镰刀菌,有时也叫镰孢菌,侵染范围非常广,是发生最普遍的根部病害病原菌之一。现在我们来理一理镰刀菌的身份、性格、症状、发生规律和防控策略。
在发现有性世代前,镰刀菌属于半知菌中的镰刀菌属,当找到它的有性孢子以后,发现镰刀菌中的许多种类属于子囊菌门中的赤霉菌属。
镰刀菌长期栖息于土壤中,属于土壤习居菌,也是土传性病原菌。尽管在土壤中可以躲避紫外线的伤害,但土壤的生态环境远比地上复杂得多,镰刀菌必需要有各种本领去适应。因此,它的繁殖体多种多样,有小型分生孢子、大型分生孢子、厚垣孢子,大型分生孢子有时候产生于分生孢子座上,有时候在分生孢子表面上还有粘液层(粘分生孢子团),个别种的镰刀菌还可以产生菌核(比如腐皮镰孢菌蚕豆专化型侵染造成的蚕豆根腐病)。
(腐皮镰刀菌的分生孢子,是不是很像镰刀)
镰刀菌是土壤中特别丰富的微生物群落成员,绝大多数是腐生菌,有的是昆虫和线虫的病原菌,有的可以分解纤维素降解有机物,有的降解酚类、氰化物、多环芳烃类等,如果科学利用,会在环保和土壤改良上发挥出巨大的潜力。
也有不少镰刀菌是植物病原菌,不但对许多植物造成破坏,在被害植物器官上产生的毒素——伏马菌素和单端孢酶烯(又叫T-2毒素),毒性非常强。20世纪30年代和70年代,在苏联,因为食用被这些毒素污染了的面粉烤制的面包,造成大规模的食物中毒性白细胞缺乏症,死亡率达60%。中毒后的早期症状有腹痛、腹泻、呕吐、虚脱,紧接着是发热、发冷、肌痛、抑制软骨生长,伴随白细胞减少和继发性败血症等。
鉴于镰刀菌产生的毒素如此厉害,美苏国家曾经把它作为生化武器加以研究生产,直到1972年生化武器公约出台。美国还为了根除秘鲁地区种植的毒品原料植物古柯,研制含有镰刀菌的生物除草剂。但后来因为这种除草剂造成秘鲁爆发性出现抗性古柯物种。1991年在德克萨斯州的格兰德河地区发生了32例无脑儿童也被怀疑和这类毒素的相关试验有关。
引起植物病害的镰刀菌有很多种类,仅《中国农作物病虫害》中就收录了65种,其中最多的是枯萎病和根腐病,当然也有臭名昭著的小麦赤霉病和玉米茎腐、穗腐病。
曾经因为无脑媒体的报导给海南蕉农造成巨大经济损失的香蕉巴拿马病,也就是枯萎病,是由尖镰孢菌古巴专化型侵染造成的。尖镰刀菌的其它专化型还侵染造成西瓜枯萎病、棉花枯萎病、茄子枯萎病,相当于宣判了这些作物不能在同一块地上连续种植。腐皮镰刀菌等引起的花生根腐病、辣椒根腐病、草莓再植病等也是这些作物上最需要土壤处理和种子处理进行预防的病害。禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌引起的小麦赤霉病不但造成小麦严重减产,还威胁着食品安全。水稻恶苗病虽然是水稻上的一大类病害,但也从它的感病植株上发现了植物生长调节剂赤霉素。胶孢镰刀菌、层出镰刀菌和轮状镰刀菌还在玉米上引起茎腐病、穗腐病及苗枯病。
(去年山东、河南、河北小麦区小麦赤霉病爆发给小麦带来巨大损失,图片来自网络)
尽管镰刀菌的种类不少,但它们都有着一些共同的特点。
(1)都是弱寄生菌,属于半活体营养型寄生菌或死体营养型寄生菌,因此,它们专门侵染和寄生在生长状态不好抗性差的植物器官上。它们引起的许多种作物的根腐病,往往是在黏重土壤、播种过深、土壤湿度长期偏高、干旱或遭受过其它伤害(比如棉花枯萎病病菌可以在根结线虫、刺线虫为害造成的伤口诱导下侵入棉根)等情况下,发生更加严重。因此,选择抗性品种栽植、加强土壤管理和提高作物抗病能力,是防治这类病害最为有效的措施。
(2)喜欢高湿,对温度的适应能力较强,但大都是在30℃左右偏高的温度下侵染和发病最快。这在诊断根腐病的时候,可以作为参考,再结合具体症状,诊断准确率会更高,进而制定出针对性更强的防控措施。
