利用中和亞磷酸溶液防治馬鈴薯青枯病
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(2) 378. 台灣農業研究 第 67 卷 第 4 期. 2004; Fegan & Prior 2005)。目前已發現可感 染台灣之茄科作物的 R. solanacearum 菌系有寄 主 範 圍 較 廣 之 第 一 生 理 小 種 (Hsu 1991; Lin 2008)， 以 及 主 要 對 馬 鈴 薯、 番 茄 具 有 強 病 原 性 的 第 三 生 理 小 種 (Chiou 2002; Wu et al. 2010; Wu et al. 2011)。其中，R. solanacearum 第三生理小種於冷涼環境容易大發生，此菌系 所造成之馬鈴薯青枯病，又稱為褐腐病，罹病 株 地 上 部 出 現 萎 凋 病 徵， 地 下 部 薯 塊 (tuber) 則出現褐腐徵狀，已成為嚴重危害溫帶地區馬 鈴薯的青枯病菌 (Ciampi & Sequeira 1980)。 台灣於 1999 年冬天在台中市神岡、后里地區 首次發現 R. solanacearum 第三生理小種危害 馬鈴薯，2006 年底至 2007 年 1 月間亦於雲林 縣斗南及虎尾馬鈴薯產區造成大面積的萎凋 病徵及經濟損失 (Chiou 2002; Wu et al. 2010; Wu et al. 2011)。 目前已有許多研究報導顯示，亞磷酸 (phosphorous acid; H3PO3) 對卵菌類引起之病害 (Oomycetes diseases) 具有良好的防治效果 (Cohen & Coffey 1986; Ann 2001; Johnson et al. 2004)， 其中以對各種作物之疫病研究最為廣泛且深 入。近年來雖有研究證實可利用亞磷酸化合物 來防治細菌性病害 (Norman et al. 2006; Wen et al. 2007; Wen et al. 2009; Lin & Wang 2011)， 但 相 關 研 究 報 導 並 不 多。 此 外， 亞 磷 酸 為 強 酸，水溶液的酸鹼值約為 pH 2.0–3.0，不適宜 直接使用，需與鹼性物質中和至酸鹼值為 pH 5.5–6.5 後， 才 可 施 用 於 植 物 體。 行 政 院 農 業 委員會農業試驗所已研發出一種便捷的亞磷酸 溶液配製法 (Ann et al. 2000)，並已技術轉移 (農 試 所 技 術 轉 移 案 No.9，2006) 至 業 者， 使 用者可自行配製。然而，亞磷酸溶於水後易氧 化成磷酸而失去功效，因此最好配製後當日使 用。 國內已廣泛應用亞磷酸來防治作物的疫 病、晚疫病及白粉病等真菌病害 (Ann 2001)， 卻少有應用在防治細菌性病害之研究報導。本 研究即是探討中和後之亞磷酸溶液，以不同施 用方式及不同濃度使用後對馬鈴薯青枯病之防 治效果，以瞭解亞磷酸對青枯病發生之影響， 並評估其防治應用之可行性。. 材料與方法 試驗菌株來源與接種原製備 本研究使用之青枯病 (Ralstonia solanacearum) 菌株為 RS1118 (第三生理小種，第二生化型)， 係分離自嘉義市罹患青枯病之馬鈴薯植株 (Chuang et al. 2015)，並以甘油保存於 -80℃供日後試 驗使用。將保存於甘油的青枯病菌利用滅菌後之 移植環畫線培養於 Triphenyl tetrazolium chloride (TTC) 培養基 [1 L 培養基中含 1 g 酪蛋白 (casein hydrolysate)，10 g 蛋白腖 (peptone)，5 g 葡萄糖 (glucose)，20 g 瓊脂 (agar)，經高溫滅菌後再加 入 5 mL 之 1% TTC] (Kelman 1954)， 再 挑 取 單 一菌落於 Yeast extract dextrose calcium carbonate (YDC) 培養基 [1 L 培養基中含 10 g 酵母抽出物 (yeast extract)，20 g 葡萄糖 (dextrose)，20 g 碳酸 鈣 (calcium carbonate) 及 15 g 瓊脂] (Wilson et al. 1967)。經 48 h 增量培養後，以無菌水洗出成為 細菌懸浮液。懸浮液利用光電比色計於 600 nm 波長下測定，調整其吸光值 (optical density; OD) 為 0.3，菌量濃度約為 108 CFU mL-1 即為接種源。. 亞磷酸-氫氧化鉀中和液 (neutralized phosphoric acid solution; NPA) 之製備 試驗使用之亞磷酸 (99% H 3PO 3) (禾康肥 料有限公司，台灣台中市) 為白色透明結晶體， 中和用之氫氧化鉀 (95.5% KOH) (禾康肥料有 限公司，台灣台中市) 為白色薄片狀之產品。 於 配 製 溶 液 前， 先 依 所 需 濃 度 (0.05、0.08、 0.1、0.2、0.5、1 及 2%) 計算相對之亞磷酸重 量，再分別稱取等重量的亞磷酸及氫氧化鉀藥 品。配製溶液時，先將亞磷酸加入無菌水中， 待 完 全 溶 解 後 再 加 入 氫 氧 化 鉀 溶 解， 中 和 後 之 NPA 的 酸 鹼 值 約 為 pH 6.1–6.4， 中 和 後 之 NPA 於配製完成後於當日使用。. 不同施用方法對馬鈴薯青枯病之溫室防 治效果 本研究以馬鈴薯栽培品種「克尼伯」(Solanum tuberosum L. var. ‘Kennebec’) 參 試， 將 已萌芽之馬鈴薯種薯切塊，每小塊至少留有 1 芽眼。切塊後置陰涼處 1 d，再種植於內含泥 炭 土 栽 培 介 質 之 4 吋 軟 盆 中 生 長，2 wk 後 作.
