单红丽,李文凤,黄应昆,王晓燕,张荣跃
(云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,开远661600)
甘蔗是制糖企业的主要原料,甘蔗生产是制糖企业的第一车间,甘蔗原料产量的高低和质量的优劣,直接影响到蔗糖产业的经济效益[1]。近年来,随着甘蔗种植面积扩大和蔗区气候异常,过去对甘蔗危害较小的甘蔗叶焦病,现已在各蔗区普遍发生,危害损失严重,且有不断扩大蔓延趋势。为科学防控此病害,本文结合田间调查对甘蔗叶焦病的症状、致病病原、侵染途径和发病条件及发生危害特点等进行了分析,并根据其发生危害特点,提出了相应的防控对策。
甘蔗叶焦病,也称叶烧病或焦枯病。最初于1948年在我国台湾省中部蔗区发现,随后扩展蔓延至整个台湾省蔗区,危害严重时整块蔗田似被火烤过一样,产糖量损失可达25%,为当地甘蔗的主要病害。随后该病继续传播,阿根廷、孟加拉、古巴、斐济、印度、印尼、日本、尼日利亚、巴拿马、巴布亚新几内亚、南非、泰国、委内瑞拉、越南、肯尼亚等国均有该病的报道。1983年以来,在云南省滇西的陇川、滇南的开远等局部蔗区一些品种上有零星发生[2-4]。20世纪90年代末,在广东湛江和云南蒙自蔗区大面积暴发危害,对当地甘蔗生产造成严重影响。自2009年以来,由于气候异常,我国大部分蔗区连年干旱少雨,叶焦病在云南开远、弥勒、红河、元阳、元江等滇南蔗区和广西、广东部分蔗区时常发生,危害损失严重(图1、图2),且有不断扩大蔓延趋势,对甘蔗正常的生产造成严重威胁。
甘蔗叶焦病主要危害叶片。最先在幼嫩的叶片上出现密布或疏布的红色或红褐色小斑点,斑点逐渐伸长呈纺锤形,并有明显的淡黄色痕环。病斑进一步发展时,小斑点合并并沿维管束延伸至叶尖,形成纺锤状的条纹,通常1~17cm×0.3~5cm或更大。病斑开始时淡红褐色继之草黄色并具深红色的边缘,后期在叶的坏死组织上有许多黑色小分生孢子器产生(图3)。病斑的扩大受品种和田间条件的影响,从侵染至发展成为条纹需20d左右。天气干燥时,多数条纹合并扩展,病组织未成熟而先变色,最后整片叶表面呈典型的灼炙状。
叶焦病属真菌病害,能引起症状的病原菌有两种,分别是半知菌甘蔗壳多孢 (Stagonospora sacchari Lo and Ling)和子囊菌双色小球腔菌[5],无性阶段为壳多孢菌。台湾、菲律宾等国研究报道指出该病病原菌为甘蔗壳多孢[6-7],1950年罗宗爵和林克治研究此病并将其病原菌定名为甘蔗壳多孢[8]。
甘蔗壳多孢属半知菌亚门,球壳孢目,壳多孢属。在PDA培养基上,菌落初为白色放射状,后变为淡肉桂桃红色,中心形成分生孢子器处变为橄榄色或黑色。蔗株上的分生孢子器嵌于叶组织之中,上表面多于下表面。分生孢子器近球形或球形,深褐色,直径 150~228μm,具膜状壁,厚13.7~17.1μm,孔口略突起[3]。分生孢子透明,椭圆形,顶端渐尖,基部略圆或截形,直或微弯,多为3隔膜,大小44.6~51.5μm×1.03μm,少为1或4隔膜,隔膜处略紧缩(如图4),成熟的分生孢子每一细胞内含1~2滴油点[9]。分生孢子梗透明,短,2.1~3.4μm×3.4μm。 菌丝体生长的最适温度为28℃,高于 34℃或低于 10℃时停止生长。最适pH为5.5~6.5,在pH为4.0~8.5均能生长。完全黑暗条件下生长最佳,分生孢子在水中几个小时内即可萌发[10]。
