伏榮桃　王劍　陳誠　龔學(xué)書　盧代華　徐翔

摘要：[目的]明確稻曲病菌孢子在田間的釋放動態(tài)及影響因素，為水稻稻曲病預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。[方法]采用孢子捕捉儀對四川稻區(qū)稻曲病菌孢子釋放量進(jìn)行監(jiān)測，分析稻曲病菌孢子在田間的釋放動態(tài)；2014～2016年連續(xù)3年收集水稻生育期的氣象數(shù)據(jù)，包括溫度和平均濕度等，研究氣象因子、孢子釋放量與稻曲病的內(nèi)在聯(lián)系。[結(jié)果]在水稻生育期間稻曲病菌孢子釋放量呈動態(tài)變化，5月中旬～7月上旬稻曲病菌分生孢子釋放量逐漸上升，7月下旬空氣中的分生孢子量驟然上升，7月末～8月上旬孢子量達(dá)到峰值，8月中旬后孢子量逐漸下降，9月下旬孢子量下降至接近5月的水平。自孢子釋放達(dá)到高峰后10d田間稻曲病開始顯癥。稻曲病菌孢子釋放量與田間菌源及上年病害嚴(yán)重度呈一定的正相關(guān)，與溫度和濕度亦具有一定相關(guān)性，當(dāng)平均溫度25.0-30.0℃、濕度大于85.0%時有利于稻曲菌孢子的釋放，同時有利于稻曲病的發(fā)生。[結(jié)論]稻曲病菌孢子釋放量、氣象因子與稻曲病間存在密切聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：稻曲病菌；孢子釋放量；菌源量；氣象因子

中圖分類號：S435.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）11-1994-05

0X引言

[研究意義]水稻稻曲病是水稻三大重要真菌病害之一，由稻曲病菌[Ustilaginoidea virens（Cooke）Takahashi]侵染稻穗引起（Tanaka et a1.，2008；Hu eta1.，2014；伏榮桃等，2016；張俊喜等，2016），受害谷粒形成大于其自身數(shù)倍的稻曲球（Tang et a1.，2012；Fan et a1.，2015）。稻曲病不僅造成水稻產(chǎn)量顯著下降，還對稻米質(zhì)量、人畜安全和環(huán)境造成重大危害（Nakamura et a1.，1994；劉見平等，2006；王偉剛等，2009；伏榮桃等，2015）。近年來，稻曲病的危害在四川省有日趨加重的趨勢，據(jù)2013～2015年對四川省主栽水稻品種的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，稻穗稻曲病自然發(fā)病率可達(dá)80.55%，一些高感品種的病穴率高達(dá)100.00%（盧代華等，2015）。稻曲病的發(fā)生流行與多種因素有關(guān)，如侵染源、氣象因子和栽培條件等（馮小燕等，2010；周奮啟等，2015；任義方等，2017），因此，開展田問稻曲病菌孢子釋放動態(tài)及影響因素研究對于預(yù)防和防治稻曲病發(fā)生具有重要意義。[前人研究進(jìn)展]前人研究結(jié)果表明，侵染源是稻曲病病害發(fā)生的先決條件之一。左廣勝等（1996）、Devi和Singh（2007）采用孢子捕捉方法證明稻曲病菌孢子是稻曲病發(fā)生的主要初侵染源，在田間具有氣流傳播的能力。在探究稻曲病菌孢子在水稻生育期的釋放情況方面，研究者們采用顯微計(jì)數(shù)和PCR等不同方法。如Sreeramulu和Vittal（1966）采用顯微計(jì)數(shù)對空氣中的稻曲病菌孢子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；鄭靜等（2012）采用PCR對空氣中稻曲病菌孢子量進(jìn)行檢測，結(jié)果顯示不同月份稻曲病菌孢子量存在差異。關(guān)于稻曲病菌孢子在田間飛散動態(tài)與氣象因子的關(guān)系研究，主要涉及溫度和降雨量等方面。傅俊范等（2011）對沈陽地區(qū)的稻曲病菌孢子飛散動態(tài)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)稻曲病菌分生孢子飛散動態(tài)與積溫和累積降雨量呈正相關(guān)。[本研究切入點(diǎn)]目前，關(guān)于四川稻區(qū)田間稻曲病菌孢子釋放動態(tài)和影響因素的研究尚無文獻(xiàn)報道。[擬解決的關(guān)鍵問題]采用孢子捕捉儀捕捉空氣中的稻曲病菌孢子，監(jiān)測稻曲病菌孢子在田間的釋放動態(tài)，并開展氣象因子、孢子釋放量與稻曲病的內(nèi)在關(guān)系研究，明確影響稻曲病菌孢子釋放量和動態(tài)變化的主要因素，以期為水稻稻曲病預(yù)測及防治提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014～2016年在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻稻曲病常發(fā)試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試材料為四川省主栽水稻品種中優(yōu)936、F優(yōu)498、Y兩優(yōu)1號、旌優(yōu)127、川優(yōu)6203、花香優(yōu)1618、川農(nóng)優(yōu)527、川香優(yōu)198、內(nèi)香8156和內(nèi)5優(yōu)828。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1田間稻曲病菌菌源量調(diào)查 2014～2016年水稻收割后收集試驗(yàn)基地不同田塊、不同水稻品種的稻樁或稻穗病殘體，室內(nèi)晾干保存、備用。用無菌水沖洗稻樁和種子上的病原菌，然后顯微觀察計(jì)數(shù)，記錄稻樁和種子的帶菌情況。

