2004~2008年華北夏谷區試品種(系)抗性分析

閆宏山 劉金榮 王素英 路志國 劉海平 蔣自可 宋宗強

摘要對我國華北夏谷生態區2004～2008年不同年份谷子品種(系)的抗逆性和抗病性進行了統計分析,結果表明:谷銹病、谷瘟病、紋枯病是目前華北夏谷區主要病害,常年發生,特別是紋枯病呈顯著上升趨勢;白發病、線蟲病是華北夏谷區次要病害,個別年份發病較重。

關鍵詞谷子;品種抗性;華北夏谷區;2004~2008年

中圖分類號 S435 文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)11-0148-04

據統計,危害谷子的病蟲有200～300種,在華北夏谷生態區常見并造成嚴重損失的病害有谷銹病、谷瘟病、紋枯病、白發病、紅葉病、線蟲病、黑穗病等;蟲害有栗灰螟、栗穗螟、栗稈蠅、玉米螟、黏蟲、栗小緣椿象及地下害蟲等。因年份和地區不同,病蟲發生的種類和危害程度也不一樣。如谷子白發病、黑穗病在20世紀50~60年代曾是危害谷子的主要病害,重病田塊病株率達20%～30%;80年代初因谷種調運過程中缺乏嚴格檢疫,致使谷子線蟲病在華北夏谷區蔓延,造成重大損失,一些地區農民不得不改種其他作物;谷銹病流行年份,感病品種葉片枯干,植株倒折,減產達50%以上;在一些地區由于地下害蟲螻蛄等為害,輕者造成缺苗斷壟,為害嚴重的要毀種。資料表明,谷子因病蟲危害,每年造成的損失占谷子總產量的20%～30%。因此,防治谷子病蟲害是提高谷子產量的一項重要措施,必須加以重視。筆者統計和分析了2004～2008年華北夏谷區域試驗中供試品種(系)中的抗性表現及在華北夏谷區主要發生的病蟲害,對今后華北夏谷區的谷子育種和病蟲害防治提出了一些觀點和建議。

1材料與方法

1.1試驗材料

本試驗谷子新品種(系)由華北夏谷區7個省(區、市)農業科研院所提供。參試品種(系)見表1～5。

1.2試驗方法及調查項目

本試驗地點分布于華北夏谷區山東、河南、河北3個省、市、區,具有較強的代表性。試驗嚴格按照國家谷子品種區域試驗統一方案實施,采用隨機區組法排列,3次重復,6～8 行區,行距0.4m,小區收獲面積13.34m2。田間、室內調查考種項目有抗倒性、耐旱性、耐澇性、谷銹病、谷瘟病、紋枯病、白發病、紅葉病、線蟲病、蛀莖率等性狀。統計結果均為2004～2008年試驗結果。

2結果與分析

2.12004～2008年參試品種(系)抗性分析

2004～2008年多數年份多數試點在谷子生育期間出現了能夠鑒定參試品種(系)抗性的逆境條件,基本可以鑒定出參試品種(系)的抗性,綜合各點的試驗結果,歷年具體調查數據參見表1～5。

2.22004～2008年各參試品種(系)主要抗逆性與病害分析

2.2.1抗倒性、抗旱性、耐澇性分析。比較5年統計結果,除了2007年品種的耐澇性沒有得到鑒定外,其余年份品種的抗倒性、耐旱性、耐澇性均得到了很好的鑒定。其中有一部分品種的抗倒性、耐旱性、耐澇性均較強,比如K492、滄409、203184、1230、584等品種。對這些抗性較好的品種,育種工作者要在今后的工作中充分加以利用;對一些抗性比較差的品種,要少用甚至不用。在新品種選育過程中要注重株系抗逆性的選擇,特別是抗倒性的選擇,是新品種育成后能否在生產上大面積推廣應用的關鍵所在[1]。

2.2.2谷銹病、谷瘟病、紋枯病發病分析。從表6、圖1可以看出,在華北夏谷區谷銹病、谷瘟病、紋枯病常年發生,為華北夏谷區三大主要病害,尤以谷銹病、紋枯病發病最重,且紋枯病有逐年攀升的趨勢。華北夏谷區谷子生育期間高溫多雨的氣候條件是造就這三大病害的主要因素。

