作物病害快速诊断及田间病害分布诊断技术

作物病害快速诊断及田间病害分布诊断技术Prepared on 21 November 2021

作物病害快速诊断及田间病害分布诊断技术--- 兼谈植物健康管理与植物医师制度

孙岩章

国立台湾大学植物医学研究中心首届主任、植物医师

国立台湾大学植微系教授、中华民国环境保护学会理事长、花莲县无毒农业辅导计画主持人、行政院环保署公害纠纷裁决委员

一、作物疾病之快速与正确的诊断

由於台湾位处亚热带，四季如春的气候让农作物的病虫草害进展非常快速，一般农民都知道：如果慢了一周或十天才发现疫病虫害，或慢了一周或十天才防治，那些呈对数生长的病菌、蚜虫、红蜘蛛、夜蛾等，早已将作物吃得面目全非。所以「快速且正确的诊断」、「快速且有效的处方与防治」其实是影响该批作物「成与败」最大的关键所在。这诊断与防治的时机问题其实是农政单位及一般大众最不易了解而轻忽的问题。换言之，农民及农企业常需和时间赛跑，一旦发现拓展迅速的病或虫，就得赶快寻求诊断、寻求处方、立即施药处理。如果慢半拍，对不起，老天就不给你这口饭吃了。

但谁会「快速且正确的诊断」、「快速且有效的处方与防治」答案是：不是农民自己！也非农药店贩售农药的老板！

因为正确的诊断是极为专业的学问，很像人类生病和宠物生病一样，植物的「疫病虫害」有千种以上，若无受过六年训练的专业植物医师，恐无法做到「快速且正确的诊断」。而现行在台湾农药店贩售农药的老板最多只受过两周的训练，当然无法做到「快速且正确的诊断」。

由於农作物常见者约 200种，如每一种之「疫病虫害」以10种计，则一位植物一师就要学会2000种疫病虫害的诊断。这和一位人医或兽医所需要学会的知识量体来比是「有过之而无不及」。所以要做到快速且正确的诊断有时连念植物病理学或昆虫学的大学教授们，也都觉得很困难，更何况是没学过植物病理或昆虫学的农民或农企业负责人。也因此，有很多农民或农企业负责人都采取「不管有无病虫，一律每周或每十天洗药一次」之策略。但这就像人们还没感冒就定期吃药一样是荒谬、错误与浪费的，是对作物、对农友、对未来的消费者都输得「三输」，相反地，如果能由植物医师配合执行「快速且正确的诊断」、「快速且有效的处方与防治」、「整合防治管理」之策略（Integrated Pest Management，简称IPM），

则农药使用量会最少、最省钱、对未来的消费者最有利，即是一种「三赢」。成与败，相差就在一线之间。

由於一般所谓的农作物计包括六类植物或作物，即包括粮食及特用作物、蔬菜、果树、花卉、树木或森林、草坪等，而这些都会有「病、虫、草、药、营养、逆境」等六类病因，需要对每一「疫病虫害」再各给予整合之「诊断」、「无毒防治处方」、及「成效评估、经营管理建议」等。所以整个「植

植物医学的作业对象及知识架构关系图

上述植物医学及植物医师三大作业之首，即为「病因诊断」。因为一般常见之作物有六大类，约200种，若每一种作物有10种重要的病害或虫害，则一位植物医师就需对200 × 10 = 2000种之疫病虫害培养出熟练之诊断能力。

再从「植物病原学」或「植物病因学」的角度去观察，则已最常造成植物生病或损害的共有下列八类微生物、病因及动物等：

1.真菌

2.细菌

3.病毒

4.线虫

5.菌质

6.非传染性因子

7.各种昆虫

8.蜗牛、鼠类、蟎类等其他动物

又所谓的「诊断学」，其实不是只有一种目的或等级，相反地，就像人类疾病有千百种诊断方法及等级一般，植物「疫病虫害」的诊断可依其需求、目的、精确度、尺度等而分成下列（表一）的各大类。这说明这是一高度科际整合之知识领域，也因此植物医师及植物医学生必需从全面去整合了解、不断地练习，才能逐步达到具有「八成诊断能力」之基本程度或功力，也才能充当「主治级」的「植物医师」。

