咖啡之病害及防治

update: 2007/7/29

蔡竹固

 

有幾家真心認真經營者,咖啡苗成長快速,令人鼓舞,但自然的病害又偏偏侵襲了這些外來嬌客,包括主人劉少興所栽的成千上萬株樹苗,全都染上了黃枯病,健壯的咖啡苗紛紛落葉凋零。

鍾理和長篇小說《笠山農場》簡介

 

莫向人前舊事提。笠山誰復說咖啡

山鳥不管人間事,猶向農場深處啼。

《笠山農場》

 

 

 

咖啡樹屬茜草科(Rubiaceae)的長綠灌木,約有60個種(species),適合熱帶地區生長,怕霜,以赤道為中心線至南北緯度25度是咖啡的生長區,整年平均溫度15-24oC,無激烈溫度變動,因此它栽培的地理環境是有限制的。大多數人認為熱帶是咖啡的產地,一定是熱和潮濕,然而情況總是這樣。實際上,最好的咖啡種植地點在熱帶的多山地區的,才是更涼爽,更適度的環境。適合於咖啡栽種的條件包括︰豐沛的雨量、年平均溫度約70oF (21.11oC)、排水良好、土壤肥沃的土地,從海平面以上到降霜的海拔高度之間。

阿拉比卡咖啡(Coffea arabica L. - arabica coffee),即一般所稱之咖啡樹,原產地衣索比亞(Ethiopia),分佈在海拔1,375 to 1,830公尺山區。15世紀前傳入阿拉伯,1690在爪哇種植,18世紀初傳至蘇利南(Surinam)馬提尼克(Martinique)牙買加(Jamaica),之後到達西印度群島、中美洲及適合栽種的南美洲,再傳入印度(India) 斯里蘭卡(Sri Lanka)較其他種的氣味更溫和,含有較少的咖啡因,然而易受霜害、病害,管理不易,產量較低,由於難栽種,所以價格較昂貴。如今全球70-90%之栽培面積。

咖啡樹屬多年生之常綠喬木,根系發達,阿拉比卡咖啡不修剪時莖可5公尺,枝幹對生,向側面延伸生長,葉對生於短莖分枝上,葉柄短,葉呈橢圓形尖狀,顏色亮麗之綠色,有光澤,葉片長10-15公分呈長橢圓形,寬約6公分,葉片呈波浪之鼓起,葉尖狀,花白色,具有茉莉香味,花冠長1公分,花瓣5片,具雄蕊5及雌蕊1,柱頭列為二,授粉後,34天花則凋萎,果呈深綠色,成熟後為深紅色,故有櫻桃之美稱。咖啡之果實是由外皮(outer skin)、果肉(pulp)粘質物(mucilage)內果皮(perchment)銀皮(silverskin)和裡面之咖啡豆(bean, green coffee)形成,種子為果實之中心部份,每一果肉內有一雙成對之半圓形之種子,即我們利用之部位。開花後7-9個月成熟,果皮乾燥時變黑。種子8.5-12.5 mm長,表面有深溝,內含綠色角質化胚乳(endosperm)及胚(embryo),有多胚性(polyembryony),每公斤乾重約2,500粒種子。

在台灣,樹齡4-5年的咖啡樹都會開花,花期約在每年2-3月,咖啡花在外觀和氣味與茉莉花相似,開花時緊生於咖啡樹枝呈簇狀。白色的花瓣及清淡的茉莉花香,花期極短約3-5天。未成熟咖啡果實為綠色,經過6-7個月的成熟期後,成熟的果實外皮呈紅色。當咖啡果實成熟,要立刻收,從初期收到完全採取時間長達4-5個月,一年之間一株典型的阿拉比卡咖啡樹生產的果實不到5公斤,可製成約1公斤的咖啡豆。

羅巴斯達咖啡(Coffea canephora Pierre ex Froehner - robusta coffee),又稱坎尼佛拉咖啡、剛果咖啡樹,原產地西非(West Africa),植株性狀類似阿拉比卡咖啡,葉尖狀葉長15-30 X 5-15公分,花瓣6片,主要產區烏干達和印尼爪哇,它較耐高溫、抗病蟲害,適合低地栽培,但品質相對比不上阿拉比卡。

