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小麥條銹病防控技術(shù)研究進(jìn)展

2022-01-17 06:06石利朝李金秀李金榜
農(nóng)業(yè)科技通訊 2022年1期
關(guān)鍵詞:抗病品種混播越夏

石利朝 張 彬 王 震 李金秀 李金榜

(南陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 河南南陽473000)

小麥條銹?。ú≡鶳uccinia striiform west. f.sp.tritici Eriks.et Henn.)是世界性的病害,也是我國(guó)冬小麥的主要防控對(duì)象, 其病原菌孢子可隨高空氣流遠(yuǎn)距離傳播,一旦暴發(fā)可迅速在大區(qū)流行,造成防控困難,對(duì)小麥生產(chǎn)具有毀滅性的危害,主要為害葉片及葉鞘,破壞葉綠素的合成,造成光合能力下降,使灌漿受阻,大流行年份可減產(chǎn)40%以上,甚至絕產(chǎn)。2020 年9 月15 日,小麥條銹病被列入國(guó)家一類病蟲害名錄,自20 世紀(jì)50 年代以來,許多學(xué)者采用不同方法對(duì)小麥條銹病進(jìn)行研究與防控。 汪可寧[1]等研究表明,條銹菌在夏季平均氣溫低于20℃可順利越夏, 而高于23℃病原菌很難越夏。 由于全球氣候變暖,適宜條銹病孢子越夏的范圍不斷擴(kuò)大,病菌也不斷適應(yīng)環(huán)境,使得小麥條銹菌的越夏越冬溫度范圍更加寬泛,流行區(qū)域更廣,威脅性更大[2]。 全國(guó)小麥條銹病育種工作者經(jīng)過70 多年的研究,已經(jīng)系統(tǒng)揭示了小麥條銹病的越冬越夏規(guī)律、菌源的傳播規(guī)律、病原菌致病性的變異途徑及抗病品種抗病性“喪失”規(guī)律與原因[1,3]。筆者從選育抗病品種、 化學(xué)防控技術(shù)和農(nóng)業(yè)防治技術(shù)等方面綜述了小麥條銹病的防控技術(shù)研究進(jìn)展。

1 選育抗病品種

選用抗性品種是防治條銹病最經(jīng)濟(jì)、有效、安全的措施。

1.1 常規(guī)育種

由于條銹病具有高度的變異性, 在自然界的優(yōu)勝劣汰下,新的病原菌的優(yōu)勢(shì)小種不斷增長(zhǎng),抗銹病品種在種植一定年限后會(huì)被新的優(yōu)勢(shì)小種侵染而出現(xiàn)“喪失”抗性的現(xiàn)象。 目前我國(guó)正式命名的小麥條銹菌生理小種共34 個(gè),按照出現(xiàn)的時(shí)間順序依次以CYR1~CRY34 命名,自建國(guó)以來,平均每 1.6 年就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的小麥條銹菌優(yōu)勢(shì)小種, 多數(shù)抗病品種在大面積推廣3~5 年后便 “喪失” 對(duì)條銹病的抗病性[4],其中危害較大的優(yōu)勢(shì)小種有 18 個(gè)(表 1),面對(duì)不斷突變的毒性更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)小種, 迫切需要育種家們不斷創(chuàng)新抗小麥條銹菌的小麥種質(zhì)資源。

表1 優(yōu)勢(shì)小種出現(xiàn)年份及主要危害品種情況

小麥抗條銹病品種的稀少和抗病基因沒有得到合理有效的利用, 是導(dǎo)致抗病品種的種植不能有效防治條銹病傳播和流行的主要原因。 尋找和發(fā)掘新的抗源, 要積極開展高產(chǎn)主栽品種與新的抗病基因的結(jié)合工作,通過已知抗病基因來科學(xué)合理布局,提高生產(chǎn)中小麥對(duì)條銹病的整體抗性, 是小麥條銹病育種工作長(zhǎng)遠(yuǎn)的解決辦法。