表一、植物医学诊断作业的分类

植医诊断学所依据以判定「因果关系」者，首为人体病理学在 1850年代历经启蒙而逐渐成熟的「柯霍氏准则」，该法则是一整合的逻辑法则，也是一切诊断学、病因学、病原学的基础，在植物医学上它也占同样的地位，故将它摘述如下：

一、可疑病原必出现於每一寄主病株体内。

二、可疑病原必可从病株寄主分离并可纯种培养。

三、已纯种培养的可疑病原接种入健康植株必能再生该特定疾病。

四、人工接种发病的病株必可再分离培养出该病原。

当一位植物医师面对各种「疫病虫害」，都能依据上述的「柯霍氏准

则」，建立放诸四海而皆准的「因果关系」，并能熟练这些诊断之学识及技

术，对农民提问的重要疫病虫害问题拥有超过80%之诊断能力，则对农民或农

企业的农作物急诊病虫问题，必能熟练地加以快速诊治，作物才可获得最佳之

照护，产量及品质乃能获得保障，估计其增加的收益可能为3 成到8成，这是

农民、政府与植物医师的另一种「三赢」，而植物医学的经济附加价值自也由

此而衍生。

虽然植物「疫病虫害」的诊断理论上很复杂，但因每一乡镇的作物种类

相对是较少的，有些是以「一乡一特产」之作物为主，而每一作物每一时期的「疫病虫害」也都是屈指可数，所以一位植物医师在田间或诊所，最常进行

的诊断仍是下列的三大项：

(1)宏观性诊断：即从整个田间去诊断，如稻热病、露菌病、香蕉萎凋病等呈散生型，空气污染如臭氧（菸草气候斑）、 PAN（莴苣亮铜斑、银白斑、亮光斑）、氟化物（香蕉缘枯病）等则造成「全面均匀性」的分布，但病毒病如极严重亦可呈「全面均匀性」的分布。

(2)巨观性诊断：从个别植株去诊断，如露菌病、叶斑病、昆虫危害等皆有其在叶面上的巨观病徵，其分布亦呈散生型，即以叶脉中肋两边相比为不对称型。但空气污染如臭氧（菸草气候斑）、 PAN（莴苣亮铜斑、银白斑、亮光斑）、氟化物（香蕉缘枯病）等，从叶脉中肋两边比较皆为对称型。

(3) 微观性诊断：即在显微镜或解剖显微镜下，对病原生物或微小昆虫直接观察、比对、监定者，另外在显微镜下对病变细胞或组织去染色、诊断，亦可发现其病原、病态解剖、病变组织分布、病因等。

二、环境性病害及营养性异常之诊断

由於国内目前有关植物医学的相关学系或研究所，主要分为植物病理学及

昆虫学，但这两大领域科系都没有专设非传染性「疫病虫害」的教师或讲座，

所以特别将此些环境因子或营养因子异常导致之逆境或病变列述如下:

(一) 光线不足或过量: 光线为植物制造生质(Biomass)所必须，在不足的

情况下会有营养不良﹑生长不良﹑徒长甚至逐渐枯死的情形发生。而

光线的过量则会间接因温度过高造成叶片灼伤，一般叫做日灼(Sun

scald) ，其诊断一般可从其发生部位恰在受光最强的部位加以研

判。

(二) 温度过低或过高: 植物生长生殖皆需有适当的温度范围，低温常会导

致冷害 (Chilling injury)或甚至在零度以下造成冻害(Freezing

injury)。此在作物采收後的人工贮藏期间更常见发生，而其诊断多

可从急性的水浸状坏疽加以研判。至於高温所造成的伤害一般多与日

灼有关。

(三) 缺水性伤害: 一般旱害常导致萎凋、叶片下垂，後期则有类似盐害的

病徵，此乃十分容易以肉眼辨识的伤害。

(四) 缺氧或浸水性伤害: 植物根系的发展最怕缺氧的逆境,尤其须根根系

甚易因窒息而呈坏疽。一般植物若置於纯氮而无氧的环境中24-48小时，即会发生缺氧伤害,唯眝藏性组织是属例外。缺氧或浸水的病徵一般有叶片萎凋、根系坏疽、中央组织褐变、水锈 (Edema)等，严重者则会全株枯死。

