趙 剛,段 維,侯東生,陳寅初,楊 濤(.新疆農墾科學院作物研究所,新疆石河子83000;.新疆康地種業(yè)科技股份有限公司,新疆烏魯木齊8300;3.新疆兵團種子管理總站,新疆烏魯木齊8300)
向日葵(Helianthus annuus L.)是1年生草本植物,屬菊科(Asteraceae)向日葵屬(Helianthus),起源于北美洲,具有耐鹽堿、耐貧瘠、抗干旱、適應性強等特性,在許多國家廣泛種植,是我國一種重要的經濟作物。向日葵列當(Orobanche cumana)是一類全寄生性雜草,它本身沒有根,主要寄生在向日葵根際,吸取向日葵植株的營養(yǎng)和水分生長[1],嚴重地降低了向日葵的產量和品質,給向日葵產業(yè)的發(fā)展造成很大損失。筆者綜述了向日葵列當的危害特點、生物學特性及防治現狀等方面的研究進展,以期為向日葵列當防治研究提供理論依據。
1.1 向日葵列當的發(fā)生、危害情況 向日葵列當又稱為毒根草、無根草、兔子拐棍等,是1年生寄生性草本植物,屬雙子葉植物,列當科。在國外主要分布于俄羅斯、美國、匈牙利、斯洛伐克、朝鮮、捷克、以色列、保加利亞和埃爾維亞等地。國內分布在新疆、內蒙古、河北、黑龍江、北京、遼寧、山西、吉林等省(市、區(qū))。其中新疆危害最重,東北次之,遼寧較輕[2-3]。主要危害向日葵、番茄、西瓜、蠶豆、豌豆、甜瓜、芹菜、胡蘿卜、煙草、亞麻等。
向日葵整個生育期間都能被列當寄生,被列當寄生后,體內營養(yǎng)和水分被向日葵列當消耗,列當寄生在寄主根部,影響植株生長,使得植株矮小,不能形成花盤,甚至干枯死亡,危害極大,導致百粒重降低、子粒短小,飽滿度差,子粒含油率下降,品質變劣,商品性變差。經報道在我國最大的向日葵產區(qū)——內蒙古自治區(qū),僅巴彥淖爾市向日葵列當危害面積就達1.33余萬公頃,部分向日葵田列當平均寄生率達到72%以上,向日葵受害一般減產在30% ~45%,部分嚴重地塊列當寄生率達90%以上,導致絕收,經濟損失嚴重[2,4]。據報道,吉林省向日葵主產區(qū)嚴重的地塊1株向日葵的根部寄生列當多達130株,有的地塊減產40% ~70%[5]。趙金龍等對新疆伊犁地區(qū)向日葵列當危害調查結果顯示,由于向日葵列當的危害,使該地區(qū)向日葵減產30% ~35%[6]。阿勒泰地區(qū)作為新疆向日葵列當危害的重災區(qū),主栽品種“三道眉”因為列當危害問題,多年來只得尋找新開墾土地遷徙種植,常種土地普遍由于列當危害而又無有效防治措施,被迫改種其他作物[7]。
1.2 向日葵列當的生物學特性 向日葵列當是寄生性1年生草本植物,沒有真正的根,靠短須狀的假根侵入向日葵須根組織內全寄生。株高通常為20~50 cm,最高54 cm(圖1)。莖直立、單生、肉質、有縱棱,葉退化為鱗片狀,呈螺旋狀排列在莖上,無葉綠素,顏色隨著生長時間從淺黃色漸變到紫褐色?;閮尚曰?,對稱生長,呈緊密的穗狀花序排列,每株上有50~70朵花,最多207朵,花色有米黃、粉紅、紫藍、褐色等,長10~20 mm,花冠合瓣,二唇形,上唇二裂,下唇三裂。列當果實為蒴果,種子堅硬呈橢圓形,表面有縱橫網紋,內含大量深褐色粉末狀的微小種子[2,8-9]。
在我國引起向日葵受害的列當主要有瓜列當(分枝列當、埃及列當,O.aegyptiaca Pers)、列當 (小列當,O.coerulescens Steph)、向日葵列當(直立列當、二色列當,O.cumana Wallr)和彎管列當(歐亞列當,O.cernua Loefling)[2,8]。向日葵列當存在生理小種分化,我國開展生理小種鑒定工作較晚,目前僅報道有向日葵列當A生理小種。在塞爾維亞、土耳其、俄羅斯、羅馬尼亞和西班牙的部分地區(qū)發(fā)生毒性更強的向日葵列當生理小種F,生理小種F與A、B、C、D和E生理小種不同,F 生理小種的抗性是受隱性基因控制[2-3,8]。
