侯小華,李友榮,周 昆,魏子生,黃延科,侯 振

(1湖南省水稻研究所 ,長(zhǎng)沙 410125;2長(zhǎng)沙縣干杉鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,湖南長(zhǎng)沙 410134)

1 水稻病蟲災(zāi)害現(xiàn)狀

湖南是農(nóng)業(yè)大省,水稻病蟲危害較大。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國有農(nóng)作物病蟲害 1 648種,湖南就有數(shù)百種,而且許多種類的危害是世界性的。我省病蟲害等有害生物不僅種類多、分布廣,而且突發(fā)性強(qiáng)、成災(zāi)頻率高,每年都有幾種重大病蟲害爆發(fā)和流行,導(dǎo)致水稻大面積減產(chǎn)和失收,常年糧食損失約為15%～ 30%。近幾年來,我國病蟲害發(fā)生日趨嚴(yán)重,一些重要的遷飛性害蟲和流行性病害(如褐飛虱、白背飛虱、二化螟、稻縱卷葉螟、稻瘟病、白葉枯病、稻曲病、紋枯病、細(xì)菌性條斑病等)爆發(fā)頻率增加,平均每年發(fā)生面積全國超過 130多萬公頃。湖南省2007年病蟲害發(fā)生面積超過80萬公頃,占70%左右。稻褐飛虱是一種具世界性、遷飛性、爆發(fā)性、毀滅性的水稻頭號(hào)大害蟲,其若蟲和成蟲以直接刺吸稻株汁液的方式危害水稻,輕者結(jié)實(shí)率降低,造成減產(chǎn),重則稻株枯死。近年來,褐飛虱生物型已漸變?yōu)橐陨镄廷驗(yàn)橹?目前又發(fā)現(xiàn)了致害力很強(qiáng)的短翅孟加拉型,湖南省發(fā)生面積年平均 66.67萬公頃以上。此外,湖南省南部地區(qū)的螟蟲(二化螟、三化螟)已接近甚至超過大發(fā)生的20世紀(jì)50～ 60年代。還有一些過去次要的病蟲害,如紋枯病、稻曲病、細(xì)條病、病毒性矮縮病、病毒性青矮病、稻薊馬等在許多地區(qū)已上升為主要病蟲害。如 2006～ 2007年病毒性矮縮病、青矮病在安仁縣關(guān)王鎮(zhèn)發(fā)病面積達(dá) 30%左右,局部丘塊失收。

可以預(yù)見,隨著水稻種植結(jié)構(gòu)和栽培技術(shù)的變革以及水稻新品種的應(yīng)用,病蟲害發(fā)生種類及其危害性的變化,將使病蟲害問題更加突出,成為常年種植水稻區(qū)域糧食生產(chǎn)的主要障礙。

2 抗性品種的應(yīng)用效果分析

2.1 抗性品種使用日益廣泛

種植抗性品種在控制水稻病蟲害和減輕高溫、旱澇危害中發(fā)揮了重要作用。目前在水稻害蟲的綜合治理中,種植抗蟲品種是有效控制害蟲種群、保護(hù)天敵、減少殺蟲劑使用和降低生產(chǎn)成本的主要措施之一。20世紀(jì)70年代后期選育出的多抗品種的大面積應(yīng)用,曾在很大程度上對(duì)病蟲危害起到了有效控制。如湖南省水稻研究所選育的多抗性晚秈品種“湘抗 32選 5”,抗白葉枯病、稻瘟病、稻飛虱、白背飛虱、黑尾葉蟬、稻曲病、病毒性矮縮病,米質(zhì)優(yōu)。以水稻優(yōu)良抗源IR36作抗源,育成的多抗早秈中熟品種“湘早秈3號(hào)”,抗白葉枯病、稻瘟病、白背飛虱、葉蟬,且米質(zhì)優(yōu)。先后育成的早秈中熟 HA79317-4、湘早秈19號(hào)、湘早秈29號(hào)、余水糯等品種抗白葉枯病、稻瘟病、白背飛虱、葉蟬。這些品種不僅抗多種病蟲害,而且苗期抗寒,后期抗熱,從“六五”開始,“七五”、“八五”、“九五”曾對(duì)湖南水稻病蟲害的大面積爆發(fā)危害起到了良好的控制作用,將各病蟲害控制在一個(gè)相對(duì)較低的水平。

