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中国植物病理学发展史

二千多年前中国古籍中已有关于自然灾害的记载,而植物病害概念的出现是在一千多年前南宋时期。20世纪20年代植物病理学的教育和科研工作开始在中国起步,50年代以后有了较快的发展,并取得显著成效。中国古籍中有关病害的记载中国古代病害资料较少,远不如虫害。最早的记载是公元前239年,《吕氏春秋、审时篇》中有“先时者,暑雨来至,胕动蚼蛆而多疾”,说明过早播种的麦,易受病虫害的侵袭。

二千多年前中国古籍中已有关于自然灾害的记载,而植物病害概念的出现是在一千多年前南宋时期。20世纪20年代植物病理学的教育和科研工作开始在中国起步,50年代以后有了较快的发展,并取得显著成效。

中国古籍中有关病害的记载

中国古代病害资料较少,远不如虫害。最早的记载是公元前239年,《吕氏春秋、审时篇》中有“先时者,暑雨来至,胕动蚼蛆而多疾”,说明过早播种的麦,易受病虫害的侵袭。原文中“蚼蛆”是指虫,“多疾”既有病害的意思,也有其他自然因素危害之意。晋代葛洪(公元304年)的《抱扑子》一书中载有“铜青涂木,入水不腐”,即用氧化铜作木材防腐剂的方法。北魏贾思勰《齐民要术·种麻篇》中有:“麻,欲得良田,不用故墟”,并加以注释,大麻连作,“有点叶夭折之患”,说明轮作的重要性。这里所指“点叶夭折”可能是叶斑病与立枯病。宋代《陈旉农书·善其根苗篇》(公元1149年),“先夏看其年气候早晚寒暖之宜乃下种,则万不失一,若气候尚有寒,尚且从容熟治苗田”,对培育壮秧又提出“欲得根苗壮好,在夫种之以时,择地得宜,用粪得理”,懂得掌握气候变化规律,适时播种防止烂秧和培育壮秧。元明两代,中国对外交流频繁,元代意大利人马可波罗在其到中国的游记(1254~1324)中提到宋代韩彦直的《橘录》(于1178年写成),书中有“去病”部分,专谈柑桔病虫害的防治,其原文为:“木之病有二,藓与蠹是也。树稍久,则枝干之上苔藓生焉,一不去则蔓衍日滋。木之膏液荫藓而不及木,故枝干老而枯。善圃者用铁器时刮去之,删其繁枝之不能华实者,以通风日,以长新枝。木间时有蛀屑流出,则有虫蠹之。相视其穴,以物钩索之,到虫无所容,乃以真杉作钉窒其处。不然则木心受病,日以枝叶自凋,异时作实,瓣间亦有虫食。柑橘每先时而黄者,皆其受病于中,治之以早乃可。”《橘录》在“收藏”部分中说“采藏之日,先净扫一室,密糊之,勿使风入,布稻稿其间,堆柑橘於地上,屏远酒气,旬日一翻拣之,遇微损谓之点柑,即拣出,否则侵损附近者,屡汰去之”。这是谈腐烂的柑橘会传染别的橘子。这里摘录《橘录》中的详细内容,主要表明作者从调查、观察和询问得到的结论,是科学的;而《橘录》发表的时间早于国外确定病原生物学说七百多年。1981年英国发表的植物病理发展史引用中国唯一的资料也是《橘录》,但过于简单,并且提出所指病害的病原物可能是真菌。事实上,《橘录》中所指病害的病原物是苔藓,还可能包括地衣,至于所述的虫害显然是指天牛。从《橘录》中提出的病害与虫害的区别,可能是中国首次确定植物病害概念,时间大致是在南宋时代。也有人提出可以提前到公元533~544年北魏贾思勰《齐民要术·种麻篇》,其中提到的“大麻连作,有点叶夭折之患”。马哥波罗在游记中还提到当时中国杀黑面羊作祭品保佑作物和牲畜生长良好,与欧洲一些国家祭锈神的情形相似。

