廣西宿根甘蔗黃化病現狀及病因分析

羅　霆，吳建明*，鄧宇馳，翁夢苓，梁宏衛，范業賡，周慧文，丘立杭，陳榮發，閆海鋒，黃詩偉，周忠鳳*

【糖料與糖料生產】

廣西宿根甘蔗黃化病現狀及病因分析

羅霆1,2,3，吳建明1,2,3*，鄧宇馳1,2,3，翁夢苓1,2,3，梁宏衛4，范業賡1,2,3，周慧文1,2,3，丘立杭1,2,3，陳榮發1,2,3，閆海鋒1,2,3，黃詩偉1,2,3，周忠鳳1,2,3*

(1廣西農業科學院甘蔗研究所，廣西南寧 530007；2廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室，廣西南寧 530007；3農業部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室，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余年發現的一種無病原菌感染的生理性病害，對甘蔗產量和品質有嚴重影響，逐漸成為影響廣西蔗糖產業發展的重要因素，且有逐年加重趨勢。目前全世界范圍內僅見廣西發生宿根甘蔗生理性黃化病，對其病因存在多種解釋，但尚未明確，也未找到高效的復綠措施解決生產上日益嚴重的黃化病情。本研究開展了廣西宿根甘蔗生理性黃化病現狀調查，對發病點的地理位置、土壤性質、連作和輪作情況及病因進行分析和討論，以期為早日實現甘蔗宿根黃化病有效防控提供依據。

甘蔗宿根黃化??；土壤性質；病因分析；防控措施

0 引言

廣西是我國重要的產糖大省，糖料蔗種植面積占全國的60%以上，食糖產量占全國的80%以上。保障廣西的糖料蔗持續穩定供應，關系到國家的食糖安全。經過多年的生產實踐，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，蔗蔸留土宿根再發獲得1年產量。目前，廣西每年的宿根蔗面積占甘蔗種植面積的65%左右，對蔗糖產業有重大影響，但宿根蔗由于栽培方式及生理特點，有一些專性病害發生，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余年發現的一種無病原菌感染的生理性病害。目前全世界范圍內主要發生在廣西地區，表現為宿根甘蔗發株后失綠，長出黃色甚至接近白色的葉片，在無處理的情況下，一般50～70天內能自動復綠，但在黃化期間，植株僵化，生長緩慢甚至停滯，幾乎不能分蘗和拔節，新葉抽出速度異常緩慢，造成減產30%～50%的嚴重后果。甘蔗宿根黃化病已成為影響甘蔗生產的重要病害之一，亟待解決。

對甘蔗生理性宿根黃化病的研究報道集中在2012年后，廣西本土的大學和研究機構較先發現并研究甘蔗宿根黃化病。已報道的甘蔗宿根黃化病集中在扶綏、崇左等桂南蔗區，發生地以貧瘠、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，新植蔗不發病，只有宿根蔗發病。近年來，研究者相繼開展了甘蔗宿根黃化病致病機理的探索研究。李賢宇、羅維鋼認為，由于宿根蔗蔸留土時間長，老根缺乏活力，不能有效利用養分造成黃化[1-2]；常敏敏、黎曉峰、龍光霞等認為，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，加速錳、鋁等有毒物質積累后，造成植株體內鐵錳比例失衡而黃化[3-5]；李賢宇認為，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，尤其是酚酸類化感物質，導致甘蔗根系對養分和水分的吸收能力不足造成黃化[6]。同時，一些研究者開展了宿根蔗黃化復綠研究。于華認為，氮素形態與宿根黃化病發生有相關性，施用銨態氮肥有利于減輕幼苗葉片黃化，加速黃化葉片復綠[7]；陳桂芬認為葉面噴施鐵、鎂、硼、鈣、鉀、鋅、氮等營養元素均能提高黃化苗的轉綠率，其中，以噴施鐵的效果最好，其次是鎂、硼[8]。劉要鑫發現，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的產量，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年的宿根黃化率[10-11]。此外，常敏敏還發現甘蔗對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、分布及鐵素營養有關[12]。

綜上所述，研究者近年來開展了甘蔗宿根黃化病因及復綠措施等的研究，取得一定進展，但對黃化病的現狀調查局限在小范圍和地域條件單一的桂南少數區域，不利于對病因探索，現有的致病原因也存在不同解釋。在復綠措施上的研究尚少，找到一些能降低發病率的措施，但還沒有找到能在生產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狀調查及病因分析，以期為甘蔗宿根黃化病有效防控提供依據。

2 材料與方法

2.1 調查地概況

2020年3～5月期間，走訪和調查桂中、桂南、桂西、桂東等蔗區的27個點，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緯度的發病點。

2.2 調查項目

對27個黃化病發生較嚴重的地點的土壤類型、耕作制度、前作作物、連作輪作情況、發病率等進行調查，并分析當前廣西地區甘蔗宿根黃化病高發的原因。

2.3 測定方法

甘蔗宿根黃化病發病率采用5點取樣法統計，從調查地塊四角開始，每隔10 m，向中心點取1 m×1 m大小的區域調查黃化株數量。小區黃化率按⑴式計算。調查點黃化率為各小區黃化率的平均數。

