全 文 ：　 　 倡 山西省农业科学院资助项目
收稿日期 ：２００５唱０７唱０４ 　 改回日期 ：２００５唱０９唱２１
转 Bt 抗虫棉和土壤营养与红叶茎枯病严重度的关系 倡
张战备 　张慧杰 　段国琪 　王晓民
（山西省农业科学院棉花研究所 　 运城 　 ０４４０００）
摘 　要 　 在棉田土壤营养丰富的条件下 ，观察了转 Bt 基因抗虫棉和非抗虫棉对红叶茎枯病的感病性 。 结果表明 ，
转 Bt 抗虫棉的发病程度均高于非抗虫棉 ，前者的发病率 、病情指数依次为 ４７畅９５ ％ ～ ７９畅４５ ％ 和 １２畅９５ ～ ２８畅２５ ；后
者的发病率 、病情指数依次为 ３２畅１２ ％ ～ ５５畅０６ ％ 和 ９畅０９ ～ １５畅７５ ；两类品种间的发病率差异显著（ P ＜ ０畅０５） 。 N 、
P 、K 不同用量配方施肥试验结果表明 ，各处理间红叶茎枯病的严重度和皮棉产量均无显著差异（ P ＞ ０畅０５） ，表明增
施 K 肥或 N 、P 、K 肥配施 ，对减轻抗虫棉红叶茎枯病的严重度无明显作用 。 据此提出了红叶茎枯病减灾的新理论
和新方法 。
关键词 　 转 Bt 抗虫棉 　 土壤营养 　 红叶茎枯病
Relationships of transgenic Bt cotton variety and soil nutrients with the severity of red leaf blight ．ZHANG Zhan唱Bei ，
ZHANG Hui唱Jie ，DUAN Guo唱Qi ，WANG Xiao唱Min（Cotton Research Institu te ，Shanxi Academy of Agricultural Sciences ，
Yuncheng ０４４０００ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５ （２） ：１３０ ～ １３２
Abstract 　 The experiment was conducted in ２００３ and ２００４ to observe the effects of t ransgenic Bt cotton and soil nut ri唱
ents on red leaf blight of cotton ．The systemic investigations reveal that the severity of red leaf bligh t of transgenic Bt cot唱
ton variety is higher than that of non唱Bt cot ton variety ，the disease incidence and index of transgenic Bt cot ton variety are
４７ ．９５ ％ ～ ７９ ．４５ ％ and １２ ．９５ ～ ２８ ．２５ ，respectively and those of non唱Bt cotton variety are ３２ ．１２ ％ ～ ５５ ．０６ ％ and
９ ．０９ ～ １５ ．７５ ，respectively ．Incidence reveals that a significan t difference between Bt cotton and non唱Bt cot ton varieties
（ P ＜ ０ ．０５） ．The ginned cotton yield and the severity of red leaf bligh t present no significan t difference （ P ＞ ０ ．０５） among
six treatments of N ，P ，K fer tilizer combination ．This result shows no significant effects of N ，P ，K fertilizer on reducing the
severity of disease ．On the basis of the results ，a new theory and some new methods are discussed for the disease control ．
