寒地水稻主栽品種稻瘟病流行規律

宋成艷， 王桂玲， 李立軍， 劉乃生，劉學敏， 周雪松

（1.黑龍江省農業科學院佳木斯水稻研究所，佳木斯 154026；2.東北農業大學農學院植物保護系，哈爾濱 150030；3.黑龍江省農藥管理檢定站，哈爾濱 150090）

寒地水稻主栽品種稻瘟病流行規律

宋成艷1， 王桂玲1， 李立軍3， 劉乃生1，劉學敏2*， 周雪松1

（1.黑龍江省農業科學院佳木斯水稻研究所，佳木斯 154026；2.東北農業大學農學院植物保護系，哈爾濱 150030；3.黑龍江省農藥管理檢定站，哈爾濱 150090）

摘要稻瘟病是危害我國水稻生產的四大主要病害之一。在自然發病條件下，研究了黑龍江省抗、感不同和熟期不同的6個生產主栽品種稻瘟病的流行規律，分析空氣溫度、相對濕度、降雨量、雨日數以及初始發病率等多種流行因素對發病率的影響。結果表明，不同熟期品種，感病品種葉瘟及穗頸瘟發病時間早、發展速度快、發病程度高，發病時間比抗病品種早7～10 d，供試品種田間稻瘟病的流行規律可用Logistic模型描述。分別建立了不同抗、感品種的稻瘟病葉瘟和穗頸瘟的預測模型，其中在黑龍江省水稻生產季節雨日和相對濕度對田間稻瘟病的流行速度影響最大，是稻瘟病流行的限制因子。

關鍵詞寒地； 稻瘟病； 水稻品種； 流行規律

黑龍江省位于北緯43°25′～53°33′之間，年平均氣溫－5～4℃之間，是全國氣溫最低的省份，屬寒地稻作區。據黑龍江省種子管理局統計，2010年水稻種植面積約293萬hm2左右，是北方稻作區種植面積最大的早粳稻作區，也是全國重要的商品糧生產基地。

稻瘟病是危害水稻最嚴重的病害之一，屬世界性水稻病害。每年均有不同程度的發生，重病地區一般減產10%～20%，重的達40%～50%，局部田塊甚至顆粒不收。20世紀90年代以來，中國稻瘟病的年發生面積均在380萬hm2以上，年損失稻谷達數億kg［1］。1993年為中國稻瘟病大發生年，發生面積達543.2萬hm2次，損失稻谷高達數10億kg［2］。1999年、2002年、2005年、2006年黑龍江省稻瘟病大發生，2005年發病面積71.3萬hm2，絕產面積3.6萬hm2，導致水稻減產4.2億kg。特別是佳木斯地區2005年稻瘟病發病面積達8.1萬hm2，占水稻種植總面積的58.7%，其中，葉瘟發病面積2.86萬hm2，占水稻總面積的35.3%；穗頸瘟發病面積5.24萬hm2，占水稻總面積的64.7%。絕產面積0.72萬hm2，占水稻總面積的5.2%。發生面積及發病程度是佳木斯地區發生水稻稻瘟病害有史以來最多、最嚴重的一次，造成減產0.7億kg。2006年發生面積仍達73萬hm2，其中葉瘟58萬hm2，穗頸瘟15萬hm2，一般發病地塊穗頸瘟率為10%～25%，嚴重發病區穗頸瘟達70%以上［3-9］。稻瘟病已成為水稻高產、穩產的一大障礙，是制約水稻產量水平進一步提高的主要限制因素之一。因此解決寒地稻區稻瘟病大發生的問題勢在必行。對黑龍江省稻瘟病流行規律研究較少見，黃春艷等［10-11］采用因子分析、逐步回歸方法和電子計算機技術對黑龍江省水稻主產區進行了稻瘟病流行趨勢預測及修正預報研究，我們參考前人的一些研究結果，結合本稻區的生產實際，從流行學角度開展寒地稻區水稻主栽品種稻瘟病發生規律研究，進一步明確寒地稻區水稻稻瘟病發生規律，為減輕稻瘟病危害提供科學依據，對指導農業生產，保障水稻生產高產、穩產具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為年種植面積超過6.67萬hm2的寒地水稻主栽品種，選用熟期不同、抗感不同的6個品種見表1。

