李冬梅,黄冬梅,张小秋,颜梅新,王泽平,覃振强,雷敬超,苏柳颖,陆衫羽,张保青*,宋修鹏*
(1广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所,广西南宁530007;2农业部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室,广西南宁530007;3广西甘蔗遗传改良重点实验室,广西南宁530007)
广西作为中国的产糖大区,甘蔗是主要的糖料作物,自1992年以来,广西甘蔗的种植面积、蔗糖产量居全国首位[1],在广西经济中占有重要地位。甘蔗生长周期长、喜高温、需水量大,生长条件也有利于各种病虫害的发生,据不完全统计,中国蔗区记载病害有60多种,虫害多达360种[2]。为进一步做好甘蔗病虫害防控,本文分析了近年来广西病虫害发生特点,并对其防控措施进行了综述与讨论。
甘蔗黑穗病、梢腐病是广西蔗区普遍且主要发生的病害,连年为害,造成甘蔗产量及糖分含量下降。近年来甘蔗白条病在广西蔗区爆发,为害趋势扩大,受到广泛关注[3]。
甘蔗黑穗病是由甘蔗鞭黑粉菌(Ustilago scitamineaSyd.)引起的真菌性病害,在我国存在2个生理小种,但近几年报道指出有第3种生理小种的出现[4-5]。由于长期以来种植品种单一,致使黑穗病感染加重,一些高感黑穗病品种如ROC22、柳城03-182等新植蔗发病率20%~30%,宿根蔗的发病率高达80%~90%,造成田间产量10%~30%的损失,发病严重蔗田损失可达50%以上,对我国经济造成不可忽视的影响[6]。
甘蔗梢腐病是一种全球性流行的真菌病害,由多种镰刀菌引起[7-12],广西蔗区主要病原菌为F. verticillioides,甘蔗梢腐病在甘蔗伸长期和拔节期最易感染,宿植蔗较新植蔗发病严重,梢腐病危害严重的可造成糖分降低40.8%~64.5%,产量降低40%~60%[13-14]。
甘蔗白条病是由白条黄单胞菌Xanthomonas albilineans(Ashby) Dowson引起的。2017年首次报道广西蔗区发生甘蔗白条病为害[15-16]。在广西北海、来宾和百色地区部分甘蔗品种(系)发生严重,高感品种桂糖46号和桂糖06-2081感病率达到18%~50%,甘蔗白条病的发生在广西蔗区有扩大趋势[3]。
螟虫在各个蔗区普遍发生,在甘蔗的整个生长过程中均可发生为害。广西蔗区为害较为严重的螟虫有二点螟、条螟、黄螟、白螟,各蔗螟1年内可发生多个世代。在苗期,螟虫蛀食生长点造成枯心苗,减少有效茎数,降低产量;在生长中后期,主要为害蔗茎,造成螟害节,增加甘蔗风折率[17]。田间多种螟虫混合发生,可造成产量损失5.3%~44.5%,糖分降低0.8%~5.6%。螟虫世代重叠,发生时间较长,也加重了对甘蔗生产造成的损失。
蔗根土天牛和蔗龟在广西各蔗区普遍发生,南宁、崇左蔗区为害非常严重,该类害虫主要蛀蚀蔗根、蔗蔸、种茎和内部组织,造成甘蔗易倒伏或整株枯死,严重影响甘蔗产量,给甘蔗产业造成经济损失[18-19]。
甘蔗木蠹蛾,在广西北部湾地区有加重发生的趋势,柳城、宁明等地蔗区也时有发生,发病蔗区由于蔗种调运频繁,加上气候异常,使得甘蔗木蠹蛾泛滥成灾。2010年7月对灵山蔗区3个镇中9个村的甘蔗木蠹蛾发生情况调查结果显示,武利林场竹山点虫害株率达48.04%,文利镇驿面村也高达40.48%,虫害株率最低的文利镇马达村也有15.72%,3个镇的甘蔗平均虫害株率达25.63%[20]。
