播期與密度對棉花黃萎病的影響

郭志軍， 馮自力

(中國農業科學院棉花研究所/棉花生物學國家重點實驗室，河南安陽 455000)

棉花黃萎病是一種土傳真菌維管束病害，前人研究結果表明大麗輪枝菌(VerticilliumdahliaKleb.)是我國棉花黃萎病的主要致病菌[1]。大麗輪枝菌具有寄主范圍廣、存活時間長、易受寄主變化和環境影響而產生新生理小種的特點，以致棉花黃萎病在實際生產中很難被徹底根治[2-3]。棉花黃萎病的發生一般會導致棉花減產10%～30%，嚴重棉田減產可達80%以上，甚至絕收，嚴重威脅和阻礙著棉花生產的發展。

長期生產實踐表明，選育并種植抗病品種是防治棉花黃萎病的一種高效措施，但選育抗病品種周期較長，進展較慢[3-4]。前人也嘗試過農業防治、化學藥劑防治、生物防治以及有機肥防治等方法，雖取得了一些成效，但都有一定的局限性，不適合在生產中大面積、長期應用[5]。目前，通過調整栽培措施對棉花黃萎病進行防治的報道尚不多見。孫君靈等研究發現，適當晚播會使棉花黃萎病的侵染和擴展受到抑制，黃萎病發生較輕[6]。劉存敬認為，黃萎病病情指數并未隨著播期的改變而呈現出規律性變化[7]。本研究分別設置2個播期試驗和1個密度試驗，研究播期和密度對棉花黃萎病的影響，論證通過調整播期和種植密度對棉花黃萎病進行防治的可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為轉Bt基因早熟常規棉品種——中棉所50，轉基因抗蟲常規棉品種——中棉所60。

1.2 試驗設計

2017年于河南省安陽市白璧鎮中國農業科學院棉花研究所試驗農場東場試驗基地(以下簡稱東場)和南場試驗基地(以下簡稱南場)開展播期和密度試驗，試驗地均為黏性土壤，肥力較高且均勻，中等致病田。田間管理同當地常規大田棉花生產管理。

2個播期試驗和1個密度試驗中，每個處理均設3個重復，每個重復6行區，8 m行長，等行距0.8 m，田間隨機區組排列。播期試驗播種密度為7.5萬株/hm2，密度試驗播期為5月1日。

播期試驗(1)：在東場，以中棉所50為供試材料，設置5個播期處理，即5月15日、5月26日、6月5日、6月16日、6月26日。

播期試驗(2)：在南場，以中棉所50和中棉所60為供試材料，分別設置5月1日、5月26日、6月16日3個播期處理。

密度試驗：在東場，以中棉所60為供試材料，設置5個密度處理，即7.50萬、11.25萬、15.00萬、18.75萬、22.50萬株/hm2。

1.3 病害調查

于8月中旬黃萎病發生高峰期，每個小區選取中間4行，按照全國統一病情分級標準(表1)進行調查，計算病情指數[8-9]。

病情指數=(∑級數×每級的病株數/調查總株數×4)×100%。

表1 棉花黃萎病5級劃分標準

1.4 數據分析

采用Excel 2010和Statistix 8.1分析軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同播期下棉花黃萎病發生情況

由圖1播期試驗(1)的結果可以看出，不同播期下中棉所50的病情指數排序為5月15日>5月26日>6月5日>6月16日>6月26日，其中以5月15日發病最嚴重，病情指數為61.2。隨著播期的推遲病害發生逐漸減輕，6月26日晚播的棉花發病最輕，病情指數為27.7。方差分析表明，6月26日播期的病情指數顯著低于前4個播期，其中3個播期的病情指數均低于5月15日播期的病情指數，但差異不顯著。結果表明，推遲播期可有效減輕棉花黃萎病危害的發生。

圖2播期試驗(2)結果表明，供試材料中棉所50、中棉所60在不同播期下的病情指數排序均為5月1日>5月26日>6月16日，也呈現出隨著播期的推遲，棉花病害發生嚴重程度逐漸減輕。方差分析結果表明，2個品種6月16日播期的病情指數均顯著低于5月1日播期的病情指數，5月26日播期的病情指數也低于5月1日的病情指數，但差異不顯著。結果表明，推遲播期可以有效減輕棉花黃萎病危害的發生。

