河北省小麥冠腐病田間發(fā)生消長動態(tài)監(jiān)測

紀莉景，栗秋生，王亞嬌，李聰聰，肖 穎，孫夢偉，孔令曉

(河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所/農(nóng)業(yè)部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室/河北省有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000)

小麥冠腐病(wheat crown rot，WCR)是小麥莖基腐病的一種，主要由假禾谷鐮刀菌(Fusariumpseudograminearum)、禾谷鐮刀菌(F.graminearum)和黃色鐮刀菌(F.culmorum)引起，可導致小麥根莖基部變褐腐爛。該病害在旱地農(nóng)業(yè)小麥生產(chǎn)中普遍發(fā)生且危害嚴重[1]。目前，該病害在澳大利亞、美國、加拿大等國家已有幾十年的發(fā)生危害和研究歷史[2-5]。由假禾谷鐮刀菌引起的小麥冠腐病在我國于2012年首次被報道[6]。近年來，在我國小麥大面積連續(xù)種植、秸稈還田、小麥抗旱節(jié)水耕作模式下，該病害傳播迅速。據(jù)報道，近兩年在河南、河北兩省該病害的病田率高達65.1%和81.4%，對小麥生產(chǎn)構(gòu)成了嚴重威脅[7-8]。

耕作模式對小麥冠腐病的發(fā)生與防治有明顯影響，因而要因地制宜地制定防治措施。在澳大利亞等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)國家，農(nóng)業(yè)耕地資源豐富、種植結(jié)構(gòu)多元、機械化程度高，小麥冠腐病的防控主要通過改進耕作方式、秸稈處理以及休耕、作物輪作等農(nóng)業(yè)措施來進行[9-11]。在我國黃淮小麥主產(chǎn)區(qū)，小麥生產(chǎn)主要以冬小麥-夏玉米一年兩季連續(xù)種植的耕作方式為主，這種耕作模式有利于病原菌的繁殖。小麥冠腐病菌能在土壤中存活多年，且在小麥整個生長季均能侵染小麥，明確小麥冠腐病發(fā)生、消長動態(tài)對病害防控措施的制定具有指導意義。近年來，小麥冠腐病在生產(chǎn)中的發(fā)生擴展情況在河南省和河北省曾有大面積系統(tǒng)普查[7-8]，但是對小麥冠腐病連年發(fā)生的動態(tài)監(jiān)測鮮有報道。本試驗擬對河北省三地小麥冠腐病采用定時、定點病情動態(tài)調(diào)查的方式，研究小麥冠腐病的田間消長動態(tài)，以期為該病害的科學防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試小麥品種滄麥6005、冀麥585、衡4399，分別為河北省滄州、邢臺、衡水當?shù)胤N植品種。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2015-2017年在河北省滄州市滄縣(N38°28′7.66″，E116°57′45.25″)、邢臺市寧晉縣(N37°40′8.68″，E114°54′13.29″)和衡水市景縣(N37°36′32.81″，E115°59′25.28″)三地進行連續(xù)3個小麥生長季監(jiān)測，試驗地約3.33 hm2，播種量187.5～225.0 kg·hm-2，三地種植小麥品種分別為滄麥6005、冀麥585、衡4399。播種前小麥種子先用70%吡蟲啉種子處理可分散粉劑(河北威遠生化農(nóng)藥有限公司)以1 kg種子用有效成分2.1 g 的劑量包衣，室內(nèi)陰干后，再用4.8%苯醚·咯菌腈水懸浮劑(瑞士先正達作物保護有限公司)以1 kg種子用有效成分0.144 mL的劑量包衣處理。其他農(nóng)事操作同當?shù)卮筇锕芾?，周年進行田間定期、定點系統(tǒng)調(diào)查。

1.2.2 小麥冠腐病的監(jiān)測

分別在2015年小麥灌漿期、2015-2016和2016-2017年兩個小麥生長季的冬前苗期、拔節(jié)期、灌漿期調(diào)查小麥冠腐病的發(fā)生情況，每次取樣4個重復，每個重復采用“Zig-Zag”取樣方法采6個樣點，每樣點取20～30株小麥。根據(jù)第一莖節(jié)褐變程度進行嚴重度分級[12]，計算病株率和病情指數(shù)。分級標準：0級，無病；1級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的25%以下；2級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的25%～50%以下；3級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的50%～75%以下；4級，褐變長度占第一莖節(jié)長度的75%～100%。