(五) 营养缺乏或过量: 较常见者有下列诸项：

1. 缺镁: 因镁为叶绿体叶绿素最重要的金属元素，又因其甚易移

转，故缺镁时病徵多从老叶开始，呈叶尖、叶缘之脉间黄萎。

2. 缺硼: 因影响糖的移动及钙的利用,故植株呈矮化、生长点畸形或

坏疽，中央组织(如肉质果实、块根、块茎)坏疽、褐变、畸形等。

3. 缺钙: 因属细胞壁果胶质的主要成份，故缺钙者幼叶扭曲变形、

边缘坏疽，顶芽亦呈坏疽或枯死，幼果末端亦可能发生变疽，如典型之番茄尻腐病 (Blossom end rot) 。

4. 缺铁: 因属合成叶缘素的酵素成份，缺乏时幼叶严重黄化，唯若

喷以铁剂，又会恢复，此乃诊断上一大特点。

5. 缺锰: 因锰为呼吸作用与光合作用多种酵素的成份，缺锰者幼叶常

呈轻微黄化，有时呈网纹状。

6. 缺锌: 因锌属生长素合成酵素的成份，又属糖代谢氧化酵素的成

份，故缺锌者叶片变小，节间短，叶呈簇生，叶缘叶尖黄化或白化，严重者枝梢枯死。

7. 缺钾: 钾为生化反应重要的催化剂，故缺钾者植株矮小，茎部变

细，叶片亦变小，老叶常呈尖枯﹑缘枯，其病徵似旱害﹑盐害及氟化物中毒者。

8. 缺磷: 磷为DNA﹑RNA﹑ADP﹑ATP﹑NAD﹑NADP的主要成份，缺磷者

植株矮小，叶色常由绿变蓝绿或紫色，老叶缘枯，结果不良。

9. 缺氮: 缺氮者全株生长不良﹑黄化，老叶易枯死。

以上元素之缺乏症在诊断上常须行组织化学分析，但亦可从其初发部位﹑病徵分布等加以初步的监别。

(六) 酸硷度异常: 一般植物的生长皆有其适当之pH值，在酸土中植物

常间接导致缺磷、缺钙等症状。而在硷土中，则因土壤团块之破坏而令植物生长不良。此一pH值之诊断因可用简易之仪器测知，故诊断上十分容易，问题的解决也不难。

(七) 药害问题: 此些问题发生频度可能随着农用药剂使用的增加而与

日俱增，而其复杂度也日益增高。但一般宜从施药史加以调查分析，若农民或健康管理者能於平时保持用药纪录，并於施药中保留一小部份做为对照组，或行初步测试试验，则皆十分有助於追踪调查药害发生的真象。相反地，如果农民不详实告知所有曾经使用过的肥料、生

长激素及农药等，则植物医师必然无法猜到真正的病因，也因此就无法有效进行诊治。

(八) 耕作不当造成的异常: 如由栽培季节不当、栽培方法不当、嫁接

导致品质变化、缺乏授粉树导致不稔、碰上雨期导致结果不良等，皆可从种种纪录或观测资料加以研判。

(九) 遗传性病变: 对於幼苗及多年生果树影响较大。但此些突变枝、

突变苗多有其发生的概率，且属非传染性，其分布皆属局部性，故在诊断上一般并不困难。

(十) 环境污染为害：主要有对植物有害的空气污染物，如下列:

1. 二氧化硫(SO

2

): 多自燃料中的硫氧化而来，为强的还原剂，比重为空气的倍。

2. 氟化物(HF，SiF

4， H

2

SiF

6

): 系自原料中氟化物气化而成氟化

氢等气体，例如冰晶石(Cryolite, NaAlF

6

)﹑萤石

(Fluorspar，CaF

2

)﹑氟磷灰石及土壤中的氟化物皆为氟化氢主要来源。

3. 氯气(Cl

2

): 主要来自工业或氯气贮槽，其比重为空气倍。

4. 氮氧化物(NO﹑NO

2﹑N

2

O

5

﹑N

2

O等，总称NO

X

): 其中NO为无色

气体毒性较低，NO

2

为红棕色剧毒气体，一般来自燃料中的氮，但亦可来自空气中的氮，经高温引擎而产生。

5. 氯化氢(HCl): 即为盐酸气体，主要来自工业及含氯产品的焚烧。

6. 氨气(NH

3

): 主要来自肥料厂及冷冻工厂等，另有微量来自天然界。

7. 水泥飞灰(Cement dust): 为带硷性的水泥颗粒，遇水会凝结成水泥壳。

8. 臭氧(O

3

): 是光化学烟雾的主要成员，乃因大气中氮氧化物及碳氢化物在阳化催化下经复杂反应而产生，一般十分活泼，极易与受体作用，故大气中的浓度是其生成量减去消耗量後的残留者，在白天其浓度才会累积至致害程度，在晚上则多消耗殆尽。

9. 过氧硝酸醯酯(CH

3COO

2

NO

2

=PAN,C

2

H

5

COO

2

NO

2

=PPN): 包括过氧硝

酸乙醯酯(Peroxyacetyl nitrate，即PAN)与过氧硝酸丙醯酯(Peroxypropionyl nitrate 即PPN)等，亦属光化学烟雾的重要成员，早年以美国洛杉矶地区浓度最高，目前则在台湾四大都会区皆常有达对植物有害的浓度，即在台北、台中、高雄、嘉义的之市区及郊区，皆常可见植物受害的病徵。 PAN 主要为碳氢化物及氮氧化物经复杂光化反应而产生。

10. 硫化氢(H

2

S): 为工业污染或自然界沼泽地区，厌氧发酵地区、下水道系统所产生。另外亦可自火山口排出。

11. 乙烯及丙烯等(C

2H

4

， C

3

H

6

): 为植物之荷尔蒙，但在石化工厂

是最重要的产品与原料。过多的乙烯或丙烯会使植物提早成

熟、落叶、落果。

12. 黑烟微粒等(Particulates); 主要为燃烧不完全所产生的黑

色微粒或其他粒状污染物。

13. 酸雨﹑酸雾及酸微滴(Acid rain、acid fog and acid mist):

酸雨是二氧化硫、氮氧化物及氯化氢在大气中变成稀硫酸﹑稀

硝酸及稀盐酸所组成，一般pH值在至之间。酸雾则是指酸微

滴构成雾状者，尤其是在山顶所接触的酸性云海。酸微滴则是

指各种工业制成排出的强酸微滴，如硫酸微滴。

三、快速且正确的诊断需要植物医师之专业服务

无毒有机农业需要有类似「植物医师」及「畜产专家」的辅导，才可能在发生「疫病虫害」时进行「快速」、「正确」的诊断及处方。否则因为台湾地区「疫病虫害」的快速与猖獗，常让农民损失惨重，甚至於血本无归。对於全台湾309乡镇市，总数约 80万户的农民及农企业，政府责无旁贷地应该协助各乡镇市的农民及农企业（以平均估计，每乡镇约为2500户）达成「健康管理、提高品质、符合安全」的「无毒农业」、「三赢」目标。若欲达此三赢目标，则最正确、最有效率的途径乃是建立「一乡镇一植医」的制度，就像台湾早期各乡镇皆有公设的「兽医师」一样。

如果政府部门如只一味地要求农民及农企业遵守农药法规，却不帮忙设置「植物医生」，则在农作可能大量受害的紧急情况下，农民及农企业也就只能听农药店的话：多用一些药，「至少其中一个有效」就够本了，此多用药的成本固然增加一些，但反正是一次工，而农民及农企业都知道：病虫草的控制可是轻忽不得，慢了一周，一定会後悔。

