棉花黃萎病

棉花黃萎病

棉花黃萎病是由棉花黃萎病病原菌(黑白輪枝菌和大麗輪枝菌)引起、發生在棉花的病害。棉花在幼苗期幾乎不會出現、整個生育期都可能發作的真菌病害,主要為害棉花的莖、枝、葉。一般在3~5片真葉期開始顯症,生長中後期棉花現蕾后田間大量發病,容易導致整個植株枯死或萎蔫。在中國只存在大麗輪枝菌。

棉花黃萎病在世界各主要產棉國均有分佈;中國主要植棉區均有發生,北方棉區重於長江流域棉區。棉花黃萎病是棉花“第一大病害”,傳播途徑廣泛,棉籽、病株殘體、土壤、肥水、農具等多種媒介都可傳播。危害嚴重,輕者葉片失綠變黃,蕾鈴脫落嚴重減產,重者整株成片死亡,絕產絕收。因該病不易控制,被稱作棉花的“癌症”。 

棉花黃萎病的防治需牢固樹立“公共植物保護,綠色植物保護”的新理念,貫徹“預防第一,全面預防”的方針。堅持無污染原則的預防和控制,主要是通過農業和物理控制,輔之以化學控制。

病害癥狀


整個生育期均可發病。自然條件下幼苗發病少或很少出現癥狀。一般在3~5片真葉期開始顯症,生長中後期棉花現蕾后田間大量發病,初在植株下部葉片上的葉緣和葉脈間出現淺黃色斑塊,后逐漸擴展,葉色失綠變淺,主脈及其四周仍保持綠色,病葉出現掌狀斑駁,葉肉變厚,葉緣向下捲曲,葉片由下而上逐漸脫落,僅剩頂部少數小葉,蕾鈴稀少,棉鈴提前開裂,後期病株基部生出細小新枝。縱剖病莖,木質部上產生淺褐色變色條紋。夏季暴雨後出現急性型萎蔫癥狀,棉株突然萎垂,葉片大量脫落,發病嚴重地塊慘不忍睹,造成嚴重減產。由於病菌致病力強弱不同,癥狀表現亦不同。
根據病症的不同,可以劃分為:
落葉型:該菌系致病力強。病株葉片葉脈間或葉緣處突然出現褪綠萎蔫狀,病葉由淺黃色迅速變為黃褐色,病株主莖頂梢側枝頂端變褐枯死,病鈴、苞葉變褐乾枯,蕾、花、鈴大量脫落,僅經10天左右病株成為光稈,縱剖病莖維管束變成黃褐色,嚴重的延續到植株頂部。
枯斑型:葉片癥狀為局部枯斑或掌狀枯斑,枯死後脫落,為中等致病力菌系所致。
黃斑型:病菌致病力較弱,葉片出現黃色斑塊,后擴展為掌狀黃條斑,葉片不脫落。在久旱高溫之後,遇暴雨或大水漫灌,葉部尚未出現癥狀,植株就突然萎蔫,葉片迅速脫落,棉株成為光稈,剖開病莖可見維管束變成淡褐色,這是黃萎病的急性型癥狀。
根據發病時期的不同,可以劃分為:
1.幼苗期。一是病葉邊緣退綠髮軟,呈失水狀,葉脈間出現不規則淡黃色病斑,病斑逐漸擴大,變褐色乾枯,維管束明顯變色。二是有些病株在苗期不明顯,外觀看上去正常,但切開棉花橫截面,部分木質部和維管束已變成暗褐色。
2.成株期。黃萎病在現蕾期后才逐漸發病,一般在6月下旬,黃萎病病株出現逐漸增多,到七八月份開花結鈴期發病達到最高峰。近年來,其癥狀呈多樣化的趨勢,常見癥狀有:
①病株由下部葉片開始逐步向上發展,葉脈間產生不規則的淡黃色斑塊,葉脈附近仍保持綠色,病葉邊緣向上捲曲;
②有時葉片葉脈間出現紫紅色失水萎蔫不規則的病斑,病斑逐漸擴大,變成褐色枯斑甚至整個葉片枯焦,脫落成光稈;
③有時生長在主幹上的或側枝上的葉片大量脫落枯焦后,在病株的莖部或落葉的葉腋里,可長出許多贅芽和枝葉;
④在七八月份,棉花鈴期,在盛夏久旱遇暴雨或大水漫灌時,田間有些病株常發生一些急性型黃萎病癥狀,先是棉葉呈水燙樣,繼而突然萎垂,逐漸脫落成光稈;
⑤有些黃萎病黃化但植株不矮縮、結鈴少;有些黃萎病株變得矮小,幾乎不結鈴,甚至死亡。

