山東省小麥條銹病發(fā)生和發(fā)展動(dòng)態(tài)

摘 要： 系統(tǒng)分析了山東省小麥條銹病近幾年發(fā)生和發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)山東省部分小麥主栽品種的抗條銹病水平進(jìn)行梳理，并對(duì)小麥條銹病春季流行的傳播源頭及傳播路徑進(jìn)行了探究，提出防控建議。結(jié)果表明，除2020 年發(fā)生較重外，多個(gè)市（縣）個(gè)別年份出現(xiàn)歷史上較早發(fā)生的情況。山東省麥區(qū)小麥品種抗條銹病水平有所提升，在29 個(gè)主栽品種中有12 個(gè)品種具有中抗及以上條銹病抗性，占42.9%。春季流行的傳播源頭及傳播路徑目前有兩種推論，一是隴南、四川盆地的菌源經(jīng)陜西省中部向中原麥區(qū)傳播；二是山東省麥區(qū)的條銹菌可能來(lái)自鄂西北冬繁區(qū)。提出兩個(gè)方面的建議：一是加強(qiáng)對(duì)小麥條銹菌的基礎(chǔ)研究，如山東省麥區(qū)條銹菌的優(yōu)勢(shì)生理小種、種群遺傳結(jié)構(gòu)和傳播路徑等；二是建立山東省小麥條銹菌監(jiān)測(cè)的長(zhǎng)期機(jī)制，如定期的生理小種監(jiān)測(cè)，持續(xù)的品種抗銹性監(jiān)測(cè)等。

關(guān)鍵詞：小麥；條銹?。粋鞑ヂ窂?；群體遺傳；分子生物學(xué)；山東省

中圖分類號(hào)：S435 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2024）04-0080-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.04.013

0 引言

小麥條銹病是小麥生產(chǎn)上分布廣、傳播快及危害面積大的重要病害。2020 年被列為我國(guó)一類作物病蟲(chóng)害防治對(duì)象[1]。小麥條銹病在1950、1964、1990、2002 和2007 年發(fā)生過(guò)5 次大規(guī)模流行，病害面積均超過(guò)550 萬(wàn)hm2，小麥損失138 億kg，先后導(dǎo)致我國(guó)8批次的小麥主栽品種喪失抗病性[2]。為控制小麥條銹病的傳播和蔓延，農(nóng)業(yè)植保科技工作者展開(kāi)了大量的研究工作，完整地揭示了小麥條銹病流行體系、大區(qū)流行規(guī)律，并構(gòu)建和應(yīng)用了小麥條銹病菌源基地綜合治理技術(shù)，為國(guó)家糧食增收做出了重大貢獻(xiàn)[3-4]。我國(guó)小麥條銹病的研究水平總體處于國(guó)際領(lǐng)先地位。近年來(lái)，由于全球氣候變化、小麥品種更替及栽培措施等變化，小麥條銹病出現(xiàn)了新的發(fā)生特點(diǎn)。本研究系統(tǒng)分析了近幾年山東省小麥條銹病發(fā)生和發(fā)展情況，分析原因并提出了小麥條銹病的防控建議。

1 發(fā)生情況

山東省是全國(guó)第2 大小麥生產(chǎn)大省，小麥主產(chǎn)區(qū)集中在魯西及魯西南等地，該區(qū)域地處黃淮麥區(qū)，地勢(shì)較平坦，氣候適宜，種植面積廣闊。其中，菏澤市小麥播種面積相當(dāng)于膠東半島幾個(gè)地市的面積總和。山東省各地市小麥播種面積如表1 所示。

1.1 山東省小麥條銹病呈現(xiàn)早發(fā)趨勢(shì)

