随着日光温室和塑料大棚等设施的日益发展，番茄周年生产已经成为现实。棚室番茄种植模式主要分为：冬早春日光温室、早春茬塑料大棚栽培；秋延后日光温室、秋季塑料大棚栽培；秋栽越冬大茬日光温室栽培；大棚越夏栽培等多种种植模式。1 冬早春棚室栽培 依棚室结构不同，播种日期也不同。棚室为土墙结构，番茄应11月中旬播种，翌年1月初至2月上旬定植，4月中下旬至6月收获；棚室为砖墙结构，应12月中下旬播种，翌年2月中下旬定植，4月下旬至6月底采收。塑料大棚早春茬栽培：1月上中旬播种，3月中下旬定植，5月底至7月采收（北方黄河流域可以是多膜覆盖，提早定植）。2 秋延后日光温室、塑料大棚栽培 塑料大棚6月中下旬播种育苗，苗期25天左右，7月中旬定植，9月底至11月采收。日光温室较塑料大棚晚20～25天育苗，于7月上中旬播种，8月上中旬定植，10月开始采收。3 秋冬春季周年茬日光温室栽培 一般9～10月育苗，11月定植，翌年1月开始采收，6月结束；目前有些地方播种期提前到7～8月定植，10月开始采收，直到翌年6月。4 塑料大棚越夏栽培 主要适用于冷凉地区一季种植区域，例如，内蒙古、冀北张承和东北等无霜期较短的地区。3月中下旬育苗，5月定植，7月初开始采收，一直延续到10月份。目前，随着国外品种的不断引入及国内育种竞争的加剧，品种更新换代加速，设施栽培选用的品种也在不断更新。不同品种各具特点，因此，应依据不同茬口、目标销售市场、目标消费市场的人群消费习惯，以及当地订单市场选择不同的栽培品种。例如，出口国外市场需要果皮较厚、耐贮运的硬果型品种迪利奥、倍液赢、保罗塔。秋季尽量选择抗黄化曲叶病毒的品种如齐达利、迪芬尼、惠裕、特美特、意佰芬、浙粉706、西贝、金盾、金棚10号、荷兰八号等。国内市场，尤其是京津北方市场更喜欢粉果品种。目前，市场上番茄大多品种无论红果、粉果均完成了硬果型品种的改良换代，皮较厚，耐裂，耐运输且产量高的红果品种多为南方和出口为主。硬型粉果品种除具有原汁多，适口性好特性外，大多也具备耐裂、耐运输等特性。按种植模式进行品种选择时，越冬茬一般用耐弱光、耐寒性好的中研冬悦、中研998、齐达利、金棚一号、粉倍赢、浙杂702等品种，越夏品种选用耐热、抗裂的惠裕、正粉八号、迪芬尼、满田2185、东风一号、东风四号等品种，春茬栽培一般选用较早熟的西贝、金盾、蔓其利、满田2185、浙粉702、荷兰8号、金棚系列等。

调查前海一线黑松，查明黑松生长衰弱的原因后，研究以黑松复壮为主的综合防治技术，采取地上与地下共同治理技术。“树上生长看树下”，只有树下根系生长好了，才能给树上部分提供营养元素，使其健康生长。2009年3月在鲁迅公园进行试验示范性研究，观察分别施用含微量元素的有机肥、根外菌根剂、更换土壤并使用含微量元素的有机肥3种方法对黑松生长势的影响。经过一个生长周期后，从实验点采取复壮措施的黑松中随机选取30株作为实验对象，周边不采取任何措施的黑松作为对照，详见表2～表5。（1）施用有机肥 在每株黑松树冠投影垂直约2/3处即距主干1.5～2m处环绕树体挖复壮沟3处，宽度30～40cm，深度为40～60cm，每株施“八福仙”牌高级动植物有机肥料（动植物有机质占30%以上，含有30%以上的氮、磷、钾大量元素，还含有钙、镁、锌、硼等多种微量元素及微生物菌群，土壤有益菌≥2亿/g）5～10 kg与挖出的表土混匀，培土浇水，施肥1 000株。为防止一次性伤根过多，每棵树分3年完成。并在相邻区域选取生长状况相近10株黑松作为对照。（2）使用菌根菌制剂 对部分生长衰弱的黑松接种中国林科院生产的菌根菌制剂——丰林菌根菌衣剂（是一种由菌根真菌菌体为主，吸水剂、黏着剂、膨胀剂、稳定剂和湿润剂组成的具有黏着和包裹植物材料特性和促进植物生长作用的菌根菌制剂），将该制剂稀释1 000倍，与上述土壤快速而平稳地混合1～2min，每株施用100 g，挖到黑松的毛细根处灌根，最好涂抹在毛细根处，处理100株。并在相邻区域选取生长状况相近10株黑松作为对照。（3）砌筑鱼鳞坑 对坡度较大的鲁迅公园部分黑松在坡地上砌筑“鱼鳞坑”，大约1～1.5m3，添加种植土与八福仙”牌高级动植物有机肥（混合比例5 ∶ 1），处理120株。并在相邻区域选取生长状况相近10株黑松作为对照。新发枝条越长，黑松的生长越旺盛；针束是黑松主要的光合作用器官，松针越长越多对植物的光合作用越有利，越利于促进植物的生长势；根系是黑松吸收水分和养分的主要器官，单位面积的根系越多其吸收作用越强，越有利于黑松生长状况的改善。故从新发枝条、新生针叶长度、黑松根干重3个方面调查黑松生长势的变化，黑松生长势变化与黑松枝枯病的相关性。表2 新发枝条的长度 （单位：cm）表3 新生针叶长度 （单位：cm）表4 黑松根干重 （单位：g）表5 黑松枝枯病的发病情况表2～表5表明，采取复壮措施后，黑松新梢的生长量、针束长度、单位面积的根干重都比以前有不同程度的增加，其中，建鱼鳞坑（图61-1 已建成的鱼鳞坑）换土掺加有机肥料复壮效果最好，但费用是3种复壮措施中最高的，主要适用于坡度大、水土流失严重的区域。换土与“八福仙”牌高级动植物有机肥料混合施用比单一采用一种复壮措施更有利于恢复黑松长势的结果显示，有机肥料与菌根肥结合施用或换土、有机肥料与菌根肥三者混合施用将比单独采用一种复壮措施效果要好得多。3种不同的复壮措施均能产生一定的防治效果，平均病情指数下降37.5～50.1，相对防效在71.0%～94.9%（图61-2 关于黑松施基肥的报道）。图61-1 已建成的鱼鳞坑图61-2 关于黑松施基肥的报道在八大关、栈桥、东海路绿地等前海一线黑松林推广使用复壮沟时发现，土壤板结重的区域在雨季复壮沟易成为积水沟，反而导致黑松根部受损。由于青岛为丘陵地区，土层浅，复壮沟大部分仅能挖到30～40cm，再往下沙石较多，需要投入的人力、物力更多，成本比较高，难应用于黑松的日常养护中。听过北京植物园熊德平博士的讲座后，认为其复合渗水透气井理念比较适合青岛地区，操作简单，多用途（可以是透气孔、深层浇水孔、施肥孔、注药孔等），成本较低，污染小，应用前景广阔。我们根据青岛的地形地质特点对复合渗水透气井进行改良，打孔深度随地形地质灵活掌握，一般控制在50～80cm，复合渗水透气井设计高度分为4种型号，50cm、60cm、70cm、80cm（图62～图63复合渗水透气井的结构与原理）。专用基质的配方：有机羊粪（来自内蒙古大草原天然羊厩肥）、松针土、发酵过的树叶（园林绿化废弃物再利用）、外生菌根（外生菌根存在于健康松林下的新鲜腐殖土中，当天采集的菌根土，掺加一定量的玉米面有利于外生菌根的繁殖）、功能菌群（芽孢杆菌、酵母菌群、乳酸菌群、双歧杆菌、革兰氏阳性放线菌群、光合菌群、丝状菌群、硝化细菌等）（图64～图67 专用基质混配）。2014年11月～12月在百花苑公园进行试验研究，使用地钻和洛阳铲在每棵树的树冠投影附近打孔4个（图68～图76 复合渗水透气井的应用），观察复合渗水透气井对生长虚弱的黑松影响。结合黑松休眠期使用3～5波美度的石硫合剂2次，2015年4月10日通过复合透气井灌50%多菌灵可湿性粉剂300倍液1次。经过一定生长期后，从实验点采取复壮措施的黑松中随机选取8个复合透气井的根系，观察不同土层根系的生长状况，测定复合渗水透气内土壤。详见表6和表7。图62 复合透气井结构与原理解析 （摄于熊德平讲座）图63 复合透气井结构图64 功能菌群图65 玉米面填加剂图66 采集健康松林下的根外菌根图67 功能菌、玉米面、根外菌根与发酵过的落叶混合为基质图68 打孔机图69 洛阳铲图70 打孔机打孔图71 洛阳铲破砂砾层图72 孔内土层黏重少根图73 打好的孔图74 向复合透气井内填充基质图75 捣实基质图76 清理现场表6显示，根茎径级越大，根越少，毛细根（根直径0.1～0.2mm）较多，占测量根系43.09%，黑松吸收养分和水分的能力加强了。表6还说明根量随着深度的增加而增加，说明通过增加复合渗水透气井达到了纵向深层引根的效果。表7与表1比较，说明复合渗水透气井基质可改善周边土壤的营养成分，加入的功能菌改善土壤结构，进而促进根系的健康生长。采取治疗与复壮相结合的措施，平均发病率为3%，平均病情指数为0.1，病情指数下降了52.7，相对防效高达99.8%。表6 黑松不同地表深度和根茎径级内根系数量 （单位：根）表7 黑松复合透气井专用基质测定结果在鲁迅公园、东海路公共绿地选取黑松集中的地块，2009年4月10～15日分别疏密、修枝、间伐和剪除被害干梢、虫果，及时清理枯枝落针。修枝强度以树冠长度与树高之比作为修枝强度指标，初次修枝强度不要超过树高的1/3。间伐本着留优去劣、留大砍小、留稀去密相结合的原则进行，病虫为害严重和枯死木应首先作为间伐首选对象。处理100株，随机选取30株标记观察，对照区设在距防治区500m外，不采取任何措施，于2010年春季4月20日调查发病率（表8）。表8 黑松枝枯病疏密与修枝防治效果相关调查结果表明，黑松及时修剪病枯枝、轮生枝、过密枝等措施，增加通光透气和减少黑松枝枯病的菌源也是一种有效的防治措施，病情指数下降了11.3～24.4，相对防效达到40.5%～87.5%（图77～图79 黑松疏枝、修枝、清理落针）。图77 黑松疏枝图78 清除黑松枯枝图79 清理黑松枯枝落针在八大关黑松枝枯病暴发的3～4月，在2009年4月2日、4月12日、4月22日，喷药3次，间隔10天。随机选取90株黑松，在第一次喷药后4月29日（即第27天）对不同药剂进行防效调查，对照区设在距防治区800m外，不采取任何措施（表9）。表9 黑松枝枯病化学药剂防治效果表9表明，50%多菌灵可湿性粉剂500倍液防治效果较好，相对防效为88.2%。50%多菌灵可湿性粉剂500倍液与0.3%尿素混合喷洒防治效果更好，相对防效为90.1%，也可与0.2%磷酸二氢钾混合，即50%多菌灵可湿性粉剂500倍液与0.3%尿素或与0.2%磷酸二氢钾交替喷洒。同样50%多菌灵可湿性粉剂500倍液也可以用70%甲基托布津可湿性粉剂1 000倍液交替与叶面喷肥混合喷洒，防治效果明显。由于黑松林郁闭度较大（58%～100%），栽植常绿草坪生长虚弱，越来越多的黑松林下改种丹麦草、扶芳藤、常春藤、小蔓长春花等，避免了常绿草坪生长期经常浇水，黑松根系生长不良的弊端（图80～图82 黑松林下植被）。图80 常春藤图81 小蔓长春花图82 丹麦草地被黑松地势低的区域需逐年撒土抬高地势，雨季及时排水，防止黑松树穴周边积水。

黑松枝枯病，又名黑松枯梢病、垂枝病和软枝病，病原经鉴定为铁锈薄盘菌（Cenangium ferruginosum），属于子囊菌亚门盘菌纲柔膜菌目盘菌科薄盘菌属。病菌子实体先在树皮下埋生，成熟后破裂而出，杯状，无柄，成簇状堆在一起，直径1mm左右，外缘具短毛，初期为黄褐色，后期颜色加深呈茶褐色至黑褐色，风干后子囊盘向外卷曲，干后皱曲；子囊棍棒形，无色，内含8个子囊孢子；子囊孢子单胞无色，椭圆形，具2个油球，在子囊内单行排列；侧丝线形，无色，顶端粗，密生于子囊之间（图8为黑松枝枯病病原子实体）。图8 黑松枝枯病病原子实体由于研究人员过去对黑松枝枯病病菌在病害流行中的作用机制认识不足，往往认为该病菌在林中普遍存在，寄生性较弱。近年研究发现，林分中病菌的存在与否及其累计数量对病害的发生与流行也有重要影响。

