河北省小麥冠腐病田間發(fā)生消長動態(tài)監(jiān)測

紀(jì)莉景，栗秋生，王亞嬌，李聰聰，肖 穎，孫夢偉，孔令曉

(河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護研究所/農(nóng)業(yè)部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室/河北省有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000)

小麥冠腐病(wheat crown rot，WCR)是小麥莖基腐病的一種，主要由假禾谷鐮刀菌(Fusariumpseudograminearum)、禾谷鐮刀菌(F.graminearum)和黃色鐮刀菌(F.culmorum)引起，可導(dǎo)致小麥根莖基部變褐腐爛。該病害在旱地農(nóng)業(yè)小麥生產(chǎn)中普遍發(fā)生且危害嚴(yán)重[1]。目前，該病害在澳大利亞、美國、加拿大等國家已有幾十年的發(fā)生危害和研究歷史[2-5]。由假禾谷鐮刀菌引起的小麥冠腐病在我國于2012年首次被報道[6]。近年來，在我國小麥大面積連續(xù)種植、秸稈還田、小麥抗旱節(jié)水耕作模式下，該病害傳播迅速。據(jù)報道，近兩年在河南、河北兩省該病害的病田率高達65.1%和81.4%，對小麥生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅[7-8]。

耕作模式對小麥冠腐病的發(fā)生與防治有明顯影響，因而要因地制宜地制定防治措施。在澳大利亞等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)國家，農(nóng)業(yè)耕地資源豐富、種植結(jié)構(gòu)多元、機械化程度高，小麥冠腐病的防控主要通過改進耕作方式、秸稈處理以及休耕、作物輪作等農(nóng)業(yè)措施來進行[9-11]。在我國黃淮小麥主產(chǎn)區(qū)，小麥生產(chǎn)主要以冬小麥-夏玉米一年兩季連續(xù)種植的耕作方式為主，這種耕作模式有利于病原菌的繁殖。小麥冠腐病菌能在土壤中存活多年，且在小麥整個生長季均能侵染小麥，明確小麥冠腐病發(fā)生、消長動態(tài)對病害防控措施的制定具有指導(dǎo)意義。近年來，小麥冠腐病在生產(chǎn)中的發(fā)生擴展情況在河南省和河北省曾有大面積系統(tǒng)普查[7-8]，但是對小麥冠腐病連年發(fā)生的動態(tài)監(jiān)測鮮有報道。本試驗擬對河北省三地小麥冠腐病采用定時、定點病情動態(tài)調(diào)查的方式，研究小麥冠腐病的田間消長動態(tài)，以期為該病害的科學(xué)防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試小麥品種滄麥6005、冀麥585、衡4399，分別為河北省滄州、邢臺、衡水當(dāng)?shù)胤N植品種。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗于2015-2017年在河北省滄州市滄縣(N38°28′7.66″，E116°57′45.25″)、邢臺市寧晉縣(N37°40′8.68″，E114°54′13.29″)和衡水市景縣(N37°36′32.81″，E115°59′25.28″)三地進行連續(xù)3個小麥生長季監(jiān)測，試驗地約3.33 hm2，播種量187.5～225.0 kg·hm-2，三地種植小麥品種分別為滄麥6005、冀麥585、衡4399。播種前小麥種子先用70%吡蟲啉種子處理可分散粉劑(河北威遠生化農(nóng)藥有限公司)以1 kg種子用有效成分2.1 g 的劑量包衣，室內(nèi)陰干后，再用4.8%苯醚·咯菌腈水懸浮劑(瑞士先正達作物保護有限公司)以1 kg種子用有效成分0.144 mL的劑量包衣處理。其他農(nóng)事操作同當(dāng)?shù)卮筇锕芾恚苣赀M行田間定期、定點系統(tǒng)調(diào)查。

1.2.2 小麥冠腐病的監(jiān)測

分別在2015年小麥灌漿期、2015-2016和2016-2017年兩個小麥生長季的冬前苗期、拔節(jié)期、灌漿期調(diào)查小麥冠腐病的發(fā)生情況，每次取樣4個重復(fù)，每個重復(fù)采用“Zig-Zag”取樣方法采6個樣點，每樣點取20～30株小麥。根據(jù)第一莖節(jié)褐變程度進行嚴(yán)重度分級[12]，計算病株率和病情指數(shù)。分級標(biāo)準(zhǔn)：0級，無病；1級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的25%以下；2級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的25%～50%以下；3級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的50%～75%以下；4級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的75%～100%。

