香蕉顏值高、味道好、價格親民,可謂人見人愛。據統計,香蕉是世界產量第二多的水果,2018年全世界範圍出口總量超過了2300萬噸。我國也是香蕉原產國之一,2018年我國香蕉產量達到1122.17萬噸。然而,看似永不缺席的香蕉,曾經就經歷過一次「滅頂之災」,未來可能還會面臨。
一、席捲全球的香蕉枯萎病
我們現在所吃的香蕉是三倍體,無法產生可以繁育後代的種子,主要通過扦插之類的無性繁殖方式種植,因此種植品種非常單一。雖然造就了穩定的品質,但也埋下了很大的隱患:香蕉作物之間的基因差異很小,往往能感染一株香蕉的病原菌就能讓大片的香蕉中招。
上個世紀50年代,香蕉就曾遭遇過一次「滅頂之災」。罪魁禍首是一種叫做尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)的真菌,當時普遍種植的香蕉品種:大麥克(Gros Michel),對其毫無抵抗力。很快,由這種真菌帶來的香蕉枯萎病席捲了整個種植園,導致全球香蕉貿易崩潰。
幸運的是,香蕉產業很快找到了它的替代品種——對枯萎病有抵抗力的華蕉(Cavendish)。儘管這一新品種滿足了消費者日益增長的胃口,但華蕉依然有著和大麥克相同的缺陷:單一化種植。
超市裡陳列的華蕉 圖源:pixabay
尤其近年來,尖孢鐮刀菌的一個新變體「熱帶4號」(TR4)開始逐步出現在亞洲、非洲,甚至全球香蕉的主產區——拉丁美洲。TR4的主要侵染對象正是華蕉,這讓大家開始擔心:「香蕉癌症」是否會捲土重來?
二、小病菌,大危害
據聯合國糧食和農業組織(FAO)的數據顯示,目前由TR4造成的經濟損失在印度尼西亞達1.21億美元,中國臺灣達2.53億美元。
面對如此慘烈的損失,我們不禁發問:為什麼小小的病原菌會導致這麼嚴重的全球性後果呢?究其原因,主要包括以下三點:
首先,病原菌TR4的孢子存活率高、致病力強,可經病苗、病土及灌水傳播。孢子附著於寄主植物根表面,並產生一系列抑制寄主植物產生抗病性的因子,植物抵抗力下降後侵入植株體內並定殖,隨後釋放毒素,最終表現出發病的症狀。
其次,病原菌侵染維管束,香蕉毫無抵抗力。病原菌會從香蕉發病位置開始延伸,一直從球莖延伸至香蕉假莖,此時維管束呈褐色或橘黃色,營養和水分無法從維管束輸送到葉片,養分受阻繼而出現病變,首先老葉片枯黃,接著變黃速度加快,隨後蔓延至整株香蕉樹變黑褐色而乾枯。
香蕉枯萎病表現 圖源:網絡
最後,香蕉的經濟效益高,導致了高複種耕作方式。為滿足香蕉生長需求和高產的目的而大量施用化肥農藥,加劇了土壤酸化、微生物群落多樣性顯著減少等問題。一方面,酸性土壤有利於病原菌的繁殖;另一方面,土壤微生物群落結構單一不利於植物抵抗病原菌,導致香蕉枯萎病頻發。另外,由於枯萎病的早期發病病症是葉片變黃,一些蕉農誤以為是缺肥,進而增加化肥的用量而造成更嚴重的土壤問題,陷入了死循環,導致香蕉枯萎病的蔓延。
三、直面災難:香蕉枯萎病該如何防?
為了遏制香蕉感染的進一步惡化,FAO投入了9800萬美元用於開展防治香蕉枯萎病和培育新的抗性植株的全球計劃。儘管全球的育種專家都在努力,但新的抗性植株顯然非一朝一夕可以完成。那麼,有什麼辦法可以降低枯萎病發病率,讓我們一直能吃到美味的香蕉呢?答案是:微生物菌劑 鹼性肥料,雙管齊下,幫助香蕉提高抗病能力。
1、選用合適的微生物菌劑,以菌防菌
雖然多菌靈、噁黴靈、咪鮮胺等廣譜性殺菌劑對香蕉枯萎病病原菌有一定的抑制作用,但由於該病原菌對多種化學藥劑已經產生抗藥性,田間防治效果都不太理想。
此時微生物菌劑就派上用場了。木黴是一類廣泛分布於土壤中的習居菌,能通過營養競爭、重寄生、分泌抗生素、誘導抗性等多種機制實現對病原菌的拮抗作用。慕恩生物通過層層篩選出的哈茨木黴菌,可以以快速生長、搶佔空間、重寄生等方式,對香蕉枯萎病病原菌表現出較強的拮抗作用。
尖孢鐮刀菌平板形態 | 慕恩生物
哈茨木黴TH7 與尖孢鐮刀菌平板對峙,鐮刀菌生長明顯受到抑制,後期菌絲被木黴寄生而瓦解,無法產生孢子
2、微生物菌劑配合鹼性肥料,改善土壤微生態
土壤改良可以為土壤微生物群落提供合適的生長環境,抑制病原菌生長。一般來說,土壤微生物群落結構越豐富,多樣性越高,對病原菌的綜合抗性能力就越強。在不改變香蕉複種的種植方式下,施用鹼性肥料去改善酸性土壤,能夠使香蕉生長期處於中性偏鹼環境,有助於其他有益微生物的生長,有效降低枯萎病的發病率。
其次,向土壤中補充有益微生物菌劑,能從根本上改變作物根際的主導微生物群落,提高土壤微生物群落多樣性,抑制病原菌活性,降低發病率。而且,微生物進入土壤後,還能夠活化土壤中的營養元素,增加土壤肥力,促進香蕉生長,從而達到提質增產的目的。
左:只接種病原菌;中:只澆灌清水; 右:接種病原菌並澆灌兩次菌養元 | 慕恩生物
上圖為慕恩菌養元(哈茨木黴TH7)菌劑施用的試驗結果,可以看到,左邊只接種了病原菌的香蕉,根系短、球莖小,且根系生長緩慢;右邊香蕉同樣接種了枯萎病病原菌,但在接種病原菌後澆灌了菌養元,可以觀察到,其根系發達,莖稈粗壯,香蕉生長狀況良好。這個試驗再次驗證了,微生物菌劑對於香蕉枯萎病良好的防治效果。
微生物菌劑+鹼性肥料,雙管齊下,使連作土壤菌群朝著健康穩定的方向發展,有效降低了香蕉枯萎病的發病率。
當然,香蕉本身缺乏遺傳多樣性的致命弱點依舊存在,說不準未來何時又會出現新型病原真菌,對香蕉產生衝擊。但是我們有理由相信,未來科學家們將培育出更好的品種,研發出更有效的病害防控手段,不讓香蕉離開我們的生活。