羅　霆，吳建明*，鄧宇馳，翁夢(mèng)苓，梁宏衛(wèi)，范業(yè)賡，周慧文，丘立杭，陳榮發(fā)，閆海鋒，黃詩偉，周忠鳳*

【糖料與糖料生產(chǎn)】

廣西宿根甘蔗黃化病現(xiàn)狀及病因分析

羅霆1,2,3，吳建明1,2,3*，鄧宇馳1,2,3，翁夢(mèng)苓1,2,3，梁宏衛(wèi)4，范業(yè)賡1,2,3，周慧文1,2,3，丘立杭1,2,3，陳榮發(fā)1,2,3，閆海鋒1,2,3，黃詩偉1,2,3，周忠鳳1,2,3*

(1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所，廣西南寧 530007；2廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530007；3農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530007；4廣西博慶食品有限公司，廣西宜州 546300)

甘蔗宿根黃化病是近10余年發(fā)現(xiàn)的一種無病原菌感染的生理性病害，對(duì)甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)有嚴(yán)重影響，逐漸成為影響廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，且有逐年加重趨勢(shì)。目前全世界范圍內(nèi)僅見廣西發(fā)生宿根甘蔗生理性黃化病，對(duì)其病因存在多種解釋，但尚未明確，也未找到高效的復(fù)綠措施解決生產(chǎn)上日益嚴(yán)重的黃化病情。本研究開展了廣西宿根甘蔗生理性黃化病現(xiàn)狀調(diào)查，對(duì)發(fā)病點(diǎn)的地理位置、土壤性質(zhì)、連作和輪作情況及病因進(jìn)行分析和討論，以期為早日實(shí)現(xiàn)甘蔗宿根黃化病有效防控提供依據(jù)。

甘蔗宿根黃化??；土壤性質(zhì)；病因分析；防控措施

0 引言

廣西是我國(guó)重要的產(chǎn)糖大省，糖料蔗種植面積占全國(guó)的60%以上，食糖產(chǎn)量占全國(guó)的80%以上。保障廣西的糖料蔗持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，關(guān)系到國(guó)家的食糖安全。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐，廣西形成了“1新2宿”為主的甘蔗種植制度，即第1年種下甘蔗砍收后，第2、3年不翻耕，蔗蔸留土宿根再發(fā)獲得1年產(chǎn)量。目前，廣西每年的宿根蔗面積占甘蔗種植面積的65%左右，對(duì)蔗糖產(chǎn)業(yè)有重大影響，但宿根蔗由于栽培方式及生理特點(diǎn)，有一些專性病害發(fā)生，如由甘蔗宿根矮化病菌引起的甘蔗宿根矮化病和生理性的宿根黃化病。甘蔗宿根黃化病是近10余年發(fā)現(xiàn)的一種無病原菌感染的生理性病害。目前全世界范圍內(nèi)主要發(fā)生在廣西地區(qū)，表現(xiàn)為宿根甘蔗發(fā)株后失綠，長(zhǎng)出黃色甚至接近白色的葉片，在無處理的情況下，一般50～70天內(nèi)能自動(dòng)復(fù)綠，但在黃化期間，植株僵化，生長(zhǎng)緩慢甚至停滯，幾乎不能分蘗和拔節(jié)，新葉抽出速度異常緩慢，造成減產(chǎn)30%～50%的嚴(yán)重后果。甘蔗宿根黃化病已成為影響甘蔗生產(chǎn)的重要病害之一，亟待解決。

