激植物生长的性能。近经分析，5406抗生菌除能产生抑制真菌、细菌等不同的抗菌素外，还能分泌出刺激性物质，对光、热、酸、碱均较稳定。低浓度时即能促进植物细胞生长，刺激植物发根，促进细胞分裂，并打破马铃薯块茎的休眠。通过这些事例，大家认识到抗生菌、抗菌素在农业上的应用是相辅相成的。对付土壤侵染性病害，如棉花黄、枯萎病，小麦根腐病、果树根癌、土壤病毒以及多种菌核病和立枯病，直接利用抗生菌似乎较有前途。因为抗生菌结合肥料施用，既可节省国家的原料，减轻农民的负担；活菌在土壤和肥料内，还可以不断释放抗菌素，延长有效期。但对于种苗内部的病菌或农作物地上部的病害，则必须用深入组织或不怕雨水冲洗的内吸高效抗菌素，才能达到肃清或完全控制的效果。
从国内外现有的资料来看，农用抗菌素具有以下几个特色：
1、选择性：有些抗菌素能抑制在某些微生物及某些植物体内所进行的一般生化过程，所以它们不但对菌类有毒性，而且对植物也有毒性；而另一些抗菌素则只能抑制某种微生物所特有的个别生化过程，如抑制病菌吸取营养或阻碍其需氧呼吸等，不致引起植物中毒。因此，人们就不难选择到对病菌有高效的抑制力而对农作物没有药害的抗生素。拂来屋霉素和灰黄霉素就属于这种类型。前者在百万分之一的浓度即可完全控制菜豆锈病发生，而且提高浓度百倍仍然没有药害。
2、内吸性：由真菌所产生的抗菌素，如灰黄霉素、青霉菌素等，都易被植物吸入，运转于各部；由放线菌所产的链霉素、放线菌酮、P—9号等抗菌素，也能渗入植物组织的内部。如果能选到更高效的内吸抗菌素，进入种胚或透过维管束，杀灭或抑制病原菌而不毒害植物，就可解救上述的多种疑难性病害。
3、免疫性：某些抗菌素如P—9号，其本身并无杀菌的作用。所以在植物体外试验，并不能抑制真菌孢子的发芽；但以百万分之三的浓度喷射麦株，被吸入体内，便能控制锈菌的发育。这种抗菌素有可能改变植物体内的代谢作用，促使植物在较长的时间内免除病菌的寄生为害。通过抗菌素浸种，曾发现玉米后期免受黑粉病，小麦后期减轻锈病的现象。抓住这些苗头，并使它稳定和扩大开来，无疑是一个新的武器。
4．药效的持久性：如灰黄霉素和P—9号等抗菌素，进入植物体内后，均能维持较长的有效期间，这种类型的抗菌素进一步提高，就有利于雨季中暴发的疑难病害的防治。
在医学抗菌素研究中，还发现不少种抗菌素能抑制动物的过滤性病毒，这对植物毒病的防治，也提供了新的线索。随着新抗菌素的陆续发现，其他植物疑难性病害，也将逐步得到解除。
抗菌素多以粮食为主要原料，而且成本较一般农药昂贵，是否能在农田中普遍应用，曾是大家顾虑的问题。但新生事物发展的速度，常使人们难以逆料。青霉素在一九四一年，每毫升培养中，仅含一至十个单位，通过反复自然选育，以及X—射线、氮芥等处理，或利用杂交的方法，目前每毫升已增至一万二千单位。某些新型抗菌素，仅以百万分之一的低微浓度就可控制病害的发生。每公斤这类的抗菌素，就可供万亩农田喷治之用。因此，假如每公斤定价高达一千元，则每亩地也只需一毛钱。用作种苗消毒或果品防腐，所需材料更少，药本也就更低。
对目前农用抗菌素研究工作的浅见
近十余年来，国内外开展了农用抗菌素的研究，确已发现了不少可喜的苗头。大家认为潜力很大，亟需挖掘。个人认为须重视以下两个问题。
1、组织配备问题。目前全国有不少农业机构从事抗生菌、抗菌素的研究。但是，抗菌素的性质比较复杂，牵涉到很多专业。在力量分散、各不成套的情况下，纵然发现苗头，也难使效果稳定，付诸实践。因此，亟需在农业科学研究系统内设立中心机构，配给有关专业人员，充实必要的仪器设备，从全国范围内分离筛选高度内吸、长效、无毒的抗生菌种。通过发酵提炼，获得多种不同的样品，针对着疑难性病害的性质，分发各地区检定防治的实效。肯定效果后，再交化工部门进一步研究中间试制和成批生产。
2、工作方向和方法问题。农用抗菌素须能自植物体外深入体内，运转至各个部分，且能维持较长的有效时间。由于致病真菌与农作物同属植物，其生化过程比较相近，又要求抗菌素有严格的选择作用，所以研究农用抗菌素不能完全照搬医学中的整套经验。过去在筛选菌种时，侧重于它在平皿中的抗克性能，低效菌种在初筛中即被汰除，这样就选不到如P—9号那样免疫性的抗菌素，也遗漏了内吸性特强而抗克力较弱如灰黄霉素类型的抗菌素。今后要放宽初筛尺度，凡属不同类型的菌株，应各通过体内测定后，才考虑其去留。以往工作中，曾侧重于广谱菌种的选拔，以真菌中最顽强的镰刀菌和丝核菌作过筛标准，这样虽能选出高效、广谱的菌种，但其对植物的毒性也常较大。按一般推理，广谱菌种既能抑杀所有低等植物——真菌，也可能扩大范围毒害高等植物——庄稼。是否应从狭谱菌种内找寻无毒抗菌素，尚缺乏科学数据。在今后的工作中有必要注意抑菌效能、抗菌范围、选择作用和植物毒性四者之间的相互关系，以便探究有关规律，提高工作效果。
我国现有抗菌素的内吸效能都还不够理想，必须投入更多的人力，筛选大量的菌种。究竟从哪一类微生物着手所得效果最好，是值得探讨的问题。根据农药的一般规律，分子量较小、属酸性或亲酯的品种，内吸性可能较强。放线菌抗菌素多属碱性或中性，分子量也较大；而真菌抗菌素多属酸性，分子量也较小。特别是在它们与植物的关系上，百分之九十以上的植物病害由真菌侵染所致，而由放线菌所致的病害不到万分之一。主要是因为放线菌只能由伤口或自然孔口侵入植物组织，而真菌除伤口及孔口外，尚能分泌物质溶解植物细胞壁而渗入内部。因此，从真菌抗菌素中，获得高效内吸的可能性亦大。自青霉素发现后，各国均致力于真菌类抗菌素的找寻，并获得了不少成果。我国气候温暖湿润，真菌的宝藏尤多，因此潜力是很大的。为了早日获取高度内吸新抗菌素，今后也需要扩大增选真菌范围，不再局限于放线菌类中。