山東省小麥條銹病雖然不是常發(fā)區(qū)，但近幾年來(lái)隨著氣候的變化，品種的更迭，包括魯西等小麥主產(chǎn)區(qū)在內(nèi)的各地，條銹病呈偏早發(fā)態(tài)勢(shì)。朱軍生等[4] 總結(jié)2017 年山東省小麥條銹病發(fā)病特點(diǎn)時(shí)表明，2017 年小麥條銹菌傳播快、發(fā)病重、范圍廣，全省見(jiàn)病面積達(dá)到213.0 萬(wàn)hm2，發(fā)生面積144.8 萬(wàn)hm2。另?yè)?jù)文獻(xiàn)報(bào)道，2018 年4 月下旬，山東省濱州市沾化區(qū)查到小麥條銹病發(fā)病田塊，發(fā)病時(shí)間較往年提前了1 個(gè)月[5]。到2020 年，全國(guó)范圍內(nèi)小麥條銹病呈擴(kuò)大發(fā)生的態(tài)勢(shì)，山東省小麥條銹病也表現(xiàn)偏早、偏重發(fā)生的趨勢(shì)。2020 年4 月6 日，濟(jì)寧市魚(yú)臺(tái)縣監(jiān)測(cè)到2 處小麥條銹病發(fā)病中心，首見(jiàn)時(shí)間比2019 年早18 d；4 月8 日，菏澤市東明縣始見(jiàn)病葉，見(jiàn)病時(shí)間比常年早25 d；4月13 日，棗莊市首次在薛城區(qū)查見(jiàn)發(fā)病中心，見(jiàn)病時(shí)間比2019 年提前1 個(gè)多月，比2017 年早14 d；2020年小麥條銹病在山東省發(fā)病時(shí)間提前，并且危害時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2 個(gè)多月[6]。即便是遠(yuǎn)離魯西的山東半島地區(qū)小麥條銹病也出現(xiàn)偏早發(fā)生的趨勢(shì)，2021 年威海市文登區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局發(fā)布一條新聞：在威海市臨港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)某地塊3 月20 日發(fā)現(xiàn)小麥條銹病[7]；而在2021 年末，在蓬萊市某地塊發(fā)現(xiàn)小麥條銹病病株，發(fā)病點(diǎn)共查見(jiàn)病葉10 余片。在山東省秋播苗期小麥越冬初期查見(jiàn)小麥條銹病發(fā)病較為罕見(jiàn)。而通常年份，在山東省發(fā)生小麥條銹病的時(shí)間一般在4 月，5 月進(jìn)入快速擴(kuò)展蔓延期。近幾年山東省部分地區(qū)小麥條銹病首次見(jiàn)病日期如表1 所示。

連續(xù)幾年出現(xiàn)小麥條銹病早發(fā)的情況使山東省各級(jí)農(nóng)業(yè)相關(guān)部門(mén)持續(xù)保持警惕。針對(duì)2020 年小麥條銹病的重發(fā)態(tài)勢(shì)，山東省植物保護(hù)總站組織全省600 多個(gè)測(cè)報(bào)站（點(diǎn)）規(guī)范開(kāi)展系統(tǒng)調(diào)查，強(qiáng)化大田普查，并密切關(guān)注全國(guó)源頭區(qū)發(fā)生動(dòng)態(tài)，及時(shí)組織會(huì)商，科學(xué)研判形勢(shì)，最大限度減少小麥條銹病帶來(lái)的損失[6]。

1.2 主栽品種抗條銹病情況

盡管山東省小麥條銹病出現(xiàn)偏早發(fā)生的態(tài)勢(shì)，但一般年份發(fā)病面積不大，發(fā)病程度較低，除了條銹病防控措施到位之外，與山東省麥區(qū)小麥品種抗條銹病的提高也有很大關(guān)系。10 年前，黃淮麥區(qū)小麥品種中具有抗條銹病的不足10%[9]。蔚睿等[9] 對(duì)近年來(lái)黃淮麥區(qū)審定或正在審定的150 份小麥品種（系）成株期和苗期的鑒定結(jié)果表明，超過(guò)30％的參試品種（系）在3 個(gè)地區(qū)都具有較穩(wěn)定的成株期抗病性，另外超過(guò)20％的品種（系）具有慢銹性?？共∑贩N比例有了較大提高，說(shuō)明近年來(lái)各育種單位及推廣部門(mén)對(duì)小麥條銹病的重視程度和成效都有較大改進(jìn)。山東省小麥主產(chǎn)區(qū)部分主推品種的抗條銹病情況如表2 所示。

由表2 可知，29 個(gè)主栽品種有12 個(gè)具有中抗及以上條銹病抗性，占比42.9%，高抗品種占比25%，5 個(gè)具有慢條銹病抗性，占比17.9%，感病品種占比39.2%。目前多數(shù)抗條銹病評(píng)價(jià)缺乏對(duì)具體生理小種的抗性評(píng)價(jià)，混合接種的抗性評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定的局限性。

