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    種傳甘蔗病害流行特點及防控對策

    2010-02-09 11:22:18王曉燕李文鳳黃應昆王明強盧文潔羅志明
    中國糖料 2010年2期

    王曉燕,李文鳳,黃應昆,王明強,盧文潔,羅志明

    (云南省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室,開遠661600)

    甘蔗是我國最重要的糖料作物,其產(chǎn)糖量占全國總產(chǎn)糖量的85%以上,在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟收入中占有重要的位置和作用。甘蔗作為用蔗莖腋芽進行無性繁殖的作物,甘蔗種苗是傳播甘蔗病害的主要媒介。據(jù)報道,目前世界上已發(fā)現(xiàn)的甘蔗病害有120種以上,其中許多重要的病害都是通過種苗傳播的,如真菌病害中的黑穗病、霜霉病等,細菌病害中的宿根矮化病、白條病等,以及幾乎所有病毒病等都是通過種苗傳播的。尤其近幾年,引種頻繁、蔗區(qū)間相互調(diào)種,使得一些危險性種傳甘蔗病害(宿根矮化病RSD、花葉病mosaic、黑穗病smut等)隨種苗在蔗區(qū)間相互傳播蔓延,發(fā)生更普遍,危害更嚴重,嚴重影響甘蔗產(chǎn)量、品質(zhì)和宿根年限,給我國的甘蔗安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患[1-5]。為科學防控危險性病害隨種苗傳播蔓延,增強減災防災能力,確保甘蔗品種質(zhì)量和甘蔗生產(chǎn)安全,本文結(jié)合田間調(diào)查對近年來甘蔗生產(chǎn)上最具威脅性的幾種常見種傳甘蔗病害的發(fā)生為害、流行特點進行了分析,并提出了相應的防控對策。

    1 常見種傳甘蔗病害發(fā)生危害及流行特點

    1.1 甘蔗宿根矮化病

    甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)是普遍存在于所有植蔗地區(qū)的一種世界性的重要病害。自1944~1945年在澳大利亞昆士蘭首次發(fā)現(xiàn)以來,已有美國、南非、毛里求斯、印度、巴西等47個國家和地區(qū)報道了該病的發(fā)生,遍布世界各蔗區(qū)[5-11]。我國臺灣于1954年最先報道此病的發(fā)生,在大陸1986年確診存在甘蔗RSD,之后廣東、福建、廣西、云南曾對蔗區(qū)進行普查,結(jié)果表明均存在甘蔗RSD[11~14]。2004~2008年云南省農(nóng)科院甘蔗所先后對云南紅河、開遠、新平、彌勒等蔗區(qū)和廣西博慶食品公司所屬蔗區(qū)進行田間采樣檢測,蔗株平均感染率為69.05%,干旱缺水時感病率可達100%[14]。這一病害在干旱地區(qū)和種植感病品種的蔗區(qū)所造成的損失尤其重要,蔗株染病后變矮,蔗莖變細,生長遲滯,宿根發(fā)株少,病害造成損失的程度隨宿根年數(shù)的增加而加重,一般減產(chǎn)10%~30%,干旱缺水時可達60%以上,還可導致品種退化[15-17]。由于RSD無明顯的外部和內(nèi)部癥狀,病原菌難以分離、培養(yǎng),傳統(tǒng)診斷方法極其困難,導致病害任意傳播、擴展蔓延,對甘蔗生產(chǎn)危害極大。

    此病由一種棒桿菌屬細菌(Clavibacter xyli subsp.xyli)寄生于蔗株的維管束中引起,主要通過帶病蔗種和收獲工具如蔗刀等傳播蔓延。初次侵染源主要是帶菌的蔗種,病源細菌可以較長時期地存活在作種苗的蔗莖中或宿根蔗頭中,在下一個生長周期開始時帶菌的種苗或蔗頭便長出帶菌的植株。切割過帶病蔗株的蔗刀或收獲機在收獲健康蔗或斬蔗種時,即將病源細菌傳播到健康蔗株或蔗種上,且傳播性極強。病蔗的蔗汁稀釋至10000倍仍具有傳染力,蔗汁在室內(nèi)放置14d才失去傳染作用,蔗刀受污染后放在陰暗處7d仍有傳染力[18-19]。