1.2.2空氣中菌源量監(jiān)測 2015～2016年，在試驗(yàn)基地設(shè)6個小區(qū)，每小區(qū)面積667m²，每小區(qū)設(shè)立3個捕捉點(diǎn)，捕捉點(diǎn)種植四川省主栽水稻品種（感病品種）。于5～9月水稻生育期間將孢子捕捉儀（TPBZ-3）置于捕捉點(diǎn)（距離水稻50cm處），于18：00點(diǎn)開始啟動孢子捕捉儀，24h連續(xù)不間斷收集空氣中稻曲病病原菌的分生孢子，每隔3～7d收集一次樣品，室內(nèi)鏡檢孢子捕捉量，最后折算成孢子密度（個/cm²）。

1.2.3水稻品種抗病性調(diào)查 2015～2016年連續(xù)種植供試水稻主栽品種并進(jìn)行稻曲病自然誘發(fā)發(fā)病，所有品種按高產(chǎn)栽培方式進(jìn)行田問管理，孕穗期增施尿素，以便增加發(fā)病程度。適時防治螟蟲和稻飛虱等主要害蟲，供試品種全生育期不使用殺菌劑。于水稻黃熟期進(jìn)行稻曲病調(diào)查，采用5點(diǎn)取樣法調(diào)查，每點(diǎn)調(diào)查10叢，記載每叢穗數(shù)、病穗數(shù)及每穗病粒數(shù)。

1.2.4氣象數(shù)據(jù)收集 2014～2016年連續(xù)收集水稻生育期的氣象數(shù)據(jù)，包括溫度和平均濕度等，并著重收集水稻孕穗期至乳熟期的氣象數(shù)據(jù)。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

1.3.1田間茵源量 用顯微鏡觀察（10×視野）洗滌過病殘體的液體中稻曲病菌的分生孢子，并觀察孢子存活率。

1.3.2空氣中菌源量 根據(jù)每次捕捉的孢子量，計(jì)算各小區(qū)的孢子量，結(jié)果取平均值，繪制孢子釋放量動態(tài)曲線圖。

1.3.3稻曲病抗病性 在水稻黃熟期檢查稻曲病發(fā)病情況，并計(jì)算病情指數(shù)和病穗率；采用Duncans新復(fù)極差法對發(fā)病率進(jìn)行方差分析。稻曲病病害分級標(biāo)準(zhǔn)：0級，無?。℉R）；1級，病穗率0.1%～3.0%（R）；3級，病穗率3.1%～7.0%（MR）；5級，病穗率7.1%～15.0%（MS）；7級：病穗率15.0%～25.0%（s）；9級，病穗率大于25.1%（HS）。病情指數(shù)和病穗率計(jì)算方法如下：

