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茭白筍基腐病與矮化障礙防治的研究與推廣


農業試驗所 黃晉興、安寶貞
防檢局 洪玉泉、張瑞璋、陳清倫、鄧堯銓

前言

民國 89 年南投埔里地區的茭白筍發生嚴重的新病害 — 基腐病( basal stem rot ),基於植物防疫第一線研究人員的職責,除須從病理學角度探討病害發生原因外,更重要的是如何提供農民有效而實用的病害防治方法。在防檢局研究經費支持下,茭白筍基腐病的研究,從對病害所知甚微,提供緊急防治方法卻遭受農民排斥,到出現新危機並化為轉機,不僅解決了多年病因不明的矮化障礙問題,也開發出茭白筍產期調控的栽培模式,非但不須施用農藥即可治癒基腐病,且顛覆沿用超過半世紀的傳統栽培方法,使茭白筍由 1 年 2 收增進為 1 年 3 收,增加農民的收益,可謂一件相當成功的作物疫情管理。

茭白筍產業

茭白學名為Zizania latifolia Turcz (Zizania aquatica L. ),是禾本科菰屬一種性喜近水且為宿根性的多年生草本植物,其莖部受黑穗菌(Ustilago esculenta Henn. )寄生,適當的環境條件下刺激增生肥大,因形似筍狀,稱之為「茭白筍」,俗稱「水筍」、「腳白筍」或「美人腿」。品種有兩大類 — 雙期茭與單期茭,前者如早生青殼種(又名敢當種),為南投縣茭白筍主要品種;後者如紅殼種,為一般平地鄉鎮常見之品種。

根據 96 年農業統計資料,臺灣茭白筍栽培面積為 1,941 公頃,年產量 44,291 公噸,年產值 16.6 億,南投縣茭白筍栽培面積及產量(產值)分別佔全臺 89.3% 及 95.5% ,為臺灣最大產區,每公頃平均約有 90 萬元的產值,栽培區主要集中於埔里鎮。又由於早生青殼品種對於氣候、水溫、水質要求嚴苛,僅於埔里鎮及鄰近之魚池鄉可成功栽培,故成為當地之特產。慣行之栽培模式為一年生栽培法,栽培期為 1 月至 10 月中旬,主要產期為春、秋兩季。

研究基腐病與矮化障礙的挑戰與壓力

89 年夏季,南投埔里地區首次發生茭白基腐病(圖 1-D ),在第一期筍採收中期 5 月中旬開始,進而影響第二期筍的產量與品質 90 年又發生嚴重的矮化障礙(圖 1-F ),整個南投縣茭白筍產業受到重大打擊。防檢局旋即於同年 5 月在埔里鎮農會召開疫情管理說明會,由時任科長的張瑞璋博士主持,並由中興大學、農委會農業試驗所、台中區農業改良場等單位之研究人員報告短期研究成果。農業試驗所報告指出主要病原菌為Pythiogeton zizaniae Ann & Huang ,以游走子,藉流水傳播易由採收傷口侵入,而後發現第一期筍(春季筍)中末期排水數週有助降低病害(圖 1-E ),可以確保第二期筍(秋季筍)的產量與品質;而困擾多年的茭白矮化障礙則為作物生理問題,以夜間光照即可解決問題(圖 2-A 、 B )。

由於茭白筍基腐病在栽培區造成 10% 的產值損失,每年損失近億元,而矮化障礙造成筍農須耕除病株重新種植,兩種病害對茭白筍產業影響鉅大,當時參加會議的數百位農民與民意代表皆希望農政單位能儘快協助解決病害問題。然而在進行田間試驗時也遇到殊多挑戰,例如 6 在第一筍期之中末期排水時造成該期筍產量與品質下滑,也會影響烏鰡魚防治福壽螺的成效,而且改變了茭白筍產業慣行耕作流程,因此大部分農民當時均相當排斥,另 90 年矮化障礙大規模發生時,鑑於光照因子與矮化障礙有關,專家們立即到埔里進行茭白筍夜間延長光照田間試驗,但此舉被當地農民視為笑柄,因為路燈下的茭白不易結筍,且尚無法拿捏正確光照的需求量,以致農民拒絶進行後續試驗。研究團隊於是另闢戰場再找試驗田,歷經數年試驗,終於證明冬春季茭白矮化障礙為幼苗結筍所造成(茭白幼苗期黑穗菌即活躍),而夜間光照處理可有效減少矮化障礙,並發現冬季生產茭白筍的契機。

與農民合作之防治研究

開始時係使用日光燈為防治矮化障礙的光照燈具,一分地需數十盞,農民認為不可行,經過討論後,改以高照度的 400 瓦鹵素燈進行夜間光照,一分地二盞即可,光照長度越長效果越佳,全夜光照於是成為目前較廣為使用的模式(圖 2-A 、 B )。利用夜間光照解決矮化障礙,勾勒出第一代產期調控模式,即提早種植配合苗期夜間光照而使產期提前,於 4 月間基腐病未發生前即採收完畢,且立刻排水,較慣行農法提早 1 個月,此不僅使春季筍提前上市,而能獲得高價,也避免排水對春季筍所造成的影響。