(1)谷銹病主要發生在谷子生長的中后期,主要危害葉片,葉鞘上也可發生。初期在葉背面出現深紅褐色小點,稍隆起,后表皮破裂,散出黃褐色夏孢子。后期產生灰黑色冬孢子堆,寄生于寄主表皮下,使表皮不易破裂。重發時葉片干枯,籽粒秕瘦,甚至整株枯死[3]。華北夏谷區的氣候條件,諸如溫度、濕度、降雨量適宜谷銹病的發生,是這種病害的高發區。1983年豫谷一號的育成,創造了夏谷高產的新紀錄,累計推廣面積達200萬公頃,1988年榮獲國家發明二等獎。但豫谷一號感谷銹病,遇病害發生年份,減產嚴重。“七五”、“八五”、“九五”期間曾把選育抗病品種作為主攻方向,經過多年的努力,育成的品種在抗病性上雖有不同程度的改進,但谷銹病并未得到有效遏制。2004～2008年華北夏谷區試品種平均發病級別仍在1.46～2.42級之間,5年平均1.97級,發病級別仍高居不下。因此,育種者在抗病育種過程中應對這種病害予以高度重視,對在谷銹病發病級別較高的2006年、2007年、2008年華北夏谷區試中表現高抗銹病且農藝性狀優良的品種要加以重點利用,如復1、糯質白、203184等。

(2)谷瘟病分布廣泛,在各谷子產區均有分布。在谷子的整個生育期均可發生,葉片發病初有暗綠色水浸狀小點,不久即擴大,變為梭形或橢圓形,中央灰色,邊緣紫褐色,周圍有黃色暈圈。濕度大時,病斑背面密生灰色霉層。嚴重時病斑融合,使葉片局部或全部枯死。莖節染病,初呈黃褐色或黑褐色小斑,后漸繞全節一周,造成節上部枯死。葉鞘病斑長橢圓形,嚴重時枯黃。穗頸染病,初為褐色小點,漸上下擴展為黑褐色,嚴重時繞頸一周,造成全穗枯死。主軸中部染病,形成半穗枯死現象,呈黃白色。小穗染病,穗柄變褐枯死,籽粒干癟。2004～2008年華北夏谷區試品種平均發病級別在1.08～1.93級之間,5年平均1.50級。雖然谷瘟病近幾年發病級別相對較低,但略呈上升趨勢,育種者應給予足夠的關注,對在谷瘟病發病級別較高的2007年、2008年華北夏谷區試中表現高抗谷瘟病且農藝性狀優良的品種加以利用,如冀谷19、滄344、安04-4783等。

(3)谷子紋枯病在谷子拔節前很少發生,多在拔節期開始發病,主要危害莖部葉鞘,首先在近地面葉鞘上產生暗綠色、形狀不規則的病斑,其后,病斑迅速擴大,形成長橢圓形云紋狀的大塊斑。時常有幾個病斑互相疊合形成更大的斑塊,有時達到葉鞘的整個寬度,使葉片輸送營養受阻,導致葉鞘和其上的葉片干枯。在多雨的潮濕氣候下,若植株栽培過密,發病較早的病株也可整株干枯。嚴重時病菌可自葉鞘侵染其下面相接觸的莖稈,使莖稈軟化腐爛,特別是灌漿后期,隨著穗頭重量的增加,病株自侵染莖稈處折倒,嚴重減產。自20世紀末,隨著水肥條件的改善,中低稈新品種的培育和推廣、谷子種植密度的加大,增加了田間小氣候的濕度,使一直處于潛在狀態的紋枯病急劇上升為谷子的主要病害[4]。2004～2008年華北夏谷區試品種平均發病級別仍在1.31～3.74級之間,5年平均1.98級。2004年和2005年發病級別保持在同一較低水平1.31級,2006年略升為1.42級,2007年躍升至2.40級,2008年更是攀升至3.74級,增長趨勢較為明顯。另外,2008年各參試品種發病級別均為3級或4級,一方面說明紋枯病已上升為華北夏谷區谷子的主要病害,另一方面揭示出各育種單位缺乏抗紋枯病的親本材料,育出的新品種均不抗紋枯病。因此,育種者應高度重視抗紋枯病種質資源的篩選和創新工作,爭取早日培育出高抗紋枯病的谷子新品種,防止紋枯病在華北夏谷區流行。

2.2.3白發病、紅葉病、線蟲病、蛀莖率發病分析。從表6可以看出,在華北夏谷區,2004～2008年白發病、紅葉病、線蟲病3種病害發病差異較大,其中紅葉病發病較輕,呈上升趨勢,白發病發病較重,線蟲病次之。但仔細分析表1～5可以看出,白發病、線蟲病這2種病害除個別年份個別品種發病嚴重外,其他年份其他品種均較輕。表明目前這3種病害在華北夏谷區都不是主要病害,同時反映出品種間抗白發病、線蟲病這2種病害差異明顯,選育抗病品種是防止這2種病害發生最經濟有效的措施。