其他咖啡樹種類包括利比里卡咖啡(coffea liberica),又稱大咖啡樹,1843年於利比亞發現,約商業栽培的1%、德維瑞咖啡(coffea dewevrei),或更著名的伊克賽爾撒(Coffea excelsa)咖啡,兩者都有羅巴斯達的特質,但味道通常不太好。此外,野生咖啡(Wild Coffee)Coffea fadeniiCoffea mongensis

台灣咖啡栽培追溯荷蘭據台之初期,日據時期1931年「木村」先生在嘉義種植。1941年達到高峰也風光一時,原豆運回日本送進總督府作為朝貢品,台灣在日據時代,就已經是咖啡外銷國,只因華人的茶葉文化鼎盛,咖啡在農業社會流行不起來,逐漸被其他作物取代,近幾年風水輪流轉漸漸的喝咖啡風氣自歐美日本吹向台灣。台灣之咖啡栽培雖已有三百年歷史,但僅屬零星栽培,本文介紹咖啡主要病害之發生及其防治方法,供大家參考。

 

咖啡主要病害簡介

 

植物病害損失嚴重時,常可導致人類歷史的演變,咖啡(coffee rust)是其中一個著名的例子。病菌(Hemileia vastatrix)易受季節風及雨季影響而迅速蔓延,於1867年起十年間,曾將錫蘭境內的咖啡樹摧毀殆盡,當地栽培業者因之破產,大英帝國之東方銀行亦隨之倒閉;其後錫蘭於1890年以茶樹取代咖啡樹,英國人只好因而改喝茶。南美洲本無此病,但自1971年開始也發病。

根據臺灣植物病害名彙,咖啡有記載的病害共有眼病(Cercospora coffeicola Berk. et Cke.)炭疽病(Colletotrichum gloeosporioides Penzig; Glomerella cingulata (Stonem.) Spaudling et Schrenk; Guignardia coffeana (Noack) Sawada)赤衣病(Erythricium salmonicolor (Berk. et Br.) Burds.咖啡蚽f(Hemileia vastatrix Berk. et Br.)褐根腐(Phellinus noxius (Corner) Cunn.苗枯病(Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk(Capnodium walteri Sacc.; Chaetoscorias vulgare Yamam.; Phaeosaccardinula javanica (Zimm.) Yamam.; Scorias communis Yamam.; Triposporiopsis spinigera (Hohn.) Yamam.)Mycosphaerella coffeae SawadaPestalotia coffeicola SawadaPhyllosticta coffeae-arabica Sawada

根據美國植物病理學會之咖啡病害名彙,咖啡有記載的病害除了病之外尚有炭疽病(Colletotrichum gloeosporioides Penz. (teleomorph = Glomerella cingulata (Stonem.) Spauld, & Shrenk.); Colleotrichum kahawae Waller & Bridge)根朽病(Armillaria mellea (Vahl ex Fries) Kummer)、藻斑病(Cephaleuros virescens Kunze)、細菌性葉枯病(Pseudomonas syringae pv garcae (Amaral et al) Young et al 1978)樹皮病(Fusarium stilboides Wollenw. (teleomorph = Gibberella stilboides)Berry blotch(Cercospora coffeicola Berk. & Cke)Red blister disease (robusta coffee) (Cercospora coffeicola Berk. & Br.)Leaf blight (Ascochyta tarda Stewart)Leaf spot (Phyllosticta coffeicola Speg.)赤衣病(Corticium salmonicola Berk. & Br.)、根瘤線蟲(Meloidogyne spp.)等,此外,能夠造成植株凋的有Tracheomycosis (Wilt) (Gibberella xylarioides Heim & Saccas (anamorph = Fusarium eylarioides Steyaert)Wilt (Ceratocystis fimbriata (Ell. & Halst.) Hunt; Fusarium oxysporum Schl. f. sp. Coffea (Garcia) Wellman)

 

一、咖啡炭疽病(anthracnose of coffee)

