甘肅隴南徽成盆地小麥赤霉病發生原因與防控策略

曹世勤 楊曉輝 袁小平 賈秋珍 孫振宇 王萬軍 劉衛紅

摘要：小麥赤霉病已成為當前繼條銹病后嚴重制約隴南徽成盆地小麥生產上的最主要病害，同時也是影響小麥食品質量安全的最重要的病害之一。基于近年來小麥赤霉病在隴南徽成盆地的發生特點及現狀，分析了其發生的原因，從選育和種植抗病品種、提高田間管理水平、完善秸稈還田技術措施、加強監測預警、加強應急防治、及時收獲等方面提出了防控對策。

關鍵詞：小麥;赤霉病;發生;防治;徽成盆地

中圖分類號：S435.121 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1001-1463（2021）10-0073-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.10.015

Occurrence of Wheat Fusarium Head Blight（FHB） and Control Strategy in Huicheng Basin of Southern Gansu Province

CAO Shiqin 1，2，3， YANG Xiaohui 4， YUAN Xiaoping 4， JIA Qiuzhen 2，3，5， SUN Zhenyu 2，3，5， WANG Wanjun 6，LIU Weihong 7

（1. Institute of Wheat， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. National Agricultural Experimental Station for Plant Protection at Gangu， the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， P. R. China， Gangu Gansu 741200， China; 3. Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pests in Tianshui， the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， P. R. China， Gangu Gansu 741200， China; 4. Huixian Agricultural Technology Extension Center， Huixian Gansu 742300， China; 5. Institute of Plant Protection， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 6. Gangu Testing Station， Tianshui Agricultural Sciences， Gangu Gansu 741200， China; 7. Plant Protection and Quarantine Station of Gansu Province， Lanzhou Gansu 730000， China）

Abstract：Fusarium head blight（FHB）， caused by Fusarium graminearum， is one of the most important diseases in wheat followed by wheat stripe rust in Huicheng basin， and also one of the most important diseases affecting wheat food quality and safety. In this paper， we summarize the situation of FHB occurrence characteristics and current situation， and analyze the major reasons of FHB in these years in Huicheng basin， southern Gansu province， and the corresponding prevention and control countermeasures of FHB in field were put forward from the aspects of breeding and planting resistant varieties， improving field management level， perfecting straw returning technology measures， strengthening monitoring and early warning， strengthening emergency prevention and control， timely harvesting， etc.

Key words：Wheat;Fusarium head blight（FHB）; Occurence; Control; Huicheng

小麥赤霉病（Fusarium head blight，FHB）是由以禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum Schw）為主的多種鐮刀菌引起的、發生于小麥穗部的重要病害[1 - 2 ]，也是一種世界性病害[3 ]，主要發生于溫暖濕潤地區[4 - 5 ]。在我國黃淮麥區南部、長江中下游麥區，赤霉病自2012 年大暴發以來，其發生面積和發生程度一直處于高位，其中在2015年，河北、山東、河南、江蘇、安徽等省的小麥赤霉病中等偏重到大發生，江蘇、安徽發病面積占種植面積的2/3以上[6 - 7 ]。近年來，小麥赤霉病在全國范圍內呈進一步北擴西移態勢， 目前常發區已擴展到黃淮南部麥區，東北春小麥和西北冬春小麥上也呈逐年加重趨勢。小麥赤霉病之所以成為全球范圍內最主要的病害，主要原因是發生范圍廣、產量損失大，更為重要的是危害嚴重。特別是鐮刀菌侵染籽粒后，將會在小麥籽粒灌漿成熟過程中不斷繁殖生長，并在小麥籽粒中產生包括脫氧雪腐鐮孢菌烯醇（DON）、雪腐鐮孢菌烯醇（NIV）和玉米赤霉烯酮（ZEN）等在內的多種毒素，人畜誤食后將會使得肌體免疫力下降，致畸致癌，導致孕婦流產等多種致病作用。王耀忠[8 ]研究并于1986年制定了相關標準，認為我國小麥和玉米中DON含量超過1 mg/kg，小麥赤霉病病粒含量超過4%時則禁止食用。陸彥等[9 ]調研發現，田間赤霉病發病級別在1級以上時籽粒中DON含量就會嚴重超標。謝茂昌等[10 ]研究后發現，小麥田間發病級別為2級以上時，麥粒的DON含量 > 1 000 μg/kg，病粒率為25%～40%時DON含量為1 200～2 200 μg/kg。因此，一般認為赤霉病發生時會造成減產，但從毒素含量指標來講，當田間發病達到一定病級，或病粒率達到一定比例時，從食品安全的角度考慮，收獲的小麥將不能作為糧食或作為食品食用，或許將有可能造成絕產。