白蚁已在广西多个蔗区有发生为害[21-22],不仅为害房屋建筑、水库堤坝等,也会蛀蚀甘蔗组织,受害甘蔗往往在内部形成纵向隧道,受害严重甚至内部几乎被蛀空,隧道周围的茎内组织也腐烂变红,为害广西蔗区的白蚁有9种,属于2科8属,优势种为黑翅土白蚁、小头钩白蚁、黄翅大白蚁和黄胸散白蚁等4种,据近几年调查结果显示,在崇左市和北海市蔗区受白蚁危害最严重,且各地的为害优势种不同[23]。
2019年1月,首次报道了草地贪夜蛾侵入中国云南省[24],同年4月开始草地贪夜蛾入侵广西取食为害玉米[25]。2019年5月10日,在广西武宣县甘蔗地中发现草地贪夜蛾取食为害。幼虫隐藏在未展开的叶片中,幼虫头部有倒“Y”型标志图案,腹部末节4个黑色斑点呈正方形排列,当受到惊扰时,会蜷缩,呈假死状态。经调查发现,每100株甘蔗上平均有28头幼虫,每株最多有2头幼虫,蔗株受害超过62.0%。草地贪夜蛾低龄幼虫取食叶肉和表皮,高龄幼虫取食叶子造成不规则空洞或缺刻,幼虫取食后在心叶卷曲部分留下许多虫粪。幼虫取食心叶后,甚至为害至甘蔗生长点,对甘蔗造成极大的为害[26]。
甘蔗线虫病与甘蔗病毒病、黑穗病、宿根矮化病等的发生有密切关系,线虫与这些病害共同侵染造成复合病害加重发病。甘蔗线虫种群数量随季节而波动,与月均温度、月均降水量及甘蔗生长状况等密切相关,气温25~29℃,月降水量128~150 mm是线虫发生数量高峰期,气温偏低或偏高,降雨量增多或减少都不利于线虫数量增长。
赤腐病菌会通过螟虫柱食的虫口侵入,导致蔗茎赤腐病的发生,甚至加重病害程度[27]。广西蔗区为害的螟虫种类多样且多种螟虫混合发生,1年内多个世代重叠,为害时期及生活习性不同,即甘蔗整个生长阶段皆可潜在受到赤腐病菌的威胁。
蔗田飞虱通常刺伤蔗株中下部或叶背吸食叶汁,成虫刺伤中脉进行产卵,其发生量与叶中脉赤腐病为害呈正相关。2012~2013年对广西14个地市主要甘蔗种植区的甘蔗病毒病害-高粱花叶病毒(SrMV)、甘蔗花叶病毒(SCMV)和甘蔗黄叶病毒(SCYLV)进行调查,结果显示大部分蔗区有复合感染其中2或3种病毒病害的发生[28],因病毒病害没有真菌、细菌等病害造成的损失及症状明显,没有得到足够的重视,由于甘蔗的无性种植,导致多种病毒在种质中不断积累,使得甘蔗的产量降低、糖分减少、品种退化[29]。
甘蔗对气候变化敏感,多种病虫害的发生与温度和天气紧密相关[30]。二点螟幼虫的成活率、入侵率和最后造成的枯心数与气温、降雨及甘蔗长势有关,孵化时雨水多、甘蔗苗生长健壮,入侵率就低,反之入侵率就高,造成的枯心数也多,在广西1年可发生5个重叠世代。条螟喜高温干燥,冬春季节气候温暖则发生期早,发蛾高。黄螟喜潮湿,多雨季节发生较多,高温干旱对其不利,在广西地区1年发生6~7个世代重叠。高粱舟蛾在甘蔗上危害发生较少,在广西1年可发生2代,7~8月间幼虫可在甘蔗上为害,一般高温多湿的环境有利于其发生,曾在广西龙州县逐卜乡祟德村大面积爆发[31]。蔗褐蓟马栖居于甘蔗包卷的心叶内锉吸蔗叶汁,使叶尖卷缩干枯呈黄褐色,严重影响甘蔗生长,20~25℃为生长和繁殖的适宜温度,温度高于28℃时生长发育受抑制,春夏干旱,甘蔗心叶展开慢,有利于该虫发生,该虫一般5~8月在甘蔗上发生为害。突背蔗龟成虫在土中栖息的深度与土壤温度湿度有一定的关系,当土温在30℃以下,土壤含水量为66.6%左右,其活动土层为3~6 cm,即在甘蔗种苗以上的土层活动;如土温较高而土壤较干燥时,则潜入较深土层中。每年成虫出现,为害时间与降水量有密切关系,常常在降雨后成虫才出土[5]。