(3) 亞磷酸防治馬鈴薯青枯病. 為試驗接種植株。利用低濃度之 NPA (0.05% 及 0.08%) 分別進行葉片噴施或土壤澆灌兩種 處理，每 7 d 施用 1 次，連續 4 次。葉片噴施 法利用 2 L 氣壓式噴水壺將植株所有葉片噴布 NPA， 而 土 壤 澆 灌 法 則 以 50 mL NPA 直 接 灌 注土壤中，於第 1 次施用後 3 d 進行馬鈴薯青 枯 病 菌 接 種。 接 種 時 將 50 mL 之 青 枯 病 菌 懸 浮液 (10 8 CFU mL -1) 直接灌注土壤中，每組分 別接種處理 5 株馬鈴薯，以未處理 NPA (0.00% NPA) 之植株作為對照組，試驗共進行 2 次。 接種後的植株於溫室中定期觀察其發病情形及 罹病等級，並計算罹病度 (disease severity)。青 枯病罹病等級分為 6 級，0 級：無病徵；1 級： 植物有逆境徵兆；2 級：1–33% 葉片萎凋或黃 化；3 級：34–66% 葉 片 萎 凋 或 黃 化；4 級： 67–100% 葉片萎凋或黃化；5 級：植株完全萎 凋 (Swanson et al. 2007)，由下列公式計算其罹 病度。 i Disease severity = Σni × ×100% N×5 其中，i：發病等級；ni：發病 i 級的株數；N： 調查的總株數。. 379. 連續 4 次。每組分別接種處理 6 株馬鈴薯，未 處 理 NPA (0.00% NPA) 之 組 別 則 以 50 mL 無 菌水澆灌植株，試驗進行 2 次。處理後的植株 於溫室中生長，5 wk 後測量植株之株高、鮮重 (fresh weight) 及薯塊等之生長情形。. 亞磷酸對青枯病菌之抑制能力測定 本試驗採濾紙圓盤法及液體培養法，進行 亞 磷 酸 對 青 枯 病 菌 之 抑 制 能 力 評 估， 分 述 如 下。. 濾紙圓盤法 將直徑 0.8 cm 之濾紙圓盤 (Advantec Toyo Kaisha, Tokyo, Japan) 分別置於 0.1、0.5、1.0 及 2.0% 之 NPA 中，於室溫下浸漬 10 min 後將濾 紙 圓 盤 取 出 陰 乾， 再 放 置 於 已 塗 布 有 0.1 mL 細菌懸浮液 (濃度約為 10 8 CFU mL -1) 之營養 洋菜培養基 (nutrient agar; NA) 平板上 (直徑 9 cm)。每一培養平板放 4 個濾紙圓盤，並以 無菌水處理之濾紙圓盤作為對照組。將各處理 之培養平板放置於 27℃無光照定溫箱內，培養 2 d 後， 取 出 測 量 抑 制 圈 大 小 (扣 除 濾 紙 圓 盤 直徑 10 mm)。每處理 3 重複，試驗重複兩次。. 液體培養法. 將 不 同 濃 度 之 NPA (0.05、0.10、0.20、 0.50、1.00 及 2.00%) 以土壤澆灌法進行處理， 每株植物澆灌 50 mL NPA，每 7 d 施用 1 次， 連續 4 次。第 1 次施用後 3 d 進行馬鈴薯青枯 病 菌 接 種， 接 種 時 將 50 mL 之 青 枯 病 菌 懸 浮 液 (10 8 CFU mL -1) 直接灌注土壤中，每組分別 接 種 處 理 6 株 馬 鈴 薯， 以 未 處 理 NPA (0.00% NPA) 之植株作為對照組，試驗至少進行 2 次。 接種後的植株，置於溫室中依上述青枯病罹病 指數定期觀察其罹病等級及發病情形。. 事 先 以 0.22 µm 濾 膜 過 濾 NPA， 加 入 裝 有 100 mL 之營養液體培養基 (nutrient broth; NB) (Difco Laboratories; Becton, Dickinson and Company, Franklin Lakes, NJ, USA) 的三 角燒瓶中，並分別將其所含之 NPA 最終濃度 調 整 為 0.1、0.5、1.0 及 2.0%。 另 以 無 菌 水 配 製 青 枯 病 菌 之 細 菌 懸 浮 液， 將 濃 度 調 整 約 為 10 8 CFU mL -1，取 1 mL 之細菌懸浮液加入 上 述 之 nutrient-NPA broth 三 角 燒 瓶 中， 置 於 25℃之震盪培養箱中 (轉速約 2× g)，每處理 2 重複。於培養 0、1、2 及 3 d 後取出，利用系 列 稀 釋 平 板 法 計 算 菌 落 數 後， 推 估 菌 株 之 濃 度。. 不同濃度亞磷酸對馬鈴薯生長之影響. 統計分析. 分 別 將 50 mL 不 同 濃 度 之 NPA (0.05、 0.10、0.20、0.50、1.00 及 2.00%) 利用土壤澆 灌法處理種植 2 wk 後之植株，每 7 d 施用 1 次，. 試 驗 資 料 利 用 SAS 9.1 版 統 計 分 析 軟 體 先 進 行 變 方 分 析 (analysis of variance; ANOVA)，再以最小顯著性差異 (Fisher’s least sig-. 不同濃度亞磷酸施用對馬鈴薯青枯病病 勢進展之影響.