2結(jié)果與分析

2.1田間稻曲病菌菌源量調(diào)查結(jié)果

2014～2016年連續(xù)3年收集試驗(yàn)點(diǎn)水稻田間的稻樁和稻穗等病殘體進(jìn)行稻曲病菌帶菌檢測，結(jié)果（表1）顯示，從稻樁和稻穗均能檢測到稻曲病菌孢子，H.2014和2016年病殘體的帶菌率均高于2015年，其原因可能是2014和2016年的病害發(fā)生程度高于2015年。本研究對病殘體上的稻曲病菌孢子進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)孢子萌發(fā)產(chǎn)生薄壁分生孢子（圖1），萌發(fā)率在68.0%以上（表1）。

2.2空氣中稻曲病菌菌源量監(jiān)測結(jié)果

2015-2016年，于水稻生育期采用孢子捕捉儀對田問空氣中的稻曲病菌分生孢子進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，結(jié)果（圖2）顯示，2015和2016年稻曲病菌分生孢子量均從5月中旬～7月上旬逐漸上升；7月下旬空氣中的分生孢子量驟然上升，7月末～8月上旬孢子量達(dá)到峰值，分別為529.6和163.8個/cm²，自孢子釋放達(dá)到高峰后10d田問稻曲病開始顯癥；8月中旬后孢子量逐漸下降，到9月下旬孢子量下降至接近5月的水平，分別為10.6和4.3個/cm²。從圖2還可看出，2015年稻曲病菌孢子密度動態(tài)趨勢高于2016年，尤其是高峰期的孢子密度遠(yuǎn)高于2016年高峰期孢子密度，出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能與上年田間稻曲病發(fā)生的嚴(yán)重度有關(guān)，據(jù)調(diào)查，2014年試驗(yàn)點(diǎn)稻曲病發(fā)生的嚴(yán)重度高于2015年，因而影響了次年田間菌源基數(shù)。

2.3氣象數(shù)據(jù)分析結(jié)果

本研究收集了2014-2016年水稻生育期的氣象數(shù)據(jù)，包括平均溫度（圖3-A）和平均濕度（圖3-B）。從圖3可看出，水稻生育期的平均溫度和平均濕度變化較大，2014-2016年的平均溫度分別為21.5-29.5、17.5-30.5和19.0-28.5℃，平均濕度分別為67.5%-88.5%、66.5%-88.0%和68.5%-92.0%。在7月中旬～8月上旬水稻孕穗期至揚(yáng)花期，2014～2016年的平均溫度分別為23.0-29.5、24.0-30.5和23.0-28.5℃，平均濕度分別為77.5%-88.5%、76.5%-85.5%和81.0%～90.0%。從圖3還可看出，2014-2016年水稻生育期的氣象數(shù)據(jù)存在差異，2014和2016年的大多數(shù)時間的平均溫度比2015年低，而相對濕度較2015年高。

2.4氣象因子與孢子釋放量的關(guān)系

有研究報道，稻曲病菌孢子萌發(fā)的最適溫度為28.0～30.0℃，濕度在85.0%以上（Fu et a1.，2013）。由圖2可知，田問稻曲病菌孢子釋放高峰在7月下旬～8月上旬，2015和2016年此期間的平均溫度為25.5～30.0℃、平均濕度為81.0%～90.0%。在5月中旬～7月中旬，孢子捕捉量逐漸上升，此期間的平均氣溫（22.5～29.5℃）和平均濕度（65.O%～87.5%）均在逐漸上升。9月的平均氣溫為20.5～25.0℃、平均濕度為85.5%～92.0%，此時稻曲病菌孢子的萌發(fā)受溫度的影響而降低，因而空氣中的稻曲病菌孢子釋放量下降。