Key words 　 T ransgenic Bt cot ton ，Soil nut rient ，Red leaf blight
（Received July ４ ，２００５ ；revised Sept ．２１ ，２００５）
红叶茎枯病（又称红叶早衰）是棉花的一种生理性病害 ，一般在 ７ 月中下旬发病 ，在棉花结铃盛期进入发
病高峰 ，严重影响棉花的产量和纤维品质 。 半个多世纪以来 ，该病历年在鲁 、晋 、豫 、陕 、湘 、鄂 、赣 、皖等棉区
有不同程度的发生［１］ 。 但从 １９９９ 年我国推广转 Bt基因抗虫棉以后 ，红叶茎枯病由过去的偶发性转变为常
发性流行 。 据调查 ，此病在山西发病面积占总栽培面积 ９０ ％ 左右 ，发病株率逾 ９５ ％ 。 另据全国多地报道 ，因
转 Bt抗虫棉的推广 ，该病在山东 、新疆 、湖南 、江西等棉区也普遍发生 ，减产 ２０ ％ ～ ３０ ％ ［２］ 。 目前我国华北
地区已经全部种植抗虫棉 ，长江流域种植面积也达到 ５０ ％ ，红叶茎枯病已成为抗虫棉健康持续发展和影响
棉农收益的一大障碍 。
红叶茎枯病在我国最早记载于 １９３８ 年［３］ 。 历史上众多学者认为 ，引起红叶茎枯病的原因是多方面的 ，
它与土壤 、气候 、营养及耕作条件有密切关系 ，尤其与土壤缺 K 有直接关系 ，这一观点一直占据着统治地位 。
但目前在生产中发现 ，棉田大量施 K 和生长期叶面喷 K 及合理灌溉并未减轻病害 。 因此本文进行了红叶茎
枯病与棉花品种和土壤营养关系的研究 ，旨在为此病的减灾决策提供理论依据 。
1 　 试验材料与方法
供试转 Bt基因抗虫棉品种为“高抗 ６ 号” 、“９８A ～ ４６６” 、“邯郸 ２８４” ，非抗虫棉为“２６９２” 、“８４０８” ，均系山
西农业科学院棉花研究所品种室提供 ；试验用 N 肥为尿素 ，含 N 量 ≥ ４６畅４ ％ ，中国石油兰州石化公司生产 ；
第 １５卷第 ２ 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 　 No ．２
２ ０ ０ ７ 年 ３ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ，　 ２００７
P肥为过磷酸钙 ，有效磷 P２O５ ≥ １２ ％ ，云南省昆明市海口和伟有限责任公司生产 ；K 肥为硫酸钾 ，K２ O ≥
４５畅０ ％ ，山西省运城 K 肥有限责任公司生产 。 采用 ５ 点取样法 ，分别于棉花苗期和采收后在供试棉田用土
钻取 ０ ～ ２０cm 耕作层土壤 ，土样在室温条件下自然风干 ，待用 。 土壤养分的测定由山西省运城地区土壤肥
料测试中心完成 。
棉花品种对红叶茎枯病影响的试验在山西省农业科学院棉花研究所农场进行 。 ４ 月 ８ 日播种 ，试验设 ４
个处理 ，种植品种为“高抗 ６ 号” 、“９８A ～ ４６６” 、“２６９２”和“８４０８” ；采用随机区组排列 ，３ 次重复 ，小区面积
２６畅６８m２ ，４ 行区 ，地膜覆盖载培 ，基肥每 hm２ 施纯 N ９０kg 、P２ O５ １３５kg 、K２ O １１２畅５kg ，追肥每 hm２ 施纯 N
５７kg ；常规管理 ，浇水分初花期 、盛花期 、盛铃期并视土壤墒情酌情补水 ，保持土壤湿润 。 自发病初期开始分
３ 次调查不同处理红叶茎枯病病情 。 调查样点为每小区中间 ２ 行棉花 。 病情分级标准 ：０ 级 ，健株 ；１ 级 ，棉
株叶片仅有 ２５ ％ 以下显示红色 ；２ 级 ，棉株叶片有 ２５ ％ ～ ５０ ％ 显红色 ；３ 级 ，棉株叶片有 ５０ ％ 以上显红色 ；４
级 ，全株叶片发病 ，干枯脱落成光秆 。
营养肥料配比对红叶茎枯病影响的试验共设 ６ 个处理 ，即 ：（１）N１５０唱P２４０唱K１５０ ；（２）N １５０唱P１８０唱K１５０ ；（３）N１５０唱
P１２０唱K１５０（对照） ；（４）N１５０唱P０唱K０ ；（５） N０唱P１８０唱K０ ；（６） N０唱P０唱K１５０ （ N 、P 、K 右下脚的数字表示每 hm２ 棉田施纯
