油菜根腫病綠色防控技術

鄧 越,余垚穎,張 蕾,游 超,黃小琴,張重梅,楊瀟湘,周西全,胡孜進,劉 勇*

(1.四川省農業科學院植物保護研究所,成都 610066;2.四川省農業氣象中心,成都 610072)

四川省油菜總產位居全國第1,油菜不僅是四川重要的油料作物,更是“天府菜油”的重要原料來源。油菜根腫病由蕓薹根腫菌(PlasmodiophorabrassicaeWoron.)侵染引起,近年來,由于氣候條件變化和耕作制度的改變,根腫病已經成為四川省油菜生產上的主要病害之一,并在全省稻油輪作區迅速蔓延、暴發成災,幾乎覆蓋全省油菜主產區。目前,根腫病發病率為10%～30%,嚴重時達100%、減產100kg/667m2以上。目前,油菜根腫病已成為制約全省油菜擴面增產的主要生物災害,嚴重威脅油菜產業的可持續發展和食用油安全。

適宜的氣候和土壤條件是誘發根腫病大規模發生的主要環境因素。結合以往的氣象數據以及全省根腫病發生趨勢聯合分析,2023年油菜播栽期內(9月21～11月10日)呈現明顯有利于油菜根腫病侵染的氣候特征,進而導致目前全省油菜主要產區油菜幼苗、特別是育苗移栽區的油菜幼苗根腫病感染風險加重。根據氣象數據的變化趨勢,筆者分析在后期預計出現的氣溫偏高和雨水偏多氣候,可能會進一步加重根腫病的發生和為害。因此,在部分嚴重發生區域,急需進行油菜根腫病早期預防和發病初期的及早干預,降低油菜根腫病危害和后期的產量損失。關于如何做好四川省油菜種植區油菜根腫病的早期預防和相關干預措施,擬從以下幾個方面進行綜合闡述。

1 油菜播栽期(9月21～11月10日)呈現明顯有利于根腫病侵染的氣候特征

1.1 氣溫變化平穩、溫度水平偏高、熱量條件充足

油菜播栽期內盆地大部農區的日平均氣溫多維持在15℃以上波動,氣溫下降趨勢較為平緩。期間,盆地區的平均氣溫為16～20℃,與常年同期相比,大部農區較常年偏高1℃左右。

1.2 晴好天氣多、日照時數偏多明顯

油菜播栽期內,盆地區出現無雨日數,除了盆西沿山、盆東北、盆南農區少于30d外,其余大部農區在32～36d,比常年偏多5～10d。

1.3 秋雨出現時間早,強度偏弱但持續時間長

2023年四川省華西秋雨于8月21日開始,始期較常年偏早16d。油菜播栽期內,盆地區主要在9月下旬至10月上旬形成較為突出的持續陰雨,達到秋綿雨氣象標準。與常年相比,盆地東北大部、盆中部分地方、盆南部分地方正常偏多2成以上。

1.4 今冬明春(2023 年 12 月至 2024 年 2 月)氣候趨勢

預計四川省平均氣溫較常年和去年同期偏高,前冬偏暖,后冬平均氣溫接近常年。平均降水量接近常年同期,但較去年同期偏多。

2 高度重視油菜根腫病識別,及早進行根腫病預防與防控

從目前全省油菜播栽期內(9月21～11月10日)的氣候特征看,呈現明顯的溫度偏高、雨水持續時間相對較長,這種高溫高濕特征,更加有利于油菜苗期根腫病的侵染和危害。特別是后期預計出現的氣溫偏高和雨水偏多氣候,更會加重根腫病的擴展和蔓延。從目前調查的數據看,很多油菜主產區已經出現明顯的根腫病苗期嚴重危害特征,甚至在基質育苗區也出現50%以上植株被根腫病侵染和危害的現狀,為此,提出以下油菜根腫病綠色防治技術,希望通過根腫病早期預防和發病初期的及早干預,降低油菜根腫病危害和產量損失。

2.1 油菜根腫病癥狀識別和適宜發病條件

油菜根腫病菌除了能夠侵染油菜之外,還能侵染白菜、蘿卜等所有十字花科作物。根腫病菌主要侵染危害油菜地下根系組織,病菌首先通過根毛侵染進入寄主根部組織,隨后進一步侵染并進入皮層組織,病菌通過吸收寄主營養并在寄主根系組織中進行大量擴繁。受害植株初期無法通過肉眼判斷和識別根腫病危害,病菌只有在根毛組織內經過一段時間的發育后,根部組織明顯膨大形成瘤狀,并導致根系生長和土壤養分吸收能力受損時,才能通過腫大的根系確定為油菜根腫病,俗稱“植物癌癥”。根腫病嚴重危害時在油菜苗期即可導致幼苗枯死。通常,油菜植株在受害初期地上部分沒有明顯的受害癥狀,只有當根部組織受害嚴重并膨大到一定程度,影響到植株水分吸收和傳導時,地上部才開始表現出缺水萎蔫狀態,剛開始時基部葉片在中午時萎蔫,早晚可恢復。嚴重時,植株萎焉葉片早晚無法恢復正常后,葉片發黃、植株枯萎直至全株死亡。