(1)谷子白發病病菌的侵染主要發生在谷子的幼苗時期。該病發病的土壤適溫為20℃,土壤相對濕度為50%,即半干土,并受溫濕度互相影響。當溫度自20℃逐漸降低時,濕土較適于發病;溫度自20℃逐漸升高時,干土較適于發病。由于受播種期土壤溫濕度的制約,谷子白發病主要發生在我國北方的春谷區,在華北夏谷區春谷播種過早、過深和連作地塊也可發病。該病發病初期幼苗葉片上產生淺綠至淡黃色條紋,葉背有灰白色霉狀物,這種癥狀叫做“灰背”。病苗繼續生長,病葉增多,心葉不能開展,僅能伸展出1~2片有黃白色條紋的頂葉,背面有白霉,這種癥狀叫做白尖。白尖枯死變褐,病稈直立形似槍桿。病組織破裂以后,散出黃褐色粉末,就是病菌的卵孢子。最后僅留下黃白色葉脈,分裂成細絲,形似白發。有些病株能抽穗,但多變成畸形,短而粗,穎片變為小葉狀,叢生卷曲。病穗不結實或間有少數籽粒。這種癥狀俗名叫做刺猬頭或看谷老,病穗組織破裂也散出黃褐色粉末。2004～2008年華北夏谷區試品種平均發病幅度在0.08%～6.83%之間,5年平均1.65%。其中以2004年、2005年發病較重,在其他品種不發病或發病較輕的情況下,品種311、509、濟9051優系、創19發病率居然達到8.63%、15.25%、29.20%、44.30%,反映出品種間抗白發病差異達到極顯著水平,選育抗病品種是防止這種病害發生最經濟有效的途徑。另外,上述4個品種在谷子白發病鑒定試驗中可作為感病對照。

(2)谷子紅葉病是全株性病害。紫稈品種染病,葉片、葉鞘及穗均變紅,因此稱其為紅葉病。青稈品種染病不變紅卻發生黃化,在灌漿至乳熟期十分明顯。病株一般先從葉尖開始變紅或變黃,后逐漸向下擴展,致全葉紅化或黃化干枯。有的僅葉片中央或邊緣變紅或變黃。不同品種所表現的癥狀差異很大,病株可表現各種輕重不同的癥狀,植株矮化,根系不發達,葉面皺縮,葉緣呈波狀,頂端葉片直生或簇生,病穗短小、重量輕、種子發芽率不高,嚴重的不能抽穗。2004～2008年華北夏谷區試品種平均發病幅度在0.06%～1.04%之間,5年平均0.46%。雖然紅葉病近幾年發病率較低,但呈上升趨勢,2007年、2008年平均發病率分別上升至0.83%、1.04%,品種糯質白發病率最高,達2.88%。從長遠發展觀點來看,育種者也應注重這方面抗病材料的選育。

(3)谷子線蟲病可危害谷子植株的根、莖、葉、葉鞘、花、穗和籽粒,主要危害穗部。開花前一般不表現癥狀。感病植株的花初呈暗綠、漸變黃褐色后呈暗褐色。感病早的植株抽穗后即表現癥狀。因大量線蟲寄生于花部破壞子房,因而不能開花,即使開花也不能結實,穎多張開,其中包藏表面光滑、有光澤、尖形的秕粒,病穗瘦小、直立不下垂,葉和葉鞘都較健株蒼綠。發病輕的植株癥狀多不明顯,也能開花結實,只有靠近穗主軸的小花生成淺褐色的病粒。在紅稈或紫稈品種上,病穗向陽面的護穎變為紅色或紫色,以灌漿至乳熟期最為明顯,以后褪為黃褐色,而青稈品種到成熟時仍為蒼綠色。2004～2008年華北夏谷區試品種平均發病幅度在0.01%～2.52%之間,5年平均0.72%。其中以2004年發病較重,在其他品種發病較輕的情況下,品種311、0951、S80、冀谷20發病率分別達到3.2%、4.0%、9.7%、10.7%,反映出品種間抗白發病差異明顯,選育抗病品種是防止這種病害發生最經濟有效的途徑。另外,谷子線蟲病主要由種子傳病,帶線蟲種子是主要傳染源,建立無病留種地獲得無病種子或種子處理(恒溫浸種、藥劑處理)也是防止這種病害發生的有效措施。2000年安陽林州某公司大量銷售感染線蟲病的豫谷七號種子且不進行種子處理,導致線蟲病在林州及周邊地區大面積發生,一般減產20%,重病田減產50%～60%,給廣大農戶造成嚴重經濟損失。2001年、2002年安陽市農科院積極在林州推廣綜合抗病性較好的谷子新品種豫谷九號并進行種子包衣處理,經過2年的努力,有效地防止了線蟲病的蔓延和發生。

