壽縣直播稻旱青立病輕發(fā)原因分析

張業(yè)寶 許圣君 唐桂林 周宗玲 倪婷

摘 要：該文分析了壽縣直播稻旱青立病輕發(fā)的原因，主要包括：砷在水稻田土壤表層中分布少，直播稻根系分布淺，能減少對砷的吸收;直播稻生育期推遲，其敏感生育期內(nèi)的氣候不利于旱青病的發(fā)生;直播稻田耕作管理方式不利于旱青立病發(fā)生。

關(guān)鍵詞：直播稻;旱青立病;輕發(fā)原因;生育特點(diǎn);耕作措施

中圖分類號 S435 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2020）20-0096-03

水稻旱青立病是水稻在抽穗后表現(xiàn)癥狀的一種生理性病害[1]，主要表現(xiàn)為穗、穎殼畸形，穎殼不閉合，結(jié)實率低下，嚴(yán)重的不抽穗及包頸。國內(nèi)外有很多學(xué)者稱旱青立病為直穗?。≧ice Straighthead），直頭病[2-4]，國內(nèi)有的學(xué)者直接稱其為水稻穎殼不閉合及穗部和穎殼畸形癥[5-6]。該病最早于1912年美國就有報道，目前日本、澳大利亞、葡萄牙、泰國及阿根廷等國家都有報道和研究[2]。該病害在長江中下游地區(qū)經(jīng)常發(fā)生，壽縣于1963年就有報道發(fā)生[7]。目前，旱青立病發(fā)病原因目前已經(jīng)基本清楚，即稻田長期淹水，產(chǎn)生大量有機(jī)砷（DMA），是引起旱青立病的主要原因[3，8]

1 壽縣直播稻旱青立病發(fā)病情況

壽縣常年水稻種植面積18.67萬hm2。從2010年開始，當(dāng)?shù)刂辈サ久娣e發(fā)展較快，主要集中在壽縣的中南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。至2015年，直播稻面積達(dá)5.33萬hm2，這個面積一直穩(wěn)定到2020年。近幾年在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了一個值得重視的現(xiàn)象，即過去旱青立病發(fā)生嚴(yán)重的區(qū)域和田塊，現(xiàn)改為直播稻后，旱青立病不再發(fā)生或者發(fā)生顯著減輕。如壽縣過去旱青立病發(fā)生嚴(yán)重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)小甸、李山、劉崗、炎劉、安豐塘、堰口、窯口等地的易發(fā)病田塊，近幾年改種直播稻后，極少發(fā)生。選擇有代表性的窯口鎮(zhèn)2個村進(jìn)行了典型調(diào)查。其中糧臺村共調(diào)查22戶，水稻種植面積14.34萬hm2，2015年之前年年不同程度發(fā)生，2015年發(fā)生旱青立病面積3.01hm2，占水稻種植面積的20.99%;賈廟村共調(diào)查32戶，水稻種植面積31.06hm2，2015年之前年年不同程度發(fā)生，2015年發(fā)生旱青立病面積5.25km2，占水稻種植面積的16.90%。這2個村在自2016年開始，水稻全部進(jìn)行麥茬免耕直播和旱直播后，不再發(fā)生旱青立病。劉崗鎮(zhèn)和小甸鎮(zhèn)過去每年發(fā)生面積都在300hm2左右，2010年以后，隨著直播稻面積的不斷擴(kuò)大，從2014年開始，2個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的發(fā)病面積都在10hm2以下。

2 直播稻旱青立病輕發(fā)原因分析

2.1 直播稻根系分布特點(diǎn)及對砷吸收的影響 壽縣直播稻大多采用人工撒播方式，特別是小麥茬免耕直播，其根系分布比機(jī)械直播還要淺。與手栽機(jī)插相比，直播稻65%的根系分布在0～5cm的土壤表層內(nèi);而手栽秧0～5cm土壤表層根系僅占45%[9]。而一般未受污染農(nóng)田中，砷在0～5cm土壤表層分布很少[10-11]，能減少直播稻根系對砷的吸收。另外，土壤表層通氣性好，含氧量高，不利于厭氧菌的生存，有機(jī)砷含量更低。

2.2 直播稻生育期推遲對旱青立病發(fā)生的影響

2.2.1 降雨 水稻旱青立病發(fā)生程度在不同年份之間的差異很大，其主要原因是氣候造成的。據(jù)研究，水稻在分蘗期至揚(yáng)花期均能受到甲基砷（DMA）的危害[3]，砷在土壤中有不同的形態(tài)，但只有甲基砷才會造成旱青立病，發(fā)病與否與土壤砷總含量不密切，且田間砷形態(tài)和淹水密切相關(guān)[8]。因此，分蘗期至揚(yáng)花期的降雨對旱青立病的發(fā)生會產(chǎn)生極大影響。以壽縣中部地區(qū)堰口鎮(zhèn)為例，麥茬稻（生育期140d為例）手插秧一般在5月1日左右播種，6月5日左右移栽。一般麥茬直播稻生育期135d左右，6月1日左右播種。它們的生育期劃分及各生育期內(nèi)的氣候?qū)登嗔l(fā)生的影響見表1和表2。

從表1可以看出，在大發(fā)生年份，如2006年、2007年、2008年、2011年和2014年，手插秧在2個敏感生育期內(nèi)，有1個長期陰雨或者2個都長期陰雨，均導(dǎo)致手插秧旱青立病大發(fā)生。而水稻在整個生育期都比較干旱的年份，如2013年和2016年，水稻高溫?zé)岷Πl(fā)生嚴(yán)重[12]，但旱青立病極少發(fā)生。