咖啡炭疽病

Colletotrichum gloeosporioides分生孢子

 

許多的Colletotrichum或菌系會感染咖啡,但只有C. coffeanum會感染未成熟果實,又稱為(coffee berry disease, brown blight)。一些從咖啡枝條、葉片、花和成熟果實分離的Colletotrichum菌株(C. gloeosporioides, C. acutatum),並不會感染青果實。

其中C. coffeanum引起的coffee berry disease1922年在肯亞被報導,目前分佈在非洲大部分咖啡產區,雖然由Colletotrichum所引起的葉斑和成熟果實炭病(leaf spot and ripe berry anthracnose)已在瓜地馬拉至巴西間報導。

病原Glomerella cingulata (Stonem.) Spaudling et Schrenk (= Colletotrichum gloeosporioides Penzig)台灣是否存在Colleotrichum kahawae Waller & BridgeColleotrichum coffeanum尚待調查。Colletotrichum gloeosporioides(有性世代Glomerella cingulata)和C. acutatum也被報導感染咖啡,但僅有C. coffeanum能夠感染青果實。這些菌類可菌落和孢子大小加以區分,其中C. coffeanum可在多種培養基上2-3天長出綠至暗色菌絲體(其他菌株成白色)。孢子成卵形、橢圓形至不規則棒狀。

病徵:

C. coffeanum在青果實上會造成小型暗色凹陷斑,表面會有淡粉紅色產孢,若早期發生也有可能形成木乃伊化。本病可能經由種子傳播。本病可造成20-80產量損失。C. gloeosporioides, C. acutatum)並不會感染青果實,僅會感染枝條、葉片、花和成熟果實。

發病生態:

C. coffeanum孢子發芽和發病最適溫度20,最高30,最低10。炭病的發生受到溫度、溼度、植物部位和其他微生物的影響。孢子發芽及感染需要自來水或露水,反覆地乾燥並不適合發病。

防治方法:

非化學防治:適當修剪,避免太過茂密而延長溫潤有利於孢子溢出、傳播時間,以減少發病率。加強咖啡種子的植物檢疫工作,避免C. coffeanum自非洲蔓延開來。化學防治:四氯異苯晴、免賴、甲基多保淨、腐絕可用於防治本病害,其效果隨著兩季長短而受影響。在某些情況下,連續使用殺菌劑防治的田區較完全使用者田區發病來的嚴重,探討其可能原因為施藥改變了樹冠表面生態,使得對炭病菌抗的微生物數量減少所致。

 

二、咖啡(coffee rust)

咖啡

Hemileia vastatrix夏孢子

 

1861年,咖啡病首次在肯亞野生咖啡上被報導;1869年,斯里蘭卡經濟栽培咖啡發生病,在十年內完全摧毀咖啡產業。1920年,蔓延整個非洲及亞洲的許多經濟栽培國家。在1970年,在西半球的巴西首次發現,在1986年時已蔓延至整個中南美洲。美國夏威夷是現有未發生病的咖啡栽培區域之病是破壞性最大的咖啡樹病害為咖啡駝Hemileia vastatrix所致。此病在非洲、以東及印度、亞洲、澳大利亞等生產咖啡的地區發生已久,1970年首次出現於西半球,發現於巴西。斯里蘭卡及爪哇一度興旺的咖啡種植園即毀於該病。症狀為葉表面出現黃色小油斑,後擴大成鮮橙色至紅色圓斑,最後轉褐色,具黃色邊緣。菌孢子堆位於葉下表面,橙黃色,後轉黑色。病葉下垂,逐漸脫落,數年內植株即死亡。控制方法為於潮濕季節及時噴灑殺菌劑。某些地區的種植園已遷移至海拔1800~2100公尺較涼爽的地方,在該處菌不易繁殖。施行檢疫亦減少遠距離播散的機會。

病原:Hemileia vastatrix Berk. et Br.