梢腐病多发于高温高湿天气,广西一般在5~10月为盛发期,在干旱后遇水过多、重施肥料特别是氮肥情况下此病也常易发生[32]。甘蔗黄点病一般以7~9月为发病高峰期,气温高、降雨多、田间湿度大、植株遮蔽严重的蔗地尤其容易发病。在一定温度范围内,降水量常常是发生流行的决定因素,不同品种抗性差异明显,一般宿根蔗比新植蔗发病严重。温度是影响甘蔗赤腐病的最大因素,甘蔗在32℃生长良好,在15~20℃生长受阻,抗病能力下降,但赤腐病菌在15~20℃仍能正常生长,因此冬春植蔗发病严重,土壤湿度大或天气干旱,发病也重,螟虫为害严重,蔗茎赤腐病加剧发生[33]。黄锈病在温度为18~26℃时容易发生,此外天气湿度大、雨水天多也容易发生流行[34-35]。甘蔗褐条病是甘蔗的一般病害,对甘蔗生产不构成威胁,严重流行时,使大面积甘蔗受到为害,发病蔗株叶片早枯,植株矮小,对甘蔗生产造成一定的损失,一般在我国的台湾、广东、广西和海南等地均有零星发生,但2019年初广西天气多为连续阴雨天,阳光稀少,导致各地褐条病爆发。
2.1.1 植物检疫
严格执行检疫引种程序,加强交流学习,全面了解更新甘蔗主要病虫害检疫对象、检疫技术,同时宣传植物检疫法规,普及引种、调种携带有害生物的危险性,增强检疫意识,发动企业及群众积极主动参与到疫情防治中。防止危险性病、虫、杂草和其他有害生物传入本地造成危害,健全检疫管理制度,最终提升甘蔗产量品质,增强抗逆抗病性[36]。
2.1.2 各阶段做好监控调查,做好预警防控
防止病虫害的爆发,要坚持“预防为主、综合防治”的方针,完善监测预警体系,做到切实有效。各地植保部门要落实好调查工作,紧密联系当地甘蔗种植农户及糖厂企业等,随时走访调查,强化信息交流,并在各蔗区建立检测点,注意病虫害发生动态,结合本地天气状况及往年发病基数,预测病情发生程度。各地区要突出重点病情,及时做出预警。对可能发生的病情,要因地制宜,有针对性地开展防治工作,明确病虫害防治工作思路,组织蔗农企业进行宣讲培训,邀请技术人员进行实地指导,全面部署好防治工作[37]。
2.1.3 重大病虫害突发应急工作
为应对重大突发病虫害,最大限度地减轻甘蔗生产损失,需建立健全高效甘蔗重大病虫害灾情预警和快速反应机制,及时有效地控制和除治灾情。甘蔗重大病虫害灾情预警和快速反应机制的第1阶段为监测预警,将收集到的病虫害发生地点、种类、程度等信息上报后,及时通过公共服务平台发布预警;第2阶段为病虫害治理,需要各地提前做好应急预案,包括应急指挥部的快速组建、治理方案的制定及实施、应急经费及物资的调拨、社会治安的保障、履行职责情况监督小组等方面,做好部门分工与协作,明确职责;第3阶段为治理效果的评估与总结,对治理效果进行评估,确保病虫害得到控制,并对应急工作中的问题及不足做出总结,对病虫害爆发原因进行调查研究,做好后续防控工作,建立长效防控机制[38]。
2.2.1 农业防治
⑴实行轮作。甘蔗病虫的发生很大一部分原因是由于长期连作、种植品种单一、宿根种植,导致品种种性退化,抗性降低,病原菌、害虫也长期积累,病虫害发生率逐年升高。可与水稻、豆类、木薯、玉米等作物轮作1年以上,不仅可以减少甘蔗相关病虫害繁殖,也可增加土壤肥力,减少甘蔗根部有毒分泌物的累积。