對(duì)甘蔗生理性宿根黃化病的研究報(bào)道集中在2012年后，廣西本土的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)較先發(fā)現(xiàn)并研究甘蔗宿根黃化病。已報(bào)道的甘蔗宿根黃化病集中在扶綏、崇左等桂南蔗區(qū)，發(fā)生地以貧瘠、灌溉條件差的酸性粘土為主，且同一地塊新植和宿根的栽培、管理等措施一致的情況下，新植蔗不發(fā)病，只有宿根蔗發(fā)病。近年來，研究者相繼開展了甘蔗宿根黃化病致病機(jī)理的探索研究。李賢宇、羅維鋼認(rèn)為，由于宿根蔗蔸留土?xí)r間長(zhǎng)，老根缺乏活力，不能有效利用養(yǎng)分造成黃化[1-2]；常敏敏、黎曉峰、龍光霞等認(rèn)為，土壤中微量元素不平衡是主要病因，土壤中累積過量酚酸類物質(zhì)，加速錳、鋁等有毒物質(zhì)積累后，造成植株體內(nèi)鐵錳比例失衡而黃化[3-5]；李賢宇認(rèn)為，宿根甘蔗幼苗黃化的主要原因是根際土壤中積累了較多的化感物質(zhì)，尤其是酚酸類化感物質(zhì)，導(dǎo)致甘蔗根系對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收能力不足造成黃化[6]。同時(shí)，一些研究者開展了宿根蔗黃化復(fù)綠研究。于華認(rèn)為，氮素形態(tài)與宿根黃化病發(fā)生有相關(guān)性，施用銨態(tài)氮肥有利于減輕幼苗葉片黃化，加速黃化葉片復(fù)綠[7]；陳桂芬認(rèn)為葉面噴施鐵、鎂、硼、鈣、鉀、鋅、氮等營(yíng)養(yǎng)元素均能提高黃化苗的轉(zhuǎn)綠率，其中，以噴施鐵的效果最好，其次是鎂、硼[8]。劉要鑫發(fā)現(xiàn)，噴施硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸鎂和鉬酸銨能有效提高黃化病小區(qū)的產(chǎn)量，以噴施硫酸亞鐵的效果最好[9]。硅肥、石灰等也能在一定程度上降低當(dāng)年的宿根黃化率[10-11]。此外，常敏敏還發(fā)現(xiàn)甘蔗對(duì)錳毒黃化抗性存在明顯的基因型差異，此差異與甘蔗品種錳的含量、分布及鐵素營(yíng)養(yǎng)有關(guān)[12]。

綜上所述，研究者近年來開展了甘蔗宿根黃化病因及復(fù)綠措施等的研究，取得一定進(jìn)展，但對(duì)黃化病的現(xiàn)狀調(diào)查局限在小范圍和地域條件單一的桂南少數(shù)區(qū)域，不利于對(duì)病因探索，現(xiàn)有的致病原因也存在不同解釋。在復(fù)綠措施上的研究尚少，找到一些能降低發(fā)病率的措施，但還沒有找到能在生產(chǎn)上根本解決甘蔗宿根黃化病的方法。鑒于此，本研究小組開展了廣西宿根甘蔗生理性黃化病現(xiàn)狀調(diào)查及病因分析，以期為甘蔗宿根黃化病有效防控提供依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 調(diào)查地概況

2020年3～5月期間，走訪和調(diào)查桂中、桂南、桂西、桂東等蔗區(qū)的27個(gè)點(diǎn)，包括沿海、丘陵山地、退桉還蔗地塊、雙高基地等不同海拔和經(jīng)緯度的發(fā)病點(diǎn)。

2.2 調(diào)查項(xiàng)目

對(duì)27個(gè)黃化病發(fā)生較嚴(yán)重的地點(diǎn)的土壤類型、耕作制度、前作作物、連作輪作情況、發(fā)病率等進(jìn)行調(diào)查，并分析當(dāng)前廣西地區(qū)甘蔗宿根黃化病高發(fā)的原因。

2.3 測(cè)定方法

甘蔗宿根黃化病發(fā)病率采用5點(diǎn)取樣法統(tǒng)計(jì)，從調(diào)查地塊四角開始，每隔10 m，向中心點(diǎn)取1 m×1 m大小的區(qū)域調(diào)查黃化株數(shù)量。小區(qū)黃化率按⑴式計(jì)算。調(diào)查點(diǎn)黃化率為各小區(qū)黃化率的平均數(shù)。

小區(qū)黃化率=黃化株數(shù)/總株數(shù)×100%········⑴

3 發(fā)生范圍及發(fā)病情況

甘蔗宿根黃化病在廣西發(fā)現(xiàn)至今已有10余年，現(xiàn)有的研究報(bào)道主要集中在桂南小范圍的縣(區(qū))，為了更全面地了解病情發(fā)展和分布，本項(xiàng)目小組調(diào)查了桂南上思、崇左、百色、田東、田陽、桂中來賓、柳州、桂南沿海北海、欽州等11個(gè)縣(區(qū))27個(gè)蔗區(qū)(表1，圖1)，調(diào)查結(jié)果和早前報(bào)道的甘蔗宿根黃化病集中在桂南酸性粘土發(fā)生不同，甘蔗宿根黃化病在近10年內(nèi)，發(fā)生區(qū)域和范圍迅速擴(kuò)大，目前幾乎覆蓋廣西所有蔗區(qū)，甚至在桂南沿海沙壤土上也發(fā)現(xiàn)小范圍的甘蔗宿根黃化病。

4 土壤類型和特點(diǎn)