2.2 不同播種密度棉花黃萎病發生情況

圖3密度試驗結果表明，不同密度處理下病情指數排序為11.25萬株/hm2>7.50萬株/hm2>15.00萬株/hm2>18.75萬株/hm2>22.50萬株/hm2。在11.25萬株/hm2密度下，棉花黃萎病發生最重，病情指數為40.0，其次是7.50萬株/hm2；當種植密度高于11.25萬株/hm2時，隨著播種密度的增加，棉花黃萎病病情指數逐漸減輕；18.75萬株/hm2密度下的病情指數顯著低于11.25萬株/hm2密度處理的病情指數；當種植密度達到22.50萬株/hm2時，病情指數顯著低于密度為7.50萬、11.25萬、15.00萬株/hm2的病情指數。結果表明，當種植密度高于11.25萬株/hm2時，增加棉花的種植密度可以減輕棉花黃萎病危害的發生。

3 結論與討論

3.1 播期對棉花黃萎病發生的影響

目前，播期對棉花黃萎病發生影響方面的研究較少，張貴研究表明，推遲向日葵播期可以降低向日葵黃萎病的發生程度[10]；孫君靈等認為，適當晚播，棉花黃萎病發生較輕[6]。本研究通過設置2個播期試驗，即1個品種、5個播期處理和2個品種、3個播期處理，并且是在相隔距離較遠的2個地塊來開展，以此來削弱品種和局部環境對抗病鑒定結果的影響。2個播期試驗結果均表明，隨著播期的推遲，可減輕棉花黃萎病危害的發生。大量研究表明，氧化還原酶如過氧化物酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶等在棉花黃萎病抗性反應中起著重要作用[11-14]，而且棉花在不同生長發育時期，代謝產生的氧化還原酶的數量和酶的活性均會發生變化[15-16]。隨著播期的推遲，冠層微環境的改變以及棉花生長發育狀況也都可能影響棉花黃萎病的發生和發展。因此，綜合以上結果，筆者推測，隨著播期的推遲，晚播品種較早播品種生育進程延遲，在發病高峰期，晚播棉花相比早播棉花植株年輕健壯，抗病能力強，因此感病植株較少；另外，推遲播期也可能會促使發病高峰期棉花體內氧化還原酶含量增加，進而增強棉花的抗病能力。推遲播期呈現出的抗病性，也許并非是真正意義上的抗病，而是一種避病現象。

播期試驗(1)中，6月26日播期下的病情指數顯著低于其余4個播期，防治黃萎病效果顯著。然而實際生產中，推遲至6月26日播種，必然導致收獲時多數棉鈴無法正常成熟吐絮以致影響產量。雖然過遲播種不太現實，但是每推遲一段時間，病情指數確實有逐漸降低的趨勢。劉國棟等研究表明，適當晚播可以提高早熟性棉花品種的產量，能提高特定類型棉花品種的鈴質量，還可以提高棉花品種的纖維長度[17]。王香茹研究認為，在黃淮海流域綜合考慮機采棉對株型、產量、纖維品質和早熟性的要求，建議機采棉的播期推遲10 d左右[18]。因此，推遲播期不一定會減產、減收。在大田生產中，即使播種過遲會對產量和品質產生一定的影響，但推遲播期可以減輕黃萎病發生的危害，還可以挽回部分產量損失，若能在生產實際中找到一個平衡點，可有望通過推遲播期來實現防病增收。

3.2 密度對棉花黃萎病發生的影響

本研究中，當密度大于11.25萬株/hm2時，隨著密度的增加，病情指數逐漸降低。劉存敬也發現，隨著密度的增加，無論發病株率還是病情指數均呈下降趨勢[19]。盡管密度試驗僅有1年1個點的數據，但也得到了與前人研究相一致的結果[19]，以相互印證。究其原因，可能在于隨著密度的增加，群體結構和冠層結構均有所改變，比如為了爭光導致植株變高、空氣流通不暢、冠層溫度升高等[20]，促使棉花產生了更強的抗病性，延緩了黃萎病菌的繁衍速度，最終導致高密度處理下的棉花抗病性有所增強。

棉花黃萎病的發生和發展受很多因素影響，如環境、病原菌生理小種的變異、品種自身的抗病性、病原菌與寄主互作[21-26]等。因此，針對本研究結果的具體理論機制有待進一步的研究證實。

綜上所述，通過推遲播期和增加播種密度來防治棉花黃萎病，具有一定的可行性。因此，筆者建議，育種家可嘗試加強對早熟、耐密植2個性狀的選擇力度，并結合推遲播期和加大播種密度的栽培措施來進行品種鑒定，以實現對早熟、高產、優質、抗病的協同選育。此外，在黃河流域推遲播期，還有利于實施麥后直播，以解決糧棉爭地的矛盾，同時加大播種密度也和當前機械化收獲所倡導的合理密植相契合。