1977年,湖南省水稻所安仁基地率先在湖南省安仁縣清溪鄉(xiāng)橋南村進(jìn)行抗病蟲品種“湘抗 32選 5”等的大面積示范,示范田不施農(nóng)藥或少施農(nóng)藥,獲得成功,達(dá)到了增產(chǎn)、增效和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。隨后,湘早秈 3號(hào)在湖南省安仁縣和炎陵縣大面積示范推廣,深受農(nóng)民喜愛,并于 1985年獲農(nóng)業(yè)部?jī)?yōu)質(zhì)米品種金杯獎(jiǎng)。直到2005年,該品種在安徽省仍有種植面積1萬公頃以上。至 2009年,湘早秈 3號(hào)在湖南、江西、湖北、安徽等省累計(jì)推廣 150萬公頃以上。遲熟品種湘早秈 19號(hào)因抗多種病蟲害,苗期抗寒,中期耐澇,開花期抗熱,結(jié)實(shí)性好,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),連續(xù) 7年用做湖南省區(qū)試遲熟組早秈對(duì)照品種,至 2009年湖南省外累計(jì)推廣種植 100萬公頃,省內(nèi)種植面積達(dá)700萬公頃,增產(chǎn)稻谷26億公斤,增加效益26億元以上。另外,湖南省內(nèi)外育種單位利用湘早秈 3號(hào)、HA79317-4作親本,衍生出 39個(gè)新品種,增產(chǎn)稻谷 35億公斤,節(jié)省農(nóng)藥開支 3億元以上,增加效益24億元以上。

2.2 抗性品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際效用分析

表1所例舉的是安仁縣5個(gè)示范區(qū)20世紀(jì)70年代種植的抗性品種與普通品種的用藥與用工情況。其中,栽種抗性品種的有 23.02 hm2,占示范總面積的 68%,完全打藥治蟲的有8.4 hm2,占示范區(qū)面積的32%。由表1可知,抗性品種平均每公頃農(nóng)藥費(fèi)為2.85元,打藥用工0.9個(gè),相對(duì)于非抗品種有顯著減少,平均節(jié)省農(nóng)藥費(fèi)用達(dá)94.03%,減少用工達(dá)93.78%。不僅降低了生產(chǎn)費(fèi)用和減少了勞動(dòng)力投入,而且大大減少了農(nóng)藥用量,對(duì)提高稻米品質(zhì)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到了積極作用。

近年來,病蟲害日趨猖獗,為了保證農(nóng)作物增產(chǎn)、農(nóng)民增收,農(nóng)藥不可避免地使用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。但隨之而來的農(nóng)藥殘留污染問題也日趨嚴(yán)重,與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活對(duì)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量需求之間的矛盾更加突出,農(nóng)民的開支也日益增加(表 2、表 3)。

表 1 1976～ 1977年晚稻抗性品種與其他品種每公頃農(nóng)藥費(fèi)用及用工情況

表 2 2006～ 2009年長(zhǎng)沙縣干杉點(diǎn)每公頃農(nóng)藥開支情況

六五、七五、八五、九五以來,湖南省農(nóng)科院安仁基地選育出多抗性品種作為有效、經(jīng)濟(jì)、無污染的關(guān)鍵防治措施之一,在農(nóng)作物滅害防御,降低病蟲害防治成本,有效增加農(nóng)民收入,遏制和有效治理農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染,改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)與防止藥物超標(biāo),提高我國農(nóng)產(chǎn)品的國際競(jìng)爭(zhēng)能力,促進(jìn)出口創(chuàng)匯以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮了愈來愈重要的作用。

由表 4可以看出,示范區(qū)在使用抗病品種前后農(nóng)藥費(fèi)用開支變化明顯。使用抗病品種后農(nóng)藥費(fèi)用顯著減少,示范點(diǎn)減少最多的達(dá) 58.33%,最少的也達(dá)到了32.27%,平均減少 50.58%。一年共節(jié)約農(nóng)藥費(fèi)用達(dá)3226.99元,平均每公頃減少費(fèi)用 95.25元。

表4 安仁5點(diǎn)種植抗病品種兩年農(nóng)藥開支比較

3 抗病蟲品種選育和利用中存在的問題

目前,抗病蟲水稻品種選育和應(yīng)用仍然存在相當(dāng)多的問題,由于優(yōu)勢(shì)病菌致病性和病蟲生物型的變異,如何保持品種抗病蟲性的相對(duì)穩(wěn)定或持久已成為抗性育種領(lǐng)域中的重點(diǎn)難題。雖然湖南省水稻抗病蟲品種的利用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中做出了較大貢獻(xiàn),但在選育配制和利用過程中仍存在一些問題,歸納起來主要有以下幾個(gè)方面。

3.1 抗性單一,兼抗性差

近幾年來得不到同步進(jìn)行鑒定篩選抗多種病蟲害的品種,致使大多數(shù)水稻新品種抗病不抗蟲或不抗蟲不抗病,或抗某種病蟲,又不抗其他病蟲。由于每種作物同時(shí)受到幾種主要病、蟲的混合危害,因此,許多抗病蟲的品種在生產(chǎn)上實(shí)用性較差。

3.2 抗性基因簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性差

抗性基因利用的單一化或只考慮主效基因,造成品種不能抵抗病菌因變異產(chǎn)生新的致病能力,直接影響了品種的使用壽命,使新育成的品種在3～ 4年內(nèi)即“喪失”抗性,均是品種的抗源單一所致。

