棉花黄萎病 Cotton Verticillium Wilt 棉花黄萎病是棉花生产中最重要的病害，也是全国农业植物检疫对象之一。从1891年美国首次发现到如今，已遍布世界各主要产棉区。我国于1935年在由美国引进斯字棉时传入，后随棉种调运不断扩大。1973年普查，全国枯、黄萎病发生面积36.98万hm2，占统计棉田的10%；1977年发展为57.24万hm2，占统计棉田的12.12%；1979年增至71.17万hm2 ，占统计棉田的18.2%；1982年扩展到148.2万hm2，占当年植棉面积的31.26%；其中纯黄萎病田面积13万hm2,占病田面积的8.7%；截止20世纪80年代末，棉花黄萎病已遍及全国18个省、市、自治区的478个县（市）。进入90年代，黄萎病扩展速度更快，尤其1993、1995和1996年连续3年在全国范围内连续大发生，有些重病田病株率高达80%~90%，并出现成片病株落叶成光秆的棉田，损失相当严重。据估计，我国棉花黄萎病的发生面积每年大约为266.7万hm2，占全国植棉面积的一半，重病田133.3万hm2,每年损失皮棉约为200万担。黄萎病为害棉花造成的损失程度因症状类型、发病早晚及受害程度而不同，现蕾开花期发病损失率可达70.9%~88.8%；盛花期发病损失率为41.6%~48.6%，落叶型和急性萎蔫型黄萎病株易死亡，损失更重；棉花黄萎病已成为我国棉花持续高产稳产的主要障碍。 症状   黄萎病一般在现蕾后才开始发生，开花结铃期达高峰。其症状主要分为如下类型。 普通型：病株症状自下而上扩展。发病初期在叶缘和叶脉间出现不规则形淡黄色斑块，病斑逐渐扩大，从病斑边缘至中心的颜色逐渐加深，而靠近主脉处仍保持绿色，呈“褐色掌状斑驳”，随后变色部位的叶缘和斑驳组织逐渐枯焦，呈现“花西瓜皮”症状；重病株到后期叶片由下向上逐渐脱落、蕾铃稀少，后期常在茎基部或落叶的叶腋处长出细小新枝。开花结铃期，有时在灌水或中量以上降雨之后在病株叶片主脉间产生水浸状退绿斑块，较快变成黄褐色枯斑或青枯，出现急性失水萎蔫型症状，但植株上枯死叶、蕾多悬挂并不很快脱落。 落叶型：这种类型症状在长江流域和黄河流域棉区都已发现，危害十分严重。主要特点是顶叶向下卷曲褪绿、叶片突然萎垂，呈水渍状，随即脱落成光秆，表现出急性萎蔫落叶症状。叶、蕾，甚至小铃在几天内可全部落光，后植株枯死，对产量影响很大。 上述不同症状的黄萎病株，其根、茎维管束均变为褐色，但较枯萎病变色浅。 由此可见，枯萎病和黄萎病的主要区别是：枯萎病发病早，出苗后即可发生，现蕾期达发病高峰；黄萎病发病较晚，一般在现蕾期才开始发生，花铃期达高峰。枯萎病症状可由下向上发展，也可沿顶端向下发展形成“顶枯症”；黄萎病的症状则一般由下而上逐渐向上发展，不形成顶枯症。枯萎病常引起植株明显矮化、枯死；黄萎病一般不产生严重矮化和早期死亡。枯萎病叶脉可变黄，呈黄色网纹症；黄萎病没有叶脉变黄的症状。枯萎病维管束变色较深，黄萎病维管束变色较浅。 维管束变色是鉴定田间棉株是否发生枯、黄萎病的最可靠方法，也是区分枯、黄萎病与红（黄）叶枯病等生理病害的重要标志，所以对其怀疑时，可剖开茎杆或掰下空枝（或叶柄）检查维管束是否变色。另外，在枯、黄萎病混生病田还可经常看到黄萎病和枯萎病发生在同一棉株上，称为同株混生型病株。