圖1　甘蔗宿根黃化病調(diào)查點(diǎn)分布圖

表1　甘蔗宿根黃化病調(diào)查點(diǎn)概況

土壤機(jī)械組成是土壤穩(wěn)定的自然屬性之一，決定著土壤物理、化學(xué)和生物特性。不同土壤的機(jī)械組成在物質(zhì)含量上有顯著差別，影響著土壤水分、空氣和熱量運(yùn)動(dòng)，也影響?zhàn)B分的轉(zhuǎn)化和土壤結(jié)構(gòu)類型。本研究對(duì)所調(diào)查的各點(diǎn)的土壤進(jìn)行機(jī)械組成分析(表2，去除不發(fā)病點(diǎn))，并根據(jù)機(jī)械組成得出各點(diǎn)的土壤類型，再將各點(diǎn)黃化病以發(fā)病率高低進(jìn)行分級(jí)(表3)，發(fā)現(xiàn)宿根黃化病發(fā)生等級(jí)與土壤類型有一定的關(guān)聯(lián)性，在發(fā)病輕的7個(gè)點(diǎn)中，土壤類型包括粘壤土、砂質(zhì)壤土、壤質(zhì)砂土等，只有一個(gè)點(diǎn)的土質(zhì)為粘土，占14.2%，且該點(diǎn)的發(fā)病率達(dá)到22%，也相對(duì)較高；在中度和重度發(fā)病率的11個(gè)點(diǎn)中，有8個(gè)點(diǎn)的土壤類型為粘土，占72.7%。

粘土一般由硅酸鹽礦物在地球表面風(fēng)化后形成，主要成分為氧化硅與氧化鋁，由于含沙粒很少，水分不容易從中通過，保水保肥力強(qiáng)，有一定的豐產(chǎn)性，但排水不良，極易板結(jié)，通氣性差，土壤微生物活動(dòng)受限，播種后植株發(fā)育比較遲緩，特別對(duì)植物根部的發(fā)育有很大影響。土壤粘重很可能是黃化病嚴(yán)重的原因之一。

表2　不同土壤類型黃化病情況

表3　黃化病發(fā)病率分級(jí)表

5 連作與黃化病發(fā)生的關(guān)系

廣西人多地少，人均耕地面積只有873.3 m2，耕地較貧瘠，產(chǎn)出能力有限。為了滿足社會(huì)需求，必須在本就質(zhì)量堪憂的土地上持續(xù)多年復(fù)種。所調(diào)查的27個(gè)點(diǎn)都存在多年連作或輪作的情況(表4)，一些調(diào)查點(diǎn)的土地已經(jīng)持續(xù)近40年種植甘蔗、木薯、速生桉等對(duì)地力消耗較大的作物，且沒有采取任何休耕或改良培肥措施。這種情況很可能加重對(duì)作物有專一性危害的病原微生物、害蟲和寄生性、伴生性雜草的滋生繁殖，降低土壤中微生物多樣性，影響土壤的理、化性狀，使肥效降低。同時(shí)使某些元素?zé)o法被吸收或降解，大量累積在土壤中，又加速消耗另一些營(yíng)養(yǎng)元素，形成養(yǎng)分偏失；土壤中不斷累積的某些有毒的根系分泌物，引起連作作物的自身“中毒”等。我們推測(cè)廣西甘蔗宿根黃化病日益嚴(yán)重與長(zhǎng)期連作或與其他地力消耗大的作物輪作有關(guān)。

6 廣西宿根甘蔗黃化病致病因素探討

目前已知的宿根甘蔗黃化病復(fù)綠措施以葉面噴施各種微量元素肥料為主，以噴施鐵肥的最多，葉面噴施5～8天后，葉片能快速復(fù)綠，保證植株當(dāng)年的前期生長(zhǎng)，但第2年宿根再發(fā)后，甘蔗植株仍然黃化，甚至有黃化率更高于前一年的情況，并沒有從根本上解決問題。但葉面噴施或是從植株上部補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)能作為一種緊急處理方法，及時(shí)緩解當(dāng)年的甘蔗宿根黃化病情。土壤應(yīng)該是造成甘蔗宿根黃化的最重要因素，但目前黃化病土壤改良的研究尚少，已證明施用硅肥、石灰等能明顯降低宿根黃化率，證實(shí)土壤的理化性質(zhì)與宿根甘蔗黃化病的發(fā)生直接相關(guān)。連作、土壤粘重，土壤理化性質(zhì)不佳等都有可能是導(dǎo)致黃化病嚴(yán)重的主要因素，水旱輪作或種植綠肥、施用有機(jī)肥等能減少黃化發(fā)生的幾率，但其機(jī)理需要進(jìn)一步深入研究，才能找到能為生產(chǎn)上所用的根本解決甘蔗宿根黃化病的方法。

表4　不同調(diào)查點(diǎn)連作、輪作情況表

[1] 李賢宇，周潔瓊，蘭靖，等. 土壤中有毒物質(zhì)對(duì)宿根甘蔗苗期黃化的效應(yīng)研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，55(14)：3641-3647.