病株率=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；

病情指數(shù)=100×Σ(各級病株數(shù)×各級病級)/(調(diào)查總株數(shù)×分級最高級)

1.2.3 小麥冠腐病病原菌的分離與鑒定

將各生育期、各監(jiān)測點調(diào)查的小麥褐變病株，在病部剪取約3 mm的病組織，用75%的乙醇浸泡2 min，滅菌水清洗3次后在滅菌濾紙上晾干，置于SSM平板上，25 ℃黑暗培養(yǎng)3 d，得到病原菌初分離物；采用菌絲頂端切取法純化病原菌[13]；將純化后的菌株分別轉(zhuǎn)到PDA和CLA平板上進行培養(yǎng)，參照鐮刀菌鑒定手冊[14-15]，根據(jù)菌落和孢子形態(tài)進行病原菌鑒定。計算各生育期、各監(jiān)測點小麥冠腐病菌的分離頻率。

1.2.4 小麥冠腐病發(fā)生情況校正

將1.2.2調(diào)查所得的各生育期、各監(jiān)測點小麥冠腐病病株率和病情指數(shù)分別乘以該生育期、該監(jiān)測點小麥冠腐病菌的分離頻率，得到小麥冠腐病實際發(fā)生的病株率和病情指數(shù)，通過校正后數(shù)據(jù)進行病害發(fā)生動態(tài)分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 13.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Duncan氏新復(fù)極差法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥冠腐病的發(fā)生動態(tài)

由圖1和圖2可知，2015年小麥灌漿期，景縣冠腐病發(fā)生程度較重，病株率和病情指數(shù)分別達到32.8%和20.6；滄縣和寧晉病害發(fā)生較輕，兩點病株率和病情指數(shù)分別為2.4%、0.7和2.4%、1.2。在2015-2016和2016-2017年2個小麥生長季中，3個監(jiān)測點冠腐病發(fā)生率隨小麥生育進程推移均呈上升趨勢。滄縣病害發(fā)生輕，2015-2016和2016-2017年灌漿期的病株率分別為2.8%和2.4%；寧晉2個生長季小麥灌漿期的病株率分別為4.2%和14.6%；景縣病害發(fā)生較重，2個小麥生長季中灌漿期的病株率分別達54.1%和66.4%。

小麥生長季中，3個監(jiān)測點冠腐病發(fā)生的嚴(yán)重程度隨著小麥生育期推移呈上升趨勢，2015-2016和2016-2017年小麥冬前苗期、拔節(jié)期、灌漿期，滄縣監(jiān)測點的病情指數(shù)分別為0、0、1.7和0、0、1.7；寧晉點的病情指數(shù)分別為0、2.1、2.1和0.7、2.1、5.5；景縣點的病情指數(shù)分別為0、5.8、34.1和1.9、5.9、35.2(圖2)。綜合病株率和病情指數(shù)來看，春季返青后小麥冠腐病發(fā)生逐漸加重，拔節(jié)至灌漿期為快速增長期。

調(diào)查時期中1～3分別表示冬前苗期、拔節(jié)期、灌漿期。表2同。

Investigation period 1-3 mean seedling stage before winter, jointing stage, and milk stage, respectively.The same in figure 2.

圖12015-2017年不同生育期小麥冠腐病的病株率

Fig.1Diseaseincidenceofwheatcrownrotatdifferentgrowthstagesofwheatduring2015-2017

在滄縣監(jiān)測點，冠腐病發(fā)生程度較輕，病株率在年度間差異不顯著，2016和2017年病情指數(shù)均顯著高于2015年。寧晉監(jiān)測點小麥冠腐病的初始發(fā)生程度亦較輕，2015年病株率和病情指數(shù)分別為2.4%和1.2；到2017年小麥冠腐病的發(fā)生程度已明顯加重，病株率和病情指數(shù)分別為14.6%和5.5，較2015年分別增長了12.2%和4.3。景縣監(jiān)測點在2015年小麥冠腐病發(fā)生偏重，病株率和病情指數(shù)分別為32.8%和20.6；2016和2017年小麥冠腐病病株率較2015年分別增長了21.3%和33.6%，病情指數(shù)分別增長了13.5和14.6，差異顯著(表1)。由此可見，3個監(jiān)測點小麥冠腐病的發(fā)生呈逐年加重趨勢。

圖2 2015-2017年不同生育期小麥冠腐病發(fā)生病情指數(shù)

