盧媛 陸干偉 黃炫強(qiáng) 潘文興 方石桂 陳祿 謝紅輝

摘要：劍麻（Agave sisalana Perr. ex Engelm.）是一種重要的硬質(zhì)纖維作物。莖腐?。˙ole rot）是劍麻的主要病害之一，嚴(yán)重制約了劍麻產(chǎn)業(yè)的持續(xù)向好發(fā)展。本文從劍麻莖腐病的病害癥狀、病原菌及其生物學(xué)特性、發(fā)生規(guī)律、病害防治等方面進(jìn)行綜述，以期為該病害的深入研究提供參考。

關(guān)鍵詞：劍麻；莖腐??；曲霉屬；黑曲霉；威爾氏曲霉

中圖分類號(hào)：S432.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Research Progress on Bole Rot Disease of Sisal

Abstract： Sisal （Agave sisalana Perr. ex Engelm.） is an important hard fiber crop. Bole rot is one of the main diseases of sisal， which seriously restricted the sustainable development of sisal industry. This paper reviewed the symptoms， pathogens of bole rot and the biological characteristics， occurrence regularity， disease control， etc.， in order to provide a reference for the further study of the disease.

Keywords： Sisal; bole rot; Aspergillus; Aspergillus niger; Aspergillus welwitschiae

劍麻（Agave sisalana Perr. ex Engelm.），原產(chǎn)于墨西哥，為龍舌蘭科龍舌蘭屬（Agave）多年生肉質(zhì)旱生草本植物，是一種具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的硬質(zhì)纖維作物，其纖維被廣泛應(yīng)用于工礦、運(yùn)輸、漁業(yè)、航海、油田等行業(yè)[1]。廣西、廣東、海南、福建及云南等是我國的劍麻主產(chǎn)區(qū)[2]。近年來，受病蟲害等因素影響，我國劍麻種植面積總體呈下降趨勢(shì)[3]。莖腐病是我國劍麻生產(chǎn)上的主要病害之一。20世紀(jì)50年代，坦桑尼亞、委內(nèi)瑞拉、肯尼亞、巴西等國家和地區(qū)先后報(bào)道發(fā)生此病[4，5]。20世紀(jì)80年代，我國廣東省的劍麻種植農(nóng)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)莖腐病為害，給當(dāng)?shù)胤N植企業(yè)和農(nóng)戶造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[6]。隨后，該病又蔓延至我國廣西的劍麻種植地區(qū)，并危害嚴(yán)重。為了較系統(tǒng)地了解劍麻莖腐病，本文從病害癥狀、病原菌及生物學(xué)特性、發(fā)生規(guī)律、病害防治等方面進(jìn)行綜述，以期為該病害的深入研究提供參考。

1 病害癥狀

劍麻莖腐病的病原菌主要通過葉片割口侵染，其癥狀有慢性型和急性型兩種類型[6]。慢性型癥狀：葉片割口呈紅褐色水漬狀腐爛，病情擴(kuò)展慢，一般不造成植株死亡。急性型癥狀：發(fā)病初期，病斑呈淺紅色，后變?yōu)榈S色水漬狀腐爛，病部有大量混濁、酸臭的液體溢出；病害擴(kuò)張至莖部后，致使莖組織腐爛，導(dǎo)致葉片凋萎，植株死亡。發(fā)病組織有發(fā)酵酸臭味，有時(shí)表面有大量黑色粉末狀物，即病菌的分生孢子。縱剖病莖，發(fā)現(xiàn)病部變紅褐色，病健交界處分界明顯。

