山東省小麥赤霉病流行因素分析與生態(tài)防控策略

摘 要：小麥赤霉病作為一種重大農(nóng)業(yè)病害，在山東省的小麥種植中造成了嚴(yán)重的影響，不僅損害了作物產(chǎn)量和質(zhì)量，而且對農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入構(gòu)成了直接威脅。以山東省為研究對象，分析了小麥赤霉病的流行因素，探討了一系列有效的生態(tài)防控策略，為小麥赤霉病的有效防控提供科學(xué)指導(dǎo)，進(jìn)而增加農(nóng)民收入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：小麥赤霉??；流行因素；生態(tài)防控；山東省

中圖分類號：S435.121.45 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）05–00-03

山東省作為我國的主要糧食生產(chǎn)區(qū)之一，其小麥產(chǎn)量對于國家糧食安全具有重要意義。然而，近年來，小麥赤霉病的頻繁發(fā)生嚴(yán)重威脅了小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，進(jìn)而影響了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入和地區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。鑒于小麥赤霉病對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的嚴(yán)重影響，深入分析其發(fā)病及流行因素，并提出有效的生態(tài)防控策略，不僅是保障糧食安全的需要，也是促進(jìn)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

1 小麥赤霉病的研究進(jìn)展

1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（1）病原菌致病基因與抗性基因研究。在小麥赤霉病的研究中，國內(nèi)外科學(xué)家們?nèi)〉昧孙@著進(jìn)展，特別是在赤霉病病原菌致病基因和小麥抗赤霉病基因的定位、克隆及其功能方面。這些研究成果為更深入地理解赤霉病的發(fā)病機(jī)理和抗病機(jī)制提供了關(guān)鍵信息。

（2）抗赤霉病小麥品種的培育。在培育抗赤霉病的小麥品種方面，我國已取得重要成果。例如，以揚(yáng)麥158為代表的一系列抗赤霉病品種的培育和推廣，顯著減少了長江中下游地區(qū)的赤霉病危害。這些成就表明我國在小麥赤霉病的育種方面處于國際領(lǐng)先地位。

1.2 現(xiàn)有防治方法

目前，我國小麥赤霉病的主要防治方法是在初花期使用化學(xué)藥劑噴灑。這種方法可以在一定程度上降低赤霉病的發(fā)生，但也存在對環(huán)境和人體健康的潛在風(fēng)險。為了應(yīng)對赤霉病的暴發(fā)和流行，科學(xué)家們正在探討更加環(huán)保和有效的防控策略。這些策略包括分析赤霉病暴發(fā)的主要原因（如氣候變化、耕作制度變化、小麥品種抗性、病菌抗藥性等），并在此基礎(chǔ)上提出了持續(xù)綠色防控的對策建議。

2 山東省小麥赤霉病流行因素分析

2.1 環(huán)境因素：氣候?qū)Τ嗝共〉挠绊?/p>

在分析山東省小麥赤霉病流行的環(huán)境因素時，氣候顯得尤為重要。作為一種典型的溫濕氣候型重大流行性病害，小麥赤霉病的發(fā)生和發(fā)展受到氣候條件的直接影響。研究顯示，在高溫高濕的氣候條件下，特別是在小麥的抽穗揚(yáng)花期，赤霉病的發(fā)生風(fēng)險顯著增加。

例如，2012年，山東省小麥赤霉病的發(fā)病面積占種植面積的93.53%，該地區(qū)在4—5月份經(jīng)歷的高溫和相對濕度≥70%的天數(shù)明顯多于往年，為赤霉病的大規(guī)模發(fā)生創(chuàng)造了理想條件。這些數(shù)據(jù)表明，氣候變化，特別是溫度和濕度的變化對赤霉病的發(fā)展具有直接且顯著的影響。

2.2 生物因素：病原菌特性及其與宿主的互作

在山東省小麥赤霉病的流行中，生物因素尤其是病原菌的特性及其與宿主植物的相互作用起到了關(guān)鍵作用。小麥赤霉病的主要病原體是禾谷鐮刀菌和亞洲鐮刀菌，以及在一些地區(qū)逐漸成為優(yōu)勢菌的假禾谷鐮刀菌。這些鐮刀菌能夠侵染小麥的多個部位，導(dǎo)致小麥發(fā)生苗枯、莖基腐、稈腐和穗腐，其中穗腐對小麥產(chǎn)量和質(zhì)量的影響最為顯著。穗腐的典型癥狀包括小穗產(chǎn)生水浸狀淺褐色斑點(diǎn)，隨后病菌擴(kuò)展至整個小穗，最終導(dǎo)致小穗枯黃。在濕度較大的條件下，病斑處甚至?xí)a(chǎn)生粉紅色膠狀霉層和密集的黑色小顆粒（子囊殼）。