导致棉花枯萎病的病原菌为尖孢镰刀菌萎蔫专化型 [Fusarium oxysporumSchlectend：Fr.f.sp.vasinfectum（Atk.）W.C.Snyder&.H.N.Hans.]。在相当长的一段时期内，镰刀菌的分类是很混乱的，各研究者曾把该属划分为1000种以上的种、变种和型（俞大绂，1977；张素轩，1991；Bilai等，1955；Tousson等，1975）。1935年Wollenweber等把镰刀菌归纳为16组、143种、变种和型，奠定了镰刀菌分类的基础。在其以后，Suyder等（1968）、Joffe（1974）、Gordon（1952）、Bilai（1955）等对镰刀菌分类都进行了大量的研究，并提出各自的分类概念和系统（Amstrong等，1977；Nelson等，1983）。但所有这些都是以Wollenweber Reinking的专著《镰刀菌属》（Die Fusarien，1935）为基础的。Booth（1971）根据Gordon的分类体系，以大形分生孢子形态作为鉴别镰刀菌种的主要特征，重视标准培养条件、分生孢子梗形状和分生孢子的产生方式，把分生孢子形态、大小、菌落颜色、产孢细胞和厚垣孢子有无及着生位置、生长速度以及基质特性等作为区分组、种、变种的重要依据。中国一些研究者在分离棉花枯萎镰刀菌研究中，注意到有不同类型大分生孢子，除典型的Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum（尖孢镰刀菌萎蔫专化型）外，还分离到在孢子形态、菌落色泽、培养性状和致病性方面不同于前者的菌株，对此提出质疑，认为我国棉花枯萎镰刀菌可能还有F.redolens Wr.（芬芳镰刀菌）或者F.oxysporum var.redolens（Wr.）Gordon（尖孢镰刀菌芬芳变种）。澄清我国棉花枯萎镰刀菌的种、型，查明其在分类上的归属是一项十分必要的基础工作，对指导棉花抗病育种与品种合理布局具有重要意义。为此，陈其英和孙文姬（1992）从全国15个植棉省、自治区采集棉花枯萎病株，经分离纯化，获得273个单孢菌株，并对其中13个单孢菌株进行系统研究，断定我国棉花枯萎镰刀菌是尖孢镰刀萎蔫专化型。隶属的分类体系是：半知菌亚门（Deuteromycotina）、丝孢目（Moniliales）、瘤座孢科（Tuberculariaceae），镰孢属（Fusarium Lind），美丽组（Eleganswu.），尖孢种（Oxyporumschl.）。棉花枯萎病菌为尖孢镰刀菌萎蔫专化型，其培养性状，在PDA（马铃薯葡萄糖琼脂）培养基上，菌丝为白色，若培养时间稍长培养基经常出现紫色，菌丝体透明，有分离。具有3种类型孢子，分别为大型分生孢子、小孢子和厚垣孢子（图2-1）。镜检时，重点检查有无镰刀状大型分生孢子和厚膜孢子。大型分生孢子呈镰刀形，略弯曲，两头稍尖，足孢明显，无色，大多具3个分隔，少数为2个，偶见有4～5个分隔，大小为（22～23）μm×（3～5）μm（以3个隔膜的大型分生孢子长度和宽度作标准）。小分生孢子呈卵圆形或纺锤形，无色透明，大多数为单胞，少数有一个分隔，大小为（5～6）μm×（2～3.5）μm。厚膜孢子近圆形，顶生或间生1～3个，但也有数个相连的，卵黄色，直径5～15μm，厚膜孢子是抵抗不良环境的繁殖体。图2-1 棉花枯萎病菌自Alkinson 1892年首先提出引起棉花枯萎病菌是侵染导管萎蔫镰刀菌（Fusarium vasinfectumAtk）后，认为棉花枯萎病菌的寄生性很强，寄主范围很窄。但Butler（1926）、Kulharm（1934）、Armstrong（1940）、Armstrong和Bennoett（1942）、Ebbeds等（1975），前后报道枯萎病菌的寄主多达40余种，计有大豆、烟草、花椰菜、卷心菜、辣椒、牛角椒、木豆、决明、咖啡、印度麻、黄瓜、龙爪稷、三叶胶、秋葵、番茄、苜蓿、类香蒲、狼尾草、绿豆、豌豆、豇豆、蓖麻、茄子、高粱、肿柄菊、大麦、铁荸荠、小花锦葵、大花苘麻、几内亚茴麻、毛里塔尼亚苘麻、束黄麻、酸木槿、柠檬黄木槿、洋麻、裂叶木槿、类酸浆木槿、葡萄叶木槿、尖刺黄花稔和印度蛇婆子等。许如琛等（1964）用人工接菌盆栽试验，甘薯、玉米、薄荷、黄麻、烟草、荞麦、小麦、大麦、黑麦、燕麦、大豆、豌豆、蚕豆、四季豆、胡萝卜、黄瓜、萝卜、莴苣、油菜、菠菜、青菜和婆婆纳等共47种植物因均不发病，故没有作为枯萎病菌的寄主植物。顾本康等（1979）将生长在枯萎病菌人工接菌土内的供测作物植株、采用组织捣碎稀释分离的方法，能够分离出枯萎病病原菌，将它回接到棉花上能够表现枯萎症状，再从菌落形态及孢子大小，都证明是棉花枯萎病病原菌，因此认为，玉米、牛角椒、大麦、元麦、小麦、番茄、乌豇豆、茄子、大豆、柽麻、芝麻、花生、山芋、赤豆和扁豆等作物虽然没有明显症状，而确是棉花枯萎病菌的带菌植物。棉花枯萎病菌在很多植物上只能停留于植物的根表皮，但不能深入导管系统，所以，往往出现隐症状态。因此认为，除已被证明的许多作物或杂草是棉花枯萎病菌的寄主植物外，实际上还有更多植物是棉花枯萎病菌的不表现症状的带菌体；这就是在枯萎病区推行与旱作物轮作对防治枯萎病无效的道理。李君彦等（1990）对小麦、大麦、玉米、高粱、甘薯、大豆、豌豆、红麻、向日葵、烟草、番茄、茄子、辣椒、黄瓜和笋瓜15种植物作棉花枯萎病致病或带菌的研究，其结果表明，15种作物都可带菌，只是带菌的部位有差异，将病菌在棉花上回接，只有小麦、玉米、高粱和向日葵回接不成功。植物病原菌在不同环境、营养条件和寄主植物影响等外界因素作用下，再加上自身的遗传变异，致病力不断地变化。但在长期演变过程中逐渐形成了一些比较稳定的类型，这就是在种和变种以下所区分的转化型、生理型或小种。专化型是一个群体，据不同鉴别寄主的致病反应，可以进一步化分为若干生理小种。鉴定棉花枯萎病生理小种，以及生理小种在不同地区的分布，对培育棉花抗病品种，以及优良品种在不同种植区的分布有指导意义。棉花枯萎病菌具有较强的专化性，不同地区的枯萎病菌尽管形态相似，但致病力不一定相同。Elbeles（1975）根据枯萎病菌对陆地棉、海岛棉、亚洲棉及某些作物的侵染能力的差异，划分为5个生理小种：小种1号和2号，来源于美国，严重感染陆地棉，轻度感染海岛棉，不感染亚洲棉，但小种2号尚能感染烟草及Yel-redo大豆；小种3号为来自埃及的枯萎病菌，感染海岛棉和亚洲棉，不感染陆地棉；小种4号为印度的枯萎病菌，只感染亚洲棉，不感染海岛棉和陆地棉；小种5号为苏丹的枯萎病菌，感染亚洲棉，不感染海岛棉及陆地棉。Armstrong等（1978）描述并提出了巴西的棉花枯萎病菌小种6号。至此，全世界报道的棉花枯萎病生理小种共6个。1972～1973年全国棉花枯萎病、黄萎病综合防治研究协作组收集了我国主要枯萎病区（冀、豫、晋、陕、鲁、皖、苏、浙、鄂、川等省的县）有代表性的菌株76个，在海岛棉、陆地棉和中棉3个棉种的9个鉴别寄主棉花品种上测定其致病力。结果菌株被划分为3个致病型（表2-1）：Ⅰ型侵染海岛棉、陆地棉和中棉，包括南方棉区的22个菌株，北方棉区的26个菌株；Ⅱ型侵染海岛棉和陆地棉，但不侵染中棉，包括南方棉区的17个菌株和北方棉区的16个菌株，为害陆地棉严重；Ⅲ型只侵染海岛棉，不侵染陆地棉和中棉。鉴别品种致病型Ⅰ致病型Ⅱ致病型Ⅲ海岛棉SSS陆地棉SSR中棉SRR表2-1 全国各地棉花枯萎病菌在鉴别寄主上的接菌反应陈其煐等（1985）于1982年用国际通用的一套鉴别寄主对中国各地采集的144菌系筛选出有代表性的17个菌系进行全面的研究，发现我国的棉花枯萎病菌致病力与当时国际上已报道的6个小种有区别。为此，将我国的棉花枯萎病菌分为3个小种，即3号、7号和8号，其中7号、8号小种是首次报道，并认定棉花枯萎病Ⅲ型即为国际3号小种，而Ⅰ型、Ⅱ型被定为新小种，即7号和8号。7号小种是我国的优势小种，广泛分布于国内的各主产棉区，对鉴别寄主中的海岛棉、陆地棉和亚洲棉均表现出高度侵染，不感染或轻度感染5个非棉属寄主；而8号小种则不感染或轻度感染3个棉种的7个品种，轻度感染非棉属的秋葵、金元烟和大豆，严重感染紫苜蓿和白肋烟，仅在我国湖北省的新洲县和麻城县及江苏省的南京发现；3号小种严重感染海岛棉的Coastland、Sakel和亚洲棉的Ronzi，不感染海岛棉的Ashmouni和陆地棉，不感染非棉属寄主的秋葵、金元烟、白肋烟和大豆，极轻度感染紫苜蓿（表2-2）。鉴别寄主小种及分布3新疆麦盖提和吐鲁番7全国各地8湖北麻城及江苏南京海岛棉AshmouniRSW-RCoastlandSSWSakelSSW表2-2 我国不同小种对鉴别寄主植物的侵染力（陈其煐等，1985）鉴别寄主小种及分布3新疆麦盖提和吐鲁番7全国各地8湖北麻城及江苏南京陆地棉AcalaRSWRowdenRSWStonevileRSW亚洲棉RoziSSW秋葵ClemsonspinelaesRW-RW紫苜蓿GrimmRW-RS烟草Burley5RW-RSGolddolarRRW大豆YelredoRW-RW-R表2-2 我国不同小种对鉴别寄主植物的侵染力（陈其煐等，1985）（续）-1致病性是病原、寄主和环境条件相互作用的结果。棉枯萎菌致病性变异的原因比较复杂，可能有：镰刀菌发生突变、异核现象和准性生殖而发生变异；棉花种和品种的更换，造成寄主基因型对病原菌群体遗传结构的影响而发生变异；随土壤中微生物群落变化而发生变异及棉枯萎菌靠寄主种子远距离传播，导致外来致病菌的传入或为新小种提供亲本等。为此，孙文姬等（1999）采用国际通用的鉴别寄主（简称通用寄主）包括棉属寄主海岛棉的SaKel、Coastland、Ashmouni；陆地棉的Rowden等4个；非棉属寄主紫苜蓿（Grimm）、白肋烟（Berley5）、金元烟（Gold dollar）3个，以及鉴于国际通用的鉴别寄主中的所有棉属寄主均被7号小种菌系高度感染，不能明显区分广泛分布于我国各棉区7号小种不同菌系间的致病力强弱，于是在1996～1997年试验中，增加了抗病性不同的辅助棉属鉴别寄主（简称辅助寄主），包括海岛棉的8763依（感病）、K102（抗性敏感）；陆地棉的鄂荆1号（感病）、86-1号（抗病）等4个品种，对1986～1997年在我国河北、河南、山东、山西、安徽、湖北、江苏、陕西、辽宁和新疆10个主要产棉省（自治区）采集的84个棉枯萎镰刀菌代表菌系进行了生理小种变异监测研究。结果表明：与陈其煐等（1985）报道的基本相同，仍为第3号、7号、8号3个小种，其中，7号小种占83.3%，是我国毒力强的优势小种，广泛分布于我国各大棉区；3号和8号小种分别局限于新疆吐鲁番地区和湖北新洲地区。同时，发现局部地区有些菌系出现了变异，特别是1991～1994年采集的3号小种5个菌系出现了对鉴别寄主Sakel的致病力明显减弱的变异型。分布于黄河、长江流域及新疆广大棉区，对非棉属寄主表现为“R”（发病株率为0）或“W”型（发病株率为50%以下），在棉属寄主上以“S”型（病指为20.1以上）为主。1996～1997年28个代表菌系在8个棉属寄主上测定结果，除2个菌系对Sakel致病力为“W”型（病指为20.0以下）外，其余26个菌系对Ashmoumi、SaKel、Coastland、Rowden、8763依、鄂荆1号等6个棉属寄主致病力均为“S”型；28个菌系在有一定抗性的K102寄主上，13个为“W”型，15个表现为“S”型；在抗病品种86-1寄主上，24个为“W”型，4个为“S”型。按各菌系在8个棉属鉴别寄主上平均病指划分为强、中、弱3个类群，4个菌系为强致病类型，17个菌系为中等致病类型，7个菌系为弱致病类型。1998年发现湖北新洲的1个菌系和山西太原菌系对抗病品种86-1的致病力接近“S”型。1988年分离的3号小种2个菌系和1991～1994年分离的3号小种变异型5个菌系均分布于3号小种的原发生地新疆吐鲁番地区。对非棉属寄主均为“R”或“W”型；对陆地棉Rowden均为“R”型（病指为0），对海岛棉Coastland均为“S”型。2个3号小种与5个3号小种变异型的差异表现在对Ashmouni和SaKel的致病力上，前者在Ashmouni和Sakel上分别为“R”和“S”型；后者对Ashmoum的致病力增强了，除l个为“R”型外，2个为“W”型，2个为“S”型，而对SaKel的致病力减弱了，均为“W”型。另外，1995～1998年从该地区采集的海岛棉病株上一直未分离到3号小种。1988～1995年分离的8号小种5个菌系均分布于其原发地区的湖北新洲地区，在非棉属鉴别寄主紫苜蓿和白肋烟上均表现为“S”型，4个在棉属鉴别寄主上表现为“R”或“W”型，其中，1995年分离的Ag136菌系对抗病品种86-1表现为“S”型（病指25.0）。另外，1998年从该地区采集的病株上分离出8号小种6个菌系。2007年，马存等把目前世界上已报道的棉花枯萎病菌8个小种归纳成如表2-3所示。寄主植物小种编号12345678分布地区世界各地美国埃及印度苏丹巴西中国中国亚洲棉（G.arboreumcv.Ronzi）RRSSSRSR海岛棉阿西莫尼（G.barbadebsecv.Ashmouni）SSRRSSSR海岛棉萨克耳（G.barbadebsecv.Sakel）SSSRSSSR陆地棉阿卡拉44（G.hirsutumcv.Acala44）SSRRRSSR金元烟（Nicotianatabacumcv.GoldDolar）RSRR—RRR大豆（Glycinemaxcv.Yelredo）RS——RRR羽扁豆苜蓿（Lupinusluteuscv.Weiko）SS——R表2-3 世界各国不同小种对不同寄主植物的侵染力新疆棉区棉花枯萎病生理小种，自徐怡心（1994）鉴定认为国际7号小种之后，李国英等（1998）、缪卫国等（2000）、王雪薇等（2001）、吴彩兰等（2004）和张莉等（2005）采用目前国际上通用的一套棉属鉴别寄主及当地的辅助鉴别寄主对从不同产棉县（市、团场）采集的枯萎病菌株样本鉴定后认为，目前，7号生理小种仍为新疆棉花枯萎病菌优势生理小种，主要分布在新疆南疆（和田、喀什、阿克苏）、北疆（石河子、昌吉、乌苏）、东疆（吐鲁番）主要棉区。