病徵:

本菌主要感染葉部,極少發現會感染嫩莖及幼果。本病的診斷特徵,在葉下表面會出現黃橙色粉斑,剛開始時為淺黃斑直到產時轉為明顯,病斑大小不一,增大後且常癒合。本菌在氣孔處產,所以和大多數病菌之病斑隆起(疣狀,pustules)、表皮破裂之產方式不同。當葉片嚴重感染時,導致光合作用能力減低,提早落葉,當年度營養生長及果實變小。造成下半年度的碳水化合物量不足,引起枝枯,節數減少,產量降低。研究資料顯示病造成30- 80產量損失,每年平均減量15

生物學:

葉面自來水是感染成功必要條件,在適當情況下,夏孢子(uredospores)2- 4小時發芽,形成附著器(appressoria),長出泡囊(vesicle),由此侵入次氣孔空腔(substomatal cavity)24- 48小時內即完成感染。僅有高溫度而無自由水情況下,並不足為誘導發芽,在幼葉的發芽率較中老高。

病害的蔓延及進展,僅限於雨季;長期乾季並不利於發病。由於自感染(infection)至病斑表現(lesion development)的潛伏期(incubation period)約需3-6,所以到了病徵明顯表現時,常是在乾旱期間。溫度也是影響發病的因素之一,孢子在培養基上發芽最低、適、最高溫度分別為15.52228,在葉面上最低、最高溫度分別為12.532.5

在成功感染之後,次氣孔空腔被纏據(colonization)及產(sporulation),菌絲的纏據並不再受葉面潮濕的限制,乃受制於溫度和寄主抗病性,溫度影響潛伏期長短。

夏孢子產生量受到溫度、溼度和寄主抗病性的影響,單一病斑在3-5個月間產4-6批次,共釋出300-400,000個孢子。超寄生真菌(hyperparasitic fungi)例如Verticillium haemilliaeV. psallistae常出現在病斑處,降低夏孢子生命力,但其田間生物防治尚不可行。

影響發病因素:

植株密度、寄主感染性和高產年度後易病化(predisposition),是最重要的影響發病因素。Coffea canephora帶有專一性的抗病基因(specific resistance genes);主要栽培品種大都屬於Coffea arabica,對病完全抗病(complete resistance)或部分抗病(partial resistance)。當果實被疏果(berry removal)時,病的發病度(disease severity)可以減少2-38

本菌有30生理小種(races),初次接種源(initial inoculum)及二次接種源(secondary inoculum)數量也是影響發病的因素。在自然界,孢子可經由風進行長距離傳播,或風和雨水液濺(wind and rain-splash)進行短距離傳播;此外,罹病種苗、昆蟲和人類農業操作也是傳播的方式。夏孢子可以忍受低溫,但對乾燥敏感。

防治方法:

非化學防治:葉齡常會影響發病情形,某些具部分抗病性的品種,反而是老葉較幼葉容易罹病。葉片在強光照射下,較易病。咖啡抗病基因已被鑑定為SH1SH9,其抗病遺傳之複雜性侷限於顯性基因作用,這些葉大都來自於野生種的C. canephoraC. liberica

化學防治:可使用鹼性氯氧化銅(copper oxychloride)、大生類(dithiocarbamate)等保護性藥劑;系統性三氮雜茂triazole)之甾醇生合成抑制劑,可以防治本病,但會造成植物落葉之藥害;其中以三泰芬(Triadimefon)效果較佳。但應與銅劑輪流使用,以免產生抗藥菌系。在雨季來臨前噴藥,每年噴藥次數2-3次(低產量年份)或4-6次(高產量年份)。

 

三、咖啡眼病(Cercospora leaf spot or brown eyespot)

咖啡眼病

Cercospora coffeicola分生孢子

 

眼病(brown eyespot)Cercospora coffeicola Berk. et Cke.所引起又稱為尾菌葉斑病(Cercospora leaf spot)。受感染葉片出現小而黃色眼斑,慢慢擴展至直徑5-10 mm小病斑,外圍褐色,中央灰白色。在果實上會造成乾黑圓斑。溫暖、頻雨、高濕季節容易發生。

防治方法:參考咖啡炭疽病。

 

 

 