2 動(dòng)態(tài)發(fā)展

盡管山東省小麥條銹病的發(fā)生時(shí)期集中在4—5 月，但仍有個(gè)別地區(qū)和個(gè)別年份出現(xiàn)一些反常的情況。如2021 年3 月文登區(qū)、11 月蓬萊市發(fā)現(xiàn)小麥條銹病。隨著分子生物學(xué)和3R 技術(shù)的發(fā)展，小麥條銹菌的傳播及溯源問(wèn)題有了一些研究成果，其中不乏關(guān)于山東省麥區(qū)與其他菌源地條銹菌交流和傳播的推論[16]。

2.1 分子生物學(xué)依據(jù)

小麥條銹菌傳播路徑研究主要通過(guò)田間調(diào)查和理論分析。隨著基因和分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，研究人員通過(guò)群體遺傳學(xué)分析等方法證實(shí)小麥條銹菌在隴南、四川盆地和云貴高原等菌源地傳播的路徑，明確了我國(guó)條銹菌策源地及周邊地區(qū)的菌源交流和路徑的問(wèn)題[17-18]。但對(duì)于遠(yuǎn)離菌源地的山東省麥區(qū)，尤其是關(guān)于傳向山東省的路徑問(wèn)題研究較少。根據(jù)較早的研究結(jié)果，山東省麥區(qū)直接菌源主要來(lái)自于春季流行區(qū)的南部省份。田間監(jiān)測(cè)調(diào)查證實(shí)，山東省無(wú)條銹菌越冬菌源，并且條銹菌在山東省無(wú)法越夏。朱軍生等[4] 根據(jù)2017 年山東省小麥條銹病的發(fā)病特點(diǎn)推斷山東省菌源來(lái)自于河南省、安徽省等。河南省是我國(guó)小麥第1大省，與魯西地區(qū)毗鄰，同屬西北?華北?長(zhǎng)江中下游條銹病流行區(qū)系的重要省份，在此流行區(qū)域內(nèi)條銹病流行程序是菌源越夏、秋苗發(fā)病、越冬（繁殖）和春季流行[19]。WANG C 等[20] 使用SSR 分子標(biāo)記對(duì)湖北省、河南省、山東省和河北省的田塊進(jìn)行條銹菌采樣，研究條銹菌群體間的遺產(chǎn)差異與區(qū)域傳播。結(jié)果表明，湖北省條銹菌向山東省進(jìn)行傳播，揭示了我國(guó)條銹菌由中部小麥產(chǎn)區(qū)向東傳播的規(guī)律，表現(xiàn)在取樣地區(qū)的條銹菌遺傳多樣性從西至東基本上呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，從側(cè)面反應(yīng)出鄂西北地區(qū)為條銹菌基因流的貢獻(xiàn)者。同時(shí)研究還發(fā)現(xiàn)湖北省西北部和山東省中西部，以及山東省中西部與最東部地區(qū)之間發(fā)生群體交流，表明小麥條銹菌可能的傳播路徑為湖北省西北部傳播至山東省中西部，再傳播到山東省東部。湖北省西北部與河南省南陽(yáng)市比鄰，是條銹菌的冬繁區(qū)，也是小麥條銹病防控的重要區(qū)域，鏈接襄陽(yáng)市菌源地和黃淮海小麥產(chǎn)區(qū)[21]。河南省西南部麥田冬前出現(xiàn)條銹病發(fā)病中心或零星病葉，此后研究人員實(shí)地調(diào)查證實(shí)小麥條銹病可以在河南省部分高海拔地區(qū)進(jìn)行越夏，這樣給河南省西南部小麥冬前或者早春流行創(chuàng)造了發(fā)病基礎(chǔ)[22]。