病原特徵


中國棉區該病害病原主要為大麗花輪枝孢(Verticillium dahliae Kleb .)。該菌菌絲體白色,分生孢子梗直立,長110~130微米,呈輪狀分枝,每輪3~4個分枝,分枝大小13.7~21.4×2.3~9.1(微米),輪枝頂端或頂枝著生分生孢子,分生孢子長卵圓形,單胞無色,大小2.3~9.1×1.5~3.0(微米)。孢壁增厚形成黑褐色的厚垣孢子,許多厚壁細胞結合成近球形微菌核,大小30~50um。該菌在不同地區,不同品種上致病力有差異。美國分化有T型和SS一4型(非落葉型)二個生理小種。T型引起的癥狀是頂葉向下捲曲褪綠,迅速脫落,后頂端枯死。SS一4型引致葉片主脈間呈黃色斑駁,向上稍卷,病葉脫落略緩,植株矮化。T型比後者致病力高10倍。前蘇聯分為0號小種、1號小種、2號小種,其中2號小種致病力強。我國分為3個生理型,生理型1號致病力最強,以陝西涇陽菌係為代表;生理型2號致病力弱,以新疆和田菌係為代表;生理型3號在江蘇發現與美國T菌系相似。
棉花黃萎病病原菌形態圖
棉花黃萎病病原菌形態圖

研究學史


棉花黃萎病致病菌在分類地位上,曾在相當長的時間裡有爭議。美國常用的種名為黑白輪枝菌(Verticilliumaiber-atrnm reinke&. Berth),前蘇聯學者認為棉花黃萎病菌是大麗輪枝菌(Verticillium dahliae kieb.)。 Issac(1949)通過對輪枝菌比較硏究,斷定黃萎菌的微菌核型和黑色菌絲型是兩個或兩群不同的生物,指出黑白輪枝菌為黑色菌絲型(DM),大麗輪枝菌為微菌核型(MS); Fordyce等(1964)研究黑色菌絲型(DM)和微菌核型(MS),在標記的生化突變體之間形成異核的能力,認為黑白輪枝菌與大麗輪枝菌兩者同屬一個“種”,即為黑白輪枝菌。 Issac(1949)培養性狀和Smith(1965)的形態學以及Schnathorst(1973)血清學反應關係,認定黑白輪枝菌和大麗輪枝菌為兩個“種”。1970年代末以前,中國學者一直認為中國棉花黃萎病菌屬於黑白輪枝菌。張緒振等(1981)於1979年採用河北、河南、陝西、遼寧、新疆、江蘇南和四川等8個省(區)有代表性的23個單孢菌系,經過菌落、休眠結構的觀察以及溫度試驗的綜合鑒定,結果表明供試菌種都能產生微菌核,在30℃下存在著不同程度的生長,沒有發現分生孢子梗基部變黑的菌系,也未發現不產生微菌核的黑色菌絲型,確定中國主要產棉區棉花黃萎病菌均屬大麗輪枝菌。姚耀文等(1984)於1980-1981年對長江流域的四川、湖南、湖北、安徽、江蘇、上海等6省(市)10個代表性菌株的單孢菌系進行鑒定,結果表明供試菌系均屬大麗輪枝菌,一些菌系致病力不同是屬於生理型上的分化,並非另一個種。隨後,吳洵恥等(1984)對山東省的52個單孢菌系進行鑒定,確認山東省棉花黃萎病菌是大麗輪枝菌。
通過一系列的研究,認為黑白輪枝菌和大麗輪枝菌是棉花黃萎病的兩個獨立病原菌“種”的結論,已被世界大多數學者所接受。馬存等(2007)綜合中國在這方面的多年研究結果后明確指出,在中國只存在大麗輪枝菌。