(4) 380. 台灣農業研究 第 67 卷 第 4 期. nificant difference; LSD) 測驗在 5% 顯著水準 下，比較處理間平均值之差異。. 結果 不同施用方法對馬鈴薯青枯病之溫室防 治效果 本研究利用低濃度 NPA (0.05% 及 0.08%) 分別對馬鈴薯植株進行葉片噴施及土壤澆灌， 每 7 d 施 用 1 次， 連 續 4 次， 於 第 1 次 施 用 後 3 d 進行馬鈴薯青枯病菌接種。於接種青枯 病 菌 21 d 後 發 現， 以 葉 片 噴 施 法 使 用 0.05% NPA 或 0.08% NPA 處 理 之 馬 鈴 薯， 其 萎 凋 率 (wilt) 皆達 100%，而罹病度分別為 96% 及 92% (表 1)。同時，利用土壤澆灌法處理之馬 鈴 薯 植 株， 使 用 0.05% NPA 之 植 株 萎 凋 率 為 80%， 罹 病 度 為 68%； 而 使 用 濃 度 為 0.08% NPA 時， 植 株 萎 凋 率 為 60%， 罹 病 度 為 40% (表 1)；未處理 NPA (0.00% NPA) 僅接種青枯 病 菌 之 對 照 組 植 株， 其 萎 凋 率 與 罹 病 度 皆 達 100% (表 1)。 由 此 可 知，NPA 以 土 壤 澆 灌 法 使用對馬鈴薯青枯病之防治效果較以葉片噴施 法更能降低青枯病發生之萎凋率及罹病度。. 亞磷酸濃度對病勢進展之影響 利用土壤澆灌法分別將 6 種不同濃度 NPA 澆 灌 馬 鈴 薯 植 株， 於 接 種 11 d 後 發 現， 未 處 理 NPA 之對照組 (0.00% NPA) 與 0.05% NPA 澆 灌 之 馬 鈴 薯 植 株 已 出 現 萎 凋 病 徵， 罹 病 度 分 別 為 5% 及 11.67% (圖 1)。 其 他 5 種 濃 度. NPA (0.10、0.20、0.50、1.00 及 2.00%) 處 理 之 組 別， 則 未 發 現 萎 凋 情 形。 接 種 14 d 後， 除 了 以 1.00% 及 2.00% NPA 澆 灌 之 馬 鈴 薯 植 株 未 出 現 萎 凋 情 形 之 外， 其 他 4 種 NPA 濃 度 處理組，皆可觀察到萎凋病徵出現。其中，罹 病 度 大 於 25% 的 處 理 分 別 為 0.00% NPA (罹 病 度 為 46.67%) 及 0.05% NPA 處 理 組 (罹 病 度 為 28.35%)， 而 以 NPA 濃 度 0.10、0.20 及 0.50% 澆 灌 之 組 別， 罹 病 度 皆 低 於 20%， 分 別為 13.33、16.67 及 8.33% (圖 1)。接種 18 d 後，0.00% NPA 罹 病 度 為 66.67%， 但 1.00% 及 2.00% NPA 澆 灌 之 馬 鈴 薯 植 株 仍 未 出 現 萎 凋， 其 他 4 種 NPA 濃 度 處 理 組， 以 0.05% NPA 澆灌之植株罹病度最高，達 50.00%；利 用 NPA 濃 度 為 0.10、0.20 及 0.50% 澆 灌 者， 罹 病 度 皆 低 於 30.00%， 分 別 為 25.00、23.33 及 21.67% ( 圖 1)。 接 種 22 d 後，0.0% NPA 罹病度為 73.33%，而 1.00% 及 2.00% NPA 澆 灌之馬鈴薯植株仍未觀察到萎凋情形。但澆灌 0.05% NPA 之植株罹病度達 70.00%，NPA 濃 度 為 0.10、0.20 及 0.50% 澆 灌 者， 罹 病 度 皆 低於 40.00%，分別為 36.67、36.67 及 28.33% (圖 1)。接種 28 d 後，0.00% NPA 罹病度已達 100.00%， 澆 灌 0.05% NPA 之 植 株 罹 病 度 為 83.33%，NPA 濃 度 為 0.10、0.20 及 0.50% 澆 灌者，罹病度皆低於 50.00%，分別為 41.65、 46.67 及 36.67%。 然 而， 利 用 1% 及 2% NPA 澆 灌 之 馬 鈴 薯 植 株 仍 未 觀 察 到 萎 凋 情 形 (圖 1)。 綜 上 所 述， 濃 度 0.10% 以 上 之 NPA 具 有 延遲青枯病發生的效果，能有效降低植株之罹. 表 1. 亞磷酸-氫氧化鉀中和液不同施用方法對馬鈴薯青枯病發生之影響。 Table 1. Effects of neutralized phosphoric acid solution (NPA) by foliar spray and soil drench treatments on disease development of potato bacterial wilt. Foliar spray Treatment. z. z. Soil drench y. Wilt (%). DS (%). NPA-0.05% + RS1118x. 100w. 96. Wilt (%). DS (%). 