2.2 小麥灌漿期引起冠腐病鐮刀菌的分離頻率

對2015-2017年各監(jiān)測點小麥灌漿期引起冠腐病的鐮刀菌分離頻率進行分析，結(jié)果(表2)表明，在各監(jiān)測點，隨著年度間病害發(fā)生程度的加重，引起冠腐病的鐮刀菌分離頻率也隨之增加。在病害發(fā)生程度較輕且年度間病害增長幅度較小的滄縣，2015-2017年鐮刀菌的分離頻率均較低，分別為22.2%、25.0%和25.0%；在寧晉監(jiān)測點，2015和2016年病害發(fā)生程度較輕，鐮刀菌的分離頻率也較低，僅為10.3%和13.0%，2017年病害發(fā)生程度的加重，鐮刀菌的分離頻率也隨之增加至57.4%；景縣監(jiān)測點初始發(fā)病率較高，2015年鐮刀菌的分離頻率為68.5%，隨著病害發(fā)生加重，2016和2017年鐮刀菌的分離頻率分別達到91.4%和91.8%。說明鐮刀菌是引起小麥冠腐病病害的優(yōu)勢菌。

表1 2015-2017年小麥灌漿期冠腐病病害發(fā)生狀況Table 1 Wheat crown rot occurrence at milk stage during 2015-2017

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異在0.05水平顯著。

Different letters following data in same column indicate significant difference between years at 0.05 level.

表2 2015-2017年度小麥灌漿期導(dǎo)致冠腐病害的鐮刀菌的分離頻率Table 2 Isolation frequency of Fusarium spp.causing wheat crown rot at milk stage during 2015-2017

3 討 論

在小麥生產(chǎn)中，小麥冠腐病常與其他根莖部病害混合發(fā)生[16]，尤其是與離蠕孢菌引起的莖基部癥狀不易區(qū)分。本研究在小麥冠腐病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測中，各監(jiān)測點病變株中均能分離到離蠕孢菌。在田間病害發(fā)生調(diào)查的基礎(chǔ)上，對引起小麥冠腐病的主要病原菌鐮刀菌進行了分離，以明確引起小麥冠腐病的主要病菌。本研究中，小麥冠腐病發(fā)生嚴(yán)重的監(jiān)測點或年份，鐮刀菌的分離頻率也偏高；發(fā)生輕的監(jiān)測點或年份，鐮刀菌的分離頻率低，而離蠕孢菌占主導(dǎo)地位。Smiley等[3]研究也表明，受環(huán)境影響，年度間優(yōu)勢病原菌會發(fā)生變化，但病害發(fā)生嚴(yán)重的地塊，鐮刀菌的分離頻率更大且對小麥的致病力更強。

本研究發(fā)現(xiàn)，3個監(jiān)測點小麥冠腐病的病害發(fā)生程度隨小麥生育期推移呈逐漸加重的趨勢，拔節(jié)期小麥冠腐病發(fā)生程度增加，灌漿期病害增長迅速。這可能因為各監(jiān)測點均進行了種子包衣處理，故冬前苗期病害發(fā)生較輕。這與用化學(xué)藥劑進行種子處理能顯著降低前期由假禾谷鐮刀菌引起的小麥苗腐[17]的結(jié)論一致。本課題組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，種子處理對返青前小麥冠腐病防治效果達到56.0%以上，在一定程度上控制了前期病害的發(fā)生。由于小麥整個生育期均可受到冠腐病菌的侵染，因此病菌侵入越早后期病害發(fā)生越重，產(chǎn)量損失越嚴(yán)重。因此，通過前期病害防控、降低早期病害發(fā)生率是控病保產(chǎn)的有效措施。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，除了種子包衣處理外，返青-拔節(jié)期為該病害防治的一個關(guān)鍵時期，而關(guān)于防治藥劑的篩選及配套防治技術(shù)還有待于進一步加強。

病害發(fā)生程度受土壤中病原菌數(shù)量、品種抗性、田間肥水、氣候等因素影響[18-20]。三個監(jiān)測點小麥冠腐病年度間病害發(fā)生的增長幅度不盡相同，但發(fā)生程度均呈逐年加重趨勢，具體原因還有待進一步檢測和分析。澳大利亞通過測定田間小麥冠腐病發(fā)生病株率來進行該病害下茬作物種植風(fēng)險評估，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。在我國耕作栽培制度下，還應(yīng)該繼續(xù)加強集品種抗性、栽培措施、肥水管理、化學(xué)防治等為一體的病害發(fā)生規(guī)律和綜合防治技術(shù)研究，加強病害的監(jiān)測和預(yù)測，為病害合理防控提供技術(shù)支持。