病原菌與宿主植物的相互作用對赤霉病的發(fā)生和發(fā)展起到了決定性作用。鐮刀菌的生活史與小麥的生長周期緊密相關(guān)，特別是在小麥抽穗揚(yáng)花期，當(dāng)環(huán)境條件（如溫度、濕度）適宜時，病原菌可以迅速侵染并導(dǎo)致病害的暴發(fā)，病原菌產(chǎn)生的真菌毒素（如嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮）還會污染麥粒，并由此影響了小麥的食用和飼用價值。

值得注意的是，小麥品種間的抗病性差異對于赤霉病的流行也有重要影響。盡管某些品種如揚(yáng)麥、寧麥等顯示出一定的抗病性，但大多數(shù)品種對赤霉病缺乏足夠的抗性。在菌量充足的條件下，這些易感品種在連續(xù)陰雨天氣期間極易發(fā)生赤霉病暴發(fā)。

2.3 農(nóng)業(yè)管理因素：農(nóng)業(yè)管理方式對病害發(fā)展的影響

農(nóng)業(yè)管理方式對山東省小麥赤霉病的發(fā)展也有顯著影響。在考慮赤霉病的流行與防控時，必須關(guān)注農(nóng)業(yè)實(shí)踐中的各種因素，如耕作制度、作物種植密度和土壤管理。近年來，一些農(nóng)業(yè)管理措施，盡管可以提高土壤肥力和改善作物生長條件，卻間接加劇了赤霉病的發(fā)生風(fēng)險。因此，必須使用科學(xué)的農(nóng)業(yè)管理方式以減少小麥赤霉病的發(fā)生。

（1）秸稈還田是影響赤霉病流行的一個重要因素。秸稈還田主要是通過將作物殘余物還田，旨在提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和改善土壤結(jié)構(gòu)。然而，秸稈還田也為赤霉病菌提供了豐富的營養(yǎng)來源，從而增加了田間赤霉病菌的數(shù)量。例如，2016年在山東省的研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行玉米秸稈還田的地塊中，小麥赤霉病的病穗率是未還田對照區(qū)的2.78倍。這說明秸稈還田導(dǎo)致赤霉病菌大量積累，增加了病害暴發(fā)的風(fēng)險。

（2）耕作制度的變化也會對赤霉病的發(fā)展產(chǎn)生影響。隨著秸稈還田的普及，田間的赤霉病菌數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致病害的發(fā)生模式出現(xiàn)新的變化。例如，在灌漿后遇到陰雨天氣時，赤霉病菌能夠在麥穗上快速生長，雖然不會造成減產(chǎn)，但收獲時難以去除感染的小麥籽粒，從而導(dǎo)致毒素污染超標(biāo)問題。這表明農(nóng)業(yè)管理措施對赤霉病的發(fā)生和發(fā)展具有直接影響，需要在赤霉病防控策略中予以重視。

3 生態(tài)防控的策略

3.1 病害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)

為有效控制山東省小麥赤霉病，建立綜合的病害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)是關(guān)鍵[2]。害監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)主要使用衛(wèi)星遙感和無人機(jī)技術(shù)進(jìn)行大范圍作物監(jiān)測，整合數(shù)據(jù)到地理信息系統(tǒng)（GIS）以分析赤霉病分布和傳播趨勢，從而將詳細(xì)的氣象數(shù)據(jù)、赤霉病歷史發(fā)生記錄和實(shí)時田間觀察加以結(jié)合，以精準(zhǔn)預(yù)測病害發(fā)生趨勢。同時，發(fā)展基于人工智能的模型，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法，分析歷史和實(shí)時數(shù)據(jù)，提高預(yù)測的準(zhǔn)確性。此外，構(gòu)建有效的信息傳遞系統(tǒng)，如手機(jī)應(yīng)用和短信服務(wù)，及時向農(nóng)戶和相關(guān)管理部門提供預(yù)警信息和防控建議。建設(shè)這一系統(tǒng)的目標(biāo)是通過技術(shù)整合和智能分析，提前識別病害風(fēng)險，為小麥赤霉病的及時防控提供強(qiáng)有力的支撐。

3.2 生物防治方法

生物防治作為一種高效且環(huán)保的小麥赤霉病控制手段，主要是通過使用特定的微生物來抑制或消除赤霉病菌。

（1）應(yīng)用拮抗微生物。特定的拮抗微生物，如巴斯德假單胞菌（Pseudomonas pasteuri）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和木霉（Trichoderma spp.）等，已被證明能有效抑制禾谷鐮刀菌的生長。這些微生物可以在小麥穗部形成保護(hù)層，阻止赤霉病菌的侵入。例如，枯草芽孢桿菌能夠產(chǎn)生抗生素，直接抑制病原菌，或通過競爭性排斥，限制病原菌的生長[3]。