80. 68. NPA-0.08% + RS1118. 100. 92. 60. 40. NPA-0.00% + RS1118. 100. 100. 100. 100. Wilt (%): percentage of completely wilted plants. DS (%): disease severity = [(Σnumber of diseased plants in each disease index × disease index)/(total number of plants inoculated × 5)] × 100%. x RS1118: Ralstonia solanacearum strain 1118. w Wilt and DS of potato was recorded 21 days post inoculation (dpi). y.
(5) 381. 亞磷酸防治馬鈴薯青枯病. 120 0.00% NPA 0.05% NPA 0.10% NPA 0.20% NPA 0.50% NPA 1.00% NPA 2.00% NPA. Disease severity (%). 100 80 60 40 20 0 11. 14 18 22 Days after inoculation. 28. 圖 1. 不同濃度之亞磷酸-氫氧化鉀中和液對馬鈴薯青枯病發生之影響。 Fig. 1. Effects of soil drench with different concentrations of neutralized phosphoric acid solution (NPA) on disease severity of potato bacterial wilt disease in greenhouse. Treatment means and standard errors were calculated from two independent experiments.. 病 度， 其 中 以 濃 度 1.00% 及 2.00% NPA 效 果 最佳，於 28 d 的觀察期皆未有萎凋的病徵產 生。. 亞磷酸濃度對馬鈴薯生長之影響 選用 NPA 濃度為 0.10、0.50、1.00 及 2.00% 澆灌馬鈴薯植株，於處理後 5 wk 收取馬鈴薯 之地上部測量其鮮重、株高及地下部薯塊生成 情 形。 結 果 顯 示， 施 用 2.00% NPA 會 對 植 株 之 生 長 產 生 不 良 影 響， 出 現 抑 制 植 株 薯 塊 形 成 的 現 象。 此 外， 施 用 2.00% NPA 之 植 株 鮮 重 平 均 為 9.96 g， 與 對 照 組 的 植 株 平 均 鮮 重 為 12.39 g 及施用 1.00% NPA 的植株平均鮮重. 12.43 g 具有顯著之差異 (表 2)；株高方面，施 用 2.00% NPA 對植株可產生輕微矮化的情形， 其平均株高為 16.75 cm，與對照組雖無顯著之 差異，但與施用其他濃度 NPA 之植株平均株 高為 21.33–22.33 cm 相比，則有顯著性差異 (表 2)。. 亞磷酸對青枯病菌抑制能力之測定 利用濾紙圓盤法進行培養基上之抑制能力 試驗，結果發現以 0.1、0.5、1 及 2% NPA 處 理之濾紙圓盤周圍皆無抑制圈之形成 (資料未 顯 示)， 青 枯 病 菌 正 常 生 長。 由 此 可 知，NPA 對青枯病菌無直接毒殺效果。. 表 2. 不同濃度之亞磷酸-氫氧化鉀中和液對馬鈴薯生長之影響。 Table 2. Effects of soil drench with different concentrations of neutralized phosphoric acid solution (NPA) on growth of potato in greenhouse. NPA treatment (%). z. Fresh weight (g)/plant. Plant height (cm). Tuber formation. 0.0. 12.39 az. 20.33 ab. Yes. 0.1. 10.78 ab. 22.33 a. Yes. 0.5. 10.37 ab. 21.33 a. Yes. 1.0. 12.43 a. 22.17 a. Yes. 2.0. 9.96 b. 16.75 b. No. Means within the same column followed by the same letter are not significantly different at 5% by Fisher’s least significant difference (LSD) test..