2.2.1.1 分蘗期降雨的差異及影響 一般年份，無論手插秧還是直播稻，在分蘗期都會保持淺水層以利于分蘗，因此手插秧與直播稻發(fā)病差異與分蘗期降雨差異關(guān)系不大。

2.2.1.2 分蘗末期至孕穗初期 水稻在分蘗末期到孕穗初期，均要進(jìn)行烤田，因此分蘗末期到孕穗初期的降雨天數(shù)及降雨量對該病的發(fā)生影響較大，從表1和表2可以看出，在分蘗末期至孕穗初期16d內(nèi)，手插秧與直播稻相比，降雨天數(shù)平均多1.22d，日均降雨量多2.2mm，在很多年份手插秧無法進(jìn)行有效烤田。而直播稻相比之下，烤田時氣候環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)。水稻分蘗末期的烤田很重要，它能使土壤含氧量提高，土壤氧化還原電位提高，土壤中有效氮素的供應(yīng)先抑制后促進(jìn)[13]。這3個因素均能減少土壤中有機(jī)砷的產(chǎn)生，從而減輕旱青立病的發(fā)生程度[8，14]。

2.2.1.3 孕穗初期至揚(yáng)花末期 孕穗后到揚(yáng)花結(jié)束31d左右的時間內(nèi)，是水稻生殖生長最關(guān)鍵也是對外界環(huán)境最敏感的時期，這個時期的降雨對旱青立病的發(fā)生影響最大。在孕穗初期至揚(yáng)花末期31d內(nèi)，手插秧日均降雨量比直播稻多0.6mm、降雨天數(shù)多0.64d，有利于旱青立病的發(fā)生。但2014年直播稻在孕穗初期至揚(yáng)花末期的31d內(nèi)，降雨天數(shù)達(dá)22d，而旱青立病很輕，不像手插秧那樣大發(fā)生，其主要原因是孕穗期至揚(yáng)花期平均溫度只有23.8℃，不適合硫酸鹽還原菌的生存繁殖。

2.2.2 溫度 高溫有利于土壤中硫酸鹽還原菌（SRB）生存繁殖[15，16]，從而產(chǎn)生更多的DMA，導(dǎo)致旱青立病的發(fā)生。從表1和表2可以看出，在分蘗末期至孕穗初期，手插秧和直播稻日平均氣溫?zé)o差異不大，均在27℃以上，均適合產(chǎn)生DMA的厭氧菌的生存繁殖，直播稻比手插秧高1.27℃;在孕穗初期至揚(yáng)花末期，手插秧比直播稻日均溫度高1.71℃;特別是直播稻在抽穗揚(yáng)花期的7d內(nèi)，日平均氣溫低于25℃，硫酸鹽還原菌活性受到抑制，生長繁殖緩慢[15]，不利于旱青立病發(fā)生。據(jù)近15年氣象資料，直播稻抽穗揚(yáng)花期（8/29—9/4）平均氣溫24.17℃，手插秧抽穗揚(yáng)花期（8/14—8/20）平均氣溫27.33℃，手插秧比直播稻高3.16℃。

2.3 直播稻栽培措施對旱青立病發(fā)生的影響

2.3.1 整地方式 手插秧都是旱旋耕水整或者水耕水整，農(nóng)民習(xí)慣精耕細(xì)耙，導(dǎo)致土壤粘重。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，越是精耕細(xì)耙的田塊，越容易發(fā)生旱青立病;在發(fā)病田塊中，前茬小麥的墑溝發(fā)生尤其重。這些與土壤粘重從而導(dǎo)致土壤透氣性差有關(guān)。而直播稻田一部分是麥茬免耕撒播，一部分是旱整直播，水整水播的只有5%左右。免耕稻田通透性明顯高于翻耕土壤，氧化還原電位提高、土壤中含氧量高[17]。與水整地相比，旱整田有效地提高了土壤氧化還原電位，降低了土壤含水量，改變了土壤的通透性[18]。這些均能減少有機(jī)砷的產(chǎn)生。

2.3.2 土壤有機(jī)質(zhì)及秸稈還田 采用麥茬免耕直播方式，秸稈分布在土壤表層，不會在漚爛過程中產(chǎn)生有害物質(zhì)毒害水稻根系，同時對當(dāng)季土壤的有機(jī)質(zhì)影響較小。據(jù)研究，增加秸稈和有機(jī)質(zhì)的使用量會增加土壤中有機(jī)砷的含量，加重旱青立病的發(fā)生[19，20]。

2.3.3 稻田排水系統(tǒng) 沿淮地區(qū)直播稻田，無論是旱整還是水整，田間都留有溝系，利于排水，整個水稻生育期都可以保持干濕交替，也能進(jìn)行有效的烤田，包括前茬的墑溝和地勢低洼地方。而手插秧和機(jī)插秧田間沒有溝系，很難將全田的水排干而進(jìn)行有效的烤田。在降雨多的年份，稻田更長期處于淹水狀態(tài)。

3 討論與建議

直播稻田旱青立病輕發(fā)原因，只是在實踐中根據(jù)大田發(fā)生特點(diǎn)及株發(fā)生癥狀，結(jié)合國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者的研究成果得出的初步結(jié)論，有待于田間對比試驗進(jìn)行驗證。經(jīng)常發(fā)生旱青立病的稻田，如旱改水田等，建議進(jìn)行旱整地、旱直播或者免耕直播。旱青立病的發(fā)生與氣候密切相關(guān)，有待建立氣象預(yù)報系統(tǒng)，對該病進(jìn)行提前預(yù)防，避免在發(fā)病后無法防治的窘境出現(xiàn)。目前，旱青立病防治最主要的措施是選用抗病品種和保持稻田干干濕濕，但干濕交替浪費(fèi)水資源，因此使用抗病品種是主要措施。我國目前在這方面研究剛剛起步，建議加快研究。

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