（2）使用內(nèi)生菌提高抗性。內(nèi)生菌，如一些根際土壤中的真菌和細(xì)菌，能在小麥植株內(nèi)部生長，增強(qiáng)植物的抗病性。例如，某些根際放線菌（Streptomyces spp.）能夠在小麥根部形成共生關(guān)系，提高植物對多種病害的抵抗力。

（3）RNA干擾技術(shù)。利用RNA干擾（RNAi）技術(shù)開發(fā)的生物源農(nóng)藥，通過靶向赤霉病菌的關(guān)鍵基因，可以有效抑制病原菌的生長和毒素產(chǎn)生。例如，針對禾谷鐮刀菌的特定致病基因設(shè)計(jì)小干擾RNA（siRNA），可以降低病菌的侵染能力和毒素合成。

（4）生物防治劑的實(shí)際應(yīng)用。生物防治劑通常以噴霧的形式施用于小麥植株。例如，根據(jù)一項(xiàng)研究，枯草芽孢桿菌的田間應(yīng)用能夠顯著降低赤霉病的發(fā)病率，提高小麥產(chǎn)量。在小麥抽穗期進(jìn)行生物防治劑的噴灑，可以在關(guān)鍵時期為作物提供保護(hù)。

3.3 農(nóng)藝管理措施

（1）調(diào)整種植密度。適當(dāng)降低小麥的種植密度，以增加植株間的空氣流通和陽光照射。例如，一項(xiàng)研究顯示，將小麥種植行距增加到30 cm，有助于減少葉面濕度，降低病原菌生存和傳播的可能，可以有效降低赤霉病的發(fā)生率。此外，實(shí)施作物輪作，特別是與非寄主作物如豆類或蔬菜輪作，可以減少土壤中病原菌的數(shù)量，從而降低下一季小麥作物的感染風(fēng)險。

（2）秸稈還田。在秸稈還田時采取科學(xué)方法，避免秸稈粗放處理導(dǎo)致的病原菌積累。例如，將秸稈粉碎后混合土壤進(jìn)行深埋，可以加速秸稈的分解，減少赤霉病菌的繁殖空間。研究表明，將秸稈深埋至20 cm以下，可以顯著減少次年赤霉病的發(fā)生。

（3）激發(fā)式秸稈還田技術(shù)。在適宜地區(qū)可采用激發(fā)式秸稈還田，即將秸稈與無機(jī)氮肥或有機(jī)氮肥配合使用，并進(jìn)行深埋。這種處理不僅加速了秸稈的腐熟，還增加了土壤的有機(jī)質(zhì)和微生物活性。研究顯示，激發(fā)式還田可顯著提升土壤肥力，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量和抗病能力。

通過上述這些具體的農(nóng)藝管理措施，可以有效減少小麥赤霉病的發(fā)生，同時提高土壤質(zhì)量和作物生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。

3.4 化學(xué)防治的合理使用

（1）掌握正確的噴藥時機(jī)。最佳噴藥時機(jī)是在小麥抽穗期至揚(yáng)花期，這一時期小麥對赤霉病最敏感。通常，這一階段發(fā)生在春季的晚期，具體時間取決于當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。在小麥開始抽穗時開始監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)赤霉病的跡象或預(yù)測到有利于病害發(fā)展的氣候條件時，應(yīng)立即進(jìn)行噴藥。

（2）選擇合適的藥劑。建議使用已被廣泛認(rèn)為有效的藥劑，如氰烯菌酯、戊唑醇和多菌靈。氰烯菌酯作用于病原菌的細(xì)胞膜，能阻止其生長；戊唑醇能抑制病原菌的細(xì)胞分裂；而多菌靈則作為廣譜殺菌劑，抑制病菌的生長。

（3）劑量控制。對于氰烯菌酯，通常推薦的使用劑量為0.6～0.8 L/hm2。戊唑醇的推薦劑量為0.3～0.5 L/hm2，

而多菌靈則建議使用1.0～1.5 L/hm2。通過使用合適的劑量，可以有效控制赤霉病，同時減少對環(huán)境的負(fù)面影響。

（4）耐水性藥劑的應(yīng)用。在選擇藥劑時，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r和藥劑的耐水性能。在多雨的地區(qū)，選擇耐水性較強(qiáng)的藥劑尤為重要。例如，氰烯菌酯和多菌靈具有較好的耐雨性，能夠在潮濕條件下保持有效[4]。

通過綜合考慮這些因素，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和病害發(fā)展情況，可以有效地運(yùn)用化學(xué)藥劑進(jìn)行赤霉病的防控。重要的是，要確保按照推薦劑量和時機(jī)使用藥劑，以最大限度地減少對環(huán)境和人類健康的影響。