明代宋应星《天工开物·稻灾》(初刻于1637年),说的可能是稻瘟病,还提出“祟在种内,反怨鬼神”有破除迷信的思想。徐光启撰《农政全书》(1639年刊行),记载了播种期与棉病的关系,并介绍适当推迟播种的防病措施。《沈氏农书》(成书约在崇祯末年)中有对桑萎缩病的观察:“设有癃桑,即番去之,不可爱惜,使其缠染,皆缘剪时刀上传过”。所谓癃桑,即桑萎缩病。当时已知此病能随剪刀切口传染,病桑应即番去之,断不可留。

清代农书中出现有关病害的记载较多。方观承命人编制的《棉花图》(1765年)中说:“种选青黑核,冬月收而曝之,清明后淘取坚实者,沃以沸汤,俟其泠,和以柴灰种之”,说明用综合处理棉籽方法,有杀菌和催芽的效果。祁藻的《马首农言》(1836年)中有关“五谷病”的内容,所列各种病主要为栽培技术不良或旱涝引起,也包括“灰鼠”、“霉”、“老谷穗”等病害,对作物生长不正常的症状均称之为病,对病害的认识尚无传染的概念。冯撰《区田试种实验图说》(1908年成书)里有“预防霉病传染说”一篇,对麦、玉米、高粱黑穗病和谷的“糠谷老”(即粟白发病)症状有描述,提出用黑矾可除此发霉之病。至于清末书刊中所提到的一些植物病害,大都是介绍国外的材料,其中如:光绪28年(1902年)陈启谦《农话》一书详细描述稻瘟病症状后指出,此病又名“稻热病”,并详细分析病因和提出四项预防方法。书中所载麦黑粉病,不仅观察到症状、传染途径,并谈到“农家如见到麦穗之中生有黑粉,急宜拔去烧之,不使黑粉飞散,然后可免此害”。光绪29年(公元1903年)何刚德《抚郡农产考略》也提到稻热病等病害的防治法;还阐明麦黑粉病的病原,麦奴属霉菌之一“此黑粉为麦奴之孢子,即霉菌之种子”,主张拔而烧之。光绪32年(公元1906年)《东方杂志》3卷10期《实业》对麦类黑穗病的侵染过程已有详细的描述,所提防治方法中已出现温汤浸种。该刊还记载了用硫酸铜石灰液防治李树痈病,为法国米拉德(Pierre Marie Alexis Millardet)1883年发表波尔多液防病试验报告之后的20年始见于中国书刊。

综观引举的较重要的中国古籍中有关病害的记述,主要的贡献是发现病害发生与气候和栽培技术的关系,并提出了一些防治措施。涉及的病害,有些可以根据所描述的症状确定,许多不能准确确定是哪一种病害,主要是缺少显微镜的观察和描述。中国到宋代才从国外引进生活用的放大镜,开始利用显微镜观察真菌等微生物可能是19世纪初的清末到民国初年。

中国植物病理学教育的产生和发展

中国植物病理学高等教育起步于20世纪初。1910年京师大学堂农科聘日本人三宅市郎(M.Miyake)讲授植物病理学;1916年邹秉文从美国康奈尔大学学习植物病理学回国,被聘为金陵大学农科植物病理学教授;1918年,南京东南大学农科开设植物病理学课程,1923年成立植物病虫害系,下设昆虫学与植物病理学课,植物病害戴芳澜教授主持;1924年金陵大学农科聘博德(R.H.Porter)来华在植物系中建立植物病理学组。在1931年后,国内各大学如浙江大学、岭南大学等以及各农事试验场,几乎都有植物病理学课或研究室,从事教学研究与推广工作。1949年,由北京大学农学院、清华大学农学院和晋冀鲁豫边区的华北大学农学院合并,成立了北京农业大学,设植物病理学系。进入50年代及以后,各省市也先后建立农学院,设植物保护系或专业。有些省市和自治区,还有农业专科学校或中等农校,也设有植物保护专业或讲授有关植物病理学课程。此外,成人教育学院也设有植物保护专业或有关课程,以提高有实践经验的技术干部的业务水平。至90年代初,中国各省和自治区,都有一所或二所农业大学或农学院,大都设有植物保护专业,有的还建立了植物病理学系。除授予学士学位的大学本科生外,许多院校招收授予硕士学位的研究生,部分院校还招收授予博士学位的研究生,培养中高级植物病理学人材(见中国植物病理学教育)。