表1 參試水稻品種的抗病性及熟期Table 1 The resistance and maturity of the test rice varieties

1.2 方法

1.2.1 品種對稻瘟病發生規律的影響

1.2.1.1 田間試驗設計

在自然感病圃內，選擇早、中、晚3個熟期，抗、感差異明顯的品種（見表1），每品種定點5穴，3次重復，于稻瘟病發生初期開始調查葉瘟，以葉片為單位，目測法記錄葉片發病數和病級，每7 d調查1次；于9月初開始調查穗頸瘟，以穗為單位，目測法記錄每穗發病情況，每7 d調查1次。

1.2.1.2 數據分析方法

按下列公式計算發病率、病情指數；以調查時間為X軸，病葉率為Y軸繪制散點圖，根據散點圖的趨勢選擇適當的數學模型進行回歸分析，用SPSS 12.0軟件包通過比較回歸決定系數（R2）和剩余平方和（SQ）篩選最優方程。

1.2.1.3 調查標準

采用國際水稻所的苗、葉、穗頸瘟統一調查標準［12］。

1.2.2 氣象因子對稻瘟病發生規律的影響

1.2.2.1 氣象資料的收集

采用6－9月份黑龍江省農墾水稻所氣象觀測站氣象資料，包括病害調查期間的日平均溫度、日平均相對濕度、日降雨量、雨日數。

1.2.2.2 田間系統觀察

方法同1.2.1.1。

1.2.2.3 數據整理分析

全部數據采用SPSS 12.0軟件包進行擬合檢驗，以日平均溫度、日平均相對濕度、降雨量、雨日、初始發病率及多種互作為自變量，發病率及多種轉換為因變量進行逐步回歸分析，建立田間稻瘟病預測模型。

2 結果與分析

2.1 水稻品種對稻瘟病發生規律的影響

2.1.1 早熟品種稻瘟病發生規律

以田間流行時間為X軸，發病率和病情指數為Y軸繪制散點圖，發現感病品種‘合江19’發病早，病情發展速度快，以后趨于穩定；抗病品種‘龍粳12’發病時間晚，病情發展速度慢，抗病品種的發病時間比感病品種的發病時間晚10 d左右。從病情指數看，感病品種的感病程度比抗病品種的感病程度高，‘合江19’的病情指數比‘龍粳12’高27.1%，說明在相同條件下，感病品種葉瘟的發病時間早，流行速度快，發病程度高，抗病品種葉瘟的發病時間比感病品種晚10 d左右（圖1）。

圖1 早熟品種葉瘟發病率和病情指數Fig.1 The leaf blast incidence and disease index of early maturity variety

選用Logistic模型進行擬合檢驗，得出稻瘟病田間流行規律最優方程，早熟品種葉瘟田間流行規律為：

從穗頸瘟的發病情況看，感病品種‘合江19’無論發病率還是病情指數都呈上升趨勢，比抗病品種‘龍粳12’的發病率高25.6%，病情指數比抗病品種‘龍粳12’高46.0%，感病品種的發病率高達96.4%，抗病品種的發病率雖也高達70.8%，但其病情指數低，病情發展的速度不同，抗病品種的發病時間比感病品種發病時間晚7 d左右（圖2）。

圖2 早熟品種穗頸瘟發病率和病情指數Fig.2 The neck blast incidence and disease index of early maturity variety

2.1.2 中熟品種稻瘟病發生規律

采用與早熟品種同樣的方法分析中熟品種稻瘟病發生規律：從葉瘟的發病率看，感病品種‘空育131’和抗病品種‘綏粳3號’的發病情況趨勢相同，感病品種‘空育131’的發病程度明顯高于抗病品種，其病情指數高14.7%，說明中熟品種無論抗病品種還是感病品種葉瘟的發病時間和發展速度都呈相同趨勢（圖3）。