    1.2 甘蔗花葉病

    甘蔗花葉病(mosaic disease)是一種重要的世界性甘蔗病害,1892年Musschenbroek在爪哇首次記述了甘蔗花葉病,當時稱之為“黃條病”,1920年Brandes在美國路州發(fā)現(xiàn)黍蚜(Rhopalosiphum maidis Fitch)能傳播此病,并確認該病為一種傳播性的病毒病,至今全世界各大蔗區(qū)普遍發(fā)生,并成為幾大蔗區(qū)的重要病害之一。該病害曾在阿根廷、波多黎各、路易斯安那、古巴等國家或地區(qū)嚴重流行,最終危及制糖工業(yè)[1,20-21]。在大陸蔗區(qū),由于蔗區(qū)生態(tài)的多樣化和復雜化、立體氣候及種植制度等原因,尤其近幾年,頻繁大量從境外引種、蔗區(qū)間相互調(diào)種,導致甘蔗花葉病已成為我國蔗區(qū)發(fā)生最普遍、危害最嚴重的病害之一[22-24]。福建、云南、廣西、廣東、海南、浙江等主產(chǎn)蔗區(qū)均有分布,其對甘蔗產(chǎn)量的影響各地不同,損失在5%~40%之間。大田研究表明:當病毒的侵染率達75%時,甘蔗的產(chǎn)量降低5%~20%,而且蔗汁中還原糖增加,降低蔗糖的結(jié)晶率。據(jù)調(diào)查,華南各地尤其是云南、廣西旱地甘蔗花葉病的發(fā)病株率達到30%以上;感病品種,嚴重田塊發(fā)病率高達100%,產(chǎn)量損失30%~40%,病株節(jié)間變短,品質(zhì)變差,嚴重影響商品價值,每年造成數(shù)以億計的經(jīng)濟損失[22-25]。

    甘蔗花葉病是由一類病毒侵染引起。目前,非洲、美洲和澳大利亞的研究表明,主要是SCMV和SrMV兩種病毒,且包括多種株系[26-27]。中國,陳炯等鑒定出浙江的甘蔗花葉病害由SrMV和SCMV引起,李利君等的研究也表明福建甘蔗花葉病病原是SrMV;廣東、廣西、海南的甘蔗花葉病病原則以SCMV為主[28-30];云南最近研究以SrMV為主[31]。本病主要靠帶病蔗種和蚜蟲來傳播。初次侵染源主要是帶病的蔗種,帶病種蔗的調(diào)運有助于本病遠距離傳播;蚜蟲是甘蔗花葉病自然傳播的媒介,蚜蟲取食帶病蔗株后轉(zhuǎn)移到無病蔗株就會傳播;收砍、耕作刀具未經(jīng)消毒處理,交叉重復使用,有利于病毒交叉重復侵染[1,3-5]。

    1.3 甘蔗黑穗病

    甘蔗黑穗?。╯ugarcane smut)是一種世界性的重要病害。該病最初于1877年前后在納塔爾栽培甘蔗的早期發(fā)現(xiàn),此后,在東半球的甘蔗產(chǎn)區(qū)(包括中國)逐漸流行,直到1940年在阿根廷的Tucuman發(fā)現(xiàn)之前,只局限于東半球,而20世紀7O年代仍只局限在南非,迄今已遍布世界各甘蔗種植區(qū),并成為幾大蔗區(qū)的重要病害之一,導致較大的經(jīng)濟損失。該病曾在阿根廷、印度、巴西、津巴布韋、路易斯安那、古巴、菲律賓等國家或地區(qū)嚴重流行,從而危及制糖工業(yè)[1,32-34]。我國臺灣省已曾發(fā)生過幾次大流行。近年來,在我國福建、云南、廣東、廣西、四川和浙江等主產(chǎn)蔗區(qū)普遍發(fā)生,并呈日趨加重之態(tài)勢,特別在旱地甘蔗及宿根蔗地上更為嚴重。黑穗病發(fā)生的輕重與甘蔗品種的抗病性和感病性有密切的關系,抗病性較強的品種發(fā)病率低于10%,感病的品種發(fā)病率可高達50%以上,嚴重的甚至高達80%~90%,造成巨大的經(jīng)濟損失[4,35-36]。

