病原研究
1918年,Faulwetter最早發現棉花輪紋斑病時,無法準確地鑑定出其病原菌,但是認為其病原菌與Alternaria tenuis相似。1964年,Calvert等報導輪紋斑病的病原菌為Alternaria tenuis,而之後Alternaria tenuis被命名為Alternaria alternata。1991年,Hillock在辛巴威調查時也發現Alternaria alternata是棉花輪紋斑病的病原菌。2000年和2001年,Palmateer等對美國阿拉巴馬州陸地棉的真菌多樣性調查研究發現,Alternaria alternata是棉花上最主要的病原菌。
1956年,Rane和Patel首次在印度發現棉花輪紋斑病時,認為其病原菌為Alternaria macrospora。1981年,印度草棉上發生的輪紋斑病也是由Alternaria macrospora引起的。同年,Hillock報導在坦尚尼亞發生的棉花葉部斑點病害中,Alternaria macrospora是最為普遍的病原菌。2008年,Dighule等從印度發病的棉葉上分離病原菌,確認Alternaria macrospora是造成棉花輪紋斑病的主要病原菌。
1979年,埃及報導表明棉花輪紋斑病的致病菌為Alternaria tenuissima。1988年,Rotem在以色列進行引起兩個最主要棉花品種‘Pima’和‘Acala’發病的病原菌種類研究時發現,田間種植‘Pima’棉花時,Alternaria macrospora是主要病原菌,其次為Alternaria alternata,且Alternaria macrospora和Alternaria alternata的周期性平均分離比為1∶0.4;而田間種植‘Acala’棉花時,葉部病斑主要由Alternaria alternata引起,其次為Alternaria macrospora,且Alternaria macrospora和Alternaria alternata的分離比為1∶19。1991年,Bashan等研究認為,棉花輪紋斑病由Alternaria alternata或Alternaria alternata和Alternaria macrospora混合侵染所致,並且Alternaria alternata產生的孢子量遠大於Alternaria macrospora。2007年,Bhuiyan等對澳大利亞北部的棉花種植區研究發現,Alternaria alternata和Alternaria macrospora是引起棉花輪紋斑病的病原菌,其中Alternaria macrospora是棉花生長早期的主要病原菌,而在棉花生長後期,則以Alternaria alternata為主;同時還發現,16-65%的發病植株存在Alternaria alternata和Alternaria macrospora混合侵染的現象。2016年,Sangeetha等對印度7個棉花種植區調查研究後認為棉花輪紋斑病的病原菌為Alternaria alternata和Alternaria macrospora。
在中國,關於棉花輪紋斑病病原菌的研究甚少。1988年,商鴻生對來自陝西關中地區190份棉花輪紋斑病樣品進行鑑定,表明其病原菌為Alternaria macrospora;1999年,盧金寶等在南疆地區棉花輪紋斑病發病嚴重的海島棉田塊連續取樣進行分離培養鑑定,證實其病原菌為Alternaria macrospora;2011年,陳凱等從河南省部分地區感染輪紋斑病的棉株上採集病葉並分離病原菌,根據棉花病株症狀及病菌的形態特徵,並結合rDNA-ITS序列分析鑑定出其病原菌為Alternaria tenuissima;李莎從北京、天津、新疆、山東、河北、河南、江蘇等地採集發病葉片,分離得到17株病原菌,經形態學和分子生物學鑑定,其中16株為Alternaria alternata,1株為Alternaria macrospora。
病原特徵
棉花輪紋斑病病原主要為
大孢鏈格孢(學名:
Alternaria macrospora)和
細極鏈格孢(學名:
Alternaria tenuissima),均屬
半知菌亞門真菌,其致病力不同。
大孢鏈格孢:致病力強,能直接侵入,在子葉或真葉上產生較大輪紋斑。該菌
分生孢子梗多單生或4-9根成束,略彎曲,基部膨大,淺褐色至暗褐色。分生孢子倒棍棒狀,黃褐色或深褐色,具6-10個橫隔、3-30個縱隔,(60-90微米)×(20-30)微米;喙部長,(60-120)微米×(2-3)微米。
細極鏈格孢:致病力弱,常與其他寄生菌混合侵染或在有傷口時才能侵入。分生孢子梗分枝較少,欖褐色,
分生孢子棒狀,串生,橫隔1-9個,縱隔0-6個。病菌生長適溫27-30℃,高於37℃、低於0℃均不能生長。在棉田氣溫27-33℃發病,25℃最適,濕度高時易侵入,適應pH2-10,其中pH5最適。
為害症狀
棉花輪紋斑病可以侵染棉花的子葉和真葉、莖稈、棉鈴和花芽,其中對葉部的危害最為嚴重,在棉花生長的整個周期均可發生,大多發生於棉花幼苗期子葉和成株期葉片上。在幼嫩的子葉上,病害的典型表現為棕色小圓形病斑,病斑邊緣紫色;在適宜條件下,病斑直徑可擴展至10-15毫米;有時葉柄也會受害,出現黃褐色條斑,嚴重時子葉乾枯、脫落。成株期葉片上的病斑初為褐色圓點斑,伴有紫色暈圈,直徑約1-2毫米,嚴重時病斑直徑可達2-3厘米;隨著病害的發生,病斑擴展為灰褐色近圓形,變乾易碎,壞死斑可能會破裂並脫落,形成“洞眼”;病斑兩面均具有同心輪紋,葉片正面更為明顯;條件適宜時病斑表面出現黑色霉狀物,即為病原菌。
侵染循環
棉花輪紋斑病病原菌以分生孢子或菌絲體的形式在棉籽短絨、病殘體上越冬,第二年作為初侵染源侵染子葉,一般經傷口侵入。條件適宜時再產生分生孢子,經風、氣流傳播或雨水滴濺在田間造成再侵染。此外,播種帶菌種子能使幼苗發病,進一步擴大侵染。
流行規律
氣候條件
氣候因素是影響棉花輪紋斑病重度發生的主要因素。病菌生長最適溫度為27-30℃,37℃以上及0℃以下,均不能生長,在自然條件下發生在20-33℃之間,以25℃最適發病。病菌對酸鹼度的適應能力強,在pH在2-10之間均可發育,但以pH5為最適。陰濕多雨年份發病重,一般是秋季多雨早衰棉花發病重,特別是8月上、中旬的氣候條件對當年棉花輪紋斑病流行與否起決定性作用。一般8月上、中旬陣雨較多,田間濕度高,溫度適宜的年份有利於病害蔓延、擴散,發病重;相反,高溫乾旱的年份對病害有抑制作用,發病程度明顯偏輕。
栽培條件
連作重茬年限時間長:種植棉花經濟效益比較穩定,多數民眾習慣種植,植棉積極性較高,種植面積較大,連續種植年限較長,殘存於棉花病殘組織中的分生孢子逐漸積累,菌源廣泛,導致病情逐年加重,這是發病普遍嚴重的基本因素。
偏施氮肥:偏施氮肥,輕施磷、鉀肥是棉農種植的一個普遍現象,民眾對“測土配方,平衡施肥”還沒有重視和足夠的了解,生產實踐中,大部分民眾往往偏重於施足底肥,在農村,由於大部分青壯勞力外出務工,留下的多半是老弱病殘,棉花中後期管理粗放,蕾、花、鈴期脫肥現象嚴重,導致棉花長勢弱,抗病性、耐病性差,有利於棉花輪紋斑病的流行。
防治方法
農業防治
加強田間管理:①收穫後應徹底清除田間病殘組織,將帶菌表土和殘枝敗葉深翻於土中,消除病源,減少其傳播和病原越冬基數。②適當休耕或與
禾本科作物或綠肥輪作2-3年,降低菌源量,例如可與小麥、大麥、玉米和苜蓿等輪作,尤其是與水稻
輪作能有效減輕病害發生。在辛巴威,當棉花輪紋斑病大流行後,若繼續播種棉花,則會發現棉花生長初期就有大量幼苗子葉受到侵染;若在棉花種植期間休耕一季,可大大降低幼苗侵染率。③要合理密植,避免棉株過密,及時整枝,改善田間通風透光條件,提高棉株的抗逆性。
棉花生長期最佳化水肥管理:對於
陸地棉來說,當其受到病原的嚴重侵染時,若在棉株開第一朵花後確保植株能獲得充足的水分,並保持土壤養分均衡特別是可利用的鉀肥充足則可避免病害大流行,但要避免大水漫灌而導致田間濕度過高。在棉花生長中後期噴施葉面肥,已被證實是防治棉花輪紋斑病的最有效措施之一,並且要結合氮、磷、鉀肥增施有機肥,增強土壤基礎肥力水平;具體做法為:在棉花打頂化控後(7月下旬到8月初)噴施1-2次
尿素、
磷酸二氫鉀和
硫酸鋅的混合液肥,用量為尿素1500克/公頃+磷酸二氫鉀600克/公頃+硫酸鋅150克/公頃。
化學防治