叶焦病病原菌主要以菌丝在成熟的甘蔗植株或残留田间的病株残体上越冬,成为第二年的初侵染源,该菌不能通过土壤、种苗和农具传播,主要通过大风、下的雨和露传播。田间甘蔗叶组织中的病菌,于条件适宜时产生分生孢子器。分生孢子器在空气潮湿时排出大量分生孢子,分生孢子随风雨传播,落在甘蔗叶面后,萌发形成附着胞,随后自表皮下保卫细胞侵入引起发病[8]。病菌侵入后周围组织细胞变为红至红褐色,出现初期病斑,随着病情发展,病斑上产生分生孢子器并排出大量分生孢子成为病害再侵染源,分生孢子借风雨传播使病害蔓延扩大。
叶焦病的发生与气候、品种密切相关[11]。在台湾,雨后病害传播较快,特别是在夏季高温多雨天气更有助于病害的传播和蔓延[3]。在久旱后遇雨或干旱后灌水过多,都易诱发此病,7—10月极易发生流行。3—5月少雨,春植蔗和宿根蔗上很少看到此病。旱地蔗较水田蔗发病重。该病与品种的关系为:在干旱的秋季感病品种表现典型而严重的叶焦症状。该病的感病品种主要有Co290、H37-1933、H44-3098、SP70-1284、ROC10号、桂糖 11、桂糖 04-153、闽糖 69-421、粤糖 93-159、粤糖 96-86、云蔗 99-91、云蔗 03-258、福农 30 号、福农03-35、赣南02-70等。
防治甘蔗叶焦病应采取以利用抗病品种为主,加强栽培管理,减少菌源,并与药剂相结合的综合防治措施。
种植高产、高糖、优质的杂交种是当前甘蔗增产稳产的主要措施。鉴于叶焦病不断扩大蔓延,其危害也在不断加重,为防止该病给蔗糖产业带来严重的影响,需在今后的育种工作中将抗叶焦病列为主要的经济指标,这也是各地有效防治叶焦病的主要措施。在进行栽培蔗和野生蔗对该病反应的对比研究中发现野生蔗除一种芒外多数表现高度抗病[13],这一结果为抗病材料的选择提供了抗源。
上一年种植而已成熟的甘蔗如果与本年种植的幼蔗株并排生长数月之久,经过7—10月的雨季,老蔗株上形成的分生孢子随风雨吹打溅散在幼蔗株上,导致此病在幼蔗株上发生并不断扩散蔓延;春植蔗和宿根蔗上很少看到此病的主要原因是春植蔗和宿根蔗在早春才生长而此时老蔗大都已经收获且气候干燥,不利于病害的传播蔓延[8]。
因此,在栽培管理中需注意以下几点[13]:首先科学选地。选择无老熟蔗株相邻的田块种植;其次适期早播。育种移栽苗、新植蔗可提早种植,促使蔗株健壮生长,增强抗病力,选择老熟蔗株收获以后或雨季过后种植。在必须与老熟蔗株并排种植的时候,需要错开7—10月的雨季再种植,以减少侵染菌量;第三合理间套作。一般甘蔗与大豆、花生、马铃薯、蔬菜、瓜果等中矮秆作物间套作,有利于减病和增产增收;第四科学施肥。在施足基肥的基础上,适时增施有机肥,同时多施磷、钾肥,促进甘蔗健壮生长,增强抗病能力;第五开沟排水。低洼地应注意开沟排水,降低田间湿度,加强土壤通透性,恶化叶焦病发生条件,使之不利于发生。
甘蔗收获后及时焚烧、翻耕,将遗留在田间的病残体翻入土中,以加速其腐烂分解。蔗秆不可堆放在田间地头,也不宜作篱笆。蔗秆堆肥或沤肥时需充分腐熟;在翌年新植蔗或春植蔗生长前,将未处理完的蔗秆用泥封起来。及早剥除病叶。在甘蔗新叶抽出前,应在雨前及时摘除病叶,并集中清理出田外处理,以减少田间再侵染菌量,防治病害向周围叶片蔓延,同时拔出无效、病弱株,以改善田间小气候,推迟病害的发生和流行。实行局部田块部分植期的轮作也可有效减少菌源。
药剂防治可作为消灭大田发病中心、压低菌源、减轻发病的一项辅助措施。在发病初期适时喷药,每隔7~10d喷药1次,连续喷2~3次。有效药剂有50%多菌灵、75%百菌清可湿性粉剂500~600倍液、70%甲基托布津和50%敌克松800~1000倍液以及65%代生锌600~800倍液等[14]。
甘蔗叶焦病是目前逐渐威胁甘蔗生产的一种病害,其典型症状为叶焦,病原菌主要是甘蔗壳多孢,在成熟蔗株和田间病株残体上越冬成为第二年初侵染源,病斑上产生的分生孢子借风雨传播进行再侵染,采取以利用抗病品种为主,加强栽培管理,减少菌源,并与药剂相结合的综合防治措施,可减少病害的发生。