    甘蔗黑穗病由甘蔗鞭黑粉菌(Ustilago scitaminea Sydow)引起。本病原菌致病性和生理小種分化現(xiàn)象普遍存在,到現(xiàn)在為止已有幾個國家(地區(qū))報導了生理小種的分化。帶病蔗種是遠距離傳播的主要來源;在病區(qū)初次侵染的來源也是帶菌的蔗種;感病的宿根蔗、帶菌的土壤和田間感病雜草也可能是一些地區(qū)的菌種來源[1,3-5]。

    1.4 甘蔗黃葉病

    甘蔗黃葉病又稱甘蔗黃葉綜合癥(sugarcane yellow leaf syndrome,SYLS),是一種新發(fā)生的全球性流行病害。自1989年在美國夏威夷發(fā)現(xiàn)以來,已經(jīng)陸續(xù)在全球30多個國家和地區(qū)出現(xiàn)并不斷蔓延擴大,成為嚴重危害甘蔗生長的世界性甘蔗病害。近年來我國廣西、廣東、云南等主要蔗區(qū)種植的品種也有類似SYLS病癥。2002年,廣西區(qū)大面積出現(xiàn)甘蔗黃葉綜合癥類似癥狀。華南地區(qū)果蔗和糖蔗均已受到ScYLV的侵染,大多田塊病株零星分布,病株率0.5%~10%,但少數(shù)田塊病株率超過80%。該病的發(fā)生導致甘蔗產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣和種性退化,甘蔗減產(chǎn)10%~20%、糖產(chǎn)量減少5%~15%,嚴重時甘蔗產(chǎn)量減產(chǎn)高達40%~60%[5,37-41]。由于CP品種是我國大陸甘蔗育種的主要雜交親本,而CP系列的甘蔗品種對黃葉病具有較高的感病性,其后代已表現(xiàn)易感現(xiàn)象。因此,甘蔗黃葉病是我國甘蔗生產(chǎn)潛在的危害性病害。

    甘蔗黃葉病的病原是甘蔗黃葉病毒(sugarcane yellow leaf virus,ScYLV)。病原可由帶毒種莖或種苗做為初侵染源,田間經(jīng)蚜蟲傳播進行再侵染,但不能通過機械摩擦傳播;該病毒除侵染甘蔗外,人工蚜蟲接種還可以侵染玉米、水稻、高粱、大麥、小麥、燕麥等[5,41]。

    1.5 甘蔗桿狀病毒病

    甘蔗桿狀病毒(sugarcane bacilliform virus,SCBV)1985年首先報道發(fā)生于古巴[42],并且首次由Lockhart和Autrey自Mex57-473品種上提純到這種病毒。至今,在世界上多個甘蔗種植區(qū)如澳大利亞、馬達加斯加、馬拉維、毛里求斯、南美洲、美國、馬德里、摩洛哥、留尼汪、巴布亞新幾內(nèi)亞等國,以及我國臺灣等均已發(fā)現(xiàn)有SCBV,并造成部分品種產(chǎn)量下降[43-46]。2003年、2004年廣東田間調(diào)查,發(fā)現(xiàn)部分品種植株葉部有斑點、斑駁等癥狀,PCR檢測和擴增產(chǎn)物核苷酸序列分析表明,病株樣品中存在SCBV,這是SCBV在我國首次報道。2005年8月,在廣西通過對表現(xiàn)斑點或斑駁癥狀疑似蔗株進行研究表明,該病毒與已報道的SCBV有較高的同源性[46]。2008年9月從云南開遠國家甘蔗種質(zhì)資源圃及開遠、彌勒良種繁育基地采集葉部表現(xiàn)典型班駁或腿綠斑塊癥狀疑似病株進行病原PCR檢測和甘蔗品質(zhì)檢測。結(jié)果表明SCBV已隨引種傳入云南蔗區(qū),甘蔗感染SCBV后,蔗汁糖分平均下降1.55%、蔗汁錘度平均降低1.23оBx;重力純度平均下降2.22%;而甘蔗纖維分和蔗汁還原糖分則分別增加1.65%、0.21%;甘蔗平均單莖重減少0.21kg。