2 病原菌及其生物學(xué)特性

自從國外報(bào)道發(fā)生劍麻莖腐病以來[5]，其病原菌的種類就存在很多爭(zhēng)議。瓜果腐霉（Pythium aphanidermatum）[7]、可可毛色二孢（Lasiodiplodia theobromae）[8]、黑曲霉（Aspergillus niger）[5，9]都被認(rèn)為與莖腐病的發(fā)生有關(guān)，其中A. niger最為普遍。SANTOS等[10]從劍麻園土中分離到A. niger、巴西曲霉（A. brasiliensis）和塔賓曲霉（A. tubingensis），這三種真菌在人工接種時(shí)都能引起劍麻莖腐病癥狀，然而從田間發(fā)病植株上只能分離到A. niger，另外兩種菌的流行病學(xué)意義尚不明確[11]。多數(shù)研究?jī)H通過觀察致病菌純培養(yǎng)的宏觀和微觀形態(tài)學(xué)特征將其鑒定為A. niger[11]。然而，黑色曲霉（曲霉屬的黑色種）是一個(gè)復(fù)合群體，比較混亂，難以區(qū)分和鑒定[12]。黑色曲霉群體包含6個(gè)不同分支[13]和26個(gè)已經(jīng)明確的種[14]。因此，曲霉屬中的黑色曲霉種在形態(tài)上非常相似，并且在多數(shù)情況下，屬內(nèi)種間的區(qū)分只能通過分析鈣調(diào)素（CaM）基因序列，而不能通過表型特征和ITS-DNA條形碼完成[15]。DUARTE等[11]從劍麻根、莖、葉片和發(fā)病成年劍麻植株根際土壤中分離了黑色曲霉，并通過致病性測(cè)定、組織病理學(xué)、分子系統(tǒng)發(fā)育學(xué)和致病菌基因變異分析等手段較系統(tǒng)研究了劍麻莖腐病及其致病菌，發(fā)現(xiàn)在巴西引起劍麻莖腐病的病原菌為威爾氏曲霉（A. welwitschiae），而不是A. niger。威爾氏曲霉能產(chǎn)生真菌毒素，擾亂劍麻植株的細(xì)胞生長(zhǎng)周期，導(dǎo)致植株非正常生長(zhǎng)[16]。在我國，普遍認(rèn)為劍麻莖腐病的病原菌為A. niger[17-19]。

鄭服叢等[17]和劉巧蓮等[19]研究發(fā)現(xiàn)黑曲霉菌絲生長(zhǎng)的溫度范圍為15～39 ℃，產(chǎn)生分生孢子的溫度為16～39 ℃，當(dāng)溫度為32℃時(shí)最適合菌絲生長(zhǎng)、分生孢子形成；菌絲和分生孢子在60 ℃的水浴中處理10 min即可致死；分生孢子在空氣相對(duì)濕度≥92%的條件下才能萌發(fā)，說明高溫高濕有利于病害發(fā)生和流行；菌絲生長(zhǎng)的最適pH值為9；生長(zhǎng)環(huán)境中的鉀、鈣、硫含量與菌絲生長(zhǎng)和分生孢子產(chǎn)生及萌發(fā)關(guān)系不大。趙艷龍等[20]從感病劍麻植株中分離到一株莖腐病菌的突變菌株，并對(duì)其形態(tài)特征和生物學(xué)特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)突變菌株的生物學(xué)特性與已報(bào)道的黑曲霉菌明顯不同，主要體現(xiàn)在：突變菌在PDA平板上菌絲豐富、白色、產(chǎn)孢速度慢；全光照條件下菌落生長(zhǎng)和產(chǎn)孢速度顯著快于光暗交替和全黑暗條件，光照對(duì)孢子萌發(fā)沒有明顯的影響；孢子萌發(fā)溫度為20～45 ℃，最適為35? ℃；分生孢子致死溫度為50℃，10 min。

3 發(fā)生規(guī)律

劍麻莖腐病病原菌黑曲霉的分生孢子可借助氣流和雨水在田間傳播，通過劍麻葉片的割口侵染葉片組織，并逐步擴(kuò)展蔓延至莖部，導(dǎo)致全株發(fā)病，病害發(fā)生及嚴(yán)重度與植株的營養(yǎng)狀況、田間溫濕度有關(guān)[21，22]。夏季高溫多雨天氣病害發(fā)生嚴(yán)重，并可多次循環(huán)發(fā)病，病原菌主要在病株殘?bào)w和土壤中越冬[22]。