山東省中西部麥區(qū)與河南省西南部之間存在條銹菌的基因交流，而地理位置上的山東省西部與河南省中部直接接壤，兩地區(qū)是否也有傳播的可能。實(shí)際上，分子生物學(xué)的研究證據(jù)表明，河南省中部亞群與湖北省西北部和山東省西部亞群體有少量遺傳交流，所以，即便在地理位置上看似接近，事實(shí)上山東省西部條銹菌群更多地是受湖北省西北部菌源的影響[20]。受限于樣本抽樣方法、樣本數(shù)目及不同采樣年份環(huán)境等因素的差異，對(duì)于群體遺傳和區(qū)域間傳播的研究不斷有新的發(fā)現(xiàn)，研究人員認(rèn)為在條銹病大流行年份，春季流行群體具有更為明顯的優(yōu)勢(shì)基因型特征。華北群體（豫、冀、魯）與西南群體有更為相似的基因型組成、空間遺傳結(jié)構(gòu)及更近的遺傳距離，表明兩大生態(tài)區(qū)的小麥條銹菌群體的遺傳關(guān)系更近，特別是華北群體與西南（云貴）群體的遺傳關(guān)系最近，推測(cè)該地區(qū)與西南（云貴）群體存在菌源關(guān)系（內(nèi)部討論，數(shù)據(jù)待發(fā)布）。這說(shuō)明除了與湖北省西北部的交流之外，山東省西部麥區(qū)的條銹菌也可能受到西南（云貴）麥區(qū)的影響。

2.2 氣象學(xué)、數(shù)學(xué)模擬依據(jù)

條銹菌地區(qū)間的基因交流和傳播研究主要利用分子生物學(xué)的手段和遺傳學(xué)的理論，對(duì)條銹菌的菌群基因多態(tài)性進(jìn)行分析。目前，有研究人員利用氣象學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬等手段對(duì)條銹菌的可能傳播路徑進(jìn)行推演。黃沖等[23] 基于2017 年度全國(guó)農(nóng)業(yè)測(cè)報(bào)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，利用GIS 軟件對(duì)條銹病的發(fā)生規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)籌分析，從時(shí)間序列和空間尺度推演條銹病的傳播路徑。結(jié)果表明，3 月小麥條銹病進(jìn)入春季流行期，至3 月底云南省、貴州省、河南省南部及湖北省漢水流域麥區(qū)已普遍發(fā)病，并繼續(xù)向東、向北擴(kuò)散。4 月18 日鄭州市滎陽(yáng)市見(jiàn)病，小麥條銹病跨過(guò)河南省內(nèi)的沙河向北逼近黃河，向東擴(kuò)散至江蘇省常州市的溧陽(yáng)市和金壇區(qū)；4 月20日條銹病繼續(xù)向東擴(kuò)散至山東省西南部的菏澤市東明縣和成武縣。地理信息系統(tǒng)軟件形象揭示了條銹菌從云南省、貴州省、河南省向東部麥區(qū)傳播的路徑?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的時(shí)間序列分析提供了研究條銹菌傳播的另一個(gè)思路，隨著更多相關(guān)數(shù)據(jù)的積累，相信這種方法能挖掘更多條銹病傳播和流行的規(guī)律。

HUANG L 等[18] 通過(guò)氣流傳播的數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證云貴高原的菌源向中原地區(qū)及山東省方向傳播的可能性。以上分子生物學(xué)和氣象模型的研究結(jié)果從一定程度上相互作證了條銹菌遠(yuǎn)距離傳播的推論。張?zhí)珜W(xué)[24] 以春季云南省昆明市為模擬對(duì)象，進(jìn)行高空氣流頻率的模擬，1 000～3 000 m 高度氣流可覆蓋整個(gè)昆明市，并且頻率均在50% 以上。到達(dá)四川盆地瀘州市、宜賓市的頻率15%～20%，到達(dá)湖北省襄陽(yáng)市、河南省南陽(yáng)市的頻率3%，到達(dá)山東省的頻率則更低。

上述分子生物學(xué)的研究、氣象學(xué)的模擬及測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌分析都是基于兩種思路。一是從源頭出發(fā)，針對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行起點(diǎn)、終點(diǎn)的采樣（數(shù)據(jù)分析）或者在起點(diǎn)終點(diǎn)之間額外進(jìn)行采樣（數(shù)據(jù)分析），證明路徑上不同地理區(qū)域之間的關(guān)聯(lián)。分子生物學(xué)是通過(guò)基因的多態(tài)性進(jìn)行佐證，測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)的分析則是通過(guò)時(shí)間序列的證據(jù)進(jìn)行論證。二是只從源頭著手，氣象學(xué)模型對(duì)條銹菌傳播的模擬就是這樣，通過(guò)從起點(diǎn)向外的模擬對(duì)傳播進(jìn)行分析。綜合以上研究結(jié)果，增加山東省區(qū)域內(nèi)的條銹菌基因分析或者氣象學(xué)的分析，可能會(huì)更好地解決山東省區(qū)域內(nèi)條銹菌與外省菌源關(guān)系的各種問(wèn)題。

