甘蔗赤腐病发生流行特点及防控对策

李婕，李文凤，张荣跃，单红丽，王晓燕，仓晓燕，罗志明，尹炯，黄应昆

（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，云南开远661699）

0 引言

甘蔗（Saccharum officinarum L.）是热带和亚热带地区的重要经济作物，主要用于生产蔗糖、乙醇、生物燃料和纤维相关制品[1-2]。全世界有一百多个国家种植甘蔗，中国现已发展成为继巴西、印度之后的第三大甘蔗生产国[3]。赤腐病是甘蔗上最严重的真菌病害之一，通常被称为甘蔗的“癌症”[4-5]，蔗茎受害后，病菌分泌蔗糖转化酶，使蔗汁重力纯度降低、蔗糖分减少，蔗种带病造成严重缺株[6]。近年来，由于甘蔗连作时间长、气候异常、高湿多雨及虫害危害重，为甘蔗赤腐病的发生流行提供了有利条件，部分蔗区突发甘蔗赤腐病，严重影响甘蔗的产量和品质。由于甘蔗赤腐病菌频繁变异，常造成抗病品种“丧失”抗性而成为感病品种，导致赤腐病流行，而且该病害单一防控措施防控效果不理想。为科学防控该病害，本文结合田间调查及国内外最新研究成果，较为系统地从甘蔗赤腐病的发生情况、症状、病原、侵染途径与发病条件等方面分析了甘蔗赤腐病的发生流行特点；并根据甘蔗生产实际，兼顾种植管理，提出科学有效的综合防控对策措施。

1 甘蔗赤腐病的发生情况

甘蔗赤腐病又名红腐病，可以侵染甘蔗的茎、叶、芽或根[7]，以为害蔗茎（即蔗茎赤腐病）和叶片中脉（即中脉赤腐病）为主，在甘蔗整个生长期都能发生为害，严重危害时可导致甘蔗减产29.1%，以及蔗糖分损失30.8%以上[8]。甘蔗赤腐病最早于1893年发生于印度尼西亚爪哇[9]，该病分布广泛，全球已有68个甘蔗种植国报道了该病害[10]，其中对澳大利亚、孟加拉国、巴基斯坦、美国、泰国、印度和中国等多个国家的甘蔗为害严重[11-13]，尤其在印度目前已成为该国家甘蔗生产的主要制约因素[11]，该病害在我国的广东、贵州、海南、湖南、湖北、广西、云南等省蔗区均有报道[14-19]。2018年云南省农业科学院甘蔗研究所、糖料产业技术体系植保岗位科学家团队在开展甘蔗病虫害调查过程中发现云南石屏多片蔗区主栽品种ROC 1发生蔗头赤腐病，为害严重，甘蔗成片枯死；临沧和孟连蔗区粤糖93-159和ROC 22发生蔗茎赤腐病，大片甘蔗髓部中空导致甘蔗腐败干枯。其中，石屏蔗区发病地块低洼积水，孟连蔗区存在外来新虫种条螟和白螟、梢腐病、蔗茎赤腐病和褐条病5种病虫混合并发，暴发危害成灾，甘蔗减产减糖严重。

2 甘蔗赤腐病症状及病原

2.1 甘蔗赤腐病症状

为害蔗叶中脉，初生红色小斑点，进而沿中脉上下扩展成与叶脉平行的纺锤形或长条形红褐色条斑，最长可贯穿全叶，条斑外围具明显的浅色晕圈；后期条斑中央变为草黄色至枯白色，周围呈深红色（图1 a），病部后期破裂，叶片常因此而折断[6]。中脉赤腐病为害相对较小，但是可为蔗茎为害提供侵染源。该病害最具破坏性的阶段是在病原菌侵染蔗茎时，侵染初期外部症状不明显，但受害蔗茎内部组织变红并上下扩展，可贯穿几个节间，变色部分常夹杂圆形或长圆形的白色斑块，侵染后期病茎表皮皱缩、无光泽、有明显的红色斑痕，髓部中空，充满灰白色菌丝，蔗茎内部组织严重受损并腐败干枯，蔗头受害导致上部叶片失水凋萎，严重时整株枯死（图1 b～g）。宿根蔗桩感病害易引起腐烂，影响萌发，发病严重时常使甘蔗生长不齐和严重缺株，有效茎数减少，造成减产。若蔗种带病则常使蔗芽不能萌发造成严重缺株[6]。

