甘肅省河西走廊制種玉米葉部侵染性病害調(diào)查鑒定與病原消長規(guī)律研究

陳廣泉1，趙蕓晨1，侯梁宇1，邢會琴1，張建朝2，謝 穎，秦伯穎1，陳海龍

(1.河西學(xué)院玉米種子安全處理研究中心，河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，河西學(xué)院生態(tài)與綠洲農(nóng)業(yè)研究院，甘肅 張掖 734000；2.張掖市植保植檢站，甘肅 張掖 734000；3.甘州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 張掖 734000；)

河西走廊是國家級玉米種子生產(chǎn)基地，每年制種玉米的種植面積在1.2×105hm2左右。制種玉米大面積連片種植，使該區(qū)域的種植結(jié)構(gòu)、耕作制度、栽培技術(shù)和栽培方式都發(fā)生了較大改變。多年連作重茬種植，為病害的傳播、蔓延以及爆發(fā)流行提供了有利條件；新品種、新組合大量引進，缺少必要的抗病性鑒定程序，使得一些新病害不斷傳入，加之一些新組合、新品系抗病性較弱，致使制種玉米葉部侵染性病害種類不斷增加，發(fā)生逐年加重。過去玉米生產(chǎn)中發(fā)生嚴(yán)重的一些葉部侵染性病害，如玉米大斑病、小斑病和玉米銹病，近年來又有加重發(fā)生的趨勢。一些原來危害較輕或零星發(fā)生的次要病害，隨著感病品種的種植，已逐漸上升為主要病害，如玉米褐斑病和紋枯病已經(jīng)成為玉米生產(chǎn)中發(fā)生普遍的葉部病害。原來在本區(qū)域沒有發(fā)生的病害，也呈現(xiàn)種類不斷增加且危害逐年嚴(yán)重趨勢，如彎孢菌葉斑病已成為河西走廊制種玉米生產(chǎn)上亟待解決的重要葉部病害。為了掌握河西走廊制種玉米葉部侵染性病害發(fā)生種類及分布狀況，對河西走廊制種玉米葉部侵染性病害進行了田間調(diào)查采樣及室內(nèi)分離培養(yǎng)和鑒定，初步查清了在河西走廊制種玉米葉部侵染性病害發(fā)生種類及引起病害發(fā)生的病原種類，并將制種玉米生育期按照4個不同的生長發(fā)育階段進行病害種類和病原數(shù)量統(tǒng)計，明確了制種玉米葉部侵染性病害的發(fā)生規(guī)律，為制種玉米葉部侵染性病害的綜合防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試培養(yǎng)基為馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)及肉汁胨培養(yǎng)基(NA)[1]。

1.2方法及步驟

1.2.1田間調(diào)查

在張掖市沙井鎮(zhèn)、武威市清源鎮(zhèn)、金昌市六壩鄉(xiāng)、酒泉市總寨鎮(zhèn)和高臺縣合黎鎮(zhèn)等地進行，各選取3塊玉米地，從玉米出苗開始，每隔7 d調(diào)查1次，每次調(diào)查采取5點取樣，每點順行選取50株，做好標(biāo)記，進行系統(tǒng)調(diào)查，觀察病葉的生長狀況，病部斑點的形狀、大小、色澤、排列等基本特征，依據(jù)病狀、病征初步確定病害類型和種類。詳細(xì)記載田間基本信息和發(fā)病情況，調(diào)查統(tǒng)計發(fā)病率(病葉率)，確定病情，劃分病級。并采集制種玉米葉部病害典型標(biāo)本，帶回室內(nèi)進行分離鑒定。

1.2.2初步判斷

根據(jù)采集標(biāo)本的癥狀初步判斷病原類型，對有病征的標(biāo)本進行直接鏡檢，無法直接鏡檢的標(biāo)本進行分離培養(yǎng)后再進行鏡檢。