N 、P２ O５ 和 K２O 的 kg数） 。 种植品种为“邯郸 ２８４” ，４ 月 １０ 日播种 。 试验采用随机区组排列 ，３ 次重复 ，每小
区面积为 ２６畅６８m２ ，４ 行区 ，地膜覆盖栽培 ，P 、K 肥作底肥 ，一次性施入 ，N 肥量的 １／３ 作为底肥 ，蕾期 、花期
各追施 １／３ 。
2 　 结果与分析
2畅1 　 棉花不同生育期的土壤养分状况
供试棉田土壤养分分期测试结果表明 ，棉花苗期有机质 、全 N 、有效磷和速效钾的含量依次为 １３畅４ g／kg 、
０畅８７g／kg 、２４畅７mg／kg和 ３７２畅５mg／kg 。 采收后其含量依次为 １４畅４g／kg 、０畅９５g／kg 、１６畅９mg／kg和 １７５畅０mg／kg 。供试
棉田除有机质含量偏低外 ，全 N 、有效磷 、速效钾含量均正常 。 据湖北省孝感市农业科学研究所研究报道 ，无红叶
茎枯病棉田的速效钾含量在 １２０mg／kg 以上 ，轻病田速效钾含量在 １００ ～ １２０ mg／kg之间 ，重病田速效钾含量在
６０mg／kg以下［３］ 。可见供试田土壤中速效钾含量丰富 ，不会因缺 K 诱发红叶茎枯病 。
2畅2 　 不同棉花品种红叶茎枯病发
　 　 生情况
　 　 发病盛期在棉田速效钾含量符
合无病田的情况下调查结果（表 １）
显示 ，供试 ４ 个品种的发病株率在
４７畅２３ ％ ～ ８０畅０３ ％ 之间 。 表明棉花
红叶茎枯病发生与土壤中速效钾含
量无明显关系 。 另外 ，于发病初期 、
中期 、盛期 ３ 次调查结果表明 ，Bt
抗虫棉发病程度一致重于非抗虫
棉 ，且二者发病率经统计分析存在
显著差异（ P ＜ ０畅０５）（表 １） ，这可能
与外源 Bt 基因导入棉花后引起其
生理变化有直接的关系 。
表 1 　 抗虫棉与非抗虫棉红叶茎枯病发生情况
Tab ．１ 　 Response of transgenic Bt cotton and non唱Bt cotton to red leaf blight
品 　 种 ８ 月 ２０ 日 ８ 月 ２８ 日 ９ 月 ８ 日
Varie ties ２０ August ２８ August ８ September
病情指数 发病率／ ％ 病情指数 发病率／ ％ 病情指数 发病率／ ％
Disease index Incidence Disease index Incidence Disease index Incidence
２６９２ ９畅８０ ３７畅８７ １５畅１６ ５２畅３０ １８畅３０ ６２畅９０
８４０８ ７畅３８ ２６畅３７ １２畅８３ ４５畅６３ １３畅２０ ４７畅２３
平均数 ８畅５９ ３２畅１２a 倡 １３畅４９ ４８畅９７a １５畅７５ ５５畅０７a
高抗唱６ １０畅７８ ４２畅００ １６畅５４ ５６畅０３ ２９畅６０ ７８畅８７
９８A ～ ４６６ １５畅１１ ５３畅９０ ２３畅５４ ７６畅２０ ２６畅９０ ８０畅０３
平均数 １２畅９５ ４７畅９５b ２０畅０４ ６６畅１２b ２８畅２５ ７９畅４５b
　 　 倡 同一列标有不同字母的平均数表示其差异显著 （ P ＜ ０畅０５） 。
2畅3 　 土壤营养配比对棉花红叶茎枯病的影响
从表 ２ 可以看出 ，在供试棉田中采用不同的 N 、P 、K 营养配比并没有明显减轻红叶茎枯病的发病程度 ，
统计分析结果显示 ，不同处理的发病率和皮棉产量差异均不显著 ，说明土壤营养与红叶茎枯病发生并无密
切相关性 。
3 　 小结与讨论
Bt基因是一种植物的外源基因 ，导入棉花后对受体的种子活力 、农艺性状 、抗枯萎病 、黄萎病性的影响 ，国
内曾开展过系列研究［４ ～ ６］ ，但其对红叶茎枯病的影响缺乏深入地了解 。 本研究结果为建立红叶茎枯病关键防
治技术奠定了理论基础 。
第 ２期 张战备等 ：转 Bt抗虫棉和土壤营养与红叶茎枯病严重度的关系 １３１　
表 2 　 不同营养配比对棉花红叶茎枯病的影响
Tab ．２ 　 Effects of nut rient combination on red leaf bligh t of cotton