在甘肅隴南的徽成盆地，受全球氣候變暖、作物種植結構的調整、秸稈還田面積的增加和雨區北移影響，特別是小麥抽穗揚花期遇到連陰雨天氣的概率明顯增加，自2016年開始發生以來，近年在田間呈逐年加重趨勢。基于甘肅省科技支撐項目的支持，我們于2018年始開展了相關調研和分析，旨在為徽成盆地小麥赤霉病的科學防控提供技術支撐。

1 ? 發病特點

小麥赤霉病在田間發生在根部健康的植株上。癥狀為灌漿后期穗部的上部、下部、中間或整穗變白或發灰，若田間濕度較大，則在小穗基部和穎殼縫隙處出現磚紅色膠質霉層，并產生藍黑色子囊殼。發病籽粒皺縮、呆白，有的粒面呈紫色，或有明顯的粉紅色霉狀物，間有黑色子囊。

2 ? 發生原因

2.1 ? 品種抗病性低

從徽成盆地生產種植的小麥主要品種來看，多是針對抗條銹病選育而來，而未將赤霉病作為育種目標，故一般不含有效抗赤霉病基因，存在“抗銹品種不抗赤霉病”的現象。

2.2 ? 氣候條件適宜

小麥赤霉病是典型的高溫高濕型病害，病原菌鐮刀菌侵染的適期是小麥揚花期。在揚花期，遇到2～3 d連續陰雨且氣溫在15 ℃以上時，田間病殘體上的分生孢子和子囊殼釋放子囊孢子，并借助風雨傳播侵染穗部花器。子囊孢子著落于殘存小麥穎殼上的花絲上后，萌發產生芽管或菌絲，從穎片外側壁侵入寄主，通過穎片內側或花藥侵染，隨即病菌橫向或縱向擴展，在穎殼上呈現水漬狀褐色病斑，逐漸蔓延至整個小穗，造成病菌在籽粒的繁殖和病害的流行[11 ]。分析近年來特別是2021年徽縣的氣象條件，小麥揚花期適逢連陰雨十分有利于病菌的侵染。與此同時，密植栽培導致田間密閉、寡照，霧霾和結露增加了田間濕度，也為病害流行成災創造了有利條件[12 ]。

2.3 ? 田間菌源量大

研究發現，侵染小麥穗部的病原菌主要為來自田間的病殘體。病原菌通常在玉米、小麥秸稈或者其他植物病殘體上越冬。這些植物病殘體上的子囊殼翌年在條件適宜時釋放子囊孢子，即為引起小麥赤霉病的初侵染源[13 - 14 ]。在以玉米小麥輪作方式為主的北方地區，通常認為初侵染源主要是來自玉米茬上的子囊孢子[2 ]。從2021年在徽縣小麥上的田間調查結果看，前茬為玉米時殘留于地表的病殘體多，且絕大多數病殘體上均有大量黑色的子囊殼，由此造成田間病穗率相對較高，平均為3.62%。大豆和小麥套種的地塊，殘留于地表的病殘體較少，病殘體上的子囊殼數量也相對較少，田間病穗率較低。

2.4 ? 防治措施落實不到位

小麥齊穗期到揚花末期或灌漿初期是赤霉病防治的關鍵時期。而此時，對農戶來說，一是提前防治意識不強，二是揚花期噴藥影響小麥授粉和產量，三是降水后噴藥作業較為困難，常常錯過最佳防治時期，關鍵防治措施落實不到位，影響了防治效果。與此同時，藥劑選擇的不精準和用水量的不足，也是造成防治效果不高的原因之一。