3.3 抗性品種選育滯后病蟲害變異

一般育種單位在抗性品種選育過程中,對(duì)目標(biāo)病蟲的選擇主要是當(dāng)時(shí)生產(chǎn)上的重要病蟲害,很少考慮病蟲生理小種或生物型的變化,更缺乏對(duì)病蟲發(fā)生趨勢(shì)的預(yù)見性。因此,往往待品種選育出來時(shí)甚至還沒完全穩(wěn)定,就已經(jīng)“喪失”抗性,即使沒有“喪失”抗性,其抗性的壽命也往往較短。

3.4 抗性品種的使用不夠合理

一方面單一抗病蟲品種推廣面積過大,而且缺乏合理布局。單一抗性品種的大面積推廣雖然在一定程度上控制和減輕了某種病蟲的危害,但病蟲害一旦發(fā)生變異,就會(huì)造成該品種大面積損失。另一方面,在推廣抗性品種時(shí),由于沒有從全局考慮各地病菌生理小種 /毒性或生物型不重要的區(qū)域推廣其相應(yīng)的抗性品種,再加上品種抗性“喪失”的速度增加或非目標(biāo)病蟲的迅速上升,導(dǎo)致新的病蟲災(zāi)害。

3.5 抗病蟲鑒定中的問題

抗源材料的抗病蟲性鑒定是抗性育種的前提,品種抗病蟲的正確評(píng)價(jià)是抗性品種利用的基礎(chǔ)。由于試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)緊缺,湖南省安仁基地在六五、七五、八五、九五、十五計(jì)劃中的多抗性、抗逆性鑒定篩選圃,中途被迫停止部分抗性鑒定篩選項(xiàng)目,使品種得不到同步鑒定,導(dǎo)致不同病蟲害的發(fā)生和致病。

“九五”計(jì)劃以來,隨著我國種植結(jié)構(gòu)連續(xù)調(diào)整,耕作栽培制度不斷變更,加之湖南省氣候異常,重大病蟲害的發(fā)生與危害性呈上升趨勢(shì),成災(zāi)頻率明顯增加,致災(zāi)強(qiáng)度逐年加強(qiáng),一些常發(fā)性重要病蟲害出現(xiàn)歷史上罕見的特大發(fā)生,部分次要或潛在性病蟲上升為致災(zāi)種類,有些原已長(zhǎng)期控制或消滅的病蟲再度形成危害(水稻細(xì)菌條斑病、病毒性矮縮病、青矮病等),使一些常規(guī)的防治措施失效,加大了防治的難度,致使農(nóng)業(yè)遭受很大的損失。同時(shí),許多重大病蟲害的抗藥性成倍上升,帶來農(nóng)藥用量增加,環(huán)境污染加重,人畜中毒和農(nóng)作物藥害日趨嚴(yán)重,生態(tài)和社會(huì)問題也相當(dāng)突出。

4 建議與展望

4.1 重視種質(zhì)資源的收集、保存和創(chuàng)新工作

在基礎(chǔ)研究工作方面,搜集與馴化國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源包括野生種及近緣種,以及利用生物技術(shù)進(jìn)行種質(zhì)資源創(chuàng)新,拓寬遺傳基礎(chǔ),增強(qiáng)遺傳多樣性。在育種中既要發(fā)掘新的抗源,又要構(gòu)建新的攜有多抗源的材料體系。采用傳統(tǒng)育種技術(shù)與分子育種技術(shù)相結(jié)合,多基因聚合與回交轉(zhuǎn)育相結(jié)合,創(chuàng)建持久、廣譜抗病蟲性新材料、新品種。

4.2 加強(qiáng)抗病蟲材料的研究應(yīng)用力度

在原有抗病蟲資源篩選工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究抗性資源的抗病蟲機(jī)理。將抗病蟲特性定向轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗的材料中,實(shí)現(xiàn)抗病蟲特性與各種有利性狀更大范圍的聚合,創(chuàng)造一批兼抗多個(gè)主要病蟲害的中間材料,利用這些抗源材料培育出環(huán)境友好型(不用或少用農(nóng)藥)、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的水稻新品種,為無公害(有機(jī))稻米生產(chǎn)提供品種支撐。

4.3 合理使用抗病蟲品種

在抗病品種的使用中應(yīng)避免單一的抗性品種大面積長(zhǎng)期種植,注意具有不同抗性基因品種的合理配置、輪換或混合使用,這樣才能有效延長(zhǎng)抗病蟲品種的使用壽命。

湖南省水稻種植面積達(dá) 400萬公頃以上,病蟲害給水稻生產(chǎn)帶來了較大危害。選育抗病蟲新品種有利于減輕這種危害,對(duì)減少農(nóng)藥用量和環(huán)境污染,保障水稻生產(chǎn)安全高效等方面起到了舉足輕重的作用,因此,選育水稻抗病蟲新品種前景廣闊。在選育的同時(shí),應(yīng)兼顧廣適性、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)等目標(biāo),實(shí)現(xiàn)中國水稻產(chǎn)業(yè)新的突破。

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