1.3 向日葵列當的為害規(guī)律 向日葵列當種子大小一般為200 ~400 μm,千粒重僅 15 ~25 mg[10]。向日葵列當種子成熟后需要休眠,需經一段時間的后熟過程,完成后熟的列當種子必須經過一定溫度和濕度條件下的預培養(yǎng)過程,列當種子的萌發(fā)條件比較特殊,它要求有充足的水分、合適的溫度(15~25℃)、較高的土壤堿度(pH>7.0)和寄主根部的分泌物。溫度過高或過低均不能萌發(fā),在酸性土壤(pH<7.0)時也不會萌發(fā)[2,9]。之后,還必須在較近距離內在寄主(或非寄主,如辣椒)根系分泌物等外源萌發(fā)刺激物的誘導下才能萌發(fā)[2,10-11];種子萌發(fā)后,其胚根要寄生到向日葵根上還必須通過誘導形成一個獨特的寄生機構——吸器,才能深入寄主根內吸取養(yǎng)分和水分,完成由自養(yǎng)生長階段向異養(yǎng)生長階段(寄生狀態(tài))轉變,通過與向日葵根的維管束聯(lián)結,競爭性地奪取機組水分、養(yǎng)分及生長激素,供其生長出土、開花與結實。若沒有與寄主植物接觸,仍能保持5~10年發(fā)芽力[2,9 -11]。
2.1 加強檢疫 向日葵列當的種子非常微小,可以隨種子遠距離傳播,由于各地向日葵列當生理小種不同,而且一旦傳入,迅速蔓延,不易清除。所以對調運種子應嚴格檢疫,嚴禁疫區(qū)種子未經檢疫外調,進入非疫區(qū),避免疫區(qū)內的種子、土壤、車輛以及農機具在疫區(qū)以外流通,將向日葵列當控制一定范圍內,使其發(fā)生區(qū)不再繼續(xù)擴大。
2.2 推廣選用抗列當品種 種植抗列當品種是防治向日葵列當最經濟有效的措施。種植抗列當品種簡便易行,可大大減少列當對向日葵的寄生或基本不寄生,從而減少不必要的經濟損失。同時,加強抗向日葵列當品種相應的栽培配套技術,增強植株抗列當的能力。
2.3 輪作倒茬 輪作是控制向日葵列當最經濟有效的措施,由于向日葵列當的種子在無寄主植物根的分泌物時不能萌發(fā),且在土壤中休眠期長達10年之久。研究發(fā)現,辣椒、綠豆和苜蓿等作物在生長過程中也能分泌萌發(fā)刺激物,誘導向日葵列當種子萌發(fā),但是萌發(fā)后的芽管不能與該誘發(fā)作物的根部建立寄生關系,這類能產生萌發(fā)刺激物而不能被其寄生的作物,被稱為“誘殺作物”;禾本科、甜菜、大豆等對向日葵列當也有一定的誘導作用[2,10-11]。因此,對于重發(fā)生地塊,有條件的地區(qū)可改種非寄主作物。最好與“誘殺作物”實行6年以上的輪作,對危害嚴重的地塊則實行8~10年的輪作。通過利用向日葵列當誘殺作物與向日葵間作或輪作,減少土壤中向日葵列當種子的數量,從而減輕向日葵列當對向日葵的危害,提高向日葵產量[11-12]。
2.4 人工鏟除 在向日葵列當發(fā)生的地區(qū),當有寄主存在且條件適宜時,向日葵列當可隨時寄生出土,可根據向日葵列當莖肉質脆嫩易斷,在列當出土盛期和結實前及時中耕鏟除2~3次,開花前要連根拔除或人工鏟除并將其燒毀或深埋,逐步降低和消滅其為害。
2.5 適期早播 適期播種對向日葵列當的發(fā)生程度也有一定影響,適期早播可減輕向日葵列當的危害,這可能與早播苗期地溫較低,不利于列當種子萌發(fā)寄生有關[7]。
2.6 加強田間管理 主要是通過改善田間環(huán)境,創(chuàng)造有利于向日葵生長發(fā)育的條件,使植株長勢旺盛,提高抵抗能力??茖W追肥灌水,適量地增加鉀肥和磷肥,加強植株長勢。
2.7 化學防治 對向日葵列當發(fā)生嚴重的田塊,用0.2%2,4-D丁酯水溶液,噴灑于列當植株和土壤表面,用藥液量為4 500~5 250 L/hm2,8~12 d后可殺列當80%左右。但必須注意,向日葵的花盤直徑普遍超過10 cm時,才能進行田間噴藥,否則易發(fā)生藥害。在向日葵和豆類間作地不能施藥,因豆類易受藥害死亡。也可在播種后至出苗前噴氟樂靈10 000倍稀釋液于表土,或在列當盛花期之前用10%硝胺水灌根,每株150 ml左右,9 d后即死亡;用0.2%二硝基鄰甲酚水劑噴霧對向日葵列當有較好的控制效果。
目前在向日葵列當生物學特性、為害情況和化學成分分析等方面均已取得了豐碩的研究成果,但是在其寄生機理、生物防治和向日葵抗列當育種方面的研究仍比較薄弱,還需深入研究。
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