植物病理学的国际合作和交流

民国初年开始派谴学生赴欧、美、日,主要是学习和引进国外当时较先进技术。先后派出的留学生回国后,对中国近代植物病理学的建设起了开创性作用。1950年以后,大批留学生赴当时苏联和东欧社会主义国家学习,回国后大都已成为专业技术骨干。1952年和1953年,中央农业部参加第六、七两届社会主义国家植物检疫和植物保护会议。1956年第八届社会主义国家国际植物检疫及植物保护会议在北京举行。1958年和1960年中国派员分别参加第九届和第十届社会主义国家国际植检植保会议。1979年以后随着改革和开放,又有大批学生和访问学者去欧、美、日、新、澳等国学习和工作,或参加各种国际学术会议,学术方面的交流也日益开展。随着中国植物病理学水平的提高,和各种学术团体和专业组织的建立,国际的合作和交流更加频繁。

中国植物病理学会、中国农业科学院植保所、全国植物保护总站、各省市自治区和各农业大学等科研教学单位以及从事植物病理学工作的单位,聘请国外学者来华短期或长期讲学,中国植物病理工作者也参加了国际专题协作组,其中规模较大的有如:从1989年9月~1991年12月,由联合国计划开发署(UNDP)出资建立的亚太地区柑橘黄龙病防治项目,有中国、泰国、菲律宾、马来西亚、印度尼西亚五国参加,开展了柑橘黄龙病病原、监测技术和综合治理试验研究。从1989年开始中国参加联合国粮农组织(FAO)主持的南亚及东南亚水稻病虫综合防治项目,中国有九个省的部分县参加了这个项目,促进了中国水稻病虫害综合防治工作。1987年5~6月,由联合国粮农组织资助,中国植物病理学会和农业部全国植物保护总站在北京共同举办了《植物病害防治和抗病育种》培训班,邀请北美和欧洲的六名植物病理学家来华讲授植物病害流行学抗病育种和病害综合治理的课程,中国植物病理学专家参加授课和学术交流。1989年中国植物病理学会在北京召开的第四次全国代表大会,参加会议的还有美、日、英等15个国家、地区的专家教授和联合国粮农组织(FAO)的官员。1989年9月,中国植物病理学会邀请国内外60多名植物病理学家在北京举办国际性的学术讨论会,交流了各国植物病理学研究方面的成果。1989年12月联合国粮农组织亚太地区植保委员会吸收中国为正式成员国,并于1991年派员出席第17届会议。

中国植物病理学研究工作

始于1913年,当时北京农商部中央农业试验场成立植物病虫害科,由章祖纯主事。初创阶段的研究工作,大多为病害调查研究和病原真菌分布的记录。1916年章祖纯发表的“北京附近发生最盛之植物病害调查表”,为中国自志作物病害的第一篇调查报告。随后,各地植病工作者先后开展了有关地区或各类作物病害的调查,如邹秉文、邹钟琳于1918~1920年间发表的“中国病菌闻见录”;朱凤美1925年“中国植物病菌所见”,记载7省真菌82属245种至1916年,许多省设立了农事试验场,其中有的试验场设有病虫害课。1922年,江苏省昆虫局成立,后并入1931年成立的中央农业实验所,1933年该所建立病虫害系,负责全国植物病虫害的研究与防治工作,病害部分由朱凤美主持。