从各供试菌系对9个品种的发病始期及发病程度看，新疆棉花枯萎病菌菌系强致病型主要分布在南、北疆主要棉区，部分菌系属中等致病型，枯萎病菌为害时期较早，棉株出苗后10～12天，造成棉苗子叶青枯萎蔫或叶脉黄化网纹；新疆棉花枯萎病菌菌系弱致病型主要分布在东疆棉区，枯萎病菌为害时期均较晚，较南、北疆棉区发病始期晚5～7天，即棉花出苗后15～20天才出现子叶青枯萎蔫或叶脉黄化网纹症状。营养体亲和性（Vegetative Compatibility，简称VC）是指缺乏有性生殖真菌，通过不同菌系间的菌丝融合交流物质，进而形成异核体的能力，其实质就是异核体亲和性，会导致病原菌形态和致病性的变异。由若干具有营养体亲和性的菌系构成的群，称为营养体亲和群（Vegetative Compatibility Group，简称VCG）。做致病性测定存在着费时、费力、结果易受外界因素影响及不能反映不同菌株间的遗传关系等公认的问题（Hart等，1981；Kraft等，1978；Pound等，1953），所以，有必要探索和寻找鉴别小种更为简便有效的途径。Puhalla（19850）首先确立的用不能还原硝酸盐作唯一氮源生长的突变体（nit突变体）作营养体亲和性试验的方法，为此提供了一条有效的途径。此法通过观察不同菌株的nit突变体之间能否互补而形成异核体把它们分成不同的营养体亲和群。根据他的理论，亲和与否反映出不同菌株在遗传进化过程中的亲缘性远近，国内外不少报道都认为营养体亲和性是鉴别镰刀菌不同专化型及小种间菌株的有效方法。1985年Puhalla首次将VCG技术应用到尖孢镰刀菌专化型的研究，结果认为专化型与VCG之间有一定的对应关系，即同一VCG的菌系属于同一专化型，而不同专化型的菌系属于不同VCG。随后，大量的不同专化型的菌系证明了Puhalla的观点（Ploetz，1990）。鲍建荣等（1992）对尖孢镰刀菌的6个专化型的20个菌系进行了营养体亲和性研究，结果显示，不同专化型菌系的nit株之间无互补反应，而同一专化型的不同菌系上分离的nit株之间可产生亲和反应，也证明了nit突变株的营养体亲和群与菌系的专化型有相关性。在棉花专化型内，研究证明，生理小种与VCG有一定的相关性，来自同一生理小种的菌系，甚至是不同地理来源的菌系，都可划为同一VCG。Katan等（1988）测定来自以色列全国不同地区的同为3号生理小种的12株棉花枯萎病菌菌系，结果均属于同一VCG。丁之金等（1992）采用不能还原利用硝酸盐作唯一氮源生长的突变体（nit突变体），对中国棉枯萎镰刀菌的3号、7号、8号小种的61个菌株做了营养体亲和性研究。结果表明，第3号小种7个菌株和第7号小种42个菌株各属一个不同的营养体亲和群，第8号小种的8个菌株则属6个不同亲和群，不同小种的菌株间没有亲和性。营养体亲和性试验结果与致病性测定结果吻合，能从遗传学角度区分棉枯萎菌不同小种，用它作为鉴定手段，结果更能反映出不同菌系间的本质联系，并可克服致病力测定工作中费时、费力及结果不稳定等缺点。王克荣等（1996）利用氯酸钾毒性，诱变棉花枯萎病菌产生硝酸盐利用缺陷型突变体（nit）。通过对nit突变体在亚硝酸盐和次黄嘌呤为唯一N源的MM营养基上的生长鉴定，获得了4种生理表现型的nit突变体。在485个nit突变体中，nit A为357个（73.6%），nit B 59个（12.3%），nit C 65个（13.4%），nit D 4个（0.8%）。4种类型的突变体产生的频率差别很大，nit A类型最易产生，nit D突变类型则很难得到。Nit A类型的突变体也很容易回变成野生型。不同菌株产生突变类型的比例也有差异。菌株258产生的11个突变体均为nit A型，而菌株262产生的8个突变体都是nit B型，菌株207和328则产生4种生理表现型的突变体。产生nit突变体的107个菌株经互补类型配对测定的结果见表2-4。由此看出，我国的棉花枯萎病菌中，以VCG1为优势群体，分布广泛。有8个菌株分属另外3个VCGS，这些群体是否属于尖孢镰孢萎蔫转化型（Fusarium oxysporumf.sp.vasinfectum），可能需要进行分子遗传学比较才能明确。营养体亲和群（VCG）菌株数菌株来源营养体亲和群（VCG）菌株数菌株来源VCG15江苏丹徒VCG26江苏丹徒（303，315，316，319，328，329）江苏江浦江苏启东江苏淮海农场VCG31江苏丹徒（234）新疆四川浙江VCG41江苏南京（402）江西表2-4 棉花枯萎病菌的营养体亲和群及其来源除了属于4个VCGs的103个菌株，另有4个菌株（菌株号219，226，227，302）只产生一种表观型的突变体（nit A），这些突变体与其他菌株的互补型突变体配对不能形成亲和性反应。这些实验结果表明，我国的部分地区，包括新疆、四川、浙江、江西和江苏的棉花枯萎病菌多属于同一个营养体亲和群。在表现症状的棉花上部茎叶中也分离到其他营养体亲和群的菌株，这些菌株经测定，对陆地棉的棉花品种具有寄生能力和一定的致病力。王雪薇等（1996）报道，新疆棉花枯萎病株或病田土中分离得到的尖孢镰刀菌具有明显的营养体亲和性。将分离自新疆5个不同地点的棉病株或棉田土的7个菌株经单孢分离得到18个单孢株，经鉴定均为尖孢镰孢。7个菌株的18个单孢株分别在KPS培养基上诱得数量不等的nit突变体，将它们分别与两个采自老病区莎车的棉枯萎病菌株进行营养体配对试验，结果显示，7个菌株分别归属2个营养体亲和群（VCGs），其中，与莎车菌株明显亲和，属V1的6个菌株与莎车菌株应同属于尖孢镰孢萎蔫专化型。研究结果还表明，不同菌株产生的亲和带的形态特征不同，如MK菌株的各nit突变株间产生的亲和带均表现为水平扩展，迅速呈纺锤形，但气生菌丝不发达，亲和带仅表现为菌丝层比突变体菌丝层厚，随着亲和带的发展可在两突变株间连成片，暂称扩展型亲和带；而MK7-1菌株的各nit突变株间产生气生菌丝茂密，且扩展宽度均匀的线形亲和带，亲和带朝更浓密方向发展，仅加宽，但不易成片，暂称线型亲和带。所有亲和菌株（或单孢株）与MK形成的亲和带均属扩展型亲和带，而与MK7-1形成的均属线型亲和带。依据不能利用硝酸盐的突变体（nit）间营养体亲和性划分出的棉花枯萎病菌营养体亲和群（VCGs）与其生理小种间高度相关，即不同生理小种间营养体不亲和，而同一生理小种归属于一个或少数几个VCGs。张莉等（1998）从新疆各植棉区采集棉花枯萎病病株，经分离纯化获49个单孢菌株。经营养体亲和性测定结果表明，供测49个菌株分为4个亲和群，其中，VCG1包括46个菌株，占供测菌株的93.9%，均与标准菌株中的7号小种Ag84亲和，另外3个（吐-2、昌-4、石-2）分属不同的亲和群，它们与标准菌株中的7号、8号和3号小种的Ag84、Ag16、Ag2菌株的突变体均不亲和。20世纪90年代后期以来，随着新疆植棉面积的不断扩大及从各地大量调运棉种，其病原种群是否有所变化，不少植棉单位存在一定疑问。为此，张莉等（2005）采用营养体亲和性技术，对新疆棉花枯萎病菌的生理小种类型及其病原种群进行了变异监测研究。结果表明，28个供试菌系高度侵染海岛棉、陆地棉及K102（辅助鉴别寄主），属典型的7号生理小种，其余12个菌系在鉴别寄主上的反应与7号生理小种略有差异；供试菌系属于一个营养亲合群，且与7号生理小种的标准菌系相亲和，与3号、8号小种的标准菌系不相亲和；新疆棉花枯萎病菌依旧以7号生理小种为主。与以往的研究结果相比，新疆棉花枯萎病菌的群体组成基本没有发生变化。此外，王雪薇等（2000）的研究结果也表明，52个待测菌株与7号小种的4个标准菌株间存在着不同程度的营养体亲和性，而与3号小种和8号小种的标准菌株均不亲和。因此，它们属于7号小种营养体亲和群—VCG701。在棉花枯萎病菌的生理小种及其遗传进化关系的研究中，通过突变体的诱发而进行的营养体亲和群判别方法是行之有效的重要研究方法之一，但在突变体的诱发与鉴定上存在较大的难度，方法不一，试验的稳定性较差。为此，白剑宇等（2007）对棉花枯萎病菌突变体的诱发与鉴定做进一步的方法验证与技术探讨。从32个供试棉花枯萎病菌菌株中共诱得288个nit突变体，根据其在不同氮源培养基上的生长划分出4种突变体类型：nit 1、nit 3、nit M和nit 8。对各菌株的突变体诱发与鉴定结果表明诱得突变体的难易程度主要因菌株的不同有很大差异，有些菌株（FKLMYN-23，FKTN-11，FSYN-Z6）很容易诱得各类型突变体，有些菌株不易诱得某种突变体类型，有个别菌株（FMYN-02，FYL2N-07）在KClO3含量10～60g/ml的各浓度梯度中都未能诱发出任何突变体。不同KClO3浓度梯度的KPS培养基上的突变体诱发情况比较表明，在KClO3浓度为25g/ml时诱得突变体的比例最高，约76%的菌株在此浓度下诱得突变体。85.0%的供试菌株上诱发到的突变体类型不全，只有15.0%的菌株能诱发到4种类型的突变体。在诱得的288个突变体中，各突变体类型所占比率高低依次为nit 1＞nit 3＞nit 8＞nit M。在这4种突变体中，nit 1型突变体的诱得比例最高（76.7%），且在绝大多数菌株（93.7%）中易诱得，此结果与王雪薇等（1996）和李国英等（1998）的报道基本一致。但nit M型突变体较难诱发到，供试的32个菌株中，只有13个菌株诱发到了nit M突变体，其比率为40.0%，在所有诱发到的288个突变体中，nit M所占比例仅为4.9%，该结果与王雪薇等（1996）和李国英等（1998）的报道有所差异。这些结果对建立稳定和准确的实验方法体系，为进一步查明棉花枯萎病菌的营养体亲和群分化情况，营养体亲和群与生理小种的对应关系，生理小种的种类及其分布，病原菌的分化，遗传进化关系提供了有科学价值的依据。异核现象是半知菌普遍具有的特性，也是病原菌变异的主要原因。史大刚等（1991）结合新疆吐鲁番地区，原只发现枯萎菌生理Ⅲ型，后又发现了生理Ⅱ型的现象，研究了异核现象与枯萎菌变异的关系认为，异核现象是导致生理Ⅲ型菌系致病力增强产生生理Ⅱ型的重要因素。棉花枯萎病菌在遗传上都是十分复杂的种群，遗传的多变性可以由多种因子引起，例如，转座因子、染色体突变、基因漂移、准性生殖等。这种种群上遗传多变性决定了必须依靠更为客观的研究方法来研究它。VCG是依靠真菌自身遗传特征来划分的，不仅能反映菌系之间的遗传相似性，而且有助于真菌繁殖方式及其群体遗传结构的分析。但目前，棉花枯萎病菌营养体亲和性研究菌系来源十分有限，而且棉花枯萎病菌主要集中在专化型内，这样不能更为确切地了解种群的发育与变异。因此，今后应进一步扩大棉花枯萎病菌的研究种群，并结合更多的研究技术，包括分子技术，对日益复杂化的棉花枯萎病菌的种群进行更深入的研究。生物体内的同工酶是基因与生物外部形态性状的连接物，同工酶酶谱是生物内部生物化学特性的反映，许多学者认为，病菌不同的致病类型与酯酶同工酶有较密切的关系。吕金殿等（1982）用聚丙烯酰胺凝胶电泳对42个采自我国各省（自治区）的棉花枯萎病菌的酯酶同工酶进行了比较研究，根据主酶带的情况可将42个菌系分为3个类型，分别为类型Ⅰ，包括4条主酶带，含有31个菌系，来自13个省（直辖市）；类型Ⅱ，包括3条主酶带，含有6个菌系，来自6个省；类型Ⅲ，包括2条主酶带，含有1个菌系，来自新疆。张莉等（2000）用聚丙烯酰胺凝胶电泳测定新疆棉花枯萎病菌酯酶同工酶，同时结合以往研究分析其酶谱类型与生理小种的关系。结果表明：（1）新疆棉花枯萎病菌有4种酶谱类型，供试的30个菌株中有25个菌株的酶谱属于类型Ⅰ据以往研究，这25个菌株中，有24个菌株属于7号生理小种，它们与标准的7号生理小种的酯酶同工酶酶谱基本一致。这说明，可利用酯酶同工酶作为研究棉花枯萎病菌致病力分化的一种辅助方法。同时，从生化的方面再次证明7号生理小种是新疆棉花枯萎病菌的优势小种。