[2] 羅維鋼，劉要鑫，仇惠君，等. 宿根甘蔗黃化苗根系活力及其營(yíng)養(yǎng)特性研究[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，44(6)：930-933.

[3] 常敏敏，梁莉燕，楊曙，等. 高錳誘導(dǎo)甘蔗幼苗黃化的基因型差異研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，32(9)：1980-1985.

[4] 黎曉峰. 錳誘導(dǎo)甘蔗幼苗缺鐵黃化及抗性機(jī)制研究[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2016.

[5] 龍光霞. 鐵、錳對(duì)廣西宿根甘蔗幼苗黃化的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，51(8)：1939-1945.

[6] 李賢宇. 化感作用與宿根甘蔗苗期黃化的相關(guān)性初探[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2015.

[7] 于華，陳楊明珠，黎曉峰. 氮素形態(tài)對(duì)甘蔗錳毒黃化的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，31(9)：1821-1824.

[8] 陳桂芬，黃玉溢，唐其展，等. 宿根甘蔗幼苗黃化發(fā)生的原因與矯正措施[J]. 中國(guó)糖料，2014(1)：5-7，12.

[9] 劉要鑫，羅維綱，仇惠君，等. 宿根甘蔗黃化苗調(diào)控研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40(21)：32-35.

[10] 凌桂芝，蔣雄英，楊曙，等. 硅對(duì)甘蔗錳毒的緩解作用研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，29(7)：1639-1643.

[11] 陳楊明珠，楊曙，梁麗萍，等. 石灰及其與有機(jī)肥配施對(duì)甘蔗幼苗黃化的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2018，39(6)：1050-1054.

[12] 常敏敏，梁莉燕，楊曙，等. 高錳誘導(dǎo)甘蔗幼苗黃化的基因型差異研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，32(9)：1980-1985.

The Status and Etiology Analysis of Chlorosis Disease of Ratoon Sugarcane in Guangxi

LUO Ting1,2,3, WU Jian-ming1,2,3, DENG Yu-chi1,2,3, WENG Meng-ling1,2,3, LIANG Hong-wei4, FAN Ye-geng1,2,3, ZHOU Hui-wen1,2,3, QIU Li-hang1,2,3, CHEN Rong-fa1,2,3, YAN Hai-feng1,2,3, HUANG Shi-wei1,2,3, ZHOU Zhong-feng1,2,3

(1Sugarcane Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007;2Guangxi Key Laboratory of Guangxi Sugarcane Genetic Improvement, Nanning, Guangxi 530007;3Key Laboratory of Sugarcane Biotechnology and Genetic Improvement, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Nanning, Guangxi 530007;4Guangxi Boqing Food Co. Ltd., Yizhou, Guangxi 546300)

The chlorosis disease of ratoon sugarcane is a physiological disease without pathogen infection has been known for more than a decade and only be reported occurring in Guangxi by now. It has a serious effect on the yield and quality of sugarcane and was becoming an important factor affecting the development of sugarcane industry in Guangxi. At present, there are many explanations for its etiology, but the etiology has not been determined and no efficient measures have been found to solve the increasingly serious chlorosis in fields planting. In order to provide the basis for the early realization of the effective prevention and control of the chlorosis disease of ratoon sugarcane, an investigation was carried out on the status of the geographical location, soil property, continuous cropping and crop rotation， prevention and control measures of the investigate sites, and the etiology were analyzed and discussed.

Chlorosis disease of ratoon sugarcane; Soil property; Etiology; Prevention and control measures

1005-9695(2021)01-0068-06

2020-10-26；

2021-01-25

廣西自然科學(xué)基金(2017GXNSFAA198290)；中國(guó)科學(xué)院專項(xiàng)研發(fā)與聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目(KFJ-STS-QYZD-199-2)；廣西科技計(jì)劃項(xiàng)目(桂科AD19245080)；廣西重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目(20-065-24-A-0-0)

羅霆(1980-)，研究方向：甘蔗生理學(xué)；E-mail：seafair@163.com

吳建明(1978-)，研究員，甘蔗生理及化學(xué)調(diào)控；E-mail：409395605@ qq.com

周忠鳳(1974-)，副研究員，研究方向：甘蔗生理生化；E-mail：445708586@qq.com

羅霆，吳建明，鄧宇馳，等. 廣西宿根甘蔗黃化病現(xiàn)狀及病因分析[J]. 甘蔗糖業(yè)，2021，50(1)：68-73.