圖3 中熟品種葉瘟發病率和病情指數Fig.3 The leaf blast incidence and disease index of moderate maturity variety

中熟品種葉瘟田間流行規律為：

在設計一些外觀材料中，傳統的玻璃會因為太陽的反射性作用，使得整個建筑看起來十分的美觀和立體，因為鏡面可以反射出其他的景物，給人帶來愉悅，并且讓人放松，但是也正是因為如此，鏡面反射所帶來的可能會導致光污染，并刺傷眼睛，給人帶來視覺干擾，所以我們需要采用現在市面上新穎的材料，新型的材料往往可能可以避免這些問題。

穗頸瘟的發病情況，抗病品種‘綏粳3號’比感病品種‘空育131’發病時間晚14 d，感病品種的發病程度明顯高于抗病品種，病情指數高出13.0%（圖4）。

中熟品種穗頸瘟田間流行規律最優方程為：

‘綏粳3號’穗頸瘟發病率：

圖4 中熟品種穗頸瘟發病率和病情指數Fig.4 The neck blast incidence and disease index of moderate maturity variety

2.1.3 晚熟品種稻瘟病發生規律

從葉瘟的發病情況看，抗病品種‘墾稻8號’和感病品種‘東農416’的發病時期相同，但抗病品種發病的急劇增長時間比感病品種晚7 d，感病品種嚴重度明顯高于抗病品種，病情指數高出7.4%，說明抗病品種發病時間雖與感病品種相同，但病情發展的急劇增長期比感病品種晚7 d，發展速度慢，強度低（圖5）。

晚熟品種葉瘟田間流行規律為：

從穗頸瘟的發病情況看，感病品種‘東農416’發生時間比抗病品種‘墾稻8號’早7 d，抗病品種‘墾稻8號’的病情急劇增長期比感病品種晚14 d，感病品種嚴重度明顯高于抗病品種，病情指數高出40.6%，說明抗病品種穗頸瘟發生時間晚，發展速度慢，強度低（圖6）。

圖5 晚熟品種葉瘟發病率和病情指數Fig.5 The leaf blast incidence and disease index of late maturity variety

晚熟品種穗頸瘟田間流行規律最優方程為：

‘墾稻8號’穗頸瘟發病率：

2.2 氣象條件對稻瘟病發生規律的影響

稻瘟病發病期間的日平均溫度、日平均相對濕度、降雨量、雨日與發病率間的關系見圖7、8。

全部數據采用SPSS 12.0軟件包進行擬合檢驗，以日平均溫度、日平均相對濕度、降雨量、雨日、初始發病率及多種互作為自變量，發病率及多種轉換為因變量進行逐步回歸分析，建立田間稻瘟病預測模型，得到如下結果：

圖6 晚熟品種穗頸瘟發病率和病情指數Fig.6 The neck blast incidence and disease index of late maturity variety

感病品種葉瘟：

感病品種穗頸瘟：抗病品種葉瘟：

抗病品種穗頸瘟：

其中I—發病百分率，RH—日均相對濕度，I0—初始發病率，RQ—雨量，RD—雨日，T—日均溫度。

圖7 感病品種葉瘟田間流行因素圖Fig.7 Epidemic factors influencing the leaf blast in susceptible varieties

圖8 感病品種穗頸瘟田間流行因素圖Fig.8 Epidemic factors influencing the neck blast in susceptible varieties