图1 甘蔗赤腐病症状Fig.1 The sym ptom s of sugarcane red rot

2.2 甘蔗赤腐病病原

甘蔗赤腐病病原菌为真菌门 （Eumycota），无性阶段为半知菌亚门 （Deuteromycotina），腔孢纲（Coelomycetes），黑盘孢目（Melanconiales），黑盘孢科（Melanconiaceae），刺盘孢属（Colletotrichum）的镰形刺盘孢（Colletotrichum falcatum Went）；有性阶段为子囊菌门（Ascomycota），小丛壳属（Glomerella）的图库曼囊孢壳（Physalospora tucumanensis Speg）[6]。赤腐病菌菌丝初为白色，分生孢子近镰刀形，单孢，色浅，无隔膜，内含粒状物及油点，常具1个大液泡，分生孢子密集时呈粉红色或橙红色（图2），该菌在燕麦片和Richards培养基生长最好，菌丝生长最适温度为25℃～30℃；适宜pH 6～8；而光照条件对病原菌的生长影响并不明显；分生孢子致死温度为60℃10min[20]。其最适碳源是D-木糖，氮源是硝酸钠[6]。

图2 甘蔗赤腐病菌形态特征Fig.2 M orphological characteristics of Colletotrichum falcatum

3 甘蔗赤腐病的侵染途径与发病条件

3.1 甘蔗赤腐病的侵染途径

病菌主要通过伤口如螟害孔、生长裂缝和机械伤口等侵入叶片和茎内组织，蔗茎上的螟虫蛀孔是病菌孢子主要的侵入通道，所以螟害严重的地方蔗茎赤腐病也发生严重[6，21]。病菌以菌丝、分生孢子和厚垣孢子在蔗种、病株和土壤里越冬[6]，条件适宜时产生孢子经风雨传至蔗株表面，孢子萌发后从甘蔗表皮直接侵入或从芽、叶痕、蔗茎、叶片中脉上的机械伤处侵入为害，引发初侵染，蔗种内携带的菌丝体则可直接蔓延侵入萌芽生长的蔗株引发初侵染[21]，病叶上病菌的分生孢子或厚坦孢子借风雨、昆虫等传播进行重复侵染[6]。受害严重的蔗茎、蔗株水分导管受阻，蔗叶干枯，生长停止，甚至整株死亡[21]。

3.2 甘蔗赤腐病的发病条件

甘蔗赤腐病的发生流行与气候、基因型、致病菌株及发病时间等多种因素有关。幼苗发病与蔗种带菌有直接关系[6]。该病害受气候条件影响较大，雨水多的季节易发病，且与甘蔗品种的感病性及螟虫的发生数量关系密切，螟害重的蔗田赤腐病也发病严重[21]。冬春植蔗下种后常因低温阴雨发芽慢，抗病力弱和湿度大诱发此病而造成缺株；土壤过湿过酸也有利于该病害发生[6]。平均温度29.4℃～31℃最适合该病害发展[22-23]，pH 5～6[24]，生长初期干旱[25]，湿度大（90%），土壤积水，杂草多，连续种植同一品种，周围环境存在易感品种[5]等都有利于甘蔗赤腐病的发生。

4 甘蔗赤腐病的防控对策

由于甘蔗赤腐病菌频繁变异，且在田间条件下难于诊断种苗中休眠的赤腐病菌，加上赤腐病菌致死温度较高等众多因素，单一防控方法并不能有效控制其发生、危害，应以多种方法进行综合协调防控，首先以选种抗病品种为主，其次结合农业防治、化学防治、生物防治等方法进行综合防控。