中央农业实验所吴昌济于1933~1935年间检查了全国23省麦种1022件,先后两次发表国内麦类黑穗病分布调查,明确麦类7种黑穗病及其分布。何畏冷于1935~1937年间三次发表广东果树病害汇志,记载各种果病83种。1932~1939年间戴芳澜发表了9篇《中国真菌杂录》。1945年8月抗日战争胜利后,中央农业实验所迁回南京,并在北平和吉林公主岭分别建立了北平农业试验场和东北农事试验场,都设有病虫害系病害研究室;大部分省级农业改进所、农事试验场也都恢复。1949年,以北平农业试验场为基础,成立了华北农业科学研究所;1957年在该所基础上扩大成立了中国农业科学院;原中央农业实验所改为华东农业科学研究所,以后又改建为江苏省农业科学院;原东北农事试验场则改建为吉林省农业科学院,各省市自治区也相继成立农业科学研究院,大多数成立植物保护研究所,从事病、虫、草和药剂的研究工作。1952年农业院校调整以后,各农业院校均积极参与病虫杂草防治以及农药的研究;为开展全国性和地方性病虫害的研究、防治工作,有些农业院校还建立与病害有关的研究室和研究所。中国农业科学院于1957年成立了植物保护研究所,于1980年成立了生物防治研究室,该院的品种资源研究所和情报所等也配合从事有关植物病害研究和资料工作。中国农业科学院还在全国主产区设立相应的专业研究所,如中国水稻研究所、棉花研究所、烟草研究所、甘薯研究所和马铃薯研究所等,也分别研究农作物病害。1953年在中国科学院植物所内设真菌植病研究室,1956年中国科学院成立应用真菌研究所。1958年中国科学院成立微生物研究所,撤销应用真菌研究所,内设真菌分类学研究室。

植物病理学学科发展最早的是真菌学。戴芳澜去世后,1976年由其学生整理的巨著《中国真菌总汇》(1979年科学出版社出版),列举中国真菌7000余种,是中国真菌分类的大型参考书。1933年,中央研究院增设动植物研究所,设有植物病理研究室,由邓叔群主持。1939年,中央研究院动植物研究所出版邓叔群《中国高等真菌志》,记载1391种,其中3个新属,116个新变种,1940年又出版该著作补志,26属46个种。1963年中国科学院出版邓叔群的《中国的真菌》是其一生真菌学研究的总结。从20世纪20年代开始的病害调查,发展到将于近期(1994年)完成的二十多卷的《中国真菌志》,从一个方面反映中国真菌学的研究水平。中国真菌学会于1980年成立,出版《真菌学报》。真菌病害的种类多,危害性大,许多是中国研究的主要的对象,如禾谷类的锈病、黑粉病、白粉病,水稻的稻瘟病,纹枯病,棉花的枯萎病和黄萎病,多种作物的霜霉病,炭疽病,以及多种腐霉属、疫霉属和镰刀属真菌引起的病害。

中国细菌病害和病毒病的研究起步较迟。俞大绂教授于1936年发表的蚕豆茎腐病是首次发表的细菌病害,1950年以后在俞大绂教授指导下,经过四十多年的工作,方中达和任欣正于1993年完成《中国植物细菌病害志》,列举中国细菌病害百余种,其中有些是中国发现和报道的新种。植物细菌病害在中国研究最多的是水稻白叶枯病和条斑病,各种植物的青枯病,冠瘿病和柑桔溃疡病,大白菜软腐病和马铃薯软腐病等。植物病毒病在中国最早研究报道的是俞大绂教授于1939年发表的“蚕豆温性花叶病”。从50年代开始,全国各地都开展病毒病的研究,其中研究最多的有大豆和蚕豆等豆科植物病毒病,水稻和小麦的多种病毒病,大麦的病毒病,马铃薯病毒病以及各种蔬菜和果树的病毒病。90年代初以来,类病毒病的研究也有一定的进展。同时,新发展的一些学科如病害的生物防治,生物技术,从细胞水平和分子水平研究植物病害问题,也都取得进展。自80年代中期以来,中国对支原体及支原体病害也开展了大量调查研究,据初步统计,中国植物支原体病害已发现50多种,有的支原体病害如桑萎缩病、枣疯病、泡桐丛枝病等,已是生产上亟待解决的严重问题。此外,螺原体的研究也逐渐开展。对植物线虫及线虫病害,开展了全国普查,研究工作有新发展,其中松材线虫的发现和实施检疫,对保护松木做出了贡献。对大豆胞囊线虫,甘薯茎线虫以及根结线虫,也进行了大量的研究。至90年代初,几乎对植物病原线虫的主要类群都有人进行研究,报道了不少新种。