3 ? 防控對策

3.1 ? 選育和種植抗病品種

多年的研究表明，種植抗病品種是防治小麥赤霉病最經濟有效的措施，也是降低田間毒素污染，保障糧食安全最綠色環保的措施。國內長江中下游地區相關小麥育種和植保、食品加工單位對赤霉病重視程度高、研究時間早、階段性成果多，率先培育出在國際上赤霉病抗性育種中廣泛應用的小麥品種蘇麥3號和望水白等。但從總體情況看，抗性品種僅有鄭麥9023、西農511、寧麥9號等極少數，絕大多數表現中感或高感。抗病品種的鑒定評價和抗病基因的挖掘利用，是抗赤霉病育種的基礎性工作。

從近年來抗病資源鑒定評價看，寄主對赤霉病的抗性分為抗初侵染（typeⅠ）、抗擴展（type Ⅱ）、抗毒素積累（type Ⅲ）等多種類型[15 ]。國內學者從近3 500份包括國內小麥資源材料、國外引進材料、小麥屬其他稀有資源材料、山羊草屬材料和小黑麥材料中，篩選出望水白、白三月黃、溫州紅和尚、翻山小麥、蘇麥3號、黃方柱、海鹽種、黃蠶豆等1 796份抗性材料，這些材料主要分布于四川及湖南、湖北、上海、江蘇、浙江等長江中下游地區[7 ]。

從抗病基因挖掘和利用看，目前國內外已定位出抗赤霉病QTL有100余個，分布在小麥的21條染色體上，其中抗病基因Fhb1～Fhb7已被正式命名[16 - 23 ]，以位于3B染色體短臂的Fhb1抗性最強，且穩定。研究發現，不同遺傳背景下，Fhb1的效應有一定差異，但高病害壓力下仍可平均降低赤霉病嚴重度20%左右[24 ]。Fhb1還可將DON 轉化為低毒的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷（DON-3G），減輕毒素危害[25 ]。抗病基因既有小麥近緣種，如從日本披堿草（Elymus tsukushiensis）中克隆得到基因座Fhb6，將其導入小麥能顯著提升小麥對赤霉病的抗性[26 ];從十倍體長穗偃麥草（Thinopyrum ponticun）中克隆的Fhb7基因座，可與Fhb1協同作用，顯著提升小麥對赤霉病的抗性水平[23 ];也有小麥特別是農家品種自身的，如從農家品種蘇麥3號中標記出抗病基因Fhb1，位于3BS染色體上，并以其為親本，在長江中下游麥區育成了寧7840和鄂恩1號，在黃淮麥區育成了鄭麥9023和西農979等品種[27 - 28 ]。山東農業大學孔令讓教授團隊成功克隆了來源于長穗偃麥草的抗赤霉病主效基因Fhb7，該基因編碼一種谷胱甘肽S-轉移酶（GST），對包括DON在內的很多主要的單端孢霉烯族毒素如NIV、T2、HT-2等都具有廣譜的解毒功能。Fhb7基因的長穗偃麥草染色體片段在不同背景小麥中對產量性狀沒有產生明顯的負面影響，是禾谷類作物種質改良和創新難得的好基因[29 ]。

與小麥條銹病或白粉病相比較，抗病基因為主效QTL，而非質量遺傳的主效基因，因此抗病育種的成效及種質資源的鑒定較為困難，資源數量也相對較少，這也是小麥抗赤霉病育種面臨的世界性難題。需要采用常規技術與現代分子生物學技術相結合，進行進一步的鑒定、標記、聚合和應用，從而創制新種質，選育新品種。

3.2 ? 提高田間管理水平

目前，由于機械收割，種子混雜較為嚴重。減輕品種收獲混雜，使揚花期相對整齊，將會降低病菌侵染的幾率。要做到適期、精量播種，使得群體適宜，以防因高產密植栽培而導致的田間密閉、寡照等造成病害流行的小氣候條件。開展平衡施肥，降低氮肥用量，適當提高磷鉀肥的用量，降低植株茂密風險，提高植株抵抗病原菌能力。在此基礎上，調整作物種植結構，盡可能壓縮玉米秸稈還田面積，以降低翌年赤霉病發生流行的風險。