以枯萎病为主的混生型病株，主茎及果枝节间缩短，株型常丛生矮化，病株大部分叶片皱缩变小，叶色变深或呈现黄色网纹的典型枯萎症状，但在病株中下部叶片叶脉间呈现黄色掌状斑驳或掌状枯斑的典型黄萎病症状。以黄萎病为主的混生型病株，大部分叶片呈现块状斑驳或掌状枯斑的典型黄萎病症状。但顶端叶片皱缩、叶色加深，有时个别叶片也呈现黄色网纹的典型枯萎症状。 病原 学名：世界上引起棉花黄萎病的病菌有2个种，即大丽轮枝菌Verticillium dahliae kleb和黑白轮枝菌Verticillium albo-atrum Reinke et Berthold，它们都属于半知菌亚门轮枝菌属真菌。两种菌的主要区别是：大丽轮枝菌形成各种形状的黑色微菌核，而黑白轮枝菌产生黑色休眠菌丝。大丽轮枝菌在30℃下能生长，而黑白轮枝菌则不能生长。大丽轮枝菌分生孢子梗基部是透明的，而黑白轮枝菌分生孢子梗基部暗色。这一特点在寄主组织上明显，而人工培养时容易消失。大丽轮枝菌的分生孢子较小，而黑白轮枝菌较大，特别是先长出的第一个分生孢子较大，有时带一个隔膜。较长时间培养后大丽轮枝菌菌落正反二面均呈黑色，而黑白轮枝菌的菌落正面为鼠灰色，而背面几乎为黑色。大丽轮枝菌生长最适pH5.3~7.2，，而黑白轮枝菌pH8.0~8.6。大丽轮枝菌在pH3.6时生长明显好于黑白轮枝菌。 表6-2 两种轮枝菌的形态比较 大丽轮枝菌 黑白轮枝菌  菌丝体 初白色，后许多厚壁细胞组成黑色的近球形、长条形或不规则形的微菌核，大小50~200μm×15~50μm。 开始白色，后形成粗而壁厚、分隔较密的暗褐色休眠菌丝，并可集结成暗色菌素  分生孢子梗 轮状枝1~4层，每层3~4个分枝，全长110~130μm。 轮状枝2~4层,偶有7~8层,每层1~7个分枝,多为3~5枝,长100~300μm或更长。  分生孢子 单胞无色，椭圆形或长椭圆形，大小2.3~9.1μm×1.5~3.0μm 单胞无色，卵园形或长椭园形，大小3~10μm×2.5~5μm   病菌在PSA培养基上生长缓慢，长出白色或淡白色菌丝体。根据培养基中的菌落特点，可将菌落分为3种类型：即菌核型、菌丝型和中间型。菌核型：在菌落上产生菌丝和大量的微菌核，菌落中间常为白色气生菌丝团，基质内布满黑色微菌核。菌丝型：菌落上气生菌丝发达，呈绒毛状，培养2周后仍未出现黑色微菌核。中间型：菌落上气生菌丝少，产生少量微菌核。菌落类型与致病性强弱有一定的相关性，一般菌丝型菌株的致病性较弱或属致病性中等的类型，而菌核型和中间型菌株致病性较强，无论美国的落叶型T9，还是我国的落叶型VD8在培养性状上均为菌核型。然而宋晓轩（1996）在河南安阳发现严重落叶症状的菌系中存在菌丝型菌株，这方面有待继续研究。据报道，在人工培养中随保存时期延长，微菌核的形成能力会逐渐减弱。黄萎病菌所产生的黑色素，可防止水解酶对微菌核的水解作用，对微菌核具有较强的保护作用。 病原生物学：大丽轮枝菌在10~30℃均可生长，生长的最适温度为20~25℃，33℃绝大多数菌株不生长，但有些菌株耐高温的能力较强，在33℃下仍能缓慢生长。由于微菌核具有厚壁，其内又含有大量脂肪，故对不良环境的抵抗力较强，能耐80℃高温和-30℃低温，所以一旦定殖下来，很难根除。