4 案例研究與數(shù)據(jù)分析

4.1 山東沂水小麥赤霉病流行分析

山東省沂水縣遭受了嚴(yán)重的小麥赤霉病暴發(fā)，是近年來該地區(qū)所面臨的最為嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)災(zāi)害之一。山東省沂水縣的小麥赤霉病發(fā)病面積高達(dá)25.27萬hm2，占全市小麥種植面積的68.8%。由于病情發(fā)展迅速，損失極為嚴(yán)重，其中病穗率在不同地區(qū)波動很大，一般情況下介于45%～60%，而在某些特別嚴(yán)重的地塊，這一比例甚至超過了80%。受赤霉病影響的小麥，其千粒重平均下降了25.9%，對農(nóng)民的收入和地區(qū)的糧食安全造成了重大的影響。

這次赤霉病的大規(guī)模暴發(fā)主要受到兩大因素的影響。第一，菌源的充足是導(dǎo)致病害流行的關(guān)鍵因素。當(dāng)?shù)匦←満陀衩椎妮喿髅娣e達(dá)到14.67萬hm2，這為赤霉病菌提供了廣泛的宿主和生存環(huán)境。小麥?zhǔn)斋@后套種玉米的做法使得赤霉病菌能夠在玉米上繼續(xù)生存和繁殖，一旦遇到適宜的條件，就可能導(dǎo)致病害的大規(guī)模暴發(fā)。

第二，氣候條件也在這次赤霉病暴發(fā)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。沂水縣的氣候條件非常適合赤霉病菌的繁殖和侵染。5月份的平均氣溫為18.2 ℃，正好處于赤霉病發(fā)生的適宜溫度范圍內(nèi)。此外，從4月下旬開始的20 d內(nèi)，該地區(qū)經(jīng)歷了10 d的降雨，造成了高濕度的環(huán)境，為赤霉病菌的傳播和侵染創(chuàng)造了理想的條件。

4.2 防治措施

在沂水縣小麥赤霉病的大規(guī)模暴發(fā)后，當(dāng)?shù)夭扇×艘幌盗芯C合防治措施，以有效控制病害的發(fā)展和減少損失。

（1）農(nóng)業(yè)防治措施。在農(nóng)業(yè)管理方面，實(shí)施秋后深耕滅茬的策略，有助于破壞赤霉病菌的生存環(huán)境。對田間的玉米秸樁和麥田周圍的玉米秸殘?bào)w進(jìn)行了徹底清理，減少了菌源的積累。鼓勵農(nóng)戶選擇抗病性較強(qiáng)的小麥品種，如魯麥21、泰山021、臨沂15等，這些品種的抗赤霉病能力較強(qiáng)，能夠有效降低赤霉病的發(fā)生率。

（2）化學(xué)防治措施。藥劑的噴灑是控制赤霉病的關(guān)鍵手段。噴藥時，需要注意藥劑的正確使用和適宜的時間選擇。第一次噴藥通常在揚(yáng)花初期進(jìn)行，隨后每隔5～7 d進(jìn)行1次補(bǔ)噴。在連續(xù)的陰雨天氣中，應(yīng)抓住雨停間隙進(jìn)行噴藥，以確保藥效。在微雨情況下繼續(xù)噴藥時，應(yīng)適當(dāng)增加藥液濃度（提高10%），并加入3%的洗衣粉以增強(qiáng)藥劑的附著力和藥效的持久性。推薦使用的藥劑包括30%復(fù)方多菌靈膠懸劑75～100 g、50%多菌靈可濕性粉劑100 g和70%甲基托布津可濕性粉劑100 g[5]。

通過這些綜合防治措施，沂水縣的赤霉病暴發(fā)后的防治取得了顯著效果。這一案例強(qiáng)調(diào)了農(nóng)業(yè)管理和化學(xué)防治在赤霉病控制中的重要性，尤其是在氣候條件有利于病害發(fā)展的情況下。有效的防治策略不僅能夠控制病害的發(fā)展，還可以顯著減少經(jīng)濟(jì)損失，保障糧食安全。

5 結(jié)束語

通過分析和研究，揭示了山東省小麥赤霉病流行的主要因素，提出了一系列生態(tài)防控策略。結(jié)果表明，

通過科學(xué)的田間管理、合理的農(nóng)業(yè)實(shí)踐以及生態(tài)友好的防治方法，可以有效地控制小麥赤霉病的發(fā)生和蔓延。因此，在未來的小麥種植過程中，農(nóng)戶和管理人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)小麥赤霉病的特性和流行規(guī)律，采用綜合防治策略，包括合理的輪作、選擇抗病品種、及時施用生物防治劑等。這不僅能夠確保小麥作物的健康生長，保障糧食安全，也有助于提升農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益，推動山東省乃至全國的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：李東水（1977—），男，山東濱州人，中級農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)。