(6) 382. 台灣農業研究 第 67 卷 第 4 期. 於液體培養法進行青枯病菌生長抑制能力 試驗之結果顯示，將不同濃度之 NPA，加入營 養液體培養基中，並未明顯影響培養基之酸鹼 值，其 pH 值約為 7 左右。此外，NPA 可降低 青枯病菌族群繁殖速度，但無法完全抑制，亦 無 直 接 毒 殺 青 枯 病 菌 的 效 果。 與 未 加 入 NPA 之 對 照 組 比 較， 隨 著 NPA 濃 度 升 高， 菌 株 繁 殖 速 度 受 到 抑 制 的 程 度 愈 強， 菌 量 濃 度 增 加 越慢 (圖 2)。其中，以 2.0% NPA 效果最為顯 著，於 3 d 觀察期中，青枯病菌濃度皆維持與 起始濃度相近，約為 6.4 Log CFU mL -1，其次 為 0.5% NPA 及 1.0% NPA。 青 枯 病 菌 濃 度 於 培 養 1 d 後， 菌 量 濃 度 增 加 約 至 6.6–6.7 Log CFU mL -1，2 d 後之菌量濃度即無明顯增加的 現象；而加入 0.1% NPA，對青枯病菌族群繁 殖速度亦有降低的效果，但其抑制效果不若其 他 NPA 濃 度 強， 菌 株 於 培 養 1 d 後 菌 量 濃 度 增加約至 7.5 Log CFU mL -1，之後呈緩慢增加 的現象 (圖 2)。. 討論 亞磷酸原本用途為植物緩效性磷肥的一種 (MacIntire et al. 1950)，自 1980 年代系統性殺. 菌劑「福賽得」(fosetyl-Al, aluminum tris-oethyl phosphonate) (Cohen & Coffey 1986) 被 發 現其代謝產物中的亞磷酸離子為主要抑制卵菌 類病害之物質後，關於亞磷酸防治病害及其作 用機制即引發廣泛的研究。目前亞磷酸已被開 發成農藥及肥料，用於多種真菌病害之防治， 尤 其 是 疫 病、 露 菌 病 等 均 有 良 好 之 防 治 成 效 (Ann 2001)。於茄科作物病害防治方面，已證 實利用地上部噴施法可減緩番茄及馬鈴薯疫病 之病勢進展，並明顯降低其罹病度 (Tsai et al. 2009)。另外對番茄與番椒等作物之疫病，亦 具防治效果 (Fenn & Coffey 1989)。近年來， 已有研究報導指出亞磷酸對細菌病害亦有防治 效 果， 如 天 竺 葵、 番 茄 之 青 枯 病 (Norman et al. 2006; Lin & Wang 2011) 及 番 茄 細 菌 性 斑 點病 (Wen et al. 2007; Wen et al. 2009)。本研 究結果顯示，在溫室試驗條件下，利用土壤澆 灌法施用亞磷酸，可有效防治馬鈴薯青枯病之 發生及降低罹病度，濃度高時效果越顯著，若 是利用葉面噴施法則其防治效果不佳。雖然亞 磷 酸 於 植 物 內 的 下 移 性 良 好 (Ann 2001)， 但 由於青枯病為土壤傳播性細菌，可於土壤中存 活，並經由根部接觸或根部傷口等方式傳播。 本研究採用土壤灌注法進行病原菌接種，以土. Bacterial population (Log CFU mL-1). 10.0 9.5 9.0. 0.0% NPA 0.1% NPA 0.5% NPA 1.0% NPA 2.0% NPA. 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0. 0. 1 2 Time of incubation (d). 3. 圖 2. 亞磷酸-氫氧化鉀中和液對馬鈴薯青枯病菌生長之影響。 Fig. 2. Effect of different concentrations of neutralized phosphoric acid solution (NPA) on growth of Ralstonia solanacearum strain 1118 (RS1118) in nutrient broth culture. Treatment means and standard errors were calculated from two independent experiments..