(4)谷子害蟲種類繁多,影響產量且防治難度較大的有粟灰螟、玉米螟和粟芒蠅等鉆蛀類害蟲。2004～2008年華北夏谷區試品種平均蛀莖幅度在0.57%～1.21%之間,5年平均0.93%。蟲害蛀莖雖然每年都有發生,但對產量影響較小。谷子苗期受害后造成枯心苗,形成缺苗斷壟,谷子抽穗后被蛀,常常形成白穗而不結實,或遇風雨,大量折株造成減產。對此類害蟲的防治,當前主要靠化學防治措施。在當代有害生物綜合治理的策略原則中,強調充分發揮自然因子的控害作用,重視選育推廣抗蟲品種在農業生產上的應用。目前,谷子抗蟲育種研究較淺,育種者應深入研究谷子種質資源,發現或創造對某些害蟲的危害具有避免、反擊、忍耐或補償蟲傷等抗性功能的種質或新材料加以利用。另外,1997～2006年在海南省三亞市谷子南繁加代期間,主要害蟲為粟灰螟、玉米螟,在谷子抽穗開花期吃幼穗,危害較重,谷子抽穗初期防治效果較顯著。2007年、2008年南繁加代期間主要害蟲為食葉類害蟲粘蟲,由于其食量大,常造成谷田成片谷子被吃成光稈,危害較大,拔節至抽穗期應及時防治。

此外,2004～2008年華北夏谷區試中僅2006年有谷子褐條病和褐斑病的發生,而且發病較輕。表明這2種病害都不是華北夏谷區主要病害,這里不再贅述。

3結論與討論

(1)通過對2004～2008年華北夏谷區試供試品種(系)的抗逆性和抗病性進行統計分析,認為在參試品種中一部分品種的抗倒性、耐旱性、耐澇性均較強,但也有一部分品種抗逆性比較差,對抗逆性較好的品種,育種工作者要在今后的工作中充分加以利用。谷銹病、谷瘟病、紋枯病是華北夏谷區主要病害,常年發生,特別是紋枯病呈上升趨勢;白發病、線蟲病是華北夏谷區次要病害,個別年份發病較重。因此,在近一段時期,華北夏谷區谷子抗病蟲害育種應以抗谷銹病、谷瘟病、紋枯病為主,兼顧白發病、線蟲病,同時密切關注其他病蟲害的發生規律與方向,注重華北夏谷區試中綜合抗病性較好的品種的研究利用。與華北夏谷區不同,在西北春谷區主要病蟲害為谷銹病、谷瘟病、紅葉病、白發病、谷子鉆心蟲等,紅葉病呈上升趨勢,黑穗病、紋枯病不是西北春谷區主要病害[5]。不同地區病蟲害的發生情況與規律不盡相同,為此各育種單位應根據本服務區內病蟲害的發生情況與規律制定和調整抗病害的育種目標。

(2)本文所提到的谷子病害除了紅葉病病原為病毒、線蟲病病原為線蟲外,其余均為真菌性病害,且多數病害可種子傳播[1,2]。雖然選育抗病品種是防止谷子病害發生最經濟有效的措施,但選育抗病品種畢竟所需年限較長。為此,對谷子病害需要綜合防治,主要措施有:種植綜合抗病性較好的品種;品種合理搭配或輪換,防止病原優勢小種的形成;建立無病留種地獲得無病種子;實行3年以上輪作倒茬,減少土壤中病原的累積量;種子處理,消滅病原;拔除病株,防止田間傳播;施用腐熟的糞肥和堆肥,減少病原來源。采用病蟲害綜合防治技術,可保持品種的抗病性,延長優良品種使用年限,充分發揮新品種的增產潛力。

4參考文獻

[1] 李蔭梅.谷子育種學[M].北京:中國農業出版社,1997.

[2] 張玉聚,武予清,崔金杰,等.中國農業病蟲草害原色圖解[M].北京:中國農業科學技術出版社,2008.

[3] 鮑守禮.谷子銹病發生規律及特點初探[J].雜糧作物,2002,22(2):108-109.

[4] 董志平,李青松,高立起,等. 谷子紋枯病發生規律及影響因素[J].華北農學報,2003(9):103-107.

[5] 郭紅亮,栗建枝,常海霞,等. 2003-2006 年谷子西北區試品種(系)抗性分析[J].陜西農業科學,2008(4):7-11.