4.1 选种抗病品种

抗病品种的使用是防治甘蔗赤腐最有效、持久和经济的方法[26]。迄今为止，除了利用抗病品种进行栽培外，还没有有效和完善的防控方法，由于该病害的严重性，抗赤腐病育种在甘蔗改良中显得非常重要[27]。结合高产和改良品质性状，通过常规育种选育抗赤腐病基因型需要很长时间。不过，经多年田间调查发现，Co290、ROC1、ROC22、ROC16、台糖 89-1626、粤糖 93-159、粤糖 00-236、桂糖 15 号易感病[6，16-17]；粤糖86-368、粤糖55号、桂糖02-901、桂糖29号、桂糖31号、云蔗99-91、云蔗99-596、云蔗01-1413、云蔗03-194、云蔗05-49、云蔗05-51、福农91-21、福农15号、福农 38号、福农39号、闽糖69-421、柳城 05-136等相对抗病[6]。Kumar等[28]发现品种割手密SES 594、热带种Baragua和Bo 91对所有赤腐病菌株都表现抗病；印度的CoS 8247、Co09022、CoS96275、CoPb10211、UP9530、Co93009、Co94008、Co94004 抗病[29-31]，Viswanathan[32]研究发现品种Bo91、CoS8436、Co98010对印度新致病菌株（Cf94012）仍表现出抗病，是很好的抗病资源，而有些抗病品种如Co94008、Co99006、Co0238等对新致病型菌株则表现为中感或易感。

4.2 农业防治

（1）建立三级脱毒种苗圃，使用健康无毒种苗；（2）赤腐病菌主要在蔗种、病株和土壤里越冬，此类病残体的多少直接影响来年赤腐病的发生程度，因此要注意及时清除侵染源，保持田园卫生，甘蔗收获后及时把田间病株残叶清除销毁[6]；（3）加强田间管理，并及时消灭蔗螟等害虫和防除田间杂草，促进蔗苗生长健壮，增强抗病能力[6，9]；（4）冬植、早春植蔗采用地膜覆盖，促进萌芽，避过病菌的侵袭[6]；（5）实行轮作，适当减少宿根年限[5]；（6）防止蔗田积水；（7）加强检疫，禁止带病种苗向无病蔗区运送。

4.3 化学防治

通过育种培育出高产、含糖量高且抗病特别是抗赤腐病的新品种需要8～10年时间[33-34]，且品种易因病原菌小种变异而丧失抗性等原因，化学杀菌剂仍是当前防治甘蔗赤腐病的一种行之有效的方法[35]。虽然过去已有不少药剂被用来控制该病害，但在大田发病后喷药效果不理想[36]。不过，实践证明，在甘蔗种植前选用合适的药剂对种苗进行消毒，是减少该病发生的有效途径之一[37]。

可用1%硫酸铜液浸种2 h；50%苯菌灵可湿性粉剂、75%百菌清可湿性粉剂1 000～1 500倍液加温至52℃浸种20～30min进行种苗消毒[6]。500mg/L甲基托布津+肟菌酯·戊唑醇处理种苗对甘蔗存活及提高产量效果显著，与单独使用甲基托布津1 000mg/L具有同等的效果，但在1 000mg/L浓度下肟菌酯·戊唑醇会影响发芽，并在早期阶段减缓甘蔗生长并产生药害[38]。对甘蔗赤腐病试验效果较好的杀菌剂见表1。

表1 试验效果较好的杀菌剂Table 1 Prom ising fungicides and their concentration and effects

4.4 生物防治

长期使用化学杀菌剂易使病原菌产生抗性，且容易造成农药残留、环境污染等问题；在各种防治措施中，生物防治是一种可持续的有效防控方法。随着农业耕作模式的改变，以及全球性气候复杂多变，我国甘蔗病虫害种群结构及灾变规律都出现了新变化，生物防控具有安全、有效、无残留等优点。目前，甘蔗赤腐病生物防治取得了一定的效果，有很多关于生防菌防治甘蔗赤腐病的报道（见表2），其中研究较多且防治效果较好的生防菌有木霉（Tichoderma spp.）、假单胞菌（Pseudomonas spp.）和芽孢杆菌（Bacillus spp.）。