    SCBV屬于桿狀DNA病毒屬(Badnavirus),其基因為7.6kb大小的雙鏈環(huán)狀DNA[47],主要傳播介體是甘蔗糖粉蚧(Saccharicoccus sacchari),還可以通過無性繁殖材料(種質(zhì))傳播,但很難通過機械傳播[44-45]。由于病毒經(jīng)種莖傳帶,隨著種莖的遠距離調(diào)運及種質(zhì)資源在全球范圍內(nèi)的頻繁交換,病毒隨之擴散的可能性非常大。

    2 防控對策

    2.1 加強引種檢疫,嚴防病毒病原隨種苗遠距離傳播

    檢疫是病蟲害防治中的一個重要環(huán)節(jié),檢疫的目的是防止危險性病蟲害從病區(qū)向無病區(qū)傳播。種傳甘蔗病害主要以帶病蔗種作遠距離傳播,隨著蔗糖生產(chǎn)的發(fā)展,各地迫切希望引進適宜的品種繁殖推廣,蔗區(qū)間相互引種頻繁,如不注意引種檢疫,勢必造成病毒病原隨種苗遠距離傳播,加速擴散蔓延。因此,蔗區(qū)間相互引種、調(diào)種,必須加強引種檢疫。首先,掌握蔗區(qū)病害,應盡量避免從發(fā)病區(qū)引種,從發(fā)病區(qū)引種應選擇不發(fā)病田塊;其次,引進的蔗種應集中繁殖,并加強對病害的監(jiān)測,一旦發(fā)現(xiàn)病害及時銷毀,控制其傳播;最后,認真清除砍種留下的殘留物并集中燒毀,同時對砍好的蔗種進行浸種消毒處理,以免病害擴散蔓延。只有這樣,才能有效地阻止危險性病害隨著蔗種的引進而傳播,確保蔗區(qū)生產(chǎn)的安全。

    2.2 培育和利用抗病品種

    國內(nèi)外的研究表明,防治甘蔗病害最為經(jīng)濟有效的措施就是選種抗病品種。國外象澳大利亞、印度、古巴、美國、巴西等都曾發(fā)生過甘蔗病害大流行,并給甘蔗生產(chǎn)造成了嚴重損失。后來都是通過加強抗病育種工作,培育和選種抗病品種,甘蔗病害才得到了有效控制。目前,我國蔗區(qū)甘蔗病害發(fā)生越來越普遍,危害損失越來越嚴重。要解決這一問題,最有效的途徑就是要加強抗病蟲育種工作,不斷培育和篩選出能抗蔗區(qū)重要病害的新品種,供蔗農(nóng)種植;另外,在現(xiàn)有的栽種品種中調(diào)查各品種的發(fā)病情況,了解各品種的抗病能力,考慮淘汰感病品種,做到品種合理布局;同時,開展對甘蔗種質(zhì)資源抗病性鑒定,大力發(fā)掘利用抗病資源,做好中間材料培育,合理搭配親本組合,選育出具有較穩(wěn)定的抗病新品種,供生產(chǎn)上推廣應用,這樣才能從根本上控制蔗區(qū)病害的發(fā)生流行。