1.2.3病原菌分離與鑒定

將采集到的新鮮葉片，在病健交界處剪取0.5 cm×0.5 cm組織塊，用75%的酒精消毒1 min，0.1%升汞消毒10 s，再用無菌水反復(fù)沖洗3～5次后，置于PDA和NA培養(yǎng)基上，放入培養(yǎng)箱內(nèi)，在適宜溫度條件下培養(yǎng)，待菌落形成后，純化到PDA和NA培養(yǎng)基上進行擴繁[1]，根據(jù)分離到的病原菌形態(tài)結(jié)構(gòu)及培養(yǎng)性狀，依據(jù)文獻[2]～[6]進行分類鑒定，進一步做到病性測定，確定病原種類和病害名稱。病毒病害采用提取病葉粗汁液通過電鏡進行觀察測定[7-10]。

1.2.4病害分級標(biāo)準(zhǔn)

玉米葉部病害分級參照文獻[11]～[13]，結(jié)合本試驗內(nèi)容和要求，編制出制種玉米葉部侵染性病害田間調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)(表1)，進行發(fā)病情況和病情指數(shù)調(diào)查。

表1 玉米葉部病害病情分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2.5病情指數(shù)計算[1]

病情指數(shù)=∑(病情株數(shù)×代表數(shù)值)/(株數(shù)總和×發(fā)病最重級的代表數(shù)值感染指數(shù))×100%

2 結(jié)果與分析

2.1病原鑒定及分布情況

對河西走廊制種玉米葉部侵染性病害進行田間系統(tǒng)調(diào)查，結(jié)合室內(nèi)初步鑒定，結(jié)果(表2)表明，河西走廊制種玉米生育期葉部侵染性病害病原種類有51種，其中真菌病原43種，細(xì)菌病原2種，病毒病原6種。把玉米生育期劃分成出苗至拔節(jié)、小喇叭口至大喇叭口、抽雄至吐絲、灌漿至完熟等4個生長階段進行病害統(tǒng)計，在4個生長階段的病原種類及病害分布情況是：出苗至拔節(jié)有23種病原，引起3種玉米病害發(fā)生，其中引起苗枯病的病原有20種，是所有玉米葉部侵染性病害中病原種類最多、最為復(fù)雜的病害之一；小喇叭口至大喇叭口有30種病原，引起26種玉米病害發(fā)生；抽雄至吐絲有25種病原，引起22種玉米病害發(fā)生；灌漿至完熟有18種病原，引起15種玉米病害發(fā)生。

2.2病原消長規(guī)律

圖1 河西走廊玉米各生長時期葉部病害病原種類

從制種玉米4個生長階段引起病害發(fā)生的病原種類分布情況看(圖1)，制種玉米出苗后，隨著幼苗的生長發(fā)育，葉部侵染性病害逐漸增多，大喇叭口期達到制種玉米葉部侵染性病害病原種類數(shù)量的高峰期，抽雄吐絲階段仍然保持著較高的病原種類數(shù)量，由抽雄吐絲階段到灌漿完熟階段病原種類數(shù)量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，但仍然保持較高的侵染水平，制種玉米從出苗到成熟葉部侵染性病害病原種類呈單峰狀分布。

2.3新病害發(fā)生情況

田間調(diào)查與室內(nèi)病原鑒定結(jié)果表明，玉米彎孢菌葉斑病(Curvularialunata(Wakker) Boed.)、玉米殼針孢斑枯病(SeptoriazeicolaStout)、玉米球腔菌葉斑病(Mycosphaerellamaydis(Pass.)Link)、玉米細(xì)菌性條紋病(Xan-thomonascapestrispv. Holcicola (Elliott) dy)、玉米細(xì)菌性葉斑病[Pseudomonas and ropogrnis(E.F.Smith.)Stapp]、黑條矮縮病(Rice black streaked dwarf virus)6種病害在河西走廊制種玉米未見相關(guān)報道，是本區(qū)域制種玉米病害新紀(jì)錄。