（2）主酶带的多少与致病力的强弱成正相关类型Ⅰ中的菌株有5条主酶带，次酶带也最多，在供试菌株中属致病力最强的类型；类型Ⅱ中的菌株有2条主酶带，次酶带较少，属供试菌株中致病力较弱的类型。（3）试验证明，酶谱类型与生理小种的类型并不完全一致如塔2菌株的酶谱类型属于类型Ⅳ，它与本次试验提供的3个标准菌株酶谱均不相似，但在利用鉴别寄主的鉴定中属7号小种；还有石-15菌株酶谱类型与标准3号小种相一致，但其小种也属于7号。这些现象有待进一步研究。曹君等（2005）通过聚丙烯酰胺凝胶电泳测定了各供试枯萎病菌酯酶同工酶，并结合同工酶谱的聚类分析研究其酶谱类型与菌株致病力及生理分化的关系。结果表明，在棉花枯萎病菌中酯酶含量较高，电泳酶谱稳定，重复性好。14个供试菌株与标准菌株J-1的枯萎病菌酯酶酶谱基本一致，既反映了棉花枯萎病菌在专化型水平上的遗传一致性，又能在专化型下区分出不同的致病类型。根据酯酶酶谱和聚类分析结果（图2-2）将供试菌株分为4种类型。类型Ⅰ的菌株有5条主酶带，次酶带也最多，在供试菌株中属致病力强的类型；类型Ⅱ中的菌株的致病力属于中等水平，类型Ⅲ、类型Ⅳ的菌株分别有3条、2条主酶带，次酶带较少，属供试菌株中致病力较弱的类型，表明主酶带的多少与致病力的强弱有关。因此，酯酶同工酶酶谱类型和致病类型有较密切的相关性，利用酯酶同工酶分析能够准确且快速地鉴别出棉花枯萎病菌的不同致病类型，克服了传统棉花枯萎病菌致病性鉴定方法的一些弊端，且该方法简单、方便、准确，重复性好，可以成为鉴定棉花枯萎病菌不同致病类型的重要方法之一。图2-2 同工酶酶谱聚类分析树状图棉花枯萎病菌各生理小种间，不论是酯酶同工酶、过氧化物同工酶，还是可溶性蛋白质，经电泳后或多或少都可出现特征性条带，差异比较明显，易于区分。吴彩兰等（2004）对棉花枯萎病菌的3号、8号和7号3个生理小种的标准菌株和新疆所采31个供试菌株采用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行了酯酶同工酶谱、过氧化物同工酶谱和可溶性蛋白质谱分析。结果表明：①菌体酯酶同工酶电泳：所有供试菌株的酯酶同工酶酶谱多态性丰富，谱带数目一般为3～8条，清晰可辨。棉花枯萎病菌不同生理小种的酯酶同工酶谱存在明显差异，3号生理小种有6条谱带，8号生理小种有3条谱带，7号生理小种有8条谱带，其中，Rf值为0.1和0.35的两条带为7号生理小种的特征性条带。供试菌株谱带数为4～8条，其谱带虽具有多型性，但都与7号生理小种标准菌株的特征性条带中的一条或两条一致。31个供试菌株经可溶性蛋白质谱分析，它们与7号生理小种的标准菌株的特征性条带中的一条或两条一致，说明新疆棉花枯萎病菌仍以7号生理小种为主要的优势小种，这与多次用鉴别寄主法测定的结果一致。在同工酶电泳实验中，过氧化物同工酶因其为单位结构，故谱带少，多态性差，有的菌株谱带不清；酯酶同工酶谱和可溶性蛋白质谱不仅谱带数目多，而且具有清晰易辨的特点，效果好，在实验中拟优先选用。②过氧化物同工酶电泳：所有供试菌株的过氧化物同工酶谱带数目为1～4条，多态性差，且有的菌株谱带不清。但不同生理小种间仍存在差异，其中，Rf值为0.42和0.56，为3号生理小种的特征性条带，Rf值为0.52为8号小种的特征性带，Rf值为0.4为7号小种的特征性条带。31个供试菌株谱带数都少，但它们基本都与7号小种的特征性条带一致。③可溶性蛋白质谱。棉花枯萎病菌不同生理小种的可溶性蛋白质谱存在明显的差异，3号和7号生理小种均有6条谱带，8号生理小种标准菌株只有4条谱带。谱带Rf=0.1、Rf=0.3和Rf=0.52为该3个生理小种所共有，8号生理小种Rf=0.4的谱带又与7号生理小种所共有，即8号生理小种的4条谱带均与7号生理小种共有；谱带Rf=0.2、Rf=0.38和Rf=0.45是3号生理小种所独有的特征性带；谱带Rf=0.08和Rf=0.42是7号生理小种所独有的特征性带。31个供试菌株可溶性蛋白质谱虽有差异，但差异不大；它们绝大部分谱带都具有7号生理小种的特征性谱带1条或2条，而不具有其他小种的特征性带。吴彩兰等（2004）采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法，对2002～2003年，从新疆各主要植棉区采集到的31个棉花枯萎病菌菌株及3号、7号和8号生理小种的标准菌株进行了可溶性蛋白质谱分析。结果表明，棉花枯萎病菌不同生理小种的谱带存在明显差异，易于区分，并且3号和7号标准菌株都有自己的特征性谱带；同一生理小种不同菌株谱带的一致性较高，差异不大，供试菌株与7号生理小种的特征性谱带中的1条或2条一致。从电泳图谱聚类分析可将其分为3类：3号和8号标准菌株各为1类，供测大部分菌株的电泳图谱与7号生理小种标准菌株的相似性水平高，亲缘关系近，与3号生理小种的相似性水平低，亲缘关系最远（图2-3）。这与鉴别寄主法进行生理小种测定的结果基本一致，说明采用可溶性蛋白凝胶电泳对棉花枯萎病菌生理小种的鉴定具有重要的参考价值，可作为常规鉴别寄主法和营养体亲和群鉴定法的一种重要辅助手段。图2-3 棉花枯萎病菌供试菌株电泳图谱聚类分析树状图由于传统的生理小种划分主要以病菌对特定寄主的致病力强弱作为依据，病菌自身的变异及环境因子的复杂变化也可造成致病力变异，仅依靠传统的形态学和致病力差异来划分病菌生理小种已难以得出令人信服的结论。因此，需要借助于诸如遗传学、生物化学、分子生物学的手段加以验证，如血清学、营养体亲和性、凝胶电泳以及近年来发展迅速的RFLP及RAPD等技术，已逐步应用于病原菌的鉴定。而采用分子生物学手段，可将致病力在分类中的作用从遗传学的角度加以重新评价。随着分子生物学技术的发展，利用分子特征进行真菌分类鉴定已逐步被人们所采纳。在对病菌遗传背景了解甚少的情况下，采用随机引物扩增多态性DNA分子标记对尖孢镰刀菌专化型以下的小种进行多态性分析是行之有效的。RAPD（Random Amplified Podymorphic DNA）技术是20世纪90年代由William等在PCR基础上创立起来的一种利用随机引物扩增DNA的分子标记方法。该技术一出现，就以其快速而便于检测大量样品，所需DNA量少、不需要生物的特殊基因文库作探针以及操作安全、所需费用较低等突出优点，迅速应用于生物学研究的各个领域。冯洁等（1999）对来自中国11个省（自治区）的棉花枯萎病菌不同生理小种菌株的基因组DNA进行随机扩增，筛选出10个扩增多态性好且稳定的随机引物，不同引物的条带数为9～19条，扩增片段的DNA分子量为300～3000bp，10个引物扩增得到的140个DNA条带中，有123个多态性条带，占总条带的87.8%。根据供试菌株RAPD-PCR扩增条带的有无，以1.0记数，统计稳定、清晰出现的条带，采用Statistics统计软件对数据进行类平均法系统聚类分析，建立树状图（图2-4）。以连锁距离为5.0划分时，供试的29个菌株可划分为6个RAPD组。Ⅰ组为所有的3号小种菌株（1～5）及国外3号小种对照（29）；Ⅱ组为所有的7号小种共16个菌株（11～26）；Ⅲ组为8号小种的3个菌株（6～8）；Ⅳ组为8号小种的另外2个菌株（9、10）；V、Ⅵ组分别为国外的1号小种（27）及6号小种（28），它们各独自为一类。通过亲缘关系树状图可以看出，我国的3号小种与国外的3号小种对照亲缘关系十分密切，同属于一个RAPD组Ⅰ，这个RAPD组与其他5个组的菌株在亲缘关系上相距较远，独为一类；我国特有的7号小种自成一类；而我国的8号小种遗传背景较为复杂，分属于2个不同的RAPD组，其中，归为第Ⅳ的菌株（9、10）与7号小种的亲缘关系较近，归为第Ⅲ组的菌株（6～8）与7号小种的亲缘关系较远。国外的1号、6号小种（27、28）与我国的7号、8号小种在亲缘关系上相距较远。从亲缘关系树状图中还可以看出，我国的3号、7号小种都分别属于两个独立的RAPD组，8号小种分属于两个不同的RAPD组，这与传统的以致病力差异为依据的鉴别寄主划分生理小种的结果基本一致。从分子水平上证实了中国生理小种划分的正确性，并证明中国除3号小种与国外相同外，7号、8号小种是不同于国外其他小种的独立小种。8号小种在我国的分布只局限在湖北新洲和南京江浦，是遗传背景最为复杂的一个小种，今后在这一群体中可能会划分出新的小种。图2-4 供试棉花枯萎病菌菌株的RAPD聚类分析树状图新疆是我国最大的棉花生产基地，但植棉面积迅速扩大、连作年限延长、引种频繁，导致棉花枯萎病迅速扩展，为害严重。为了有效控制棉花枯萎病菌，有必要对新疆不同植棉区枯萎病菌的生理小种及遗传多样性进行分析，为新疆棉花抗病育种、植物检疫及病害防治提供科学依据。王雪薇等（2001）和田新莉等（2002）利用RAPD技术比较新疆棉花枯萎病菌不同菌株间在分子水平上的共性与差异。RAPD分析结果显示出这37个供试菌株与7号小种各对照菌株间基因组DNA的指纹图谱高度相似，属同一遗传相似组，而与3号和8号小种的对照菌株间遗传差异较大，亲缘关系较远，即7号生理小种是组成目前新疆棉花枯萎病菌群体的优势小种。仅发现一株可能属于3号小种的菌株，未发现属于8号小种的菌株。此外，从分子水平上证明新疆棉花枯萎病菌存在明显的遗传分化，即使在7号小种内也存在遗传上的差异，从而导致致病性强弱的不同。冯洁等（2000）采用10个随机引物对我国3个棉花枯萎病小种的26个菌株PCR扩增结果表明，不同小种在扩增的DNA条带之间差异明显，并分别筛选到了3号、2号和8号小种的特征带。3号小种特征条带2以OPF-10为引物扩增，3号小种的5个菌株（编号l～5）均在分子量为513bp处出现OPF-10513特征条带，而其他小种菌株均未扩增出此带。7号小种特征条带以OPF-08为引物，所有的7号小种菌株（编号11～26）均扩增出了分子量为371bp的特征条带OPF-08371。8号小种特征条带以OPF-12为引物，供试的5个8号小种菌株均在703bp处扩增出了特征条带OPF-12703。采用ABI 377全自动测序位，以T7方向进行序列测定，3个插入片段均可一次通读全部序列，3号小种的特异性探针OPF-10511含有513个碱基，内含5个内切酶位点（Hind Ⅲ、BamH Ⅰ、Xba Ⅰ、BstⅪ、EeorⅤ），G+C含量为45.4%；7号小种特异性探针OPP-08371含有371个碱基，内含7个内切酶位点（Ecor V、Bsp 106、Nci I、Dra Ⅱ、Xho I、Sac I、Ecor V），G+C含量为43.4%；8号小种特异性探针OPF-12703含有703个碱基，内含7个内切酶位点（Kpn Ⅰ、Bsp 106、Hind Ⅲ、Aat Ⅱ、Ecor V、Bsp106、Kpn Ⅰ），G+C含量为42.1%。利用随机引物对棉花枯萎病菌不同生理小种的菌株进行PCR扩增，获得了大量的RAPD标记，并分别筛选到可将不同小种扩增出不同特征带的引物，为以致病力差异为基础的鉴别寄主划分生理小种的传统方法提供了分子水平的证据，说明我国棉花枯萎菌不同生理小种间在分子水平上存在较大差异，并且这种差异导致了病菌致病力的不同，不同小种之间特征性条带的存在也正是基因序列改变的真实体现。在棉花枯萎病菌小种间寻找到特异性DNA扩增片段，目前在国内外尚属首例。AFLP（Amplified Fragmentlength Polymorphism）分子标记技术是在基因序列未知的情况下，利用少数几对引物对相关物种基因组多态性进行有效检测。AFLP、RAPD及RFLP 3种分子标记多态性的检出效率的大小顺序依次为：AFLP>RAPD>RFLP。由于AFLP综合了RAPD和RFLP的技术优点，因而在植物病原真菌的遗传多样性分析、构建遗传图谱、标定基因、辅助育种的研究中得到了广泛应用。王兰等（2008）应用AFLP分子标记技术，选用9对EcorⅠ和MseⅠ引物组合，对新疆南疆地区不同团场的枯萎病菌12个菌系进行AFLP扩增，结果显示，每对引物均扩增出多态性的位点，说明供试菌系之间在DNA分子水平上存在丰富的遗传变异。9对引物共产生条带总数263条，其中，多态性条带205条，占总数的77.9%。参照琼脂糖凝胶电泳图谱，利用DPS数据处理软件中类平均法聚类分析，建立树状图谱（图2-5）。由图2-5可知，供试的12个菌系在0.52的水平上可分为4类，第Ⅰ类包括6个菌系，分别为F05、F06、F07、F011、F016和F043；第Ⅱ类为3个菌系，分别为F01、F012和F015；第Ⅲ类为2个菌系，分别为F09、F013；第Ⅳ类为1个菌系F03。