多数报道指出影响甘蔗叶焦病流行传播的主要因素是降水,而在近期作者的调查中发现在一些较为炎热干旱的地区不断有此病的发生。近年气候异常,连年干旱,雨季降雨量减少,旱季时间较长,此病却在近年发生面积较大较重,作者分析可能是该病原菌存在致病性分化所致,但需要在今后的工作中大量收集不同蔗区病原菌,对其生物学特性及致病性进行深入系统的研究;同时,为科学准确地对甘蔗叶焦病进行诊断,应加快研究建立该病病菌的分子生物学快速检测技术,为监测预警和有效防控提供技术支撑。
[1]吴才文,张跃彬.甘蔗高产栽培与加工新技术[M].昆明:云南科技出版社,2009.
[2]周至宏,王助引,陈可才.甘蔗病虫鼠草防治彩色图志[M].南宁:广西科学技术出版社,1999.
[3]Philippe Rott,Roger A.Bailey,Jack C.Comstock.et al.A guide to sugarcane diseases[M].Cirad Publications Service,France,2000:114-117.
[4]刘云龙.云南发现甘蔗叶焦病[J].甘蔗糖业,1986(8):48.
[5]Kaiser W.J.,Ndimande B.N.,Hawksworth D.L..Leaf scorch disease of sugancane in Kenya caused by a new species of Leptosphaeria[J].Mycologia,1979,71:479-492.
[6]Exconde O.R..Leaf scorch of sugancane in the Philippines[M].The Philipine Agriculturist,1963,47:271-297.
[7]Matsumoto.T.Monograph of Sugarcane Diseases in Taiwan[M].Taipei,Taiwan,1952,61.
[8]J.P.马丁,E.V.阿伯特,C.G.休慈(陈庆龙译).世界甘蔗病害(第 1 卷)[M].北京:农业出版社,1982:144-154.
[9]LO T.T.,Leu L.S..Leaf scorch.In:Disease of sugarcane.Major Disease[M].Amsterdam,The Netherlands,Elsevier Science Publishers B.V.,1989:135-143.
[10]松本巍,吕理乐.Histological Studies on the Infection with Stagonospora sacchari.the Causal Fungus of leaf scorch of Sugarcane[D].台湾:台湾大学,1957.
[11]Lin J.T..The relationship between cane varieties and leaf scorch.Part 1.The degree of susceptibility of various cane varieties[R].Taiwan:Taiwan Sugar Experiment Station,1952,9:185-199.
[12]朱德琳,庄培彦,项公传.台湾之野生甘蔗[J].台糖公司研究所研究汇报,1962(28):1-11.
[13]陈利峰,徐敬友.农业植物病理学[M].北京:中国农业出版社,2001.
[14]黄应昆,李文凤.甘蔗主要病虫草害原色图谱[M].昆明:云南科技出版社,2002.