3.3 ? 完善秸稈還田技術措施

在秸稈還田條件下，前茬作物對小麥赤霉病的發生有顯著影響。前茬為玉米的田塊，小麥赤霉病病情指數是大豆茬田塊的1.66～2.97倍[12 ]。通過調查發現，前茬為玉米地塊，平均病穗率3.62%。前茬為大豆和小麥地塊，病穗率僅為0.15%和0.07%。故有條件的地方，可將粉碎的秸稈用翻耕機進行深翻，翻耕至30～35 cm的土壤中，輔以腐熟劑加快秸稈腐熟分解，降低菌源基數。提倡秸稈資源化利用，減少病菌在田間的繁殖基質，有效壓低菌量。在此基礎上，播種期用石灰氮或98%棉隆顆粒劑進行土壤熏蒸處理，可殺滅田間病殘體上有害生物，降低初侵染源和翌年赤霉病的發生流行。

3.4 ? 加強監測預警

小麥赤霉病的防治適期僅為從抽穗到灌漿初期的約20 d時間，若此時進行有效防治，將會對后期的防治打好基礎。小麥赤霉病的初侵染適期與雨期密切相關，降雨后短暫的雨停期或天晴期是赤霉病防治的關鍵時期。但此時群眾防治意識薄弱，且田間人工操作難度大，組織難度相對較大。進一步加強病原基數調查，特別是明確玉米茬和大豆茬田間病殘體狀況，密切關注小麥生長發育進度和從抽穗期到灌漿初期的約20 d時間內當地的天氣情況。加強與當地氣象部門的銜接與溝通，及時與農業主管部門、種子管理部門、農業推廣部門等密切合作，隨時會商赤霉病發生動態，利用電視、廣播、各類短視頻等線上形式和組織現場會、觀摩會等形式，向全社會準確發布預報預警信息，明確最佳預防控制時期，指導農民（合作社、種子/種植企業）合理選用藥劑，采用多種方法進行防控，提高病害防控的精準性和有效性，降低農藥用量及生產成本。

3.5 ? 加強應急防治

基于目前抗病品種的缺乏和秸稈還田粗放的現實，利用化學藥劑進行應急防治仍是赤霉病防治最重要的措施，立足預防為主這一思想不動搖是前提，齊穗期至灌漿初期全面落實藥劑預防措施，是赤霉病防治成功與否的關鍵。為提高防治效果，揚花期如遇持續連陰雨，第1次噴藥后5～7 d需進行第2次和第3次用藥。目前，我國長江中下游、江淮、黃淮南部等赤霉病常發區，小麥赤霉病病菌已對多菌靈產生了較強的抗藥性[30 ]，鑒于此，徽成盆地也應停用以多菌靈為代表的單劑或混劑（復配劑），建議加大氰烯菌酯、丙硫菌唑及戊唑醇、戊唑·咪鮮胺等新藥劑的應用[31 - 32 ]。特別是戊唑醇、戊唑·咪鮮胺，不僅可有效防治赤霉病，而且對條銹病和白粉病也有較好的防治效果[33 - 34 ]。赤霉病防治期雨水較多，且藥液需粘附在穗部，故在藥液和助劑的選擇上，更需要粘附性強且耐雨水沖刷的劑型，同時需要農藥利用率高的植保器械，才能保證防治效果。

3.6 ? 及時收獲

小麥蠟熟末期至完熟初期及時收獲并晾曬干，盡可能避免收獲和儲存過程中由于濕度過高而導致的病菌繼續在種子上生長繁殖、產生毒素，造成二次污染。

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（本文責編：楊 ? 杰）

收稿日期：2021 - 07 - 26

基金項目：甘肅省重點研發計劃“隴南徽成盆地小麥赤霉病監測與防控”（20YF3NA023）。

作者簡介：曹世勤（1971 — ），男， 甘肅臨洮人，研究員，博士，主要從事小麥有害生物綜合防控技術研究工作。Email：caoshiqin6702@163.com。