3.1 病害與植株?duì)I養(yǎng)水平的相關(guān)性

有研究指出，劍麻莖腐病的嚴(yán)重度與植株體內(nèi)K、Ca元素含量有關(guān)。李海連等[23]研究了劍麻葉片汁液中K和Ca元素含量的比值與病害發(fā)生率的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)葉片中Ca含量與病害發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)，K含量與病害發(fā)病率呈正相關(guān)。因此，生產(chǎn)上可以通過增施石灰，適當(dāng)減施鉀肥，降低劍麻植株中K/Ca值，從而降低莖腐病的發(fā)病率[21]。此外，偏施氮肥的劍麻園，莖腐病發(fā)生率也比較高[24]。

3.2 病害與溫濕度的相關(guān)性

從前文描述的病原菌生物學(xué)特性可知，莖腐病病原菌菌絲生長(zhǎng)和分生孢子萌發(fā)均需要較高溫度（32℃）和濕度（空氣相對(duì)濕度≥92%）。趙艷龍等[22]將劍麻莖腐病的發(fā)生和流行分為越冬、始發(fā)、流行、病情下降4個(gè)階段，指出病害流行一般為5—9月，即植麻區(qū)高溫多雨季節(jié)。因此，生產(chǎn)上常通過開挖排水溝，降低田間濕度、避開雨季割麻等措施降低病害發(fā)生率。

4 病害防治技術(shù)

由于劍麻各品系材料花期不一致，育種周期長(zhǎng)，導(dǎo)致抗病育種難[1]。生產(chǎn)上防治莖腐病的措施主要有農(nóng)業(yè)防治、化學(xué)防治、生物防治等。

4.1 農(nóng)業(yè)防治

生產(chǎn)上，針對(duì)劍麻莖腐病的農(nóng)業(yè)防治措施主要有[25]：起壟育苗和栽培；開挖防洪排澇溝；適量增施石灰；避開雨季割麻；發(fā)現(xiàn)病株后及時(shí)清理并用生石灰消毒園土等。

4.2 化學(xué)防治

鄭金龍等[26]采用菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定了14種殺菌劑對(duì)黑曲霉菌的抑制效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：50%咪鮮胺錳鹽WP的EC50最小，抑菌效果最好，其次為3%甲基多抗霉素WP和40％五硝基多菌靈WP。田間試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，50%咪酰胺錳鹽WP和10%苯醚甲環(huán)唑WDG對(duì)莖腐病的防效達(dá)60%以上，其次是40%硫磺·多菌靈懸浮劑和7.5%氟環(huán)唑EC，防效均為57.3%，因此生產(chǎn)上輪換使用上述幾種藥劑防治劍麻莖腐病[27]。然而，由于劍麻葉片表面的蠟質(zhì)層較厚，化學(xué)藥劑難以滲透進(jìn)入葉片內(nèi)部，因此化學(xué)藥劑的防治效果不顯著。目前大多數(shù)農(nóng)場(chǎng)仍采用手動(dòng)噴霧器打藥，作業(yè)面積大，施藥方式方法不恰當(dāng)還會(huì)導(dǎo)致人員中毒[28]。