处 　 理 ８ 月 １９ 日（吐絮初期 ） ９ 月 ８ 日（吐絮盛期 ） 皮棉产
T rea tments １９ August（ ISBO 倡 ） ８ September（S FBO） 量／kg畅h m － ２
病情指数 发病率 ／ ％ 病情指数 发病率／ ％ Ginned cot ton
D isease index Incidence Disease inde x Incidence y ield
N １５ ０唱P２ ４ ０唱K １ ５０ ３４畅６０ ８２畅９０a 倡 倡 ６６畅００ １００a １０７２畅５０a
N １５ ０唱P１ ８ ０唱K １ ５０ ４２畅９０ ８４畅７０a ６６畅５０ １００a ９８６畅２５a
N １５ ０唱P１ ２ ０唱K １ ５０ ４３畅６０ ８４畅５７a ７２畅５０ １００a １０３５畅００a
N １ ５ ０唱P０唱K ０ ４３畅００ ９８畅２７a ７０畅３０ １００a ９１８畅７５a
N ０唱P１ ８ ０唱K ０ ４３畅１０ ９６畅６７a ７２畅００ １００a ９１８畅７５a
N ０唱P０唱K１ ５ ０ ３９畅３０ ９８畅６３a ６９畅４０ １００a １００８畅７５a
　 　 倡 ISBO 为 “In itial stage of boll opening” ，SFBO 为 “Stage o f full boll opening” ；
倡倡 根据新复极差测验 ，同一列相同字母的平均数表示其差异不显著 （ P ＝ ０畅０５） 。
　 　 根据本研究结果和作者近年
的实际考察 ，发现抗虫棉红叶茎枯
病大面积发生的主要原因是由于
该种棉花具有较强的抗杀棉铃虫
的能力 ，蕾铃被害轻 ，脱落少 ，成铃
早且成铃多 ，大量消耗棉株体的养
分 ，导致红叶早衰 。 另外本研究试
验田二代棉铃虫发生很轻 ，非抗虫
棉前期蕾铃脱落少 ，成铃多 ，植株
也出现早衰 ，这可能是本试验中非
抗虫棉红叶茎枯病同样较重的
原因 。
早衰作为棉株体衰老的类型之一 ，可能在有棉花种植的时期就已存在 ，但迄今为止有关早衰的专门研
究比较鲜见 。 目前有学者提出了棉花早衰的 ４ 种假说 ，即 ：矿质营养失调假说 、库源失调假说 、激素失衡假
说 、外源基因耗能假说［７］ 。 本研究结果显示 ，矿质营养失调与红叶茎枯病关系不密切 ，而库源失调 、激素失
衡可能是导致抗虫棉红叶茎枯病严重发生的主要原因 。 陈冠文等（２００４ 年）发现 ，棉花打顶后体内的激素平
衡关系向不利于营养生长方向转化 ，导致棉株根系生长停滞 ，并逐渐衰老 ；叶片营养加速向生殖器官输送 ，
使对水分 、养分需求量最大的花铃期的库源关系只能维持基本平衡状态 。 当遇到连续降雨 ，土壤水分较长
时间处于饱和状态时 ，根系功能急剧下降 ，叶片中 N 素和叶绿素含量锐减 ，棉株的库源平衡关系被打破 ，从
而发生红叶早衰 。 据此 ，促进棉花单株水平上源器官的发育 、扩大群体水平上源器官的数量或通过外源激
素调节棉花的库源平衡有望成为控制抗虫棉红叶茎枯病的重要措施 。
参 　 考 　 文 　 献
１ 　 陈其 ．棉花病害防治新技术 ．北京 ：金盾出版社 ，１９９２ ．１２８ ～ １３３
２ 　 马冬菊 ，董慎成 ，朱秀荣 ，等 ．山东邹平棉花红叶茎枯病发生规律 ．中国棉花 ，２００３ ，３０ （１） ：４０ ～ ４２
３ 　 沈其益 ．棉花病害基础研究与防治 ．北京 ：科学出版社 ，１９９２ ．２４２ ～ ２４４
４ 　 吕淑平 ，郭小平 ，赵元明 ，等 ．转基因抗虫棉基因导入对受体材料农艺性状的影响 ．中国农学通报 ，２００４ ，２０ （３） ：３６ ～ ３７
５ 　 郭香墨 ．抗虫棉栽培管理技术 ．北京 ：金盾出版社 ，１９９８ ．６０ ～ ６２
６ 　 胡国祥 ，涂松林 ，贺玉贵 ，等 ．转 Bt 基因棉花品系对红铃虫 、黄萎病的抗性及纤维品质测定结果初报 ．中国棉花 ，２０００ ，２７ （１１） ：２３
７ 　 董合忠 ，李维江 ，唐 　 薇 ，等 ．棉花生理性早衰研究进展 ．棉花学报 ，２００５ ，１７ （１） ：５６ ～ ６０
１３２　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