微菌核萌发适温为25~30℃，在磷酸缓冲液中微菌核萌发的pH范围为4.2~9.2，在察氏培养基上培养18h后，微菌核的萌发率接近90%。土壤含水量为20%，有利微菌核形成；40%以上则不利其形成。 大丽轮枝菌的寄主范围广，可为害38科660种植物，其中农作物184种，杂草153种。大田作物包括向日葵、茄子、辣子、番茄、烟草、马铃薯、甜瓜、西瓜、黄瓜、花生、菜豆、绿豆、大豆、芝麻、甜菜等，一般禾本科作物如水稻、麦类、玉米、谷子、高梁等不受侵害。 病菌生理分化：棉花黄萎病菌变异性较大，常因环境条件影响而产生新的生理分化类型。在美国加利福尼亚圣金峡谷棉区发现的T-1（后改为T-9）落叶型菌系，其毒力大于该地采集的SS-4非落叶型菌系10倍，是现今世界上毒力最强最危险的菌系。黄萎病菌存在0、1、2号3个生理小种，0号小种致病力弱，2号致病力强，1号致病力中等。我国根据10个菌系在海岛棉、陆地棉和中棉三大棉种9个棉花品种上的致病力不同，划分为3个不同的生理型： 生理型1号：致病力最强，如陕西泾阳菌系，对所有鉴别品种都严重感染。 生理型2号：致病力最弱，如新疆和田及车排子菌系，对所有品种感染都很轻。 生理型3号：致病力中等，如河南安阳、河北栾城和永年、辽宁辽阳、江苏丰县、四川南部和云南宾川等菌系。 1983年在我国江苏南通发现了与美国T-1（T-9）菌系相似的落叶型菌株，目前在不少棉区都已发生。 病菌致病性：棉花黄萎病菌对棉花的致病性主要是产生致病毒素和导管堵塞所致。已经查明黄萎病菌所产轮枝菌素（VD-toxin）是致萎的主要原因，VD是一种蛋白质—脂类—多糖（PLP）复合物，其主要成分是酸性糖蛋白，蛋白质和糖的含量分别为85.26%和14.74%。轮枝菌素对寄主体内CO2的固定、水的光解、辅酶I的还原等均起破坏作用，因而严重影响植株代谢，导致发病。关于导管堵塞，一是菌丝及分生孢子大量繁殖，二是病菌侵入寄主后，刺激邻近的薄壁细胞产生凝胶体、树胶和侵填体，三是病菌侵入后产生果胶酶，分解细胞和细胞壁中的胶状物质和果胶物质，引起组织解体，从而堵塞导管。 病害循环 初侵染：棉花黄萎病的初侵染和枯萎病基本相同，病菌主要在土壤、病残组织、带菌的棉籽、棉籽饼、棉籽壳和未经腐熟的土杂肥中越冬。另外由于病菌的寄主范围很广，田间带病作物也是重要的初侵染来源。种子带菌主要是短绒带菌，内部带菌率很低，但对病害的传播仍起重要作用。黄萎病菌所产生的微菌核待病残体分解后，便释放到土壤中，对不良环境具有很强的抵抗力。病残体和土壤中的微菌核是主要的侵染来源，它们主要存在于耕作层（0~40cm的土层中）。在病残体未腐烂完以前，菌丝一直可在病残组织内存活并产生微菌核，在病残体分解后，部分微菌核仍能存活8~10年之久。在低温高湿和50℃的高温下仍可存活半年以上，遇到适宜环境便可萌发侵染寄主。 传播：棉花黄萎病的传播途径和传播方式与枯萎病基本相同。 侵入与发病：在适宜条件下黄萎病菌的微菌核或分生孢子萌发产生的菌丝可直接从棉花根毛细胞、根表皮细胞或根部伤口侵入，经过皮层进入导管，通过纹孔由一个导管进入另一个导管，并在导管内繁殖产生大量的菌丝和分生孢子，分生孢子随导管中的液流上升。接种后3天内病菌即可扩散到全株。对棉黄萎病株进行解剖观察证明，棉株不同部位的导管内都有病菌侵入，但导管被侵数量不一，从不同部位来看，以叶片导管侵染率最高，果枝最低，根、茎导管侵染率次于叶片，现蕾后病株在田间才表现症状。