⑵选育抗性品种。根据当地气候、土壤、种植条件等因素,针对本地常发病害,使用抗性品种是最经济有效的措施。有目的地进行作物育种,推广选育抗性品种。
⑶使用无毒种苗。可通过甘蔗种苗脱毒培育技术获得无病植株,经脱毒的甘蔗健康种苗,具有萌芽整齐、发株多、生长快等特点。
⑷加强栽培管理。充分了解各类病虫害发生条件,注意病虫害的发生情况,发现病株害虫及时拔出移除,进行销毁,病田不留宿根,减少病原。其次要合理负载,避免过密种植,使植株光照通风条件良好,促进植株健康生长,提高抗病能力。也要合理进行水肥栽培管理,注意过量施肥不仅影响甘蔗产量,而且造成一些病虫害发病率上升。
2.2.2 物理防治
甘蔗病虫害物理防治手段主要有:①温汤浸种。可在一定程度上杀死蔗种表面或内部潜在的病虫害,目前常用的方法有将蔗种在50℃的温水中浸泡2~3 h,或在52℃的温水中浸泡30 min,主要根据品种的耐热程度选择。②灯光诱杀。利用锯天牛、蔗龟、白蚁、螟虫等成虫的趋光性,使用频振灯、节能灯等进行诱捕,在成虫高发期诱杀效果显著。③粘虫板诱杀。针对叶面害虫可通过悬挂粘虫板粘附,有研究显示粘虫板的颜色、悬挂方向、粘着剂等都会对粘附效果有影响,诱捕甘蔗蚜虫和蓟马多使用黄色和蓝色粘虫板[39]。④机械法。在甘蔗收获后使用机械对蔗田进行深耕深松,加上人工拣除残枝落叶、越冬老熟幼虫及部分蛹,可有效破坏地下害虫生存坏境。除以上方法外,也有许多新兴技术应用在病虫害防治,如利用高能射线(r射线、X射线、α射线、中子流等)照射害虫使其不育、利用声波驱除害虫、在夜间利用光脉冲对害虫造成干扰使其滞育等[40]。
2.2.3 化学防治
目前甘蔗病虫害的防治方法主要为化学防治,具有见效快、选择性多、适用范围广等优势。蔗种在种植前使用石灰水、药剂等浸种,可提高蔗种萌发率,防治虫蚁咬食,消灭蔗种内携带多种的病菌。在甘蔗生长过程中,掌握甘蔗病虫害的最佳用药时期,适时用药,并根据发病种类及程度,合理选配药剂种类,达到一次用药兼治多种病虫害的效果,省工、省时、省成本。但农药的长期使用可能造成生物抗药性,药效降低,特别是防治草地贪夜蛾时要注意避免长期重复使用同一种农药。不合理使用农药也会使药物残留在土壤及空气中,造成环境污染,对人类及生物多样性构成威胁。
2.2.4 生物防治
生物防治是利用其它生物、生物制剂来抑制或消除有害生物的方法,如天敌、农用抗生素、生长调节剂、拮抗微生物等[41-42],因具有对环境无化学污染、自然资源丰富、选择性高、使用成本低廉、防治效果显著等优点,被认为是最有发展潜力的防治方法之一。在施药过程中要注意保护病虫害天敌,例如大突肩瓢虫、双带盘瓢虫、草蛉、食蚜虻都是甘蔗绵蚜天敌,可有效控制绵蚜的发生为害;螟虫为害则可利用古巴蝇、赤眼蜂进行防控。
广西蔗区一直遭受传统病虫害(黑穗病、梢腐病、螟虫、天牛等)的为害,同时受到新病虫害(白条病、草地贪夜蛾)的威胁,尽管在防治措施上已取得一定的成绩,但相关技术的创新力度、推广力度和培训力度不够,应不断加强甘蔗病害的基础性研究,并建立和完善甘蔗病虫防治服务体系,进一步加强健康种苗的推广应用,并强化专家下乡指导技术的高效性和专业性,培养农民科技带头人以起到旗帜引领作用。同时,加强现代科技的运用,推广机械化植保,降低防治成本,提高种植效益。