（......）而与其同属于相同生态环境条件的菌系却属于另一个AFLP组。这说明同一生态环境下的棉花枯萎病菌株在遗传上可能不一致。图2-5 12个不同菌株AFLP聚类的树状图张莉等（2009）研究结果显示，新疆棉花枯萎病菌的AFLP多态性较高，这充分反映了枯萎病菌7号生理小种的群体内存在着一定的遗传多样性。出现这种情况的原因可能有两个：一是棉花枯萎病主要靠种子带菌传播，新疆大量从内地调运棉花种子，外来的棉花枯萎病菌传入新疆，这也暗示着新疆棉花枯萎病菌最初可能不是共同的来源；二是随着抗病品种的应用以及气候条件的变化，当地菌株发生突变，形成了适应新品种和当地自然条件的新菌株。研究的结果还表明，新疆棉花枯萎病菌AFLP多态性与菌株的地理来源有一定的相关性，但基于AFLP标记划分的AFLP类群与基于寄主病指划分的致病力类群间关系不一致。出现这种结果的原因可能有：①所用引物数目相对较少，揭示的可用于区分菌株的多态性不丰富；②所用菌株材料均仅根据致病力的不同而选定，忽视其他遗传差异的存在，加之选用菌株数目较多，干扰了分析结果；③AFLP分子标记所揭示的遗传变异反映了整个基因组水平的变异，而生理小种、致病性等表型变异仅反映一个或几个基因的变异程度。AFLP技术包含多个实验环节，要想获得理想的实验结果，需要对每个实验环节进行优化。在DNA酶切、连接试验过程中，需要制备高质量的DNA：一方面，DNA的纯度影响着酶切的效果；另一方面，DNA的完整性影响着实验结果的稳定性和重复性。单纯固体或液体培养基中含有糖和琼脂等营养物质，培养过程中使棉花枯萎病菌细胞中富含多糖、蛋白质等杂质，不利于DNA的纯化。限制性内切酶的选择对AFLP分析的准确度具有关键性作用，一般采用双酶切，其组合由1个高频内切酶和1个低频内切酶组成。目前国内外大多采用EcoRⅠ/MseⅠ和PstⅠ酶切组合，但Gomez等利用HaeⅢ/PstⅠ酶切组合和EcoR I/Mse I酶切组合对黑莓锈病病菌（Phragmidium violaceum）进行遗传多样性研究，结果显示HaeⅢ/PstⅠ酶切组合的AFLP分析虽然获得的扩增条带较少，但多态性位点较多，更利于条带的统计分析。王晓光等（2011）采用玻璃纸PDA培养基来收集棉花枯萎病菌菌丝体，采用改良CTAB法提取、纯化棉花枯萎病菌基因组DNA，最终得到了纯度高、适合AFLP分析的基因组DNA，而后利用HaeⅢ/PstⅠ酶切组合对棉花枯萎病菌进行了AFLP分析，结果显示，利用3对引物组合共获得301条带，其中，多态性条带164条，表明利用该酶切组合对棉花枯萎病菌进行AFLP分析能够得到较为丰富的多态性条带，能够用于棉花枯萎病菌遗传多态性的分析。通过对酶切时间、预扩增模板浓度、选择性扩增模板浓度进行梯度优化试验，建立了适合棉花枯萎病菌的AFLP分析体系，即酶切反应：250ng DNA经HaeⅢ/PstⅠ 37℃酶切2h后，加入1μl PstⅠ再进行酶切2h；连接反应：酶切产物25℃连接过夜（≥16h）；PCR反应中，以连接产物稀释10倍（P10）作为预扩增模板，预扩增产物稀释50倍（P10S50）作为选择性扩增模板。利用优化的AFLP反应体系对棉花枯萎病菌标准菌株进行分析，发现能够完全区分3号、7号和8号生理小种，证明了其有效性，可从整个基因组水平反映不同棉花枯萎病菌生理小种之间的遗传差异。对20个棉花枯萎病菌代表菌株进行AFLP分析，聚类分析结果表明，它们均与7号生理小种具有较高的遗传相似性，印证了7号生理小种是我国棉花枯萎病菌的优势小种，但同一生理小种内不同供试菌株之间也存在一定的差异性。棉花枯萎病菌的生长及其产孢量是病原菌生命活动和自身遗传的反应，同时也受到温度、pH值、碳源和氮源等因素的影响。李生才等（1998）认为，病菌生长温度范围为10～33℃，最适温度为27～30℃。曹君等（2005）研究结果表明（图2-6），供试棉花枯萎病菌菌株在10～35℃下均能生长，最适温度为25℃。棉花枯萎病菌生长温度因菌株不同而有差异已经得到证实。Raillo（1958）指出，尖孢镰刀菌生长适宜温度15～25℃，最高温度为35℃；陈其煐等（1992）报道，棉花枯萎病菌最适生长温度为25℃，最高温度大多为35℃，但有2个菌株能在37℃下生长；缪卫国等（2000）的研究结果与陈其煐等（1992）报道相似，但同时发现新疆吐鲁番棉枯萎病菌菌株HAI-17较耐高温，能在40℃下生长。不同研究结果所显示的棉花枯萎病菌生长温度的差异可能主要与供试菌株个体差异性有关，后者又与遗传和环境等因子有关。李生才等（1998）报道，棉花枯萎病菌在pH值2.5～7.0均可生长，pH值3.5～5.3为最适。曹君等（2008）研究结果指出（图2-7），棉花枯萎病菌在pH值4～10范围的PDA培养基上均能生长，最适pH值6～7。pH值6与pH值7差异不大，生长量几乎是其他各处理的2倍。这种不同研究结果的差异可能主要与供试菌株个体差异性有关，后者又与遗传和环境等因素有关。图2-6 不同温度对棉花枯萎病菌菌丝生长的影响图2-7 不同pH值对棉花枯萎病菌菌丝生长的影响在供试的4种碳源中，供试菌株在以蔗糖、乳糖、可溶性淀粉为碳源的培养基上菌丝生长较快，3种碳源之间在0.05水平上无明显差异。在以甘油为碳源的培养基上生长相对较慢，无碳源（对照）的生长与可溶性淀粉相似，但其菌丝不产生色素，而且气生菌丝稀疏、贴附生长。液体培养的菌丝干重与平板培养的菌丝干重之间有一定的变化：蔗糖作为碳源时，菌丝在平板上生长最快，但菌丝干重略低于可溶性淀粉；甘油作为碳源时菌丝在平板上生长略低于乳糖，而液体培养时却略好于乳糖。平板培养与液体培养之间有一定的联系，但结果不一定完全相同。蔗糖作为碳源时产孢量最大，可溶性淀粉其次，乳糖和甘油较差，清水（对照）最差（表2-5）。因此，做产孢实验时宜用蔗糖作为碳源。碳源生长速率（mm/天）菌丝干重（g）产孢量（个/ml）CK（清水）—0.0732.80×106蔗糖12.611.94845.93×107可溶性淀粉12.362.21854.76×107乳糖12.080.29211.20×108甘油11.210.33512.50×107表2-5 碳源对棉花枯萎病菌生长、产孢的影响（曹君等，2008）在供试的5种氮源中，供试菌株在以脲、硝酸钠为氮源的培养基上菌丝生长较快，两氮源在0.01水平上无明显差异。硝酸铵其次，在0.05水平上与前两种氮源以及磷酸氢二铵、硫酸铵差异明显。磷酸氢二铵、硫酸铵两氮源对菌丝生长影响较小。在供试氮源中，对菌丝干重而言，硝酸铵最好，磷酸氢二铵其次，脲、硝酸钠菌丝干重的差异不明显，硫酸铵较差，无氮处理（CK）的菌丝干重很少，说明氮是该菌生长的必需元素，对该菌的生长必不可少。对于产孢量而言，在供试氮源中以硝酸铵最好，脲、硝酸钠、磷酸氢二铵以及无氮对照其次，硫酸铵的产孢量较少（表2-6）。碳源生长速率（mm/天）菌丝干重（g）产孢量（个/ml）CK（无氮）—0.06483.21×107脲12.560.20624.28×107硝酸钠12.500.20683.32×107硝酸铵10.670.27301.40×108磷酸氢二铵5.610.22782.24×107硫酸铵3.200.17373.80×106表2-6 氮源对棉花枯萎病菌生长、产孢的影响（曹君等，2008）

棉花枯萎病[Fusarium oxysporumf.sp.vasinfectum （Atk.）Snyder et Hansen]是世界性的两大棉花病害之一，世界一些主要产棉国家都受到它的为害，造成不同程度的损失，同样也对我国棉花生产的持续稳定发展构成严重威胁。自1891年Atkinson首先在美国发现并报道枯萎病以后，陆续在其他产棉国和地区相继有发生和为害的报道。到21世纪初，棉花枯萎病的发病地区已遍及亚洲、非洲、北美洲、南美洲及欧洲等地，包括印度、巴基斯坦、缅甸、扎伊尔、埃塞俄比亚、加蓬、乌干达、乍得、南非、苏丹、坦桑尼亚、美国、阿根廷、巴西、秘鲁、乌拉圭、委内瑞拉、圣文森特岛、希腊、意大利、南斯拉夫、俄罗斯和澳大利亚等，几乎已遍及世界各植棉国家。随着美国棉花品种种子的引进，枯萎病传入我国。1931年冯肇传首先在华北地区发现棉花枯萎病；1934年黄方仁报告棉花枯萎病在江苏南通发生为害；1936年沈其益报道在南京、上海发现棉花枯萎病。以后随着棉花种子的繁殖、调运和推广，病区逐年扩大，为害也日趋严重。1949年前，棉花枯萎病已扩展到7个省、市、自治区，其中，陕西泾惠灌区由兴平至咸阳一线和泾灌区的局部棉田，山西曲沃、临汾一线、四川涪江两岸的射洪、三台等县，江苏省的南京、南通、启东和上海市，辽河流域的盖州、营口，河南弈川，安徽萧县，浙江慈溪，云南宾川，河北正定等地发病较为集中，但尚未构成对棉花生产的威胁。1949年后，随着农业生产的发展，棉花产区不断扩大，棉花种子调运、串换频繁，加之植物检疫措施执行不严，防治措施不力等原因，棉花枯萎病的传播、蔓延加快，为害也加重，截至20世纪60年代，棉花枯萎病已遍及我国主要产棉省、市、自治区。据全国棉花枯萎病、黄萎病综合防治研究协作组调查，1973年全国发病面积为499.5万亩（15亩=1hm2。亩≈667m2，全书同），1978年达850.5万亩。1982年农业部开展全国棉花枯萎病、黄萎病普查，病田面积上升到2223万亩，其中，大部分为枯、黄萎病混生区。发病面积接近或超过100.5万亩的产棉省有山东、河南、河北、山西、陕西、江苏和四川等。从枯萎病发生县看，1982年比1963年有明显的增加（表1-1）。枯萎病1963年南北方棉区总发病县为75个，1982年扩大到595个。（单位：发病县数）省（区、市）南方棉区19631982省（区、市）北方棉区19631982江苏349河南580四川1347山东172湖北643河北069安徽135陕西1843浙江226山西1437湖南020辽宁715江西016新疆*110广东02甘肃-4云南22北京010上海210天津-3总计29250总计46343表1-1 棉花枯萎病在各棉区扩展蔓延概况比较（马存等，2007）20世纪80年代初我国大力推广抗枯萎病棉花品种，而抗病品种的棉种也可能携带少量枯萎病菌，使枯萎病发病面积进一步扩大，但是由于抗病品种在重病田发病也很轻，到80年代末枯萎病的严重为害已得到控制。从30年代枯萎病传入到被控制，马存等（2007）把我国棉花枯萎病的发生分为以下4个阶段：第一阶段，20世纪30年代到新中国成立为传入阶段；第二阶段，20世纪50～60年代为扩展蔓延阶段；第三阶段，70～80年代为进一步扩展蔓延及严重为害阶段；第四阶段，90年代以后为控制为害阶段。然而，1999年转基因抗棉铃虫棉花品种示范推广以后，新品种对枯萎病的抗性出现了较大的波动。例如，根据江苏省棉花品种区试汇总结果，2011年32个参试品种枯萎病指平均14.85，比1998年23个参试品种平均病指3.18上升11.67。棉花枯萎病病原菌从根部侵入、系统侵染为害棉株，因此，从苗期到成株期的各个生育阶段，均可表现病症。概括起来，枯萎病的症状类型有：黄化型、黄色网纹型、紫红型、青枯型、半边黄型、皱缩型、枯斑型和光秆型。其中，前面4个症状多见于苗期阶段；黄色网纹型、半边黄型、皱缩型是枯萎病病株的典型症状类型。病株的症状是受病株一系列病理生理变化的外部反应，与病原菌致病力的强弱也有一定的关系。此外，症状表现往往因品种和自然环境的不同而有差异，如抗病品种中的感病株多呈青枯型、黄化型。而同期的感病品种则有多种症状型，气温低时为紫红型，雨后转晴时呈青枯型，严重的呈皱缩型、枯斑型，再严重的呈光秆型。在生产上，往往几种症状型混生于一株上，尤其是枯、黄萎病混合发生田，混生的症状类型更为普遍。在枯、黄萎病混生地区，两病可以同时发生在一株棉花上，叫做同株混生型，有的以枯萎病症状为主，有的以黄萎病症状为主，使症状表现更为复杂，调查时需注意加以区分。兹将两病发病症状比较如表1-2所示。项目枯萎病黄萎病株型植株节间缩短弯曲、有时顶端枯死一般植株不矮缩，顶端不枯死枝条有半边枯萎，半边无症状下部发病叶片可长出新枝叶叶片顶端叶片一般先显症下部叶片先显症，逐渐向上发展表1-2 棉花枯萎病、黄萎病的症状比较项目枯萎病黄萎病叶脉叶脉常发黄色，呈明显的黄色网纹叶脉绿色、脉间叶肉及叶绿变黄色呈斑块状叶形常增厚、皱缩，深绿色，叶缘向下弯曲大小形状无异，叶缘向上卷曲维管束木质部变褐色明显，色深褐木质部变色，色淡褐表1-2 棉花枯萎病、黄萎病的症状比较（续）-1在田间普查诊断棉花枯萎病时，除了观察病株外部症状外，必要时应剖开茎秆检查维管束变色情况。