流行規律


棉花的各部位的組織都可能受到細菌的感染,葉片是棉花黃萎病傳播的重要途徑。棉籽的細菌率很低,但也是一種重要的傳播途徑,而且可遠距離傳輸。細菌直接浸沒在土壤中,細菌通過棉花皮層細胞進入導管,然後繁殖。此外,水和農業工作也會導致疾病的傳播。6月,當棉花幼苗長出4-5片真葉時,就會開始發病,長出零星的病株。花芽期進入適宜階段,病害迅速發展,高峰在7月和8月。在適當的溫度範圍內,濕度、降雨天數和降雨是決定該病減少和發生的重要因素。地表溫度高,日照時數高,雨量少,發病率低,反之亦然。

傳播途徑


病株各部位的組織均可帶菌,葉柄、葉脈、葉肉帶菌率分別為20%、13.3%及6.6%,病葉作為病殘體存在於土壤中是該病傳播重要菌源。棉籽帶菌率很低,卻是遠距離傳播重要途徑。病菌在土壤中直接侵染根系,病菌穿過皮層細胞進入導管並在其中繁殖,產生的分生孢子及菌絲體堵塞導管,此外病菌產生的輪枝毒素也是致病重要因子,毒素是一種酸性糖蛋白,具有很強的致萎作用。此外,流水和農業操作也會造成病害蔓延。

侵染循環


侵染循環是指病害從前一生長季節開始發病,到下一生長季節再度發病的過程。侵染循環是植物病理學上的中心問題,因為植物病害的防治措施主要是根據侵染循環的特徵擬定的,棉花黃萎病也不例外。
棉花黃萎病是危害棉株維管朿的病害。在土壤中定植的棉花黃萎病菌,遇上適宜的溫、濕度,從病菌孢子萌發岀菌絲體,接觸到棉花的根系,菌絲體即可從根毛或傷口處(蟲傷、機械傷)侵入根系內部。菌絲先穿過根系的表皮細胞,在細胞間隙中生長,繼而穿過細胞壁再向木質部的導管擴展,並在導管內迅速繁殖,產生大量小孢子,這些小孢子隨著輸導系統的液流向上運行,依次擴散到莖、枝、葉柄、葉脈和鈴柄、花軸、種子等棉株的各個部位。棉株感病枯死後,棉花黃萎病菌在土壤中能以腐殖質為生或在病株殘體中存活,連作棉田土壤中不斷積累菌源,就形成所謂的“病土”,此乃年復一年重複侵染並加重發病的主要根源。黃菱病菌在土壤里的適應性很強,當遇到乾燥、高溫等不利環境條件時,還能產生厚膜孢子、微菌核等休眠體以抵抗惡劣環境,所以,病菌在土中一般能存活8-10年。棉田一旦傳入棉花黃萎病菌,若不及時採取防治措施,將以很快的速度蔓延危害。
棉花黃萎病侵染循環
棉花黃萎病侵染循環

發病條件


適宜發病溫度為25~28℃,高於30℃、低於22℃發病緩慢,高於35℃出現隱症。在6月份,棉苗4、5片真葉時開始發病,田間出現零星病株;現蕾期進入發病適宜階段,病情迅速發展;在七八月份,花鈴期達到高峰。在溫度適宜範圍內,濕度、雨日、雨量是決定該病消長的重要因素。地溫高、日照時數多、雨日天數少發病輕,反之則發病重。在田間溫度適宜,雨水多且均勻,月降雨量大於100mm,雨日12天左右,相對濕度80%以上發病重。一般蕾期零星發生,花期進入發病高峰期。連作棉田、施用未腐熟的帶菌有機肥及缺少磷、鉀肥的棉田易發病,大水漫灌常造成病區擴大。

分佈範圍


自1914年Carpenter在美國發現棉花黃萎病以後,該病很快向世界各主要產棉國傳播蔓延。到21世紀初,棉花黃萎病已遍佈於秘魯、巴西、阿根廷、委內瑞拉、墨西哥、烏干達、剛果、突尼西亞、阿爾及利亞、坦尚尼亞、莫三比克、澳大利亞、土耳其、敘利亞以色列、伊拉克、伊朗、印度、保加利亞、希臘、西班牙、烏克蘭、亞塞拜然、哈薩克、烏茲別克、吉爾吉斯斯坦、塔吉克等國。
中國的棉花黃萎病是在1935年由美國引進斯字棉種子傳入的。當時,凡是承擔試種這批棉種的棉區,如河南安陽、河北正定山東高密、山西運城和臨汾、陝西涇陽和三原等地,都陸續發現了棉花黃萎病,並逐年傳播蔓延。到21世紀,棉花黃萎病在中國主要植棉區均有發生,北方棉區重於長江流域棉區。