(7) 383. 亞磷酸防治馬鈴薯青枯病. 壤澆灌法施用時可直接且快速地產生作用，因 此 較 葉 面 噴 施 法 使 用 亞 磷 酸 的 效 果 明 顯。 此 外，Norman et al. (2006) 及 Lin & Wang (2011) 之研究結果亦顯示，利用土壤澆灌法每株施用 50 mL 之亞磷酸可有效防治天竺葵及番茄青枯 病的發生。 關於亞磷酸防治真菌病害之作用機制，目 前已被證實者包括直接抑制病原菌之菌絲或孢 子 發 芽 以 達 到 保 護 寄 主 的 功 效， 與 間 接 誘 導 植 物 增 強 抗 病 性 (Grant et al. 1990; Guest & Bompeix 1990)，但全程詳細的機制尚未完全 明瞭。本研究經由生體外試驗結果顯示，亞磷 酸可抑制青枯病菌之繁殖速度，且隨著亞磷酸 濃度增加，抑制效果越顯著，但無法完全抑制 其繁殖亦無法直接殺死病原細菌 (圖 2)。此結 果或許可說明於溫室試驗中，澆灌濃度 0.1% 以上之 NPA 具有明顯延遲青枯病發生並減緩 病勢進展的原因 (圖 1)。然而，一旦植株受到 病原菌感染後，即便使用亞磷酸，植株仍會逐 漸萎凋、死亡。前人研究亦發現相似的結果， 生 體 外 利 用 0.50% 及 0.75% 亞 磷 酸， 可 降 低 番茄細菌性斑點病菌 (Xanthomonas perforans) 的 繁 殖 速 度， 且 0.50% 及 0.75% 亞 磷 酸 之 抑 制效果相當；於溫室試驗中，利用葉面噴施法 使用亞磷酸亦能降低病勢之進展，但未觀察到 亞磷酸具有誘導植株增強抗性之效果 (Wen et al. 2009)。此外，Norman et al. (2006) 之研究 結果亦顯示 1.00% 亞磷酸可抑制青枯病菌的生 長，且連續澆灌 2 次或 4 次之亞磷酸至盆缽內 的土壤中，能有效保護天竺葵不受感染。於本 研究中亦顯示亞磷酸具有類似抑菌劑之作用， 藉此達到防治病害之效果，但仍需進一步闡明 相關的作用機制。 亞磷酸之酸鹼值低，須與強鹼物質進行中 和， 使 酸 鹼 值 為 pH 5.5–6.5 後 施 用 才 能 避 免 對植物造成藥害 (Ann 2001)。行政院農業委員 會農業試驗所已研發出一種簡便的亞磷酸溶液 配製法 (Ann et al. 2000)，將適量之亞磷酸與 中和劑氫氧化鉀以 1 : 1 (w/w) 等量秤重，接著 將亞磷酸先行溶解於水中後，再加入氫氧化鉀 溶 解， 中 和 後 之 NPA 酸 鹼 值 即 為 弱 酸 性 (pH 6.0–6.8)，可安全使用，對植物不會產生藥害。. 除了亞磷酸溶液之酸鹼值可對植物生長造成影 響之外，因不同植物對亞磷酸的感受性不同， 一旦使用濃度超出植物所能承受之範圍，亦會 對植物造成傷害。相關研究顯示，連續每周澆 灌 5 次 2% 亞磷酸，會造成天竺葵植株葉片黃 化與其乾重 (dry weight) 減輕之影響，而使用 1.00% 亞磷酸，則無上述的不良作用 (Norman et al. 2006)。 本 研 究 結 果 發 現， 施 用 高 濃 度 2.00% NPA 可 有 效 防 治 青 枯 病 發 生， 但 是 卻 導致馬鈴薯植株出現輕微矮化的現象，同時影 響植株地下部薯塊的生成，降低生產能力；而 1.00% NPA 則不會對植株薯塊生成能力造成影 響，且能提供良好之防治效果。因此，使用之 NPA 濃度建議不宜超過 1.00%，才能避免馬鈴 薯產生藥害。亞磷酸為磷肥的一種，有助於植 物的生長 (Rickard 2000)，但於本研究中，使 用 0.10–1.00% NPA 對馬鈴薯之植株高度及其 鮮重未有顯著之增加，可能與馬鈴薯種植於盆 缽中 (4 吋黑色軟盆)，生長受到限制有關。未 來將進一步進行田間測試，以瞭解 NPA 對馬 鈴薯生長之影響。 馬鈴薯青枯病的防治首重預防，田間一旦 發病後，病勢進展非常快速，防治十分困難。 本 研 究 發 現 利 用 土 壤 澆 灌 法 施 用 0.10–1.00% NPA 可有效防治青枯病之發生，降低罹病度。 由於青枯病菌可藉由傷口、受污染的水源、種 苗或病土傳播，若能配合健康種薯及注意田間 衛生等方法，方能發揮最佳防治效果。以上資 訊，可提供相關農政單位擬定馬鈴薯青枯病防 治策略之參考。此外，亞磷酸為非化學合成農 藥， 研 究 指 出 亞 磷 酸 鈉 於 50,000 mg L -1 高 劑 量 下， 對 老 鼠 無 致 癌 性 (Quest et al. 1991)， 對人畜無毒，採收的農作物沒有農藥殘留的問 題，亦不會造成環境汙染及衝擊生態環境。而 且亞磷酸價格便宜、使用方式簡便，對農民助 益良多。. 誌謝 本研究工作承本研究室同仁林江美華小姐 及陳幸葵小姐協助試驗進行與倪蕙芳主任及黃 哲倫助理研究員於文稿之指正，特此誌謝。.