正常情況下,根腫病受害植株無法在早期采用外觀識別和形態鑒定等方式來直接判斷植株是否受到根腫病危害,只有在根腫病菌侵染受害油菜植株根毛、在內部不斷增生并達到一定數量后,受害植株地下部根系開始表現出腫大或呈現顆粒狀根系組織時,人們才可以根據拔出的根系上的腫大癥狀上來判別出是油菜根腫病。隨著根腫菌的不斷侵染和發育,植株地下根系發病部位不斷腫大,當患病植株根系無法正常吸收土壤中的水分和養分時,植株地上部組織才出現明顯的“晴天中午葉片萎蔫、早晚葉片恢復正常”的早期枯萎現象,只有當這種癥狀出現后才能直觀的從地上部判別出植株被根腫病侵染和危害。然而,當植株出現這種枯萎現象時,傳統的化學防控措施基本上已經無法消除已經形成的根腫。

自然條件下,根腫病菌主要以休眠孢子形態依附在土壤和土壤中殘留的病殘體以及油菜種子表面渡過不良環境。根腫病休眠孢子的抗逆性極強,可在土壤中存活10～20年。因此,土壤帶菌是根腫病難以防治的主要原因,在發生過根腫病危害的土壤上繼續種植十字花科作物,都將面臨根腫病的大流行風險。多年十字花科作物連作尤其會加劇土壤帶菌,使得根腫病持續加重。即便是多年不再種植十字花科作物,一旦復種十字花科作物仍可引發嚴重的流行。此外,根腫病菌的休眠孢子還會借助雨水、病殘株、灌溉水、害蟲及農事操作等進行傳播,一旦環境條件適宜,病原菌在感應到寄主植物的根分泌信號物質時,根腫病菌的休眠孢子便可萌發產生游動孢子并進一步侵染寄主。

土壤環境條件直接影響根腫菌的發育過程,溫度、濕度、土壤pH、土壤營養元素以及微生物均能顯著影響根腫菌休眠孢子的萌發和侵染。根腫菌休眠孢子在9～30℃溫度條件下均可正常萌發和發育,以18～25℃最適宜侵染。尤其以酸性(適宜pH 6.2)和高濕土壤更有利于根腫病發生,只有在土壤含水量低于45%、土壤達到pH 7.2以上時病菌減少危害。土壤相對濕度在50%～98%時有利于根腫病的發展,如果根腫菌侵染早期的土壤濕度過低,根腫病癥狀也會減輕。酸性土壤會促進根腫菌休眠孢子萌發和后續侵染,而堿性土壤則會抑制病菌休眠孢子萌發和后續的根毛侵染進程。人們還發現土壤鈣、硼等元素能起到抑制根腫病擴展的作用,低洼田或水田改旱田或氧化鈣(CaO)不足時根腫病發病加重。因此,傳統的稻油水-旱輪作模式雖然有利于降低其幾乎所有它病蟲害的危害,但對于根腫病來說則反而是有利的,因為根腫病菌休眠孢子能夠借助水流和農事操作迅速向周邊擴散,而且上季水田所創造的高濕環境更加有利于根腫菌休眠孢子的萌發和侵染。四川省2023年的氣候特征表明,大部分油菜產區都適合根腫病的生長和危害,特別是高濕、溫和的氣候和土壤環境條件尤其適合根腫病菌的苗期侵染和危害,因此油菜根腫病存在高發和大流行風險。

2.2 油菜根腫病早期防控策略

由于根腫病特殊的發育條件和侵染特性,一旦病害發生很難有效的進行防控。因此,根腫病防治應該堅持以預防為主,藥劑防治為輔的原則,防治的關鍵時期為播種期和苗期。此外,為了實現根腫病的綠色防控,降低化學農藥的使用頻次和劑量,根腫病防治還必須注意選擇適宜的防治藥劑、把握最佳施藥方式和防治時期,通過種子處理和苗床土壤處理等早期干預方式積極進行預防,結合推遲油菜播種期和合理的輪作方式來進行根腫病防治。針對不同的栽培模式以及不同時期,提出以下幾種綠色防控措施。

2.2.1 種子處理 通過種子包衣可有效消除種子表面攜帶的病原菌,進而阻止病菌對根毛的侵染,幫助油菜幼苗度過早期的侵染風險。在油菜播種前可以采用1～2倍氰霜唑稀釋液處理種子后晾干播種。也可采用四川省農業科學院植物保護研究所專利配方藥劑研制的油菜種子包衣劑GZ一號進行種子包衣后播種。

2.2.2 育苗移栽區油菜根腫病苗期防治 推遲油菜播種期:根據當地的油菜種植制度,在不影響油菜產量的前提下,適當推遲7～10d進行播種。通過避開侵染高溫方式減輕根腫病發生和為害。