防治方法


基本方法

(1)保護無病區。做好檢疫工作,嚴防病區擴大。棉花黃萎病株以及其他600多種寄主植物病株殘體,往往作為漚制有機肥料的材料,一般對病菌控制不利;未經充分腐熟和必要處理返施於棉田,等於人工向棉田接菌,發病株率可達84.8%。一經高溫漚制,溫度保持60 ℃,維持一周時間,病菌會相應的被殺死,施入棉田,無病株出現。棉籽餅和棉籽殼也帶有大量病菌,不能直接作為肥料施入棉田。氮肥有抑制黃萎病菌生長的作用,鉀肥有助於減輕病害,磷肥的作用取決於氮和鉀的水平。一般以1∶0.7∶1的配比,對控制病害、增加產量是適宜的。
(2)選用抗病品種。高抗品種有新陸中2號。抗病品種有遼棉5號,遼棉10號,遼棉7號,中棉9號,中棉12號、19號,中棉99號,中3723,中8004,中8010,晉68—420、86—4、86一12,晉棉21號、16號,湘棉16,鄂抗棉3號,臨66610等。耐病品種有晉無2031、中棉18號、晉無252、魯343等。在黃萎病、枯萎病混合發生的地區提倡選用兼抗(耐)黃萎病、枯萎病的品種。如陝1155,遼棉5號,遼棉7號,中棉12號(381),豫棉4號,冀棉15號,中棉17號,中棉16號等。
(3)實行大面積輪作。提倡與禾本科作物輪作,尤其是與水稻輪作,效果最為明顯。輪作倒茬是防病的最有效的措施。儘管黃萎病菌的寄主植物有很多,但禾本科的小麥、大麥、玉米、水稻、高粱、穀子等都不受黃萎病菌為害。輪作方式可為棉花——小麥——玉米——棉花。一般在重病年份經一年輪作,可減少發病率13% ~ 26%,二年輪作間少發病率37% ~ 48%。棉花黃萎病菌主要分佈在棉田0 ~ 20厘米耕作層的土壤中,而病菌侵染棉花的根系,有70% ~ 90%也集中在20厘米以上,只有10%在此以下。所以,土壤層次不翻耕、置換,黃萎病侵害勢必加重。深翻土壤,除減少耕作層菌量,減少發病株率和減輕發病程度外,耕作層中的病株殘體和致病菌在深層土壤也加速消解,對健化土壤有著重要意義。深翻20厘米比深翻10厘米發病株率下降22.5% ~ 25.0%,病情指數減輕10.62% ~ 16.88%,若翻耕深度加深30厘米以上,防病效果更為顯著。藥劑方法
(4)剷除零星病區、控制輕病區、改造重病區。對病株超過0.2%的棉田採取人工拔除病株,挖除病土,或選用16%氨水或氯化苦、福爾馬林、90%~95%棉隆粉劑等進行土壤熏蒸或消毒。一般在6~7月發病高峰期以病株為中心,每平米內打深為20cm的孔25個,每孔中灌入氯化苦5ml共125ml,邊灌邊覆土踏實、潑水,防其蒸發,再用粗二二乳劑120倍液或含氨16%以上的氨水1:9溶液5L進行剷除,可消滅病點中的枯黃萎病菌,一般每平米病點灌藥液45L。也可用90%~95%棉隆每667平米用有效成分3.6kg處理土壤。9~10月第二發病高峰期,均勻注入氯化苦原液90ml,能收到顯著效果。對病株在0.2%~5%的輕病田主要採用種植無病、抗病或耐病品種基礎上,採取無病土精加工棉種育苗移栽,可控制該病發生;開溝排漬,降低地下水位,增施磷、鉀肥提高抗病、耐病能力,清除病殘體。病株在5%以上的重病田,主要靠種植抗病、耐病品種及輪作等有效途徑。近年用殺菌農藥30%惡霜嘧銅菌酯800倍液、12.5%治萎靈液劑200~250倍液,30%甲霜惡霉靈600倍液於發病初期、盛期各灌1次,每株灌對好的藥液50~100ml,防效80%~90%。
(5)棉種消毒處理。取比重為1.8上下的濃硫酸放入砂鍋等容器中加熱到110~120℃,按1:10的比例慢慢倒入棉籽中,邊倒邊攪拌,等棉籽上茸毛全部焦黑時,用清水充分洗凈,然後再用80%的抗菌劑402,用量為種子重量的2.5~3倍加熱至55~60℃后浸泡棉籽30分鐘,可有效地殺滅棉種內、外的枯萎病和黃萎病病菌。也可用50%多菌靈可濕性粉劑10g溶在25ml的10%稀鹽酸中,對水975ml,再加0.39平平加(棉紡用滲透劑,也可用海歐牌洗滌劑替代)配成1000ml藥液,再按每5kg棉種用藥液17.5~20kg於室溫下浸種24小時。還可把多菌靈配成0.3%懸浮劑於室溫下浸種14小時。
(6)保健栽培。減少辛硫磷甲胺磷有機磷農藥用藥次數及濃度,防止棉株受藥害降低自身抗病力。不要偏施、過施氮肥,做好氮磷鉀配合施用,注意增施鉀肥,提高抗病力。改善棉田生態環境使棉田土溫較高,但濕度不宜過大,忌大水漫灌,可減少發病。
(7)枯萎病的高發期是在棉花現蕾前後,一般在6月中下旬,若此時降雨量大,有利於枯萎病的大面積流行,因此在6月上旬就應該用藥防治。黃萎病的高發期是在棉花花鈴期,一般在7月下旬至8月上旬,因此在7月中旬(若之前有大雨,雨後應立即進行防治)就應該用藥防治。一般藥劑有多菌靈、甲基托布津、克黃枯、枯黃基因素、棉花三清等,並加營養調節劑如:磷酸二氫鉀硼肥、硼加硒、鋅肥、鋅加硒、天豐素、魚蛋白等,每次噴葯間隔5-7天,連噴2-3遍,可有效預防兩種病害的發生流行。重病地塊用菌絕灌根或用12.5%速效治萎靈兌水50倍,穴施,苗期或發病初期灌根。