(3)镰刀菌根腐病大都是从根尖开始侵入引起发黄、变褐、腐烂并逐渐向更粗的根蔓延,有一个发展过程,这就在寄主作物地上部分的症状表现上也对应性地从下往上逐渐显现干尖、叶缘黄化、叶片黄化、叶小、植株矮小等逐渐加剧的症状,只有在温度和湿度都特别适合发病的时候才像细菌、疫霉菌和腐霉菌那样快速显出症状,甚至造成青枯。
(4)尖镰孢菌引起的枯萎病尽管也是从根尖侵入,但往往会进入寄主的维管束,在导管内分泌果胶酶和纤维素酶降解细胞堵塞水分和矿质营养的输送,造成植株地上呈现失水萎蔫症状,病菌产生的镰孢菌毒素导致寄主叶片枯黄死亡。维管束变褐是枯萎病的最显著识别特征。
(5)不论是腐皮镰刀菌引起的根腐病还是尖镰孢菌造成的枯萎病,甚或是各种赤霉病和茎腐病,其病征,也就是病菌自身的真面目(分生孢子、菌丝体等),基本上都是在被害部位表面上显现的白色或粉红色霉状物,有时也有黑色小粒点或菌核。
(在小麦茎秆节上的小麦赤霉病病菌,图片来自网络)
(6)镰刀菌属于土壤习居菌,长期在土壤中活动,既可以寄生也可以腐生,也就是说,有寄主植物的时候侵染寄主,没有寄主的时候以土壤里腐烂或尚未完全腐烂的植物残体为食物。这就出现了所谓的重茬病或再植病。尽管轮作换茬是预防重茬病最合适的措施,但土壤管理也是非常重要的环节,包括平衡施肥、合理浇水、平整土地等,否则,即便是轮作,这些病害还是会照样发生而防不胜防。药剂处理种子和土壤,也是大多数人最喜欢采纳的防控措施,但还是同样的道理,如果土壤生态适合镰刀菌撒欢干坏事,您用的那点药剂对它来说算不了什么,何况许多情况下因为施药方法不对,再多再厉害的药剂到达不了病菌所栖息的位置,那对病菌来说等于隔靴挠痒。
综上分析,对于镰刀菌引起的植物病害,重点抓关键性、系统性这两点,在前3项关键性措施上下大功夫,后3项措施配合,综合防控。
(1)选择抗病品种及其健康饱满的种子,或嫁接。
(2)合适的播种期、控制好播种深度,出苗快苗壮,病菌侵染的机会少。
(3)合理施肥浇水,雨季注意及时排水,尤其要保证对水和肥需求迫切最敏感的开花结果期,营养要充足且平衡。
(4)药剂处理种子与增施有机肥和生物菌剂相结合,不提倡依赖性使用广谱性化学杀菌剂处理土壤。
(5)多雨高温季节前结合滴灌或直接灌根施用镰刀菌敏感的杀菌剂,压低土壤中病菌的基数。
(6)常巡查,一旦发现病株立即连根清理掉带出田间处理,然后用石灰粉或杀菌剂浇灌病株所处的土壤。
(7)有计划地增施有机肥,但需要注意的是,在如今的商业化越来越强的农业生产中,有机肥的角色已经不是以提供氮素或其它矿质营养为主,而是改善土壤性质和生态环境为主,使土壤更适合根及根际有益微生物的生长与活动,提高土壤肥力水平。因此,不要一提到有机肥就要一亩地上多少方的鸡粪、羊粪或牛粪等,有条件可以多上,但一定要保证是充分腐熟过的。没有那么大量,有些水溶性好的高浓缩有机物质也可以替代传统的有机肥,比如腐殖酸类、海藻提取物类、鱼蛋白类、甲壳素类等,施用量少、操作简便,更适合目前缺少劳动力的现状。
对镰刀菌敏感的杀菌剂不少,主要有:噁霉灵、咯菌腈、三唑类、铜制剂、福美类、代森类、三氯异氰尿酸、氯溴异氰尿酸、多菌灵、甲基硫菌灵等。这些杀菌剂各有不同的特点,有的适合种子处理,有的可以灌根,有的以保护为主,有的具有内吸治疗活性。生产中应该根据杀菌剂的特点在最合适的病害发生环节使用为宜。
近几年,生物菌剂在农业上的使用越来越广泛,不乏针对镰刀菌病害的各种生物菌剂,但需要注意这些生物菌剂的活性及其稳定性(而不是每克含多少亿的孢子),以及使用时机和方法,尤其是如何更合理地与化学杀菌剂及栽培措施等配合实施方面,都要下一些功夫才行。
本文参考资料:
(1)植物病理学第五版
(2)维基百科
(3)中国农作物病虫害
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