3 防控建議

山東省小麥產(chǎn)區(qū)是我國(guó)小麥條銹病流行傳播鏈最末端，針對(duì)近幾年小麥條銹病在山東省的發(fā)生動(dòng)態(tài)情況，結(jié)合其他菌源地條銹菌交流和傳播的推論，提出4 項(xiàng)小麥條銹病防控建議。

（1）針對(duì)條銹菌，建議開(kāi)展持續(xù)的山東省條銹菌生理小種監(jiān)測(cè)，相關(guān)科研單位可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，并及時(shí)向社會(huì)發(fā)布。關(guān)注與山東省麥區(qū)春季流行相關(guān)的西南、西北菌源地，以及河南省南部、湖北省襄樊市等冬繁區(qū)的病情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和秋苗調(diào)查的數(shù)據(jù)，植物保護(hù)部門(mén)召開(kāi)小麥條銹病專家會(huì)商會(huì)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、電視、報(bào)紙等多種方式發(fā)布山東省小麥條銹病預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，便于各級(jí)各單位、農(nóng)業(yè)合作社、種植大戶等進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)防。

（2）針對(duì)小麥品種，建議進(jìn)行持續(xù)的品種抗條銹監(jiān)測(cè)，持續(xù)開(kāi)展不同品種針對(duì)不同生理小種的抗條銹評(píng)價(jià)，為育種單位的育種方向調(diào)整和品種投放提供數(shù)據(jù)支持。建議各地區(qū)按照農(nóng)作物品種布局意見(jiàn)公布的小麥品種，盡量選用高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病蟲(chóng)品種，避免使用高感品種。將含有不同抗病蟲(chóng)基因的品種進(jìn)行合理布局，以阻隔病原菌的傳播、延緩病菌優(yōu)勢(shì)小種形成。

（3）針對(duì)環(huán)境，影響條銹病發(fā)生的環(huán)境因子主要是降雨和溫度。建議根據(jù)《小麥條銹病測(cè)報(bào)技術(shù)規(guī)范》的要求做好年度間的數(shù)據(jù)比較，進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。鼓勵(lì)相關(guān)單位針對(duì)山東省內(nèi)小麥條銹菌的優(yōu)勢(shì)小種、生理小種結(jié)構(gòu)、遙感監(jiān)測(cè)，以及條銹菌的時(shí)空傳播路徑等基礎(chǔ)問(wèn)題開(kāi)展科學(xué)研究，為山東省條銹病防控和抗病育種提供理論支持。

（4）針對(duì)糧食安全，呼吁各級(jí)政府和農(nóng)業(yè)部門(mén)要加大對(duì)小麥條銹病的重視，層層壓實(shí)屬地防控責(zé)任。要發(fā)動(dòng)群眾開(kāi)展系統(tǒng)調(diào)查和大田普查，及時(shí)掌握條銹病發(fā)生動(dòng)態(tài)，準(zhǔn)確發(fā)布預(yù)報(bào)預(yù)警信息和防控技術(shù)要點(diǎn)，指導(dǎo)農(nóng)戶適時(shí)防控。要積極推行統(tǒng)防統(tǒng)治，結(jié)合落實(shí)“一噴三防”補(bǔ)助政策等，加大項(xiàng)目和資金支持力度，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)等方式，充分發(fā)揮專業(yè)化防治組織作用，大力推進(jìn)統(tǒng)防統(tǒng)治，提高防控效果和效率。要強(qiáng)化科技支撐。探索完善農(nóng)科教協(xié)作治理工作機(jī)制，不斷集成優(yōu)化并示范推廣小麥條銹病分區(qū)治理、聯(lián)防聯(lián)控技術(shù)方案和工作措施，為條銹病可持續(xù)治理提供科技支撐。

4 結(jié)束語(yǔ)

近幾年山東省小麥條銹病出現(xiàn)了發(fā)病早、傳播快、發(fā)病重和范圍廣等新情況，分析原因，提出建立持續(xù)開(kāi)展山東省條銹菌生理小種監(jiān)測(cè)和小麥品種的抗銹性監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及政府主導(dǎo)科學(xué)防控等小麥條銹病防控機(jī)制，為生產(chǎn)中科學(xué)防控小麥條銹病提供參考。

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