感病严重植株，从茎秆到枝条甚至叶柄，内部维管束全部变色。一般情况下，枯萎病株茎秆内维管束呈褐色或黑色条纹。调查时剖开茎秆或掰下空枝、叶柄，检查维管束是否变色，这是田间识别枯萎病的可靠方法，也是区别枯萎病与红（黄）叶茎枯病，排除旱害、碱害、缺肥、蚜害、药害等原因引起类似症状的重要依据。此外，由于枯萎病维管束变色的深浅不是绝对的，有时黄萎病重病株比枯萎病轻株维管束变色还要深些，这就需要辅之以室内分离鉴定工作。枯萎病会影响棉花的正常生长发育，在生长前期，枯萎病可造成死苗，中后期则影响蕾铃生长发育直至脱落，导致棉花产量严重下降，纤维品质变劣。关于枯萎病为害产量的损失，早期已有报道，Ware等（1934）调查研究认为，植株发病死亡率10%应该作为一个经济阈值，如高出这个数字，将会给产量带来负面影响。Chester（1946）估计，植株死亡率在60%之内，死亡率每增加5%，产量就要大约损失3%。20世纪80年代末，美国在全国范围内进行棉花枯萎病为害产量损失评估，1989年估计损失皮棉0.2%（Blasingame，1990）。也有报道重病年份损失皮棉1.05亿kg。姚耀文等（1963）研究结果指出，感枯萎病棉株的铃重（4.94g）、衣指（6.08g）、籽指（10.35g）和单株籽棉产量（60.91g）分别比健株减0.71g、0.59g、1.45g和31.75g，减少百分率分别为12.5%、8.8%、12.2%和34.27%。据马存等（1986）测算，棉田枯萎病发生后，随着病级的提高，产量损失增大。Ⅰ级损失23.64%，Ⅱ级损失48.38%，Ⅲ级损失73.12%。其病级与产量的回归方程为：y=-5.8851+0.9062x，（r=0.9080，P＜0.01）。即田间病指每增加1，皮棉产量损失率增加0.91%；当病指在6以下时，皮棉产量损失率在1%以下，几乎没有产量损失。棉株感染枯萎病后对棉花产量影响很大，病株的皮棉产量和籽棉产量均比健株极显著减产。具体表现在单株成铃数极显著减少；衣分显著降低；单铃重明显下降（表1-3和表1-4）。病级皮棉产量（g/株）为0级的（%）籽棉产量（g/株）为0级的（%）衣分（%）单铃重（g）单株铃数（个）0级13.67aA100.0032.45aA100.0042.34aA4.09aA7.94aAⅠ级10.05bB73.5224.45bB75.3541.17bAB3.90abAB6.20bBⅡ级7.45cC54.5018.41cC56.7340.45bcB3.64bcBC4.79cCⅢ级6.21cC45.4315.48cC47.7040.04cB3.38cC4.49cCⅣ级3.04dD22.247.85dD24.1938.79dC2.88dD2.62dD表1-3 棉株枯萎病对产量的影响（吴征彬等，2004）病情分级单铃重（g）衣分（%）籽指（g）衣指（g）0级5.341.410.97.7Ⅰ级4.240.29.86.7Ⅱ级3.640.19.66.4Ⅲ级3.241.17.85.9Ⅳ级2.340.06.94.6表1-4 棉花枯萎病对产量的影响（万英，2005）吴征彬等（2004）对棉花枯萎病与棉花产量之间回归分析结果指出，当棉株枯萎病每提高1个级别，其单株皮棉产量的减产率为18.361%，单株籽棉产量减产率为17.927%，其衣分约下降0.824个百分点，单铃重约下降0.293g，单株结铃约减少1.235个。棉株感染枯萎病后，其纤维长度等品质指标与健株相比都有显著降低。姚耀文等（1963）报道，感枯萎病棉株的纤维长度（30.1mm）和单强（3.69g）分别比健株减少2.0mm和0.64g。棉株的发病级别与纤维品质指标之间存在负相关，即棉株发病程度越重，其纤维品质越差（表1-5，表1-6）。吴征彬等（2004）回归分析结果表明，当棉株枯萎病每提高1个级别时，棉花纤维品质指标中，其纤维长度减少0.422mm；比强度约下降0.675cN/tex；马克隆值下降0.172。病级纤维长度（mm）整齐度（%）比强度（cN/tex）伸长率（%）马克隆值0级30.48aA85.95aA31.03aA8.14aA4.55aAⅠ级30.01bAB84.23bB29.75bAB7.62bB4.39aABⅡ级29.60bBC84.08bB29.53bB7.51bB4.35abABⅢ级29.11cCD83.91bB28.90bcBC7.51bB4.15bBⅣ级28.82cD83.80bB28.08cC7.50bB3.81cC表1-5 棉花枯萎病对纤维品质的影响（吴征彬等，2004）病级马克隆值比强度（cN/tex）纤维长度（mm）0级4.129.429.7Ⅰ级3.727.928.8Ⅱ级3.526.227.7Ⅲ级3.225.227.3Ⅳ级2.922.425.8表1-6 棉花枯萎病对纤维品质的影响（万英，2005）棉花枯萎病的发生，除了与病原菌的种、生理小种或生理型的不同致病力等致病因素有关外，还与气候条件、土壤耕作栽培条件、品种和生育阶段等条件有关。众多研究结果表明，温度是影响棉花枯萎病的重要因素之一。棉花枯萎病菌在培养基上生长的最适温度为18～25℃，最高为35℃，最低为5℃；而在田间，当土壤温度超过28℃时，棉花播种12天即可侵染发病，而土温下降到25℃时，发病则需要24天（陈其煐等，1990）。过崇俭等（1964）在江苏省南通三余观察到，当地温上升达20℃左右时，田间发现病苗，随着地温上升，枯萎病苗率显著增加；6月底至7月初，棉花现蕾期间，土壤温度上升到25～30℃时，常常引起发病高峰；至7月中旬，地温达30℃以上，枯萎病发病受到抑制。马存等（1980）在河南新乡调查发现，5月上旬田间开始出现棉花枯萎病株，5月下旬至6月中旬为田间发病高峰期，7月中旬进入高温季节，枯萎病症状开始隐蔽，8月下旬至9月中旬发病又有回升，但不出现明显的发病高峰；当土壤温度上升到21℃左右时开始发病，24～27℃是发病的最适温度，而当平均地温高达28℃以上时，病指开始下降；花铃期连续高温达30℃以上时，则造成症状的隐蔽。沈其益等（1984）研究报道表明，在北京地区条件下，7月初棉花枯萎病开始发生，7月下旬棉花处于现蕾期，因气温多在28℃以上，不适于病菌扩展，发病率只有20.93%，虽有增长，但未达最高；8月中旬以后气温平均下降至24～28℃，发病率迅速上升，高达50%～60%；在一般情况下地温对棉花枯萎病的影响远不如气温重要，因为地温只影响病菌对棉株的侵入，当病菌已经侵入棉株，并沿维管束扩展蔓延时，主要受气温影响。缪卫国等（2000）于1997～1999年在新疆吐鲁番棉花枯萎病自然重病田和人工病圃，研究气温、地温对长绒棉棉区棉花枯萎病发生、发展的影响。研究表明，气温对棉花枯萎病影响较小，地温是影响棉花枯萎病发生发展的重要因素，灌溉和棉田日辐射是影响地温的主要因子。在火焰山以南，棉花枯萎病发生盛期较南北疆棉区早，5月是棉花枯萎病隐症期，7～8月该病发病率回升，这与其他棉区不同。在火焰山以北，地温超过30℃，棉花枯萎病发病率仍呈上升趋势。张升等（2000）研究结果认为，棉花枯萎病的发生与否主要决定于5～10cm的地温；棉田灌溉和棉花不同时期棉田日辐射量是影响5～10cm地温的主要因子，灌溉次数越多，棉田日辐射越小，棉花枯萎病发生越严重。在适温条件下，降水量是影响棉花枯萎病发生程度的一个重要因素。棉花枯萎病的发展情况还取决于发病期雨量的多少与分布。一般6～7月雨水多、分布均匀，则发病重；如果雨量少或降雨集中，则发病轻。沈万陆等（1995）报道，江苏省启东市1986年6月中旬至7月中旬的连续低温阴雨，棉花枯萎病发生早且重，高峰期持续20多天；相反，1988年同期的连续高温干旱，发病迟而轻，高峰期仅持续5天。过崇俭等（1964）试验结果指出，江苏省南通三余1958年6月1日至7月10日的总雨量为201.07mm，1959年同期的降水量为207.28mm，但1958年雨量集中，6月26～30日，5天内降雨146.48mm，占总雨量的72%，最高发病率仅为14.99%；而1959年平均每5天有1次降雨，分布均匀，发病较重，最高发病率达45.48%，病情相差近3倍。棉花生长发育除需要适宜的气候条件外，也需要良好的土壤耕作栽培条件，良好的土壤和耕作栽培条件可以促进棉花健壮生长，并能增进其对病害的抗病能力；反之则棉花生长不良，抗病性降低。枯萎病菌在棉田定植以后，连作棉花年限愈长，土壤中病菌量积累愈多，病害就会愈严重。河南新乡县七里营公社调查（1977），连作2年棉田枯萎病发病率为4%～31.5%，死苗率为4.5%，连作3年的棉田发病率达36%～42%，死苗率为4%～9%；连作4年的棉田发病率高达58%～71%，死苗率达9%～12%。棉花枯萎病菌在pH值2.8～9.0范围内的培养基上均能生长，说明其对酸碱度的适应性较广，但最适宜的pH值范围是在3.0～5.5。因此，枯萎病菌在田间引起棉花发病，对土壤酸碱度的适应范围较广，没有十分严格的界限。棉田地势低洼、排水不良，或者灌溉棉区，一般枯萎病发病较重。灌溉方式和灌水量都能影响发病，大水漫灌往往起到传播病菌的作用，并造成土壤含水量过高，不利于棉株生长而有利于病害的发展。营养失调也是促成棉株感病的诱因。氮、磷是棉花不可缺少的营养，但偏施或重施氮肥，反而能助长病害的发展。原河南农学院（现河南农业大学）（1976）研究棉花营养与枯萎病发生的关系认为，单施氮肥较之单施磷肥或钾肥，发病率显著提高。氮磷钾配合适量施用，将有助于提高产量和控制病害发生。不同类型肥料的施入也会改变局部土壤状况，进而影响棉花枯萎病的发生发展。简桂良等（1996）通过田间及盆栽试验研究认为，棉花枯萎病菌抑菌性土壤施入不同形式的有机肥后，抑菌性发生了变化。施入马粪后，抑菌性被削弱，枯萎病菌增殖加快，棉花枯萎病发病率与导菌土相当，而施入棉籽饼及豆饼之后，则抑菌性增强，抑菌效果增加，尖孢镰刀菌萎蔫专化型的增殖受到抑制，而非致病性镰刀菌及产荧光假单胞菌含量增加。Elad等（1985）认为，荧光假单胞菌与病原镰刀菌在根际和土壤中通过对根际碳素营养和铁离子的竞争，使病原菌由于缺乏营养及厚垣孢子萌发所必需的铁离子，从而无法萌发及增殖；而非致病性镰刀菌对根表侵染位点的竞争及组织的专性位点的定殖，从而使病原菌失去这些生态点，病害因而减轻。不同育苗方式对棉花枯萎病有一定影响。阚画春等（2006）报道，营养钵育苗移栽的棉花比直播的发病轻，无土育苗移栽的棉花发病比营养钵育苗移栽的轻，地膜覆盖的棉花发病比无覆盖的轻（表1-7）。直播营养钵育苗移栽无土育苗移栽直播地膜覆盖营养钵覆膜移栽无土育苗覆膜移栽发病株率（%）32.3911.253.3533.336.991.46病指26.564.382.0619.493.600.49表1-7 不同育苗方式与枯萎病发病关系刘海艳等（2008）通过2005～2006年病情系统调查和气象因子分析，查明新疆地膜棉田枯萎病的发生和内地一样有两个明显的发病高峰，并且与气温、降雨有十分密切的关系，但在地膜覆盖植棉的情况下，其发病比内地明显提高，当连续5天的平均气温达14℃左右，田间开始陆续出现病苗，当连续5天的平均气温达20℃左右，进入迅速发病期，很快出现第一个发病高峰；当连续5天的平均气温达24℃以上，则进入病情减轻或高温隐症期；7月下旬或8月上旬随温度下降，病情又有所回升，进入第二个发病高峰。降雨与棉花枯萎病的发生也有一定的关系，在6月15日以前，累计降水量越大的年份，枯萎病发生也越严重。棉花不同的种或品种，对枯萎病的抗病性具有很大差异。一般亚洲棉对枯萎病抗病性较强，陆地棉次之，海岛棉较差。在陆地棉中各品种间对枯萎病的抗性差异也很显著。20世纪70年代前育成的52-128、陕棉4号、86-1号等品种抗病性很强，尤其是52-128已成为我国抗枯萎病育种的抗原。棉花枯萎病的田间发病与棉株的不同生育阶段也有一定的关系。虽然在温室内人工接种棉苗，均可在子叶展平期或真叶期出现症状，尤以三叶期更易接种成功。但田间的症状出现期，棉枯萎病多在5月见症，蕾期（即5月底至6月份）为显症高峰。当然发病高峰与这段时间内的适宜温、湿度有关。中国农业科学院植物保护研究所（1974）进行的病圃分期播种试验，设4个播种期，从出苗到出现发病高峰，尽管分别经历29～55天时间，但都是在现蕾前后进入发病盛期，若现蕾期推后则发病高峰也顺延，发病高峰的出现不因早播而提前。