一般2~6片真叶期是棉花对黄萎病最敏感的时期，特别是2片真叶期接种，其潜育期最短，易获得成功。 再侵染：黄萎病菌主要以初侵染为主，再次侵染作用不大。 发病条件 棉花黄萎病的发生与土壤菌量、气候条件、病菌的致病性变异、品种抗病性和耕作栽培措施密切相关。 土壤菌源数量：土壤中菌源数量是黄萎病能否流行的先决条件。每克土壤只需含有0.03个棉花黄萎病菌繁殖体微菌核就可造成发病，增加到0.3~1.0个时，病株率为20%~50%，3.5个或更多时，发病率可达100%。另有资料认为土壤中引致棉花发病的临界菌量为0.5个/克土。连年种植棉花或与其寄主作物轮种，使土壤含菌量逐年增加，发病日趋严重。 气候条件：适宜的气候条件是黄萎病能否发生流行的重要因素。温度在25℃左右，相对湿度80%以上是该病大发生的关键因子。低于22℃，高于30℃发病缓慢，超过35℃即可发生隐症。我国南北棉区由于夏季高温对病害有明显的抑制作用，所以多出现两次发病高峰，北方棉区一般在现蕾初期开始发病，即播种后40天出现症状，6月下旬至7月中旬出现第一次发病高峰，以后因夏季高温使病害发展受抑制，甚至出现隐症，8月份后随气温降低又出现第二次发病高峰。南方棉区黄萎病发病时期比北方棉区早，高温对病害所造成的抑制时间和隐症时间也偏长，二次高峰表现的更明显。据报道，棉花黄萎病出现隐症的临界温度为旬平均温度28℃。 种和品种抗病性：棉花不同种和品种间对黄萎病的抗病性存在明显差异，以海岛棉抗病性最强，陆地棉次之，亚洲棉较弱。在陆地棉中不同品种间的抗病性也有明显区别。80年代中国农业科学院棉花所育成的中棉12号，90年代河南农业科学院经作所育成的豫棉19号（春矮早）和豫棉21号对黄萎病都具有较好的抗性，对减轻黄萎病的发生起了重要作用。但这些品种都达不到高抗的水平，特别对落叶型黄萎病菌抗病品种更少。 关于品种抗病机制，一般认为抗病品种的根、茎木质部结构较紧密，细胞壁较厚，其髓射线数目和单位面积细胞数都比感病品种多。且寄主遭受病原物侵染后会发生一系列变化，如在细胞壁上堆积类似木质素的物质，阻止入侵的菌丝体，或在导管中形成胶状物或侵填体等把导管堵塞，把入侵的病菌限制在维管束系统的一定部位。抗病品种产生植保素（甲氧基半棉酚dMHG、脱氧甲氧基半棉酚MHG）的能力较强，可溶性糖、单宁和棉酚含量较高等。棉花抗黄萎病性能与丙氨酸、脯氨酸、胱氨酸等氨基酸含量有关。 病菌致病性变异及强致病力落叶型菌系的出现：棉花黄萎病菌存在异核现象，群体内也存在不同的致病类型，病菌与寄主相互作用的协同进化，以及抗病品种给予的选择压力等，都可导致病菌发生相应遗传性的改变，产生新的生理小种或致病类型。当致病性强的小种或致病类型占据优势时，就有利于病害发生和流行。近年来我国棉区落叶型黄萎病的出现就是证明。对我国北方棉区51个黄萎菌株的测定，致病力强的落叶型菌株21个，占供测菌株的41.8%；致病力中度的混合型菌株18个，占供测菌株的35.29%；致病力弱的非落叶型菌株12个，占供测菌株的23.53%。新疆黄萎病菌多属致病性强的类型。目前我国棉区黄萎病菌的增强和强致病力落叶型菌系的出现，是近年来黄萎病多次流行的重要因素。 耕作与栽培措施：连作病重。病田连作年限越长，土壤内病菌积累越多，发病越重。