中国早期病害的防治,主要是以麦类黑穗病为主。1919年,邹秉文在南京近郊指导农民用温汤浸种防治麦类黑穗病。从1925~1929年金陵大学推广系在河南、河北、山东、江苏、安徽省推广碳酸铜拌种防治大麦、高粱及粟的黑穗病,防治面积达39400多亩,深受农民欢迎。1929~1933年,俞大绂等发表研究大麦条纹病、坚黑穗病研究成果,用有机汞粉剂和碳酸铜粉处理种子。1935年,清华大学农业研究所植物病理研究室由戴芳澜主持,1937年内迁昆明后,俞大绂周家炽裘维蕃相望年王焕如方中达等十余人先后在此工作。除戴芳澜主持的真菌学的研究外,俞大绂领导麦类三种锈病,杆黑粉病和腥黑穗病生理分化的抗病育种工作,以及蚕豆病害的研究,部分内容发表于1945年的美国植物病理学报。中央农业实验所迁回南京后仍由朱凤美主持病害工作,防治方面主要是推广碳酸铜粉防治黑穗病和应用线虫汰除器防治小麦粒线虫病。1940~1945年,朱凤美发表多年来系统研究小麦线虫病结果,被公认朱氏所创建的线虫病麦汰除机防效最佳。

1950年以后,随着农业生产的恢复和发展,中国对主要作物病害的研究和防治,取得了不少成果和经验,最突出的是抗病育种工作受到重视,植物病理工作者与育种工作者的密切配合取得显著成绩,诸如小麦条锈病抗性和生理小种的检测,水稻抗白叶枯病、稻瘟病和纹枯病品种的育成和推广,棉花抗枯萎和耐黄萎品种的育成,都处于世界领先地位。抗病育种工作的发展,也带动了其他学科。由此中国的植物病害防治工作,从早期的种子处理,到后来推广的大田喷药,发展到充分利用抗病品种。时至今日,与农民谈论病害防治要求时,大都提出希望能提供抗病品种。另一个趋势是认识到病害的防治应以作物的生产为主体,应该注意其防治的经济效益,唯有这样才能为广大农民所接受。这样,也就促使植物病理工作者认识到哪些防治方法是可行的,哪些方法是难于推广的。这就是我们常说的群众路线,对中国植物病理学的发展起着不可估量的作用。

由于建立了较完整的教育、科研和技术推广系统,针对中国农业生产上的重大病害问题,组织各方面的力量,进行系统的研究和防治,取得明显的成就。在60年代,一度严重危害的如小麦条锈病,杆锈病和白粉病,苹果的腐烂病和炭疽病,棉花的枯萎病,黄萎病和苗期病害,水稻的白叶枯病和细菌性条斑病和纹枯病,水稻的病毒病以及甘薯的黑斑病等,大都得到控制其危害。有些病害如小麦的粒线虫病和许多黑粉病已经在大部分地区消灭。

1978年底以来,农林部先后恢复了植物保护局、植物检疫实验所、农药检定所,增设病虫测报站;各省地县也相应建立健全了植保组织机构;1982年改建的全国植保总站(含全国病虫测报总站)掌管全国植物病虫害防治工作。据1989年统计,全国各省市都建立了植保站(或植保植检站),属省级站为40个,计划单列市与地区级站313个,县站1929个,拥有各级植保技术人员2.4万余人。1970年在科研和教学方面的植保机构也均大为加强,相应地充实了植病部分。

中国是地少人多的国家,如何在现有耕地的基础上,进一步提高农产品的产量和质量,赋于植物病理学方面的任务还是很艰巨的。进入90年代后,国际上对植物病理学的发展和前途展开的讨论,认为植物病理学作为一门应用科学,除加强基础理论研究外,应该投入更大的力量,防治当前和未来可能发生的病害,以保障农业生产,提高产量和质量。中国作为一个发展中国家,在农业现代化的过程中,更应该注意到这一点。