4.3 生物防治

生物防治是近年來植物病害防治研究的熱點(diǎn)，是利用微生物拮抗、競(jìng)爭(zhēng)等種間關(guān)系形成的一種“以菌治菌”的方法，是一種持久且效益穩(wěn)定的方法，生防菌及其制劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用已較為普遍[29]。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于A. niger及劍麻莖腐病的生物防治開展了較多研究。侯美珍等[30]在室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)荔枝果核和果皮的提取物對(duì)花生冠腐病病原菌A. niger的抑菌率分別為91.7%和100%，具有應(yīng)用潛力。秦士維[31]從藍(lán)莓果實(shí)中分離到一株葡萄汁有孢漢遜酵母（Hanseniaspora uvarum），對(duì)黑曲霉菌絲生長(zhǎng)的抑制率達(dá)76.45%。黃雪蘭等[32]研究發(fā)現(xiàn)深綠木霉（Trichoderma atroviride）、哈茨木霉（T. harzianum）對(duì)黑曲霉菌絲生長(zhǎng)的拮抗系數(shù)級(jí)別分別為Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)，寡雄腐霉（Pythium oligandrum）菌絲能快速生長(zhǎng)覆蓋黑曲霉菌落；黑曲霉分生孢子在深綠木霉、哈茨木霉和寡雄腐霉發(fā)酵濾液中的平均萌發(fā)率分別為：25.07%、25.53%和12.67%。MAGALH?ES等[33]從沙丘落葉中分離的伯克霍爾德菌（Burkholderia sp.）菌株能分泌各種酶、可擴(kuò)散化合物、鐵載體和揮發(fā)性有機(jī)物等，這些物質(zhì)能溶解磷酸鹽，抑菌劍麻莖腐病病菌菌絲生長(zhǎng)和分生孢子萌發(fā)。BARBOSA等[34]研究發(fā)現(xiàn)短桿菌、枯草芽孢桿菌、類芽孢桿菌、沙雷氏菌等的部分種能顯著抑制劍麻莖腐病菌的菌絲生長(zhǎng)和分生孢子萌發(fā)，田間試驗(yàn)結(jié)果表明生防菌降低發(fā)病率44%～75%。芽孢桿菌的某些種（如枯草芽孢桿菌）能附著在黑曲霉菌絲上，導(dǎo)致菌絲生長(zhǎng)過度或菌絲細(xì)胞裂解[35]。SOUZA等[36]從健康和發(fā)病的劍麻葉片、根部、莖部分離并鑒定出9株拮抗劍麻莖腐病菌的生防菌，包含芽孢桿菌、短桿菌、伯克霍爾德菌、擬青霉、假單胞菌和沙雷氏菌等。SILVA等[37]采用離體和活體接種方法研究發(fā)現(xiàn)劍麻葉汁沉淀發(fā)酵物質(zhì)對(duì)A. welwitschiae菌絲生長(zhǎng)的抑制效果顯著，且能顯著減輕莖腐病的病害程度。

5 總結(jié)

劍麻是我國熱區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，種植劍麻是桂西南等石漠化地區(qū)農(nóng)民增收的主要來源之一。近年來，劍麻生產(chǎn)上不斷發(fā)生新病害，如劍麻色二孢黑斑病[38]、劍麻Neoscytalidium黑斑病[39]、劍麻毛色二孢葉斑病[40]等。但由于劍麻屬于小宗作物，各級(jí)政府對(duì)劍麻科研的資助力度不大，劍麻病蟲害的防治研究力量比較薄弱，因而難以實(shí)現(xiàn)病蟲害防控的重大突破。劍麻葉片蠟質(zhì)層厚，藥劑難以滲透進(jìn)入植株體內(nèi)。因此，生產(chǎn)上針對(duì)劍麻病害的防治應(yīng)采取預(yù)防為主，多措并舉減少病原菌量，切斷病菌侵染和傳播途徑，加強(qiáng)麻園管理，提高植株長(zhǎng)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳士偉， 李棟宇. 我國劍麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè)， 2016（3）： 10-12， 6.

[2] 汪佳濱. 2015年劍麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告及形勢(shì)預(yù)測(cè)[J]. 世界熱帶農(nóng)業(yè)信息， 2016（8）： 26-30.

[3] 孫娟， 鐘鑫， 鄭紅裕， 等. 我國劍麻產(chǎn)業(yè)概況及對(duì)策研究[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè)， 2020（5）： 27-32.

[4] CIFERRI R. Red rot of sisal in Venezuela [J]. Phytopathology， 1951，41（8）：766-767.