本省咖啡病害之發生,應以炭疽病、病、褐眼病為主,但仍應隨時調查咖啡病害相及其發生高峰季節。方能根據咖啡生育期,擬訂出適當的防治方法。病害防治是一綜合科學,可以配合抗病品種、田間衛生、合理施肥,著重拒病(exclusion)除病(eradication),消滅或減低第一次感染源、抗病(disease resistance)、保護(protection)等原則,定期做好病害防治工作。

 

參考文獻

1.      台灣咖啡的故鄉-山,http://www.168go.com.tw/04002/

2.      呂理編。1991。臺灣植物病害名彙增補(1991-1995)。中華植物保護學會及中華民國植物病理學會刊印。 43頁。

3.      何謂咖啡?http://kitchens.msn.com.tw/drink/coffee_what.asp

4.      咖啡豆的生長故鄉,http://www.lapavoni.com.tw/layout/article/detail.asp?gid=1&aid=3

5.      咖啡技術服務http://twchf.chtrade.com.tw/recommen/coffee.htm

6.      咖啡的故鄉-古坑加比山 http://www.fast.org.tw/qukeng/coffee.htm

7.      咖啡的種類,http://www.32coffee.idv.tw/coffeegl05.htm

8.      咖啡香大有來頭,http://www.sciam.com.tw/read/readshow.asp?FDocNo=89&CL=19%20

9.      咖啡教室,http://www.kohikan.com/cafe3.htm

10.  咖啡鏽病coffee rusthttp://www.knowledge.idv.tw/Document.asp?DocumentNo=1935

11.  陳建名、彭仁傑、林子超。2003菇蕈的生活史。自然保育季刊 41http://nature.tesri.gov.tw/tesriusr/internet/natshow.cfm?IDNo=734

12.  新世紀自然觀-植物病害與人生,http://www.ptl.edu.tw/publish/sci_knog/55/1.htm

13.  徐世典、張東柱、張清安、蔡進來、蔡東2002。台灣植物病害名彙 第四版。中華民國植物病理學會。386頁。

14.  鍾理和長篇小說《笠山農場》簡介,http://literature.ihakka.net/hakka/author/zhong_li_he/he_composition/he_onlin/full_length_novel/full_0.htm

15.  蔡雲鵬主編。1991。臺灣植物病害名彙 修訂三版。中華植物保護學會、中華民國植物病理學會刊印。604頁。

16.  關於中埔咖啡,http://www.dosun.com.tw/home.htm

17.  Arneson, P.A. 2000. Coffee rust. The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2000-0718-02. http://www.apsnet.org/education/LessonsPlantPath/Coffeerust/top.htm

18.  Cercospora leaf spot, http://www.oisat.org/pests/diseases/fungal/cercospora_leaf_spot.html

19.  Clark, M., Mader, K., Shuler, J., Jenner, M. 1999. Coffee Harvest. http://www.wsu.edu:8080/~gmhyde/433_web_pages/coffee/student-pages/3harvest/harvest.htm

20.  Coffea arabica L., http://www.hort.purdue.edu/newcrop/duke_energy/Coffea_arabica.html

21.  Coffea canephora - Robusta Coffee, http://www.tradewindsfruit.com/robusta_coffee.htm

22.  Coffee Pest and Disease Image Gallery, http://www2.hawaii.edu/~coffee/

23.  Coffee Variety, http://www.ioniacaffe.it/english/plant.htm

24.  Coffee Wilt Disease or Tracheomycosis, http://www.cabi-commodities.org/Coffee/Cfts/Cfts3C.htm

25.  Coffee Plant Diseases, http://www.gardfoods.com/coffee/coffee.diseases.htm

26.  Diedrich, M. Coffee Growing Regions of the World, http://www.keancoffee.com/CoffeeRegions.aspx

27.  Diseases of Coffee, http://www.apsnet.org/online/common/names/coffee.asp

28.  Ferreira, S.A. and R.A. Boley. 1991. Hemileia vastatrix. http://www.extento.hawaii.edu/kbase/crop/Type/h_vasta.htm

29.  Ferreira, S.A. and R.A. Boley. 1991. Colletotrichum coffeanum. http://www.extento.hawaii.edu/kbase/crop/Type/c_coffe.htm