病株率=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；

病情指數(shù)=100×Σ(各級病株數(shù)×各級病級)/(調(diào)查總株數(shù)×分級最高級)

1.2.3 小麥冠腐病病原菌的分離與鑒定

將各生育期、各監(jiān)測點調(diào)查的小麥褐變病株，在病部剪取約3 mm的病組織，用75%的乙醇浸泡2 min，滅菌水清洗3次后在滅菌濾紙上晾干，置于SSM平板上，25 ℃黑暗培養(yǎng)3 d，得到病原菌初分離物；采用菌絲頂端切取法純化病原菌[13]；將純化后的菌株分別轉(zhuǎn)到PDA和CLA平板上進行培養(yǎng)，參照鐮刀菌鑒定手冊[14-15]，根據(jù)菌落和孢子形態(tài)進行病原菌鑒定。計算各生育期、各監(jiān)測點小麥冠腐病菌的分離頻率。

1.2.4 小麥冠腐病發(fā)生情況校正

將1.2.2調(diào)查所得的各生育期、各監(jiān)測點小麥冠腐病病株率和病情指數(shù)分別乘以該生育期、該監(jiān)測點小麥冠腐病菌的分離頻率，得到小麥冠腐病實際發(fā)生的病株率和病情指數(shù)，通過校正后數(shù)據(jù)進行病害發(fā)生動態(tài)分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 13.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥冠腐病的發(fā)生動態(tài)

由圖1和圖2可知，2015年小麥灌漿期，景縣冠腐病發(fā)生程度較重，病株率和病情指數(shù)分別達到32.8%和20.6；滄縣和寧晉病害發(fā)生較輕，兩點病株率和病情指數(shù)分別為2.4%、0.7和2.4%、1.2。在2015-2016和2016-2017年2個小麥生長季中，3個監(jiān)測點冠腐病發(fā)生率隨小麥生育進程推移均呈上升趨勢。滄縣病害發(fā)生輕，2015-2016和2016-2017年灌漿期的病株率分別為2.8%和2.4%；寧晉2個生長季小麥灌漿期的病株率分別為4.2%和14.6%；景縣病害發(fā)生較重，2個小麥生長季中灌漿期的病株率分別達54.1%和66.4%。

小麥生長季中，3個監(jiān)測點冠腐病發(fā)生的嚴重程度隨著小麥生育期推移呈上升趨勢，2015-2016和2016-2017年小麥冬前苗期、拔節(jié)期、灌漿期，滄縣監(jiān)測點的病情指數(shù)分別為0、0、1.7和0、0、1.7；寧晉點的病情指數(shù)分別為0、2.1、2.1和0.7、2.1、5.5；景縣點的病情指數(shù)分別為0、5.8、34.1和1.9、5.9、35.2(圖2)。綜合病株率和病情指數(shù)來看，春季返青后小麥冠腐病發(fā)生逐漸加重，拔節(jié)至灌漿期為快速增長期。

調(diào)查時期中1～3分別表示冬前苗期、拔節(jié)期、灌漿期。表2同。

Investigation period 1-3 mean seedling stage before winter, jointing stage, and milk stage, respectively.The same in figure 2.

圖12015-2017年不同生育期小麥冠腐病的病株率

Fig.1Diseaseincidenceofwheatcrownrotatdifferentgrowthstagesofwheatduring2015-2017

在滄縣監(jiān)測點，冠腐病發(fā)生程度較輕，病株率在年度間差異不顯著，2016和2017年病情指數(shù)均顯著高于2015年。寧晉監(jiān)測點小麥冠腐病的初始發(fā)生程度亦較輕，2015年病株率和病情指數(shù)分別為2.4%和1.2；到2017年小麥冠腐病的發(fā)生程度已明顯加重，病株率和病情指數(shù)分別為14.6%和5.5，較2015年分別增長了12.2%和4.3。景縣監(jiān)測點在2015年小麥冠腐病發(fā)生偏重，病株率和病情指數(shù)分別為32.8%和20.6；2016和2017年小麥冠腐病病株率較2015年分別增長了21.3%和33.6%，病情指數(shù)分別增長了13.5和14.6，差異顯著(表1)。由此可見，3個監(jiān)測點小麥冠腐病的發(fā)生呈逐年加重趨勢。

圖2 2015-2017年不同生育期小麥冠腐病發(fā)生病情指數(shù)