虽然台湾地区有七个「农业改良场」，包括花莲农业改良场，其内皆有「作物环境课」及病虫害专家的编制，但因目前的成员仍为植物病理学或昆虫学系的毕业生，其过往接受过的训练仍为病虫分立、不含「非传染性疫病虫害」，所以目前仍非属於具有「80%诊治能力」的植物医生，其对疫病虫害问题的全科整合、快速处方仍属不足。何况以「作物环境课」3-4位技术人员之编制，主要工作仍为研究与推广，服务地点集中一处，当然无法满足全县13乡镇市、分散各地数万农民及农企业、随时皆属紧急、在诊断、处方、药效评估上的需求。

遗憾的是，至目前唯止，我国尚无正式「植医」之制度，全台湾在过去只有一位取得日本树医执照之植医在营业，若按正规制度，则我国之「植医」当然应由「植物病理」、「植物医学」科班毕业出身之植医人员，加上临床实习，确实拥有「诊治」能力者始能担当此一专门职业。但国内设有「植病」、「植医」之大学，包括台大、中兴、屏科大等，往年却都只专注於基础科学之研究，数十年来一直忽略「整合植医」的效益与社会需求、未了解农民及农企业对此有极高度之需求、也未曾以整合全科的课程培养出「具诊治能力」之「植医」。结果是大部份的大学毕业生，约只具有二成之「诊治能力」，无法胜任植物医生之工作。研究所硕博士班之毕业生又都过於狭隘的钻研，往往数年内只研究非常狭窄的某一微生物、某一生化、某一技术，极度缺乏田间「宏观诊断」、「巨观诊断」、「处方」等经验与能力，即与临床的专业知识「渐行渐远」，毕业後「诊治能力」并未增加，对农民最迫切需要之「诊断、处方、成效管理」等皆帮不上忙。相信这一环节的缺失，正是植保、植医学界这麽多年来最大的遗憾所在。

而台湾八十万农民，面对百般复杂、快速又猖獗的「病、虫、草、药、营养、逆境」等问题时，多无贵人相助，只能自求多福，或找极不专业的农药店，寻求「处方」、「偏方」。缺乏「专业」、「全科」植物医师的结果是：病虫难治好，残毒常跟随，费力又赔钱，无米难快乐。

作者曾自 1989 至1996担任六年以上之台湾大学「农业推广教授」，经由一场场的「农业技术谘询」，深刻体会到农民之无助、迫切之需求，也分析出农民所提的问题中，有75%都是「疫病虫害」的问题。也因此自1994年五月开始推动植物医师制度，当时曾广邀植保学界联名，函请立法院各立法委员於审议「植物防疫检疫法」时，为「每一乡镇市应设合格专任植物医师」催生，但碍於政府之保守成风，未克有成。唯台湾大学植物病理与微生物学系已自2004年开始正式推出植医培训制度，内容包括：(1)通过「国立台湾大学生农学院植物病理与微生物学系植物医学培训要点」、规范硕士班必修44学分可以取得「植物医师培训合格证书」；(2)自2006年起试办「农会配置植医计画」；(3) 自2006年起试办「植物诊所」；(4)争取台大农场及临近农会等做为植医实习场所等。经过这些年之努力，上述四项工作皆已顺利争取完成，并已於2006 年11月由生农学院设立「植物医学研究中心」。至此，我国之植医制度相信已入正轨，也开始有学生选读、学成、实习、服务於无毒、优质之农业及产业。

更值欣慰的是，在南台湾，屏科大的植物保护系，亦自2006年报奉教育部，申请更名为「植物医学系」，结果於2007年底奉准更名成功，并自2008

年八月起开始招收第一届准「植物医生」。这将是国内植物保护界的一大里程碑，代表着我国「植物医生」时代的来临。按我国的「植物保护」学界，过去皆过度着重分工很细之「研究」，不太发展「整合性之诊断及处方」，所以几乎没有像人体医学或动物医学那样有所谓「临床」、「开业」的发展。如今，终於进入「植物医学」的时代，其对农业及花莲无毒农业，相信会有令人刮目相看的改变才是。