表2 已报道的甘蔗赤腐病生防菌Table 2 Biocontrol agents reported for sugarcane red rot

4.4.1 木霉（Tichoderma spp.）

木霉菌是一类普遍存在的重要生防真菌，它可通过重寄生作用、抗生作用和营养物质的竞争进行直接对抗或间接诱导植物的系统抗性而抑制其目标病原菌[58-59]。在甘蔗种植前，用2.5%的哈茨木霉菌T.harzianum（Th 38）培养滤液浸种处理蔗种15 min，并在开沟土壤施用20 kg/hm2的木霉混合培养物（106分生孢子/mL孢子悬浮液，2.5%的木霉菌培养滤液），可以保护75%的甘蔗免受赤腐病再侵染，还可改善甘蔗生长、提高出芽并增产 15～20 t/hm2[60]。

4.4.2 假单胞菌（Pseudomonas spp.）

土壤施用假单胞菌可诱导宿主防御机制，显著提高宿主抵御病原菌能力，并提高甘蔗产量和糖产量[61]。种苗处理：2.5×108CFU/g至3×108CFU/g的假单胞菌按20 g/L的比例兑水备用，种苗浸种1 h后置于田间过夜孵育18 h后种植；土壤施用：于种植甘蔗2个月和4个月时各施用一次，按25 kg/hm2施用假单胞菌，最好与250 kg的堆肥混合施于甘蔗基部并覆土。一般而言，假单胞菌处理可使甘蔗赤腐病发病率降低50%，大大抑制该病的发生发展，还能显著提高甘蔗出苗率、产量及蔗汁品质[62]。

4.4.3 芽孢杆菌（Bacillus spp.）

芽孢杆菌是有效的生物防治剂，通过产生广谱脂肽抗生素、胞外酶和铁载体来抑制植物病原真菌[63-64]。表面活性肽（surfactin）、伊枯草菌素（iturin）和泛革素（fengycin）家族的环脂肽是芽孢杆菌产生的重要代谢产物之一，他们参与病害控制已被广泛报道[65]。在种植甘蔗4个月和5个月时，在甘蔗根部土壤各施用一次5mL的浓度为1×108CFU/mL的芽孢杆菌，可有效降低甘蔗赤腐病发病率[66]。

5 小结与讨论

由于长期以来甘蔗赤腐病是我国蔗区一种次要病害，对其研究较少，但近年蔗茎赤腐病局部发生严重，缺少准确的诊断与有效的防治技术，经济损失较重[67]。单一的防治方法并不能有效减轻甘蔗赤腐病造成的损失，该病害防控仍是一个国际性难题，防控研究任重而道远。选用抗病品种，合理应用农业、化学、生物、物理和其他有效技术相结合是综合防治甘蔗赤腐病的措施[9]，目前甘蔗赤腐病的防治取得了一定成效，面对甘蔗“癌症”应采取“预防为主，综合防治”的植保方针，对甘蔗赤腐病进行综合防控，主要以利用抗病品种为主，并用木霉菌、假单胞菌、芽孢杆菌等生物防治剂对蔗种及土壤处理进行防控，关键时期及时施药，同时应加强田间管理，有效控制病害大面积发生流行、减轻危害损失。今后需深入研究赤腐病菌致病机理、成灾规律，并有针对性地设计相应的防控措施，减少杀菌剂的使用，结合多种绿色防治手段进行综合绿色防控，不断优化和完善甘蔗赤腐病综合防治技术体系，实现甘蔗赤腐病的可持续控制。同时，加强对蔗农的科技培训服务，让蔗农充分了解甘蔗赤腐病发生流行特点及防治方法，做到早发现早治疗，防止病情传播蔓延。