马存等（1980）在河南调查发现，5月26日棉花处于3～4片真叶期，枯萎病指为16.5；至6月3日，棉花进入现蕾期，病指上升到43.4，进入发病高峰期。如果分别于3月20日、4月15日、5月15日和6月15日播种，检查结果，病指高峰值32.1、43.0、31.0和8.9都是在现蕾期。综上所述，棉花枯萎病发生与为害的主要影响因子是气候、土壤与耕作栽培等环境条件，棉花品种和生育阶段对棉花枯萎病亦有重要影响。发病高峰期主要出现在棉花现蕾期，若在现蕾期土温在25℃左右且连续阴雨，将会造成枯萎病暴发，高温干旱则造成症状的隐蔽，发病较轻。育苗移栽、地膜覆盖及合理增加种植密度等科学的栽培管理可以减轻棉花枯萎病的为害。线虫是一类体形细长、不分节、无色透明的无脊椎动物。在自然界中，线虫的种类仅次于昆虫，但数量比昆虫还要多。据估计线虫有50多万种之多。植物寄生线虫主要存在于土壤中，根据在植物上的寄生部位可分为内寄生线虫和外寄生线虫两大类，少数属于半内寄生线虫。植物寄生线虫都是专性寄生物，必须从活的细胞内吸取食物。植物寄生线虫都具有口针，用以穿透细胞壁而侵入及从寄主细胞中摄取营养物质。大多数植物寄生线虫寄生于根部，为害根系，地上部无明显的特殊症状。据国内外研究报道，已知为害棉花的植物线虫属和种主要有根结线虫（Meloidogynespp.）、肾形线虫（Rotylenchulusspp.）、纽带线虫（Hoplolaimusspp.）、根腐线虫（Pratylenchusspp.）和刺线虫（Belonolaimus longicaudatus）。此外，其他的植物线虫属如剑线虫（Xiphinemaspp.）、长针线虫（Longidorusspp.）、拟毛刺线虫（Paratrichodorusspp.）和盾线虫（Scutellonemaspp.）等也可以为害棉花（Bridge，1992）。棉田植物寄生线虫和棉花枯萎病的发生有一定关系。Orlon（1910）指出，根结线虫的严重侵染，必然会破坏棉花对枯萎病的抗性。Martin等（1956）用南方根结线虫和枯萎菌联合接种，枯萎病发病率显著提高。Holdeman等（1954），用刺线虫（Belonolaimus gracillis）和枯萎菌联合接种时，大大提高了棉花枯萎病的发生。刘存信（1978）研究认为，各类棉枯萎病株根围线虫群体数量普遍比健株多；各地棉田病株根旁和行间的线虫数都比健株多，不同棉区大多数重病田比轻病田的线虫群体多。马承铸等（1994）温室测定结果，拟粗壮螺旋线虫（Helicotylenchas psead orobusous）接种量在每100cm3土壤100～1000条的条件下，接种30天后棉苗生长量比无线虫对照苗显著降低（P＜0.05）。抗枯萎病品种86-1在单接枯萎菌无线虫处理中不发生枯萎病，在枯萎菌接种量为每克土7.5×105孢子和线虫（每100 cm3土500～1000条）组合处理中发病，棉苗枯萎病指与线虫接种量之间呈正相关（r=0.97）。线虫不仅可单独发生，直接造成棉花经济损失，还可与真菌、细菌和病毒病原协同发生，构成线虫—病害复合症，加重病害对棉花的为害。线虫在病害复合症中的作用主要是直接为害棉花之后改变植株的生理状况，并造成寄主植物（棉花）机械损伤，成为病菌侵入寄主的孔口，使病害加重；枯萎病菌侵入木质部导管需经由根尖组织，线虫在棉花1～2片真叶以后主要为害须根和根尖，造成伤口，有利于病菌的侵入；线虫取食造成的伤口愈合慢，且使主根和茎基部的木质部与韧皮部的再生组织形成缓慢，延长了病菌的感染时期，增多了侵入机会，发病率高；线虫吸食棉株养分，伤害根尖，导致畸形发展，失去根的机能；线虫分泌物使棉株生理反常，造成棉株衰弱，不抗病、不耐病；线虫的刺吸活动和分泌物，有利于病菌胞子的增殖。线虫在病害复合症中，作为致病诱因，常使棉品种对枯萎病的感病性提高，线虫和病菌并存而协同发生，棉花枯萎病发生更加严重，Carber等（1953）指出，在有根结线虫存在时，棉花表现为高度感染枯萎病，但在没有根结线虫存在时，棉花则高抗枯萎病，表现了根结线虫对棉花感枯萎病的诱因作用。Holdeman等（1954）试验结果，单独接种枯萎病菌，抗性品种Coker 100不发生枯萎病；当刺线虫和枯萎病菌联合接种时，抗病品种的枯萎发病率为60%，感病品种的发病率为78%，证明不论是抗病品种，还是感病品种，刺线虫都大大地促进棉花枯萎病的发生。王汝贤等（1998）通过田间及温室盆栽试验，证明供试的3类线虫（N1=加州螺旋线虫，N2=小杆目线虫，N3=具有吻针非植物寄生线虫）单独存在均不能引起棉株发病；棉花枯萎病菌与加州螺旋线虫混合存在时可加重病害的发生程度，但其他2类线虫与棉枯萎病菌混合存在皆不能加重病害的发生（表1-8）。年份（1）接种物（2）发病率（%）播后天数303743检验（3）（43天）发病率（%）播后天数303743检验（4）（43天）1985N1+F54.295.2100F42.172.283.3N2+F22.233.980.0F19.032.477.8CK0001.2340.23134.757.977.427.950.681.48.317.452.510.321.256.90002.0330.6771986N1+F33.373.386.7F30.480.070.0N3+F13.333.373.3F20.040.073.3CK0000.68213.345.077.313.836.352.55.022.353.313.335.066.70002.5241.490表1-8 不同类型线虫与棉花枯萎病菌的协同作用*年份（1）接种物（2）发病率（%）播后天数303743检验（3）（43天）发病率（%）播后天数303743检验（4）（43天）1987N1+F22.244.472.2F16.729.252.2N3+F12.525.050.0F16.729.252.2CK0000.9830.51612.523.654.27.315.634.83.112.525.07.315.634.80002.6640.971表1-8 不同类型线虫与棉花枯萎病菌的协同作用*（续）-1邓先明等（1992，1993）报道，无论感病或抗病品种盆栽棉株单接肾形线虫（Rotylenchulus reniformis）处理（C）和空白对照（D）均未发现枯萎病，即发病率和病指均为0。肾形线虫和枯萎菌联合接种处理（A）的发病率和病指都高于单接枯萎病菌处理（B），平均值之差，感病品种洞庭1号分别为23.8%和30.9，抗病品种川73-27分别为14.0%和8.3（表1-9）。感病品种棉株茎部维管束呈褐色至深褐色，而抗病品种则未变色。单接肾形线虫的植株瘦高，叶部有轻微失绿，少数植株有紫斑，根系不发达，根表有肾形线虫为害造成的微伤口，周围组织变褐、细胞崩解。品种日期（日/月）发病株率（%）病指ABA-BABA-B洞庭1号（感病品种）11/1119.316.28.08.04.53.518/1170.752.018.739.821.018.825/1189.857.232.672.028.843.22/1294.859.534.380.737.143.69/12100.070.729.390.845.545.3平均74.951.123.858.327.430.9川73-27（感病品种）11/116.706.71.601.618/1115.06.78.36.62.14.525/1125.08.316.711.63.38.32/1230.013.316.717.05.811.29/1238.316.721.625.49.216.2平均23.09.014.012.44.18.3表1-9 棉花枯萎病发病株率和病指枯萎病棉株上的棉籽内部带菌问题，已为国内外研究所证实。Elliot（1923）首先肯定棉籽可以携带枯萎病菌。Taubenhans于1929～1931年在分离5094粒棉籽中，带菌率为5.01%。枯萎病随棉籽调引而传播，已被生产实践所证实。追溯我国各地棉花枯萎病最初传入和逐步扩散的历史，不难发现该病大多是由国外引种或从调进外地病区棉种开始的。1935年从美国引进大批斯字棉4B种子，未做消毒处理，就分发到陕西泾阳等处农场和农村种植，这些地方后来就成为我国枯萎病发病最早和最重的病区。在生产上，棉花枯萎病往往是先在引种带病棉种单位的田里发生，然后又随棉种的推广而蔓延为害。过崇俭等（1957）分离岱字棉14种子时，观察到种胚带枯萎病菌率为1.6%，种子表面带菌率为1.4%；1971年又分离4740粒棉籽，带菌率为0.1%，种子表面带菌率为0.3%，胚叶带菌率为0.6%，胚根带菌率为0.3%。顾本康等（1975）分离抗病品种陕401棉籽15646粒，带枯萎病菌率为0.01%；感病品种岱字棉15带枯萎病菌率为0.1%。可见，无论是抗病品种还是感病品种，只要收获自病田的，均可能带菌，只是带菌率高低不同而已。陈吉棣等于1964～1999年分离11505粒棉种，带菌率为0.026%；仇元等（1963）多次分离棉籽的带菌率为5.9%～39.8%，表明棉籽上可带有多量的病原菌。Evans（1966）分离后认为，未脱绒的棉籽最易粘附病残体，每粒棉种上平均约有10个微菌核。中国农业科学院棉花研究所（1972）在未种过棉花的黄河故道上进行的试验结果表明，从枯萎病田混收的棉种，其发病率约0.7%；从病株单收的棉种，其发病率为2.2%；而经硫酸脱绒后，其发病率下降97%。这说明种子带菌主要在棉籽的外部，特别是在棉籽的短绒上；但经硫酸脱绒的棉籽，仍有0.23%的棉株发病，间接地证明了棉籽内部可能带有少量的枯萎病菌。籍秀琴等（1980）进一步研究了棉花种子带镰刀菌种类问题。对8350粒棉花种子进行分离的结果表明，仅镰刀菌即有8种，出现频率较多的有半裸镰刀菌（Fusarium semiteectumBerK.et Rev.）、木贼镰刀菌[F.equiseti（Carda.）Sacc.]、串珠镰刀菌（F.moniliforme Sheld.）、腐皮镰刀菌[F.solani（Mart.）Sacc.]及尖孢镰刀菌萎蔫专化型[F.oxysporum f.sp.vasinfectum（Atk.）Snyder Hansen]，同时伴随出现的还有拟枝镰刀菌（F.sporotrichioides Sherb.）、禾谷镰刀菌（F.graminearm Schwabe）以及燕麦镰刀菌[F.avenaceum（Cor.et Fr.）Sacc.]等。孙君灵等（1998）对中国8省（自治区）24县（市）棉花枯萎病种子带菌量进行了检测。结果表明，仅新疆莎车县的棉籽上枯萎病菌孢子负荷量为0，其余23个县（市）为（0.8～31.8）×107个/g。新疆维吾尔自治区（全书简称新疆）、山东省、河北省、河南省和安徽省的棉花种子枯萎病菌孢子负荷量较低，为（0～8.6）×107个/g。江苏太仓为最高，31.8×107个/g。马存等（2007）归纳了中国农业科学院植物保护研究所等4单位关于棉籽带枯萎病菌率的研究结果（表1-10），带菌率在0.14%～6.6%。研究单位年份种子数（粒）带菌率（%）种子来源中国农业科学院植物保护研究所19647200.14辽宁省辽阳江苏省农业科学院197147400.101江苏省南通中国农业科学院植物保护研究所197531600.15～2.68河南省新乡中国农业科学院植物保护研究所19781506.6陕西省泾阳表1-10 不同单位研究的棉花棉籽带枯萎病菌情况自20世纪90年代以来，尽管我国推广经硫酸脱绒后再包种衣剂的包衣棉籽对减轻因种子带菌而发生的枯萎病有较好的效果，但棉籽带菌的客观事实，仍不容忽视，切实按照国家有关法规的规定，搞好棉籽的检验、检疫与调运，势在必行。棉花枯萎病病株的根、茎、叶等残体均带有枯萎病菌，这些病残体成为第二年的病菌主要来源。早期发病的病叶及残枝，落在田间也可以引起当年的再侵染。黄仲生等（1979）进行棉花枯萎病株残体传病试验，施用病叶和病秆沤制的堆肥，枯萎病率为84.1%；施用病叶、病秆喂猪所积的粪肥，枯萎病发病率为14.0%；而施不带菌厩肥或粪肥的对照区，则没有发现病株。试验结果不仅说明病叶、病秆等病株残体在传播枯萎病上所起的作用，而且还证明病叶、病秆经过猪的消化道后，病菌仍不能全被杀死，其粪肥也能传播病害。Evans（1966）测定，每张病叶平均携带200～400个微菌核，病叶上的病原菌是传播病害的重要来源。1963年，前苏联学者测定，相同重量的病叶接种土壤比病茎秆接种土壤，棉株的显症发病率要高出2～3倍，比病棉根接种土壤的显症率又要高出5～6倍，可见，病叶是病害流行中很重要的环节。