与非寄主作物如玉米、高梁、小麦、大麦等轮作发病轻，特别是水旱轮作防病效果更好。深耕可以把病残体翻入土壤深层，加速其分解，并使病菌窒息死亡，发病减轻。地势低洼、排水不良的棉田有利于病害发生。土壤缺肥，尤其缺磷、钾肥或施氮肥过多、大水漫灌的棉田病重；而肥力充足的棉田，特别是氮、磷、钾合理配合的棉田发病较轻。以苜蓿作基肥可促进土壤有益微生物的繁殖和活动，从而明显减轻病害发生。铺膜栽培由于具有保温提墒保湿的作用，有利黄萎病菌的生长、繁殖和侵染，故与不铺膜棉田相比黄萎病发生早而重，其中宽膜植棉的病情又明显重于窄膜。 缩节胺化控对棉花黄萎病有较显著抑制作用。 病害控制 采取加强植物检疫，种植抗病品种和加强栽培管理为主的综合防治措施。 1.加强植物检疫，保护无病区应严格禁止落叶型病区黄萎病随调种传入无病区和普通黄萎病区。 2.培育和种植抗病品种 自20世纪60年代开始，我国抗病育种工作者一直把培育抗黄萎病的高产优质品种作为重要方向，各地都相继育成一批适于当地种植的抗耐黄萎病的优良品种。如20世纪70年代育成耐黄萎病品种辽棉5号，20世纪80年代育成兼抗枯黄萎病的中棉所12号，20世纪90年代育成兼抗枯、黄萎病的豫棉19号等，这些品种的推广，对减轻当地黄萎病的发生起了重要作用。同时也育出一批抗黄萎病性能较好的抗源品种，如川737、川2802、86-6、BD18、淮910等，为进一步培育抗病品种打下基础。90年代以后，我国棉花抗病育种的主攻方向是选育兼抗枯黄萎病的优质高产品种，但在抗黄萎育种中仍存在不少问题：高抗黄萎病的陆地棉抗源缺乏，品种抗性水平急待提高。近20年来我国对现存4000多份棉花种质资源进行抗黄萎病鉴定，高抗黄萎病的均为海岛棉或野生棉，不能直接利用。90年代育成的抗黄萎病抗源川737、川2802、BD18等，对黄萎病也只能达到抗或高耐水平。抗源（特别是高抗抗源）缺乏是当前抗黄萎病育种取得较大进展的主要障碍。目前生产上推广的一些抗病品种一般达不到高抗水平，有些只能达到耐病的水平，且抗性遗传基础狭窄，基本上都由少数几个抗源及其后代相互杂交选出，急待开发和创造新的抗源，采用包括生物技术在内的多种育种方法，提高其抗病性。应制定一套统一的、规范的抗黄萎病鉴定方法。如各省都要确定1~2个条件较好的单位，在发病均匀的病圃或重病田内统一进行鉴定，在一定范围内要设统一的感病对照，把以病指划分抗性反应型，改用相对抗病指数或抗病效果来划分，更好反映其抗病的真实性、合理性和一致性。品种抗病性丧失的原因及强致病性落叶型菌系的分布等也应进一步开展调查和研究，以便为抗病育种和品种合理布局提供依据。 3.药剂防治 在棉花开花期连续2次喷施40mg/kg的缩节胺对抑制黄萎病有明显效果，新疆棉区在棉花生长期采取全程化控对黄萎病有一定效果。在2~5叶期喷施1.5%的尿素也有减轻发病的作用。 4.消灭病点 对个别零星病区特别是落叶型黄萎病的零星病区，除拔除病株烧毁外，可采取氯化苦土壤薰蒸，方法是：拔除病株后，在病株周围1m2土壤内打孔25个，孔距和孔深均为20cm，每孔注入药液5ml，立即盖土踏实并盖上塑料薄膜或在土表泼水，防止挥发，提高药效。10~15天后翻土，使残留药气挥发干净后再行播种。这一工作应力求做到及时发现，及时消灭，扑灭一点，保护一片。 5．轮作倒茬、加强栽培管理：参照棉枯萎病进行。