2.2 小麥灌漿期引起冠腐病鐮刀菌的分離頻率

對2015-2017年各監(jiān)測點小麥灌漿期引起冠腐病的鐮刀菌分離頻率進行分析，結(jié)果(表2)表明，在各監(jiān)測點，隨著年度間病害發(fā)生程度的加重，引起冠腐病的鐮刀菌分離頻率也隨之增加。在病害發(fā)生程度較輕且年度間病害增長幅度較小的滄縣，2015-2017年鐮刀菌的分離頻率均較低，分別為22.2%、25.0%和25.0%；在寧晉監(jiān)測點，2015和2016年病害發(fā)生程度較輕，鐮刀菌的分離頻率也較低，僅為10.3%和13.0%，2017年病害發(fā)生程度的加重，鐮刀菌的分離頻率也隨之增加至57.4%；景縣監(jiān)測點初始發(fā)病率較高，2015年鐮刀菌的分離頻率為68.5%，隨著病害發(fā)生加重，2016和2017年鐮刀菌的分離頻率分別達到91.4%和91.8%。說明鐮刀菌是引起小麥冠腐病病害的優(yōu)勢菌。

表1 2015-2017年小麥灌漿期冠腐病病害發(fā)生狀況Table 1 Wheat crown rot occurrence at milk stage during 2015-2017

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異在0.05水平顯著。

Different letters following data in same column indicate significant difference between years at 0.05 level.

表2 2015-2017年度小麥灌漿期導致冠腐病害的鐮刀菌的分離頻率Table 2 Isolation frequency of Fusarium spp.causing wheat crown rot at milk stage during 2015-2017

3 討 論

在小麥生產(chǎn)中，小麥冠腐病常與其他根莖部病害混合發(fā)生[16]，尤其是與離蠕孢菌引起的莖基部癥狀不易區(qū)分。本研究在小麥冠腐病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測中，各監(jiān)測點病變株中均能分離到離蠕孢菌。在田間病害發(fā)生調(diào)查的基礎上，對引起小麥冠腐病的主要病原菌鐮刀菌進行了分離，以明確引起小麥冠腐病的主要病菌。本研究中，小麥冠腐病發(fā)生嚴重的監(jiān)測點或年份，鐮刀菌的分離頻率也偏高；發(fā)生輕的監(jiān)測點或年份，鐮刀菌的分離頻率低，而離蠕孢菌占主導地位。Smiley等[3]研究也表明，受環(huán)境影響，年度間優(yōu)勢病原菌會發(fā)生變化，但病害發(fā)生嚴重的地塊，鐮刀菌的分離頻率更大且對小麥的致病力更強。

本研究發(fā)現(xiàn)，3個監(jiān)測點小麥冠腐病的病害發(fā)生程度隨小麥生育期推移呈逐漸加重的趨勢，拔節(jié)期小麥冠腐病發(fā)生程度增加，灌漿期病害增長迅速。這可能因為各監(jiān)測點均進行了種子包衣處理，故冬前苗期病害發(fā)生較輕。這與用化學藥劑進行種子處理能顯著降低前期由假禾谷鐮刀菌引起的小麥苗腐[17]的結(jié)論一致。本課題組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，種子處理對返青前小麥冠腐病防治效果達到56.0%以上，在一定程度上控制了前期病害的發(fā)生。由于小麥整個生育期均可受到冠腐病菌的侵染，因此病菌侵入越早后期病害發(fā)生越重，產(chǎn)量損失越嚴重。因此，通過前期病害防控、降低早期病害發(fā)生率是控病保產(chǎn)的有效措施。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，除了種子包衣處理外，返青-拔節(jié)期為該病害防治的一個關(guān)鍵時期，而關(guān)于防治藥劑的篩選及配套防治技術(shù)還有待于進一步加強。

病害發(fā)生程度受土壤中病原菌數(shù)量、品種抗性、田間肥水、氣候等因素影響[18-20]。三個監(jiān)測點小麥冠腐病年度間病害發(fā)生的增長幅度不盡相同，但發(fā)生程度均呈逐年加重趨勢，具體原因還有待進一步檢測和分析。澳大利亞通過測定田間小麥冠腐病發(fā)生病株率來進行該病害下茬作物種植風險評估，在生產(chǎn)中得到廣泛應用。在我國耕作栽培制度下，還應該繼續(xù)加強集品種抗性、栽培措施、肥水管理、化學防治等為一體的病害發(fā)生規(guī)律和綜合防治技術(shù)研究，加強病害的監(jiān)測和預測，為病害合理防控提供技術(shù)支持。