[5] WALLACE M M， DIEKMAHNS E C. Bole rot of sisal[J]. The East African Agricultural Journal， 1952， 18（1）： 24-29.

[6] 黃標(biāo)， 符清華. H·11648麻莖腐病發(fā)生規(guī)律及防治研究[J]. 熱帶作物研究， 1990， 10（3）： 38-45.

[7] BOCK K R. Diseases of sisal[J]. World Crops， 1965（17）： 64-67.

[8] LIMA E F， DE ALENCAR NUNES MOREIRA J， BATISTA F A S， et al. Podrid?o vermelha do tronco do sisal （Agave sisalana Perr.） causada por Botryodiplodia theobromae pat.[J].Revista Brasileira de Oleaginosas e Fibrosas，1998， 2（2）： 109-112.

[9] COUTINHO W M， SUASSUNA N D， LUZ C M， et al. Bole rot of sisal caused by Aspergillus niger in Brazil[J]. Fitopatologia Brasileira， 2006， 31（6）： 605.

[10] dos SANTOS P O， Da SILVA A C M， CORR?A ? B， et al. Additional species of Aspergillus causing Bole rot disease in Agave sisalana[J]. Tropical Plant Pathology， 2014， 39（4）： 331-334.

[11] DUARTE E A A， DAMASCENO C L， de OLIVEIRA T A S， et al. Putting the mess in order： Aspergillus welwitschiae （and not A. Niger） is the etiological agent of sisal Bole rot disease in Brazil[J]. Frontiers in Microbiology， 2018， 9： 1227.

[12] VARGA J， FRISVAD J C， KOCSUB? S， et al. New and revisited species in Aspergillus section Nigri[J]. Studies in Mycology， 2011， 69（1）： 1-17.

[13] SAMSON R A， VISAGIE C M， HOUBRAKEN J， et al. Phylogeny， identification and nomenclature of the genus Aspergillus[J]. Studies in Mycology， 2014， 78： 141-173.

[14] ISMAIL M A. Incidence and significance of black Aspergilli in agricultural commodities： a review， with a key to all species accepted to-date[J]. European Journal Biological Research， 2017， 7 （3）： 207-222.

[15] SUSCA A， PROCTOR R H， MORELLI M， et al. Variation in fumonisin and ochratoxin production associated with differences in biosynthetic gene content in Aspergillus niger and A. welwitschiae isolates from multiple crop and geographic origins[J]. Frontiers in Microbiology， 2016， 7： 1412.

[16] QUINTANILHA-PEIXOTO G， TORRES R O， REIS I M A， et al. Calm before the storm： A glimpse into the secondary metabolism of Aspergillus welwitschiae， the etiologic agent of the sisal Bole rot[J]. Toxins， 2019， 11（11）： 631.

[17] 鄭服叢， 黎乙東， 黃標(biāo)， 等. 劍麻莖腐病病原生物學(xué)特性的研究[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 1992， 13（1）： 79-85.

[18] 謝紅輝， 黃兌武， 韋艷明， 等. 廣西劍麻病蟲害發(fā)生現(xiàn)狀及防治對(duì)策[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè)， 2012（5）： 47-49.

[19] 劉巧蓮， 朱軍， 鄭金龍， 等. 劍麻莖腐病6個(gè)病原菌生物學(xué)特性的研究[J]. 中國麻業(yè)科學(xué)， 2014， 36（1）： 23-27， 32.

[20] 趙艷龍， 周文釗， 何衍彪， 等. 劍麻莖腐病菌突變株的生物學(xué)特性研究[J]. 中國麻業(yè)科學(xué)， 2009， 31（4）： 261-266.

[21] 許能琨， 林苾， 黃標(biāo)， 等. 劍麻莖腐病與營養(yǎng)施肥的研究[J]. 中國麻作， 1993， 15（3）： 39-43.

[22] 趙艷龍， 李俊峰， 姚全勝， 等. 劍麻3種主要病害研究進(jìn)展及其展望[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2020， 40（1）： 72-82.