生物方法

放線菌對大麗輪枝菌有較強抑制作用。細菌中綠膿桿菌(Bacillus Pseudomonas)的某些種能有效抑制大麗輪枝菌菌絲散發。木黴菌(THchoderma lignorum)對大麗輪枝菌有較強拮抗作用,可用以改變土壤微生物區系進而減輕發病。

注意事項


棉花枯萎病和黃萎病的病原不同,但都作用於植株的維管束,侵染過程類似。在棉區不但有單一的枯萎病和黃萎病病田,還有許多兩病混生病田,有時一株棉花還同時感染兩種病害。枯萎病和黃萎病的主要區別是:
(1)發病時間枯萎病較黃萎病發病時間早,一般在子葉期就開始發病,發病盛期在苗期和蕾期;而黃萎病在3—4片真葉時開始發病,發病盛期在7—8月份的花鈴期。
(2)苗期癥狀枯萎病病株的子葉和真葉出現黃色網紋,局部枯焦,嚴重的造成死苗,在不正常氣候條件下出現紫紅型和青枯型癥狀;黃萎病病株葉片葉肉褪色呈灰色或淺黃色,葉片看上去像西瓜皮的顏色和斑紋,葉緣向上翻,落葉型菌系可造成大面積落葉。
(3)中後期癥狀枯萎病病株節間縮短,植株矮小,頂端枯死或局部側枝枯死,葉片出現黃色網紋和局部枯焦,雨季病部出現紅色霉層;黃萎病一般不矮化,葉脈不變色,葉肉褪色使整葉呈西瓜皮狀,葉緣枯焦,落葉型菌系可造成落葉光稈,一般下部先出現癥狀,向上發展,雨季病部出現白色霉層。
(4)導管顏色剖稈檢查,染枯萎病導管變色較深,呈黑褐色;染黃萎病變色較淺,呈褐色。