    2.3 脫毒健康種苗的生產(chǎn)及利用

    甘蔗作為用蔗莖腋芽進行無性繁殖的作物,由于多年反復種植,極易受到種苗傳播病原的反復侵染(如花葉病、宿根矮化病和黑穗病等),造成產(chǎn)量和品質(zhì)下降,從而導致宿根年限的縮短以及種性的退化。防止由種苗帶病傳播的病害,最有效的措施是繁殖、生產(chǎn)和推廣無病健康種苗。國外許多蔗糖生產(chǎn)國和地區(qū)都把建立甘蔗專用種苗圃,種植健康、無病、無混雜種苗,作為提高甘蔗產(chǎn)量和糖分的一項重要舉措。例如美國路州從20世紀60年代起便研究使用甘蔗專用種苗圃。首先使用熱蒸汽消毒種苗,防治花葉病、宿根矮化病、黑穗病等危害,隨后又轉(zhuǎn)用效果更好的熱水浸種消毒,近年又推廣使用熱水浸種消毒結(jié)合組織培養(yǎng)脫毒技術來獲得和培育無病原種,再用原種材料繁殖建立起供應生產(chǎn)專用的苗圃。通過長期不懈地使用健康無病甘蔗種苗,路州甘蔗生產(chǎn)擺脫了花葉病、宿根矮化病、黑穗病對甘蔗產(chǎn)量和糖分造成嚴重損失的困擾,為整個地區(qū)甘蔗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。巴西、古巴、澳大利亞、南非和菲律賓等國家十分重視脫毒健康種苗的研究、生產(chǎn)和推廣,每個糖廠均建有自己的健康種苗生產(chǎn)基地,80%以上的蔗區(qū)使用健康種苗。

    我國甘蔗生產(chǎn)對種苗的質(zhì)量要求相對較低,生產(chǎn)上,農(nóng)民歷來都是自留種苗種植,沒有經(jīng)過嚴格的質(zhì)量把關,種苗帶病問題十分突出,使得一些危險性病害隨種苗在蔗區(qū)間相互傳播蔓延,給我國的甘蔗安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患。要杜絕危險性病害隨種苗傳播蔓延,最有效的措施是采用無病蟲種苗,而無病蟲種苗的來源,最好是建立無病蟲苗圃——三級苗圃制。

    (1)一級苗圃:這是三級苗圃制中最重要的苗圃。蔗種選擇外觀健康的蔗株,再用50℃熱水浸種2~3h后種植。一級苗圃需嚴格保護以免受病蟲害侵染,其管理要求由經(jīng)過培訓的技術人員擔任。一旦發(fā)現(xiàn)染病蔗株,應立即拔除以防止再次侵染。(2)二級苗圃:第二年大量繁殖一級苗圃收獲的蔗種。蔗種無需再進行熱處理,但必須加強田間管理和嚴格的保護,定期檢查病蟲害發(fā)生情況。(3)三級苗圃:第三年再行繁殖二級苗圃收獲的蔗種。不需熱處理,但必須定期檢查病蟲害。三級苗圃收獲的蔗種即為無病蟲種苗,可提供蔗農(nóng)種植。

    2.4 其他防控措施

    加強預警監(jiān)測,適時掌握病情動態(tài);選用無病種苗,從無病區(qū)或無病蔗田中留種;及時拔除病株、減少病毒源;及時防蟲除草,消除轉(zhuǎn)換寄主和傳播本病的昆蟲;及時施肥培土、合理施肥,增施有機肥、適當多施磷、鉀肥,避免重施氮肥,促使蔗苗生長健壯,早生快發(fā)、增強蔗株抗病和耐病能力;重病田不留宿根、不連作,避免蔗田中套種或在蔗田附近種植玉米、高粱一類的作物,加強與水稻、大豆、甘薯、花生等非感病作物輪作,減少病毒源,改良土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,有利于甘蔗正常生長,從而增強其抗病能力。

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