1.2 分子標(biāo)記育種

近年來, 分子生物學(xué)迅速發(fā)展,2018 年 8 月17 日,完成了對(duì)普通小麥“中國(guó)春”(Chinese Spring)的全基因組序列的測(cè)序工作, 小麥的研究也跨入了新時(shí)代。 小麥的抗條銹基因不斷被挖掘,迄今為止在國(guó)際上已有83 個(gè)小麥抗條銹病基因被正式命名[5],并將“Yr”作為抗條銹病基因的符號(hào)[6]。

黃亮[7]利用15 個(gè)條銹菌菌株對(duì)我國(guó)134 份小麥品種進(jìn)行基因推導(dǎo),利用分子標(biāo)記技術(shù)分析了134 份小麥品種中的抗條銹基因的分布情況, 明確了今后育種要注重有效基因Yr5、Yr18的利用, 慎用Yr9、Yr10、Yr26等已“喪失”抗性的抗病基因。 康振生[8]等設(shè)計(jì)特異性引物, 可在溫室及田間種植早期檢測(cè)條銹病。 湯春蕾[9]利用巢式PCR 反應(yīng)監(jiān)測(cè)小麥條銹病,可在接種24 h 檢出,大大提高了條銹病的鑒定速度。趙杰等[10]通過小麥條銹菌在小檗上產(chǎn)生無毒/有毒孢子,篩選具有多基因抗性的小麥品種。

1.3 航天誘變育種

呂興娜[11]利用航天誘變技術(shù)得到了32 個(gè)抗條銹病的新抗源, 驗(yàn)證了航天誘變育種在小麥抗性育種上的可行性。

2 化學(xué)防控技術(shù)

化學(xué)防控技術(shù)仍然是目前防治小麥條銹病的主要手段。

化學(xué)藥劑防治的最主要方式可以分為2 種,一種為藥劑拌種, 另一種為幼苗期藥劑噴施。 三唑酮(粉銹寧)是應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng),使用效果較好的藥劑。 但是長(zhǎng)期使用單一藥劑,會(huì)導(dǎo)致病原菌的抗藥性增強(qiáng)。張娜[12]等研究表明,我國(guó)部分麥區(qū)的大部分菌株已經(jīng)對(duì)粉銹寧產(chǎn)生了抗性。

王梅香等[13]研究表明,當(dāng)田間條銹病發(fā)病率達(dá)到2%時(shí),每畝用 20%的粉銹寧 50 g,用 30~40 kg 水稀釋,在條銹病發(fā)病初期進(jìn)行防治,能夠有效的抑制條銹病的擴(kuò)展和傳播。 王娜[14]等田間試驗(yàn)監(jiān)測(cè)了8 種不同殺菌劑對(duì)條銹病的防治效果,結(jié)果表明,125 g/L氟環(huán)唑懸浮劑56.25 g/hm2和250 g/L 丙環(huán)唑乳油112.5 g/hm2防治效果較好,且增產(chǎn)顯著,同時(shí)還發(fā)現(xiàn)這兩種藥劑配比對(duì)小麥白粉病也有較好的防治效果。宮欽濤[15]于2018 年在煙臺(tái)市牟平區(qū),利用三唑酮和福美雙單獨(dú)處理及不同配比等6 個(gè)處理, 在染病小麥葉片出現(xiàn)孢子堆時(shí)噴灑小麥莖葉,結(jié)果表明,當(dāng)三唑酮、福美雙藥劑配比為1∶12 時(shí),防治效果最好,防治效果為93.12%~100%。 韓景紅等[16]研究表明,苯甲·嘧菌酯 (325 g/L 懸浮劑) 在病害發(fā)生初期用藥,30~40 mL/畝能有效控制小麥條銹病的蔓延。 趙利民等[17]研究了不同劑量的環(huán)丙·嘧菌酯SC 對(duì)小麥條銹病的防治效果, 結(jié)果表明,280 g/L 環(huán)丙·嘧菌酯SC在整個(gè)生育期對(duì)小麥作物生長(zhǎng)安全且持效期較長(zhǎng),后期防治效果在90%以上, 對(duì)小麥赤霉病也有一定的兼治作用,適用于河南省小麥條銹病的防治,建議在發(fā)病較輕時(shí)用20 g/畝,發(fā)病較重時(shí)用30 g/畝。趙利民[18]還研究得出,30%肟菌·戊唑醇懸浮劑在使用劑量為 40 mL/畝時(shí), 對(duì)小麥條銹病的防治效果為87.8%~92.1%, 對(duì)赤霉病的防治效果為 90.7%~94.4%,且增產(chǎn)率為21.1%。 周忠雄[19]等研究表明,35%甲基硫菌靈·氟環(huán)唑懸浮劑商品用量90~100 mL時(shí),可用于防治小麥條銹病、赤霉病、白粉病,其內(nèi)吸性較好、持效期長(zhǎng),可用來防治小麥這3 種主要病害。