苗床地消毒處理:在油菜育苗移栽種植區域,無菌苗床地的選擇是防控的主要環節。在根腫病發生區域,建議選擇前期沒有種植過十字花科作物的沙地作為苗床地,以此減輕根腫病的發生和危害;如若必須在油菜根腫病常發區育苗時,建議提前在苗床地撒施少量石灰后進行翻耕,這樣能有效提升苗床地土壤pH,同時播種前可以采用1500～2000倍氰霜唑澆透苗床地、或采用2000倍氟啶胺澆透苗床、蓋膜七天后再進行播種。

基質育苗減少根部侵染:必須在根腫病重發病區域育苗時,可以將3～5cm蚯蚓糞撒施在苗床地上,然后直接撒播。出苗后2葉期,用氰霜唑2000倍液或1×107CFU/mL芽孢桿菌稀釋液淋澆1～2次苗床基質,提高油菜長勢和抗性。

毯狀育苗機械化移栽:在育苗托盤中裝入有機土育苗,采用無菌土育苗和錯開根腫病侵染高峰時期的方式,實現降低根腫病危害。

油菜苗帶藥移栽:根腫病重發區或育苗移栽時發現油菜根部有根腫病危害植株時,可采用1500倍氰霜唑稀釋液進行苗床地灌根后再起苗移栽,保護和減少根腫病移栽后病菌的進一步侵染和擴展。針對毯狀育苗,可在移栽前用氰霜唑1500倍液淋澆育苗盤后,再上機進行移栽。

2.2.3 直播田塊油菜根腫病的早期預防 在傳統育苗移栽區域,可以采用直播方式取代傳統的育苗移栽方式,并采用“種子包衣處理+推遲播期”進行直播,通過避開播種時高溫來減少苗期根腫病的直接侵染。

推遲播種:根據當地的耕作制度,在不影響油菜產量的前提下,直播區推遲10～15d后進行人工撒播或機器直播。

種子包衣與機械化遲直播:在油菜機械化適播區,按照比當地傳統播種時間推遲10～15d方式直接采用機器直播,播種后采用50%乙草胺80～100mL/667m2方式噴施乙草胺等封閉型除草劑,降低后期油菜田雜草。

2.3 油菜生長期根腫病防治措施

早期患病植株誘發新根:油菜根腫病發生并已表現明顯癥狀時,再施用化學藥劑很難有很好的防治效果。因此,及時關注油菜植株的生長狀態,并在油菜植株剛開始出現萎蔫癥狀時,及時采用植物生根劑+葉面肥噴施植株,誘發患病植株生長新根,恢復和保障植株根系能夠正常吸收土壤中的水分和營養物質,實現根腫病的綠色防控和患病植株的功能修復。

2.4 稻油輪作區油菜根腫病防治措施

土壤調理:土壤pH值及鈣離子濃度是影響根腫病發生的關鍵因素之一。通過改善土壤理化性質,提升土壤微生物活性可有效抑制根腫病的發生。針對稻-油輪作模式,在水稻生長季節,水稻移栽7～15d后,按照50kg/667m2用量施用四川省農業科學院植物保護研究所專利配方研制的土壤調理劑SC-1,不僅促進前茬作物生長,同時可以緩慢調節土壤pH值和土壤鈣離子濃度、增加土壤有機質含量,改善土壤理化性狀,從而達到降低病害發生的目的,起到一季施用、一個產品兩季作物受益的增產增收效果。

田間管理:前茬水稻作物后土壤濕度大,有利于根腫病的發生。建議在油菜播種前進行1～2次深耕、翻地、曬田,開好田塊的中溝、邊溝和腰溝,增加開溝深度,降低田塊濕度。

合理輪作:通過十字花科作物與小麥等麥類作物輪作,可以降低根腫病危害,這種輪作方式一定要在禾本科麥類作物種植期間及時防除十字花科雜草。

3 結束語

油菜根腫病是油菜的重要土傳病害,病原菌-蕓薹根腫菌為專性寄生的原生生物,根腫菌的整個生活史均在地下土壤中完成。因其復雜的侵染習性以及極強的抗逆能力,采用傳統的化學防控措施很難控制油菜根腫病的發生和危害。通過系統闡述根腫菌的侵染特征、根腫病癥狀早期識別和根腫病發生的適宜氣候環境和土壤條件,提出預防為主、藥劑為輔并結合田間管理的油菜根腫病綠色防控措施,并針對全省不同的油菜栽培模式分別提出了系統的農業、化學和生物防控措施。當前,隨著生物技術的不斷發展,油菜根腫病抗病育種工作方面也取得了非常大的成果,未來油菜根腫病的綠色防控工作將基于根腫病小種分布和區域發生特征,選育合適的抗病品種,通過大田管理、物理防治、遺傳防治與生物防治等多種技術的合理搭配與運用,實現油菜根腫病的長期有效防控。