3 結(jié)論與討論

3.1河西走廊玉米葉部侵染性病害病原種類有51種，其中真菌43種，細(xì)菌2種，病毒6種。說明河西走廊制種玉米葉部侵染性病害的病原種類多，數(shù)量大，多種病原復(fù)合侵染，多種病害疊加出現(xiàn)，也反映出河西走廊制種玉米葉部侵染性病害發(fā)生種類的多樣性、危害程度的嚴(yán)重性、潛在發(fā)生的危險性和復(fù)合疊加的復(fù)雜性。同時，制種玉米葉部侵染性病害癥狀復(fù)雜，識別難度大，田間診斷十分困難，流行蔓延迅速，一旦發(fā)生容易貽誤防治時機。

3.2從病原種類分布和病原消長規(guī)律看，玉米苗枯病的病原有20種，是所有玉米葉部侵染性病害中病原種類最多、最為復(fù)雜的病害之一；這與國內(nèi)相關(guān)報道結(jié)果一致[14-19]，而大喇叭口期是制種玉米葉部侵染性病害病原種類和發(fā)生數(shù)量最多的高峰期，在制種玉米整個生育期葉部侵染性病害病原種類呈單峰狀分布。

3.3田間系統(tǒng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)了6種區(qū)域性病害新記錄，其中玉米彎孢菌葉斑病在田間發(fā)病率較高，病情指數(shù)較大，危害十分嚴(yán)重，已成為河西走廊制種玉米主要葉部侵染性病害之一，其他5種新記錄病害發(fā)生較輕，在制種玉米生產(chǎn)中不會造成嚴(yán)重為害。

3.4調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，原來屬于次要病害的褐斑病和紋枯病在田間發(fā)生呈明顯的上升趨勢；大斑病、小斑病和苗枯病仍然是主要的傳統(tǒng)病害；尾孢葉斑病和尾孢灰斑病在制種玉米生育中后期成為主要病害；普通銹病在局部區(qū)域、部分品種上發(fā)生非常嚴(yán)重，生產(chǎn)中應(yīng)引起高度重視；其他葉部侵染性病害受地域、品種、氣候條件、栽培管理水平等因素影響，呈現(xiàn)零星發(fā)生趨勢，屬于河西走廊制種玉米葉部發(fā)生的次要病害，對玉米正常的生長發(fā)育影響較小，一般不會造成流行為害。

3.5國內(nèi)對玉米病害種類鑒定的報道主要集中在大田商品玉米上，早在上世紀(jì)80年代，甘肅省張掖地區(qū)農(nóng)作物病害名錄報道玉米病害18種[20]，《甘肅農(nóng)作物病蟲害》報道，玉米病害有7種[21]，2003年有報道稱，河西走廊玉米病害24種[22]，但對河西走廊制種玉米葉部侵染性病害的調(diào)查目前沒見詳細(xì)報道，只是在《河西走廊玉米制種田病蟲草害發(fā)生與綜合防治技術(shù)》中記載了16種[23]。本試驗僅就制種玉米葉部侵染性病害調(diào)查鑒定到51種植物病原，引起32種玉米病害發(fā)生，無論是病原還是病害數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過之前的調(diào)查研究結(jié)果，并且填補了河西走廊制種玉米葉部侵染性病害系統(tǒng)調(diào)查研究的空白。

表2 河西走廊玉米葉部侵染性病害病原種類分布名錄

續(xù)表2

3.6本研究對制種玉米出苗至完熟發(fā)生在葉部的侵染性病害進行了初步調(diào)查與鑒定，無論是病害調(diào)查部位，還是制種玉米生育期，都還存在一定的局限性，并沒涉及到玉米莖稈、果穗等其它部位和播種到出苗等全生育期發(fā)生的病害，這有待于今后做更系統(tǒng)、更全面的調(diào)查與研究。由于實驗條件有限，對制種玉米葉部侵染性病害的調(diào)查與研究只采用傳統(tǒng)方法和手段進行，病毒病的分離與鑒定請相關(guān)院所完成。