[23] 李海連， 許能琨. 劍麻葉基液汁鉀鈣比值與基腐病發(fā)病的關(guān)系[J]. 熱帶作物科技， 1992（3）： 46-48.

[24] 李道和. 劍麻栽培[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.

[25] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. 劍麻栽培技術(shù)規(guī)程： NY/T 222—2004[S]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2005.

[26] 鄭金龍， 高建明， 張世清， 等. 殺菌劑對(duì)劍麻莖腐病病原菌的室內(nèi)毒力測(cè)定[J]. 中國麻業(yè)科學(xué)， 2010， 32（5）： 270-274.

[27] 鄭金龍， 高建明， 張世清， 等. 6種殺菌劑防治劍麻莖腐病田間藥效試驗(yàn)[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012， 39（23）： 65-66.

[28] 陳長(zhǎng)林， 沐森林， 張彬， 等. 劍麻病蟲害的防治現(xiàn)狀、問題及對(duì)策[J]. 中國麻業(yè)科學(xué)， 2009， 31（6）： 369-371.

[29] 曹舒祺， 陳夢(mèng)婕， 侯賢鋒， 等. 新鞘氨醇單胞菌預(yù)處理對(duì)木材結(jié)構(gòu)及酶解的影響[J]. 林產(chǎn)工業(yè)， 2022， 59（4）： 9-13.

[30] 侯美珍， 盧習(xí)剛， 韋紅群， 等. 荔枝果皮和果核提取物對(duì)植物病原菌的抑菌作用[J]. 廣西植保， 2006， 19（2）： 2-4.

[31] 秦士維. 藍(lán)莓果實(shí)潛伏侵染病原真菌分離鑒定及生物防治研究[D]. 大連： 大連理工大學(xué)， 2017.

[32] 黃雪蘭， 李菊馨， 周海蘭， 等. 3種生防真菌對(duì)劍麻莖腐病病菌黑曲霉的抑制效果[J]. 農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用， 2019， 32（1）： 16-20.

[33] MAGALH?ES V C， de OLIVEIRA BARBOSA L， ANDRADE J P， et al. Burkholderia isolates from a sand dune leaf litter display biocontrol activity against the Bole rot disease of Agave sisalana[J]. Biological Control， 2017， 112： 41-48.

[34] BARBOSA L O， LIMA J S， MAGALH?ES V C， et al. Compatibility and combination of selected bacterial antagonists in the biocontrol of sisal Bole rot disease[J]. BioControl， 2018， 63（4）： 595-605.

[35] BENOIT I， van den ESKER M H， PATYSHAKULIYEVA A， et al. Bacillus subtilis attachment to Aspergillus niger hyphae results in mutually altered metabolism[J]. Environmental Microbiology， 2015， 17（6）： 2099-2113.

[36] de SOUZA J T， SILVA A C M， de JESUS SANTOS A F， et al. Endophytic bacteria isolated from both healthy and diseased Agave sisalana plants are able to control the Bole rot disease[J]. Biological Control， 2021， 157： 104575.

[37] da SILVA R M， da SILVA BRITO S S， do CARMO C O， et al. Control of Aspergillus welwitschiae and red rot with liquid disfigmentation residue from sisal leaves[J]. Ciência Agrícola， 2019，17（3）： 13-21.

[38] 王會(huì)芳， 芮凱， 曾向萍， 等. 劍麻病害調(diào)查及其主要病原種類鑒定[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2018， 49（10）： 1988-1994.

[39] 王麗萍， 陳濤， 方石桂， 等. 廣西劍麻黑斑病病原菌鑒定及其生防菌篩選[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2021， 52（7）： 1912-1922.

[40] 關(guān)天博， 崔曉東， 陳愷宏， 等. 劍麻可可毛色二孢葉斑病菌的鑒定及其室內(nèi)藥劑篩選試驗(yàn)[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2022， 49（2）： 93-100.