关于棉田内病残体的测定方法，有间接证明和直接土样测定两种，后者是因为有了选择性培养基，可以从土壤内直接分离病原菌。20世纪50年代，过崇俭等在江苏三余棉场，从枯萎病重病田内，按0～10cm，10～20cm、20～40cm、40～60cm的不同土层，取土置于盆钵内，播种消毒的感病棉种，显症后调查发病率，结果依次为17%、19.6%、10.8%和11.9%，表明40～60cm处的病土仍可引起棉株发病。采用病土播种，土壤内按不同土层掩埋病株体后再播种，均可间接证明由于病土内存在着病原菌而导致棉株显症发生病害。顾本康等（1977）用选择性培养基，在病田内按5点取样法，从表土，10cm、20cm、30cm、40cm、50cm和60cm处取样，经5次取样分离后的平均数，每克土样的棉枯萎病菌的菌落数依次为16.7cm、22.2cm、22.2cm、11.1cm、5.6cm、0cm和0个。证明棉花枯萎病菌可在土壤40cm处的较深层存活，也充分显示棉花枯萎病菌一旦入土，就难以采用土壤处理消灭为害。枯萎病残体内病菌的存活时间，与它所在条件有关。干燥或水浸对病菌存活均不利，深埋土层20cm内的病株残体内的病菌，19个月存活率才有降低的趋势，而在土表或表土6～7cm内的病菌经18个月就全部死亡。在室内干燥的条件下，13个月不再存活；倘若浸泡水中，则病菌易于死亡，如在室温条件下，病株组织浸于水中46天，病菌存活率较对照降低68%，浸于泥水中降低到80%～90%；如果置于25℃定温条件下，在水中存活率降低到60%～90%，而在泥水中则全部死亡。综合防治中提倡稻棉轮作，或病田泡水其道理即在于此。遥感技术的发展和应用为作物的长势监测、种植面积调查和产量估算提供了一个新的科学手段。高光谱遥感技术以其较高的光谱分辨率在植物生物物理参数的遥感定量研究和产量估计中已表现出巨大的应用潜力。利用高光谱遥感技术可以快速精确地获取作物生长状态和环境胁迫的各种信息，是未来精准农业和农业可持续发展的重要手段（陈永芳等，2002）。中国在棉花高光谱遥感上的研究，多集中在棉花光谱反射率（或导数光谱反射率）与棉花的农学参数，生理参数和水、氮胁迫的相关性分析。唐延林等（2003）研究发现，随着发育期的推移，棉花冠层光谱反射率在可见光范围内降低，在近红外区域增高；叶面积指数、鲜叶重、干叶重和叶绿素含量等与红边的位置、幅值、面积均存在显著的相关性。王秀珍等（2004）指出应用导数光谱法研究棉花光谱特征可以有效地消除土壤背景的影响，在寻找特征波长方面具有广阔的应用潜力。黄春燕等（2003，2006）研究发现，748 nm波段处的一阶微分光谱值与棉花干物质积累量有较高的相关性；反射光谱“红谷”区的数值积分面积和最低反射率与叶片光合速率呈显著的线性负相关，并指出用“绿峰”的偏移作为棉花功能衰退的指标是不可取的。柏军华等（2006）以棉花全生育期叶面积指数与棉花产量的关系和近地高光谱遥感参数模型监测的多时相叶面积指数，可以很好地预测棉花产量。王登伟等（2003）指出棉花一阶微分光谱值与棉叶叶绿素浓度有很高的正相关性，群体叶面积指数与ND-VI呈很好的对数相关性，红边的积分面积与冠层叶片的全氮含量有很高的正相关性。冯先伟等（2004）发现，可见光和近红外波段光谱反射率能够反映出棉花生长发育的动态特征，棉花的花铃期是高光谱遥感对棉花长势和生理参数定量诊断的最佳时期。棉花枯萎病可以造成棉叶皱缩、失水、叶片紫红色或出现黄色网纹，使棉花的生理参数发生较大改变，这种变化必然会反映在棉叶的光谱曲线上。因此，乔红波等（2007）在温室条件下，利用便携式高光谱仪研究不同抗病性品种在接菌后棉苗的冠层光谱特性。结果表明，冠层光谱反射率对棉花品种间的差异敏感，病指与光谱反射率呈负相关。对枯萎病抗性越强，则其在近红外区的反射率越大，而感病品种光谱反射率则很小；病情越轻，光谱反射率越高，而品种间两次测定的值也存在这种负相关性。病指和光谱反射率线性回归分析，近红外波段决定系数较高，表明该波段对病指比较敏感，可用来监测棉花枯萎病害。田会东等（2008）采用“积分球——光谱仪”联用技术测量了健康棉叶和感染了枯萎病的棉叶的光谱反射率，发现健康棉叶与感病棉叶在光谱曲线上有很高的可区分性。用健康棉叶的波谱带作为分类器分别对“健康—发病期”和“健康—潜病期”两组棉叶的波谱集合进行分类，总体分类精度分别为100%和92%。将测得的光谱数据转化为Landsat TM 卫星多光谱数据，同样用健康棉叶的光谱带对以上两组波谱带进行分类，总体分类精度分别为96%和92%。上述试验结果为遥感技术在监测棉花枯萎病发生的应用提供了理论支持。

高粱叶螨又名高粱红蜘蛛，俗称火蜘蛛、红砂火龙等，属真螨目（Acariforms），叶螨科（Tetranychidae）。在我国，高粱叶螨有多种，主要有截形叶螨（Tetranychus truncatesEhara）、朱砂叶螨（Tetranychus cinnabarinusBoisduval）和二斑叶螨（Tetranychus urticaeKoch）。世界温暖地区均有发生报道。我国各高粱产区都有不同程度的发生，以干旱年份发生较重。高粱叶螨以成螨、若螨先在下部叶片为害，群集于高粱叶背刺吸汁液，受害叶片出现失绿斑点，不能进行正常的光合作用。叶螨逐渐在叶片蔓延，扩展到整株叶背、叶面和茎秆，受害叶片呈红褐色或黄褐色，枯死。严重发生时，虫口密度大，布满整个植株，呈火烧状，严重影响高粱产量，甚至绝收。图3-93 高粱叶螨田间为害状（叶片红褐色干枯，密结白色丝网）图3-94 前期叶片受害状（左：正面观；中：背面观）图3-95 后期叶片受害状（左：正面观；右：背面观）高粱叶螨可为害高粱、玉米、谷子、棉花、豆类、瓜类、麻类、辣椒、茄子等多种植物。雌螨椭圆形，截形叶螨和朱砂叶螨为深红色或锈红色，二斑叶螨淡黄或黄绿色，足4对，体背侧有黑色斑纹；背毛12对，肛毛和肛侧毛各2对，无臀毛。幼螨蜕皮后为若螨，分幼螨和若螨2个时期，足4对，体形、体色与成螨相似但体小；初孵幼螨近圆形，长约0.18mm，体色透明或淡黄，取食后变淡绿色，足3对。雄螨红色或淡红色，形态特征与雌螨同，阳具弯曲背面形成端锤，其近侧凸起尖利或稍圆，远侧凸起尖利，两者长度几乎相等。卵圆球形，直径0.13mm，新产卵无色透明，后变橙色，孵化前可出现红色眼点。图3-96 高粱叶螨（若螨、成螨及卵）高粱叶螨以受精雌成螨聚集在高粱、茄子、豆类等作物的枯枝落叶内、杂草根际和土壤裂缝中越冬。翌年春天先在杂草、小麦上取食活动，5天平均气温大于7℃，越冬成螨开始产卵。卵散产在叶背中脉附近或新吐的丝网上，早春平均单个雌螨产卵量30粒，夏季100粒左右。5天平均气温高于12℃时，第一代卵开始孵化，发育至若螨或成螨时正值高粱出苗期，5月中旬至6月上旬迁往高粱田为害。高粱叶螨一般行两性生殖，也可不经交配行孤雌生殖，其后代多为雌性。最适繁殖为害温度为26～30℃。1年发生10～20代，繁殖1代需10～27天，整个生长季世代重叠。高粱叶螨的发生与气象条件及种植方式关系密切。高粱和小麦套作，或靠近果园、菜地等的高粱田常易发生。5～6月份干旱少雨，虫量迅速上升，若7～8月份干旱少雨，条件适宜，迅速蔓延至全田，严重发生为害。降雨强度大，可冲刷掉大量叶螨，降低种群密度，具有抑制作用。高粱叶螨的天敌很多，主要有小花蝽、捕食性螨类、深点食螨瓢虫、黑襟毛瓢虫、塔六点蓟马、中华草蛉、大草蛉、丽草蛉、草间小黑蛛等，对高粱叶螨具有一定的控制作用。不同高粱品种间的抗螨性存在明显差异。1.农业措施防治 清除田埂、路边和田间的杂草及枯枝落叶，耕整土地以消灭越冬虫源和早春寄主。严重发生地区，避免与大豆、蔬菜、小麦作物间作套种。推广种植高抗和抗螨品种。高温期适时灌溉，增加高粱田相对湿度，抑制叶螨繁殖。2.物理防治 利用高粱叶螨对黄色、蓝色的趋性，在叶螨迁入农田初期到盛发期，于高粱田边、行间插置诱虫板诱杀高粱叶螨。3.生物防治 利用天敌，如长毛钝绥螨、德氏钝绥螨、异绒螨、塔六点蓟马和深点食螨瓢虫等，控制螨类发生。4.化学防治 加强田间害螨监测，在点片发生阶段及时防治。药剂有：40%菊杀乳油，40%菊马乳油，20%螨卵脂可湿性粉剂，1.8%阿维菌素（虫螨克）乳油，20%三氯杀螨醇乳油，也可用波美0.1～0.3度石硫合剂。

粟穗螟（Mampava bipunctellaRogonot）又名粟缀螟，属鳞翅目（Lepidoptera），螟蛾科（Pyralidea）。主要寄主作物为黍类及高粱。图3-79 粟穗螟为害状（啃食籽粒）粟穗螟以幼虫为害谷子及高粱穗部，受害穗籽粒空瘪，穗头颜色污黑，布满丝网，并附有大量破碎籽粒及粪粒。成虫体及前翅白色，微带红色，体长7～11mm，翅展21～27mm。前翅外缘有5个小黑点，中部有2个小黑点，后翅白色，半透明状，较前翅宽。卵椭圆形，长0.5mm，初产乳白色渐变黄色，孵化前为灰褐色。幼虫分6龄，老熟幼虫蜡黄色，长20mm左右，胸腹部背面有2条淡红褐色纵纹。蛹长纺锤形，长10～12mm，尾端较尖，黄褐色，体背中间有一纵隆起线，无尾刺。粟穗螟在北方1年发生2代，以老熟幼虫在高粱、谷子穗部，脱粒后的穗头、草垛的空隙及棚室、仓库的缝隙处越冬。越冬幼虫于6月下旬化蛹，7月上旬成虫进入盛发期。第一代幼虫为害盛期在7月中下旬，主要为害高粱和谷子；第二代幼虫在8月中下旬为害高粱和晚播谷子。每年9月上旬大部幼虫老熟结茧越冬。图3-80 粟穗螟（左：成虫；中：蛹；右：幼虫）（王振营摄）成虫趋光性强，晚间活动。卵喜产在幼嫩穗间，每处2～3粒。每头雌虫可产卵200～300粒，卵期3～4天。幼虫分6龄，历期24～28天，初龄幼虫为害时先在籽粒顶端咬1个小洞，钻入粒内吸取浆汁，2龄后可转粒为害，并有结网习性。一头幼虫可为害30～40个籽粒。老熟幼虫在穗中化蛹。凡越冬虫量大，冬季天气温暖，夏季雨水较多的年份第一代粟穗螟发生重。在8月上中旬成虫产卵及幼虫幼龄期，若雨水均匀，暴雨次数少，第二代粟穗螟可能大发生。1.农业措施防治 可参照桃蛀螟防治方法进行。在场院晾晒谷子、高粱穗头时，四周堆放一圈谷草，晚上盖上谷草，使幼虫爬入，早晨集中处理幼虫。秋季清除带虫残穗，深翻土壤。2.化学防治 宜在卵盛孵期及低龄幼虫期进行防治。可用2.5%溴氰菊酯乳油，或25%杀虫双水剂，或50%杀螟威乳油喷雾。

双斑长跗萤叶甲（Monolepta hieroglyphicaMotschulsky），又名双斑萤叶甲、双圈萤叶甲，属鞘翅目（Coleoptera），叶甲科（Chrysomelidae）。在我国北方地区高粱上发生普遍。双斑长跗萤叶甲幼虫和成虫均能为害高粱。幼虫期生活在地下3～5cm土中，取食作物的根部组织。成虫在高粱叶脉间纵向啃食叶片下表皮及叶肉，仅存上表皮和叶脉，形成带状不规则透明斑。严重时，叶片上斑块相连，表皮干枯脱落，叶片支离破碎。高粱开花后，成虫群集取食小穗及嫩粒。灌浆初期成虫为害取食嫩粒，造成籽粒破碎，并加重真菌侵染，造成籽粒霉烂。图3-50 叶片受害状双斑长跗萤叶甲主要为害高粱、玉米、棉花、辣椒、花生、马铃薯等，还可取食马塘、狗尾草、苋菜等杂草。成虫长卵圆形，长3.5～4.5mm；头、胸红褐色或棕黄色，有光泽；触角基部3节黄色，其余灰褐色；鞘翅基半部各具1个近圆形淡黄色斑，周围黑色，斑后缘黑色部分常向后伸突成角状；胸部、腹部黑色，腹部腹面黄褐色；足大部黄色，胫节端部和跗节黑褐色。卵椭圆形，棕黄色。幼虫体长6～9mm，初龄黄白色，后期黄褐色；前胸背板骨化色深；腹部末端有铲形骨化板。在我国北方，双斑长跗萤叶甲1年发生1代。以卵在土中越冬。翌年5月开始孵化，幼虫期30～40天，也可为害高粱的根和嫩茎。老熟幼虫做土室化蛹，蛹期7～10天。初羽化的成虫先在地边杂草上生活，6月底至7月上旬转入高粱等作物田中为害，一直可延续到10月。成虫交配前期约为20天，卵散产或几粒粘结产于杂草丛根际表土中，偶见产在高粱花丝和苞叶等处。卵耐干旱，即使卵壳表面干瘪，经吸水后仍可恢复原形，条件适宜时即可发育孵化。春季湿润、秋季干旱的年份发生较重。成虫具有弱趋光性。高粱种植密度过大、田间郁蔽、通风透光性差，有利于该虫发生为害。图3-51 双斑长跗萤叶甲（左、中：成虫；右：幼虫）1.农业措施防治 改造荒地，清理田间、沟旁、渠边杂草，消灭中间寄主。秋翻或春耕土地，消灭越冬虫源。2.化学防治 在成虫盛发期，用20%氰戊菊酯乳油，或20%灭多威乳油，或20%马·氰乳油喷雾，可有效控制为害。