小區黃化率=黃化株數/總株數×100%········⑴

3 發生范圍及發病情況

甘蔗宿根黃化病在廣西發現至今已有10余年，現有的研究報道主要集中在桂南小范圍的縣(區)，為了更全面地了解病情發展和分布，本項目小組調查了桂南上思、崇左、百色、田東、田陽、桂中來賓、柳州、桂南沿海北海、欽州等11個縣(區)27個蔗區(表1，圖1)，調查結果和早前報道的甘蔗宿根黃化病集中在桂南酸性粘土發生不同，甘蔗宿根黃化病在近10年內，發生區域和范圍迅速擴大，目前幾乎覆蓋廣西所有蔗區，甚至在桂南沿海沙壤土上也發現小范圍的甘蔗宿根黃化病。

4 土壤類型和特點

圖1　甘蔗宿根黃化病調查點分布圖

表1　甘蔗宿根黃化病調查點概況

土壤機械組成是土壤穩定的自然屬性之一，決定著土壤物理、化學和生物特性。不同土壤的機械組成在物質含量上有顯著差別，影響著土壤水分、空氣和熱量運動，也影響養分的轉化和土壤結構類型。本研究對所調查的各點的土壤進行機械組成分析(表2，去除不發病點)，并根據機械組成得出各點的土壤類型，再將各點黃化病以發病率高低進行分級(表3)，發現宿根黃化病發生等級與土壤類型有一定的關聯性，在發病輕的7個點中，土壤類型包括粘壤土、砂質壤土、壤質砂土等，只有一個點的土質為粘土，占14.2%，且該點的發病率達到22%，也相對較高；在中度和重度發病率的11個點中，有8個點的土壤類型為粘土，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，有一定的豐產性，但排水不良，極易板結，通氣性差，土壤微生物活動受限，播種后植株發育比較遲緩，特別對植物根部的發育有很大影響。土壤粘重很可能是黃化病嚴重的原因之一。

表2　不同土壤類型黃化病情況

表3　黃化病發病率分級表

5 連作與黃化病發生的關系

廣西人多地少，人均耕地面積只有873.3 m2，耕地較貧瘠，產出能力有限。為了滿足社會需求，必須在本就質量堪憂的土地上持續多年復種。所調查的27個點都存在多年連作或輪作的情況(表4)，一些調查點的土地已經持續近40年種植甘蔗、木薯、速生桉等對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。同時使某些元素無法被吸收或降解，大量累積在土壤中，又加速消耗另一些營養元素，形成養分偏失；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。我們推測廣西甘蔗宿根黃化病日益嚴重與長期連作或與其他地力消耗大的作物輪作有關。

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，葉片能快速復綠，保證植株當年的前期生長，但第2年宿根再發后，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充營養能作為一種緊急處理方法，及時緩解當年的甘蔗宿根黃化病情。土壤應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，證實土壤的理化性質與宿根甘蔗黃化病的發生直接相關。連作、土壤粘重，土壤理化性質不佳等都有可能是導致黃化病嚴重的主要因素，水旱輪作或種植綠肥、施用有機肥等能減少黃化發生的幾率，但其機理需要進一步深入研究，才能找到能為生產上所用的根本解決甘蔗宿根黃化病的方法。

表4　不同調查點連作、輪作情況表

[1] 李賢宇，周潔瓊，蘭靖，等. 土壤中有毒物質對宿根甘蔗苗期黃化的效應研究[J]. 湖北農業科學，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養特性研究[J]. 南方農業學報，2013，44(6)：930-933.

[3] 常敏敏，梁莉燕，楊曙，等. 高錳誘導甘蔗幼苗黃化的基因型差異研究[J]. 西南農業學報，2019，32(9)：1980-1985.

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

[5] 龍光霞. 鐵、錳對廣西宿根甘蔗幼苗黃化的影響[J]. 南方農業學報，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性初探[D]. 南寧：廣西大學，2015.

[7] 于華，陳楊明珠，黎曉峰. 氮素形態對甘蔗錳毒黃化的影響[J]. 西南農業學報，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生的原因與矯正措施[J]. 中國糖料，2014(1)：5-7，12.

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

[10] 凌桂芝，蔣雄英，楊曙，等. 硅對甘蔗錳毒的緩解作用研究[J]. 西南農業學報，2016，29(7)：1639-1643.

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

[12] 常敏敏，梁莉燕，楊曙，等. 高錳誘導甘蔗幼苗黃化的基因型差異研究[J]. 西南農業學報，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

廣西自然科學基金(2017GXNSFAA198290)；中國科學院專項研發與聯合攻關項目(KFJ-STS-QYZD-199-2)；廣西科技計劃項目(桂科AD19245080)；廣西重點實驗室建設項目(20-065-24-A-0-0)

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

吳建明(1978-)，研究員，甘蔗生理及化學調控；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狀及病因分析[J]. 甘蔗糖業，2021，50(1)：68-73.