由于長(zhǎng)期使用單一藥劑會(huì)使小麥產(chǎn)生抗性,所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,我們應(yīng)注意更換藥劑,才能達(dá)到更好的防病效果。 然而,在小麥生產(chǎn)上使用化學(xué)藥劑防治,給農(nóng)民造成了很大的負(fù)擔(dān)。 使用化學(xué)藥劑防治也會(huì)引起使用者的身體健康問題,污染環(huán)境,并且會(huì)提高病原菌對(duì)抗化學(xué)藥劑具有抗性的新生理小種出現(xiàn)的概率,對(duì)抗病品種造成巨大的危害,使條銹病的防治更加困難。

3 農(nóng)業(yè)防治

農(nóng)業(yè)防治, 即創(chuàng)造不利于病原菌等生長(zhǎng)發(fā)育的條件,達(dá)到防控病害的目的,從而降低病害的繁殖侵染能力,是進(jìn)行無公害綠色防治的重要手段。 主要的農(nóng)業(yè)防治手段有以下幾種。

(1) 鏟除田間自生麥苗。 若當(dāng)年田里有染病病菌, 條銹菌能夠在晚熟的小麥和自生麥苗上進(jìn)行連續(xù)侵染,菌絲體和孢子體相互交替進(jìn)行越夏,因此要將自生麥苗和雜草清除, 從而降低深秋后條銹菌對(duì)小麥幼苗的侵染[20]。

(2)適期播種。 推遲小麥種植時(shí)間可以減少越夏菌源的傳播侵染能力, 從而降低秋苗染病的情況,適時(shí)對(duì)秋播進(jìn)行推遲, 可以大幅度的減少秋苗染病和菌源的傳播[21]。

(3) 深翻土地,滅菌保墑。 小麥條銹菌是氣傳病害,深翻能夠?qū)⒔斩捝盥裨诘叵?,保持地表土壤的無條銹菌,深翻還能促進(jìn)土壤的保墑能力,能夠使小麥更好的生長(zhǎng), 生長(zhǎng)勢(shì)較好的小麥也能通過自身對(duì)條銹菌具有相應(yīng)的抗性反應(yīng)[22]。

(4)合理密植,合理施肥。 適量的種子量,保障種植密度,保持良好的通風(fēng)和采光環(huán)境,增強(qiáng)植株在各生育階段的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì),保持其良好的生長(zhǎng)情況[23]。 避免氮肥施用量過大,適當(dāng)增施磷、鉀肥。

(5)灌溉合理,減小濕度。 小麥條銹菌在相對(duì)較高濕度和適宜溫度情況下侵染能力和擴(kuò)展能力較強(qiáng)。 因此做好優(yōu)良灌溉,大雨暴雨過后應(yīng)及時(shí)排出田間積水,降低小麥條銹菌的侵染和擴(kuò)展機(jī)會(huì)。