2.5病害與氣象因子的關(guān)系

2014～2016年對10個四川主栽水稻品種進(jìn)行稻曲病抗性調(diào)查，結(jié)果（表2）顯示，不同品種對稻曲病存在抗感差異，2014～2016年稻曲病發(fā)病率范圍分別為8.33%～17.11%、0～10.58%和6.69%～32.66%。從表2可看出，相同品種在不同年份的發(fā)病率存在顯著差異（P<0.05，下同），其中，F(xiàn)優(yōu)498、旌優(yōu)127、川優(yōu)6203、川香優(yōu)198、花香優(yōu)1618和內(nèi)5優(yōu)828等品種在2016年的發(fā)病率顯著高于2014年，2014年顯著高于2015年。分析氣象因子發(fā)現(xiàn)，2016年在水稻孕穗期至抽穗期的平均溫度為23.0～28.5℃、平均濕度為81.0%～90.0%，大多為陰雨天氣，有利于稻曲病的發(fā)生；2014年同期的平均溫度為23.0～29.5℃、平均濕度為77.5%～88.5%；而2015年此期間天氣處于高溫低濕的伏旱天氣，平均溫度為24.0～30.5℃、平均濕度為76.5%～85.5%，不利于稻曲病的發(fā)生。上述結(jié)果表明稻曲病的發(fā)生與氣象因子密切相關(guān)，尤其是孕穗期至抽穗期間的溫度和濕度對病原菌的侵染至關(guān)重要，如遇高溫陰雨天氣會導(dǎo)致稻曲病大面積發(fā)生。

2.6孢子釋放量、氣候因子與稻曲病病害的關(guān)系

對水稻生育期間的田間稻曲病菌孢子釋放量、氣象因子及田間病害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，孢子釋放量與溫度和濕度存在相關(guān)性，在平均溫度25.0～30.0℃、濕度大于85.0%時有利于稻曲病菌孢子的釋放，同時有利于病菌對稻穗的侵染進(jìn)而發(fā)生病害，在水稻孕穗至破口期，遇陰雨連綿且溫度在28.0℃左右時會使病害程度加重。本研究還發(fā)現(xiàn)孢子釋放量與上年病害嚴(yán)重度呈一定的正相關(guān)，如上一年病害重的田間，次年稻曲病菌孢子釋放量相對較高。

3討論

本研究對水稻田間稻曲病病殘體帶菌情況進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)上年稻曲病發(fā)生嚴(yán)重的田塊其病殘體檢測到的稻曲病菌厚垣孢子數(shù)量多，且?guī)Ь瘦^高。前人研究結(jié)果表明，病原菌菌量是病害發(fā)生輕重的最基本、最先決條件之一，若缺乏足夠量的菌量，即使其他條件再好也不會發(fā)病（高家駒，1981）。本研究監(jiān)測了稻曲病菌分生孢子在田間的動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)在水稻生育期內(nèi)不同時間段空氣中的孢子數(shù)量存在差異，水稻在孕穗期時的孢子量顯著增加，在孕穗末期達(dá)到峰值，與Devi和Singh（2007）、鄭靜等（2012）的研究結(jié)果相似。本研究還發(fā)現(xiàn)2015～2016年兩年監(jiān)測中水稻生育期的孢子釋放量的動態(tài)變化趨勢差異明顯，2015年的孢子釋放量顯著大于2016年，這種不同年際問孢子釋放量的差異可能與上年病害的發(fā)生嚴(yán)重度相關(guān)，病害嚴(yán)重，田間病殘體帶菌率高則孢子釋放量大，反之則少，與小麥赤霉病的發(fā)生規(guī)律相似（高家駒，1981）。

本研究發(fā)現(xiàn)氣象因子與稻曲病菌孢子釋放量密切相關(guān)，適宜的溫度和濕度有利于孢子的釋放。稻曲病是一種氣候性病害（王偉剛等，2009；周奮啟等，2015；任義方等，2017），適宜的氣候條件是病害發(fā)生嚴(yán)重的關(guān)鍵條件之一。本研究只監(jiān)測了2年水稻生育期間稻曲病菌孢子的動態(tài)變化，后續(xù)將開展更多年份且整年空氣中稻曲病菌孢子數(shù)量動態(tài)趨勢研究，以期為預(yù)測稻曲病發(fā)生和防治提供科學(xué)依據(jù)。

4結(jié)論

稻曲病菌孢子釋放量、氣象因子與稻曲病間存在密切聯(lián)系。在水稻孕穗期，若監(jiān)測到空氣中有大量的稻曲病菌孢子，同時遭遇陰雨連綿的天氣時，要提前做好稻曲病防治工作。

（責(zé)任編輯麻小燕）