影響稻瘟病流行的氣象因素中，最主要的是溫度和濕度。溫度影響水稻和病菌的生長發育，濕度影響病菌孢子的形成、萌發和侵入。溫、濕度對稻瘟病發生發展的影響是相互關聯的。

由2.1分析結果得知，稻瘟病田間流行趨勢可以用Logistic模型描述，根據這一特點，確定采用“兩點法”［13-14］計算病害表觀侵染速率r值。

其中t2、t1為病害調查時刻，logit（x2）和logit（x1）為t2和、t1時刻調查病葉率的邏輯斯蒂轉換值。根據此公式計算‘合江19’、‘東農416’品種的葉瘟和穗頸瘟的田間增長速率。7月15日至7月23日葉瘟的r值分別為0.219 8、0.440 7，其流行速度最快；8月5至13日‘東農416’穗頸瘟的r值為0.370 3，9月2日至9月9日‘合江19’的r值為0.286 3，其流行速度最快。此時日平均溫度已經滿足稻瘟病發生的適宜條件，根據稻瘟病菌孢子侵入后的潛育期一般為7 d，可以看出在發病率顯著增長的前一周，降雨日數能夠提供稻瘟病菌長時間的水滴飽和濕度條件，因此，在此期間稻瘟病葉瘟和穗頸瘟的流行速率也最快。

3 討論

稻瘟病是典型的流行性病害，選育抗病品種、合理布局抗病基因始終是借助降低病害流行速率而控制其危害的最經濟有效的途徑。本試驗從流行學角度出發，系統研究了不同成熟期、不同抗病性水稻品種在寒地栽培過程中稻瘟病的流行動態，明確了寒地水稻稻瘟病流行規律可用Logistic模型描述。

稻瘟病潛育期短、流行速度快，具有暴發性和間歇性的特點，各地區因栽培方式、品種類型、氣候特點以及生理小種組成的不同，其稻瘟病的流行特點也不同。盡管有關氣象因子與稻瘟病流行規律間關系的研究報告十分豐富，但研究高寒地區氣象因子與水稻稻瘟病發病關系的資料還十分有限。已有的研究表明，南方稻區稻瘟病的發生以雨日對早稻稻瘟病流行程度的直接作用最大，其次是光照和雨量，溫度的影響最小［15］。穗頸瘟流行程度與其發生期間的適日平均氣溫（即大于等于21℃、小于等于30℃之間的平均氣溫）高度相關［16］，與其發生期間的雨濕日數、平均相對濕度高度相關［16-17］。通過在高緯度生育期較短的寒地稻作區田間系統調查，我們發現初始發病率、雨日、相對濕度以及空氣溫度是稻瘟病流行的重要因子，其中在黑龍江省水稻生產季節雨日和相對濕度對田間稻瘟病的流行速度影響最大，是稻瘟病流行的限制因子。通過分析影響稻瘟病流行的多個因素建立了田間稻瘟病的預測預報模型，以期為稻瘟病的有效控制提供依據。

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致 謝： 本文從寫作、數據處理到定稿，劉學敏導師給予了耐心的指導和無私的幫助，在此表示感謝及對導師深深的懷念。

中圖分類號：S 435.111.41

文獻標識碼：A

DOI：10.3969／j.issn.0529-1542.2014.03.016

收稿日期：2013-08-04

修訂日期：2013-12-03

基金項目：國家科技支撐計劃項目（2012BAD04B01-03）；黑龍江省省長基金課題（2009HSJ-A）

*通信作者

Blast epidemic dynamics occurred in main rice varieties in cold regions

Song Chengyan1， Wang Guiling1， Li Lijun3， Liu Naisheng1，Liu Xuemin2， Zhou Xuesong1
（1.Rice Research Institute，HAAS，Jiamusi 154026，China；2.Department of Plant Protection，College of Agronomy，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China；3.Pesticide Management and Test Station of Heilongjiang Province，Harbin 150090，China）

AbstractRice blast is one of the four major diseases in rice production in China.Under natural infection conditions，the occurrence of rice blast in 6 varieties with different resistance levels and maturity，was studied.The effects of epidemic factors on disease rate were analyzed，including air temperature，relative humidity，rainfall，raining days and initial disease rate.The results showed that the occurrence of rice blast in susceptible varieties was earlier（7－10 days），more severe and faster than in resistant varieties.The epidemic dynamics of rice blast in test varieties could be described with Logistic model.The forecast models of leaf and neck blast in different resistant varieties and susceptible varieties were established.The rainy days and relative humidity imposed the greatest impact on rice production in Heilongjiang Province，which are the limiting factors for occurrence of rice blast.

Key wordscold region； rice blast； rice variety； epidemics