(8) 384. 台灣農業研究 第 67 卷 第 4 期. 引用文獻 Ann, P. J. 2001. Control of plant diseases with non-pesticide compound-phosphorous acid. Plant Pathol. Bull. 10:147–154. (in Chinese with English abstract) Ann, P. J., T. F. Hsieh, J. N. Tsai, I. T. Wang, and C. Y. Lin. 2000. A simple method for use of phosphorous acid and spectra of disease control. Plant Pathol. Bull. 9:179. (abstract in Chinese) Chiou, Y. S. 2002. Characteristics of strains of Ralstonia solanacearum recently affecting potatoes in central Taiwan. Master Thesis, Department of Plant Pathology, National Chung Hsing University. Taichung, Taiwan. 46 pp. (in Chinese with English abstract) Chuang, M. F., S. F. Lo, and C. Y. Lin. 2015. Effect of temperature on virulence of Ralstonia solanacearum biovars and response of potato cultivars (lines) to bacterial wilt. J. Taiwan Agric. Res. 64:89–98. (in Chinese with English abstract) Ciampi, L. and L. Sequeira. 1980. Influence of temperature on virulence of race 3 strains of Pseudomonas solanacearum. Amer. Potato J. 57:307–317. Cohen, Y. and M. D. Coffey. 1986. Systemic fungicides and the control of oomycetes. Annu. Rev. Phytopathol. 24:311–338. Denny, T. P. 2006. Plant pathogenic Ralstonia species. p.573–644. in: Plant-Associated Bacteria. (Gnanamanickam, S. S., ed.) Springer. Dordrecht, The Netherlands. 712 pp. Elphinstone, J. G. 2005. The current bacterial wilt situation: A global overview. p.9–28. in: Bacterial Wilt Disease and the Ralstonia solanacearum Species Complex. (Allen, C., P. Prior, and A. C. Hayward, eds.) APS Press. St. Paul, MN. 510 pp. Fegan, M. and P. Prior. 2005. How complex is the Ralstonia solanacearum species complex? p.449–461. in: Bacterial Wilt Disease and the Ralstonia solanacearum Species Complex. (Allen, C., P. Prior, and A. C. Hayward, eds.) APS Press. St. Paul, MN. 510 pp. Fenn, M. E. and M. D. Coffey. 1989. Quantification of phosphonate and ethyl phosphonate in tobacco and tomato tissues and significance for the mode of action of two phosphonate fungicides. Phytopathology 79:76–82.. Aust. Plant Pathol. 19:115–121. Guest, D. and G. Bompeix. 1990. The complex mode of action of phosphonates. Aust. Plant Pathol. 19:113– 115. Hayward, A. C. 1991. Biology and epidemiology of bacterial wilt caused by Pseudomonas solanacearum. Annu. Rev. Phytopathol. 29:65–87. Hayward, A. C. 2000. Ralstonia solanacearum. p.32–42. in: Encyclopedia of Microbiology. Vol. 4. (Lederberg, J., ed.) Academic Press. San Diego, CA. 1142 pp. Hsu, S. T. 1991. Ecology and control of Pseudomonas solanacearum in Taiwan. Plant Prot. Bull. 33:72–79. (in Chinese with English abstract) Johnson, D. A., D. A. Inglis, and J. S. Miller. 2004. Control of potato tuber rots caused by oomycetes with foliar applications of phosphorous acid. Plant Dis. 88:1153–1159. Kelman, A. 1954. The relationship of pathogenicity in Pseudomonas solanacearum to colony appearance on tetrazolium medium. Phytopathology 44:693– 695. Lin, C. H. 2008. Application of Population Profiling and Detection of Ralstonia solanacearum on Integrated Management of Tomato Bacterial Wilt. Ph.D. Dissertation, Department of Plant Pathology, National Chung Hsing University. Taichung, Taiwan. 101 pp. Lin, C. H. and J. F. Wang. 2011. Phosphorous acid salt: A promising chemical to control tomato bacterial wilt. SP-IPM Technical Innovation Brief 13. http://www. spipm.cgiar.org/c/document_library/get_file?p_l_ id=17830&folderId=18484&name=DLFE-3821.pdf (visit on 2/12/2018) MacIntire, W. H., S. H. Winterberg, L. J. Hardin, A. J. Sterges, and L. B. Clements. 1950. Fertilizer evaluation of certain phosphorus, phosphorous, and phosphoric materials by means of pot cultures. Agron. J. 42:543–549. Norman, D. J., J. Chen, J. M. F. Yuen, A. Mangravita-Novo, D. Byrne, and L. Walsh. 2006. Control of bacterial wilt of geranium with phosphorous acid. Plant Dis. 90:798–802. Quest, J. A., K. L. Hamernik, R. Engler, W. L. Burnam, and P. A. Fenner-Crisp. 1991. Evaluation of the carcinogenic potential of pesticides. 3. Aliette. Regul. Toxicol. Pharmacol. 14:3–11.. Genin, S. and C. Boucher. 2004. Lessons learned from the genome analysis of Ralstonia solanacearum. Annu. Rev. Phytopathol. 42:107–134.. Rickard, D. A. 2000. Review of phosphorus acid and its salts as fertilizer materials. J. Plant Nutr. 23:161– 180.. Grant, B. R., R. H. Dunstan, J. M. Griffith, J. O. Niere, and R. H. Smillie. 1990. The mechanism of phosphonic (phosphorous) acid action in Phytophthora.. Swanson, J. K., L. Montes, M. Mejia, and C. Allen. 2007. Detection of latent infections of Ralstonia solanacearum race 3 biovar 2 in geranium. Plant Dis..