(6)輪作或間作。 保持田間生物多樣性,豐富生物物種,增加寄主間空間上的距離,降低條銹菌的傳播和擴(kuò)展能力。彭昌家等[24]研究證明了小麥間作不同種類作物, 可有效防治小麥銹病, 防治的效果為14.84%~62.89%。

(7)多品種混播。 品種混播具有組分來源廣、易操作、多病害及環(huán)境脅迫有穩(wěn)定抗性的特點(diǎn),是生產(chǎn)中防病增產(chǎn)的有效途徑。楊昌壽等[25]用4 個(gè)不同抗性品種的小麥組成3 個(gè)混播處理,以CYR25 進(jìn)行接種處理,結(jié)果表明,混播處理的群體條銹病的發(fā)病率和發(fā)病強(qiáng)度均顯著降低。 Mundt 研究得出,在混播組分為2~4 個(gè)時(shí),混播效應(yīng)隨著組分?jǐn)?shù)目的增大而增強(qiáng),當(dāng)混播組分大于5 個(gè)時(shí), 混播處理的防病效果反而下降。 郭世保[23]利用TP-M13-SSR 熒光標(biāo)記技術(shù),分別以人工接種和自然發(fā)病2 種處理對(duì)條銹菌在不同品種混播組合中的流行過程進(jìn)行了定量研究, 防病效果為抗感品種混播>感病品種混播>抗病品種混播; 產(chǎn)量構(gòu)成中千粒重為抗感品種>感病品種混播>抗病品種混播; 品種混播處理的條銹菌遺傳多樣性較單播品種更為豐富。

4 討論

小麥條銹病是世界性的小麥主要病害, 由于全球氣候變暖,適宜條銹病越夏的麥區(qū)逐漸擴(kuò)大,條銹病的流行頻率也逐漸增加, 病原孢子的高度變異性使得條銹病的防治難度加大。 目前我國(guó)小麥品種抗性普遍較差,條銹病抗源還存在著抗性“喪失”的特點(diǎn),利用常規(guī)育種局限性較大,分子標(biāo)記技術(shù)以其不受環(huán)境影響和植株正常生長(zhǎng)發(fā)育的優(yōu)點(diǎn), 可以在早期進(jìn)行抗病性鑒定,快速有效的進(jìn)行定向選擇,大大加快育種進(jìn)程,提高育種效率。 今后的育種中,要注重使用分子標(biāo)記選擇出來的含有多基因抗性的種質(zhì)資源,結(jié)合傳統(tǒng)育種方法,將優(yōu)勢(shì)基因融合,更好的提高選育品種的抗性。

在條銹病的防治中,要以選育抗病品種為基礎(chǔ),農(nóng)業(yè)防治與化學(xué)防治相結(jié)合。 建立病害監(jiān)測(cè)體系,對(duì)病害做好調(diào)查,在發(fā)病區(qū)域,要按照“發(fā)現(xiàn)一點(diǎn),控制一片”的原則,及時(shí)對(duì)病株和發(fā)病中心進(jìn)行噴防。 針對(duì)條銹菌孢子能隨氣流傳播的特點(diǎn), 一家一戶難以防治好的實(shí)際情況,要在流行區(qū)域大力推行“統(tǒng)一技術(shù)、統(tǒng)一供藥、統(tǒng)一藥械、統(tǒng)一防治時(shí)間”的統(tǒng)防統(tǒng)治工作,力爭(zhēng)在最短時(shí)間控制病害的傳播,將經(jīng)濟(jì)損失降到最低。 在藥劑的選擇上要重視交替使用不同作用機(jī)理的藥劑,延緩病菌抗藥性的產(chǎn)生,選擇低毒高效的藥劑,降低污染,減少對(duì)人體的傷害。

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