然而,基腐病對秋季筍所造成的損失仍相當嚴重,排水僅約降低 40% 發病度。收後的莖部傷口是病原菌入侵的主要途徑(圖 1-D ),排水無法將已感染的病原去除,僅能減少感染的機率。後來有農民反映,將地上部全部割除並曬田,利用地下部縮短莖長出的分櫱苗,就能避免病原菌的感染。農民提供的方法經試驗後結果非常好,不排水的對照組發病度 14.2% ,僅排水之處理組為 9.1% ,而排水加上新生分櫱苗之處理組則降為 0.4% ,嶄新防治基腐病方法於是誕生。

產期調控栽培模式之開發

前述採收後割除地上部保留地下縮短莖再生分櫱之方法,並非只適用於春季筍後,秋季筍採收後也可適用。割除地上部而留下壯大的地下縮短莖,再生分櫱苗多且同步生長,使茭白筍產期集中,產量未減,此特性使得 1 個筍期的採收期由以往約 2.5 個月縮短為 1-1.5 個月, 1 年可由 2 個筍期增為 3 個筍期,於是發展出第二代產期調控模式(圖 2-C 、 D ),就是採收後割除地上部,保留地下縮短莖再生分櫱苗,加上短日季節之夜間光照以防止苗期結筍,同時地下水水溫維持於 17-27℃ 如此使茭白得以於四季產筍。調控模式除可計畫性調控產筍月份,增加產量,也能節省每年重新種植之耕犛、取芽、育苗及移植等費用,並因產期區隔而減輕價賤傷農的情形。目前南投縣已有 700 公頃施用夜間光照以防止矮化障礙或第一代產期調控,另有數十公頃進行第二代產期調控。

結語

89 年至今的 10 年間,從茭白筍發生基腐病,發現矮化障礙是冬季早植苗提早結筍所造成,到瞭解延長光照係有效抑制結筍的原因,再利用茭白植株與黑穗菌共生原理,以結合採收後排水、再生分櫱、夜間光照等創新技術,顛覆超過半世紀的傳統栽培方法,使茭白筍由 1 年 2 收增進為 1 年 3 收,並可調控採收期使週年生產,更由新的栽培模式,避開病原菌感染危害的途徑,而不需施用任何農藥即可大幅降低基腐病的發生,使茭白筍生產不受影響,且更有利於茭白筍的順利外銷,增加農民收益。諸多成果是在防檢局全力的支持配合下,植物防疫工作同仁想藉不屆不撓的研究精神,和努力不懈的堅定意,終於解決農民在茭白荀生產上所遭遇的難題,亦是植物保護工作上殊值心慰和高興的成果。

( 原刊載:動植物防疫檢疫季刊第 21 期 2009 年 7 月 )

圖1、茭白筍基腐病及矮化障礙之發生。A:茭白筍健株;B:茭白筍基腐病大面積發病情形;C:結筍株病株解剖圖;D:病原菌易自採收之傷口侵入;E:茭白筍矮化障礙發病情形;F:第一期筍採收後排水可降低發病率。

圖 1 、茭白筍基腐病及矮化障礙之發生。 A :茭白筍健株; B :茭白筍基腐病大面積發病情形; C :結筍株病株解剖圖; D :病原菌易自採收之傷口侵入; E :茭白筍矮化障礙發病情形; F :第一期筍採收後排水可降低發病率。


圖2、茭白荀就裁培方式A:冬季時埔里鎮茭白荀的燈海;B:利用夜間延長光照預防矮化障礙及進行產期調控; C:割除地上部枝葉,去除感染基腐病菌的枝葉;D:地下部縮短莖長出分櫱苗,未受基腐病菌危害;E:洪玉泉組長(圖中,民國93年時任防檢局台中分局副分局長)與農試所研究人員黃晉興(圖右)於田間訪查;F:鄧堯銓技正(圖左)與黃晉興(圖右)於田間訪查;G:研究人員與農民於茭白筍田工作。

圖 2 、茭白荀就裁培方式 A :冬季時埔里鎮茭白荀的燈海; B :利用夜間延長光照預防矮化障礙及進行產期調控; C :割除地上部枝葉,去除感染基腐病菌的枝葉; D :地下部縮短莖長出分櫱苗,未受基腐病菌危害; E :洪玉泉組長(圖中,民國 93 年時任防檢局台中分局副分局長)與農試所研究人員黃晉興(圖右)於田間訪查; F :鄧堯銓技正(圖左)與黃晉興(圖右)於田間訪查; G :研究人員與農民於茭白筍田工作。


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