(9) 亞磷酸防治馬鈴薯青枯病. 91:828–834.. 385. solanacearum strains from Martinique (French West Indies) exhibiting a new pathogenic potential. Appl. Environ. Microbiol. 73:6790–6801.. Tsai, J. N., P. J. Ann, I. T. Wang, S. Y. Wang, and C. Y. Hu. 2009. Control of phytophthora late blight of potato and tomato with neutralized phosphorous acid. J. Taiwan Agric. Res. 58:185–195. (in Chinese with English abstract). Wilson, E. E., F. M. Zeitoun, and D. L. Fredrickson. 1967. Bacterial phloem canker, a new disease of Persian walnut trees. Phytopathology 57:618–621.. Wen, A., B. Balogh, M. T. Momol, J. B. Jones, S. M. Olson, L. S. Ritchie, P. D. Roberts, R. Systma, and C. W. Meister. 2007. Management of bacterial spot of tomato with phosphorous acid containing compounds. Phytopathology 97:S121.. Wu, Y. F., C. H. Lin, T. M. Chen, Y. F. Huang, S. H. Chen, J. H. Wang, and A. S. Cheng. 2010. Ecological survey of brown rot potato in Dounan, Yunlin. Plant Pathol. Bull. 19:87. (in Chinese with English abstract). Wen, A., B. Balogh, M. T. Momol, S. M. Olson, and J. B. Jones. 2009. Management of bacterial spot of tomato with phosphorous acid salts. Crop Prot. 28:859–863.. Wu, Y. F., C. H. Lin, J. F. Wang, and A. S. Cheng. 2011. Population density of Ralstonia solanacearum potato strain, phylotype II/race 3/biovar 2, and incidence of potato bacterial wilt in fields Dounan, Yunlin County. Plant Pathol. Bull. 20:68–77. (in Chinese with English abstract). Wicker, E., L. Grassart, R. Coranson-Beaudu, D. Mian, C. Guilbaud, M. Fegan, and P. Prior. 2007. Ralstonia.
(10) 386. 台灣農業研究 第 67 卷 第 4 期. Control of Bacterial Wilt of Potato with Neutralized Phosphorous Acid Ching-Yi Lin1,* and Hui-Ju Lin2. Abstract Lin, C. Y. and H. J. Lin. 2018. Control of bacterial wilt of potato with neutralized phosphorous acid. J. Taiwan Agric. Res. 67(4):377–386.. Ralstonia solanacearum is the causal agent of the plant disease known as bacterial wilt, which is a serious threat to potato industry worldwide. Control of bacterial wilt is very difficult, largely being dependent on good crop management practices such as the uses of healthy tubers, pathogen-free soil and crop rotation. A greenhouse study was conducted to determine effects of neutralized phosphoric acid solution (NPA) on control of bacterial wilt of potato. The disease severity of inoculated potato plants was decreased to 40% when 0.08% NPA applied as soil drench, whereas the disease severity of inoculated potato plants was 92% by foliar spray application of 0.08% NPA. The results indicated that soil drench application of NPA provided better disease control than the foliar spray. Concentration effects of NPA on control of bacterial wilt of potato were evaluated through soil drench. A significant reduction in disease severity was observed at 0.10% and 2.00% NPA 28 days after inoculation and the disease severity ranging from 0.00% to 46.67%. At low concentration of 0.05% NPA, disease severity slightly decreased to 83.33%. However, treatment with a high concentration of 2.00% NPA was found to stunt potato growth and inhibit tuberization in greenhouse. Thus, application of NPA concentration more than 1.00% is not feasible. The mechanism of action of NPA is still unclear, as it only affects multiplication of R. solanacearum in vitro. Key words: Phosphoric acid, Potato, Bacterial wilt.. Received: April 17, 2018; Accepted: June 4, 2018. * Corresponding author, e-mail: [email protected] 1 Assistant Research Fellow, Department of Plant Protection, Chiayi Agricultural Experiment Branch, Taiwan Agricultural Research Institute, Chiayi, Taiwan, ROC. 2 Research Assistant, Department of Plant Protection, Chiayi Agricultural Experiment Branch, Taiwan Agricultural Research Institute, Chiayi, Taiwan, ROC..
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