小麥是全球重要的糧食作物之一,其產(chǎn)量和質(zhì)量直接關系到全球糧食安全。小麥條銹病是一類由條形柄銹菌引起的真菌性病害[1],具有傳播速度快、危害范圍廣、造成損失嚴重等特點2,主要危害小麥葉片,導致葉片枯黃,影響光合作用,最終造成小麥減產(chǎn),甚至絕收。近年來,隨著氣候變化、種植結構調(diào)整以及病菌生理小種的變異,小麥條銹病的發(fā)生頻率和危害程度呈上升趨勢。在我國,小麥條銹病主要發(fā)生在西北、西南和華北等地區(qū)。全國農(nóng)業(yè)技術推廣中心數(shù)據(jù)顯示,2024年全國小麥條銹病的發(fā)生面積約為3000萬畝(1畝 ≈0.067 公頃),危害較大。因此,研究有效的綜合防治措施并推廣應用對保證我國糧食安全意義重大。
(二)危害特點
小麥條銹病主要危害小麥葉片,病菌侵染后會在葉片上形成條狀銹斑,隨著病情的發(fā)展,病斑逐漸擴大,最終導致葉片枯死。其危害程度與病菌侵染的時間密切相關,早期侵染會導致小麥生長發(fā)育受阻,影響產(chǎn)量和質(zhì)量。據(jù)相關報道,感染條銹病可導致小麥減產(chǎn) 10%~30% ,嚴重時可導致絕收。
一、小麥條銹病的發(fā)病規(guī)律及危害
二、傳統(tǒng)防治措施
(一)發(fā)病規(guī)律
小麥條銹病的病原菌為條形柄銹菌,其生活史包括冬孢子、擔孢子、夏孢子等多個階段。病原菌主要通過氣流傳播,病菌在越夏區(qū)和越冬區(qū)積累菌源,春季隨氣流傳播至小麥主產(chǎn)區(qū),引發(fā)病害流行。小麥條銹病的發(fā)生與氣候條件密切相關,溫暖濕潤的氣候條件有利于病菌的生長和傳播。研究表明,條銹病在氣溫 10°C~15°C 、相對濕度大于 80% 時發(fā)病速度最快[3]
(一)選用抗病品種
不同地區(qū)應根據(jù)條銹菌生理小種的動態(tài)變化,選擇適合的抗病品種。近年來,我國通過雜交育種和分子標記輔助育種等技術,培育出了一批高抗條銹病的小麥新品種,如周麥22、鄭麥1905、西農(nóng)511等。這些品種在抗病性、產(chǎn)量和品質(zhì)方面表現(xiàn)優(yōu)異,為病害防治提供了重要保障。需要注意的是,長期種植單一抗病品種可能導致病菌生理小種變異,從而使抗病品種失去抗性。因此,各地應因地制宜,優(yōu)化抗病品種布局,推廣多抗源品種,提高小麥的綜合抗病性能。
(二)農(nóng)業(yè)防治
1.適當晚播。適當晚播可減輕秋苗期條銹病的發(fā)生。研究表明,晚播10天左右的小麥,秋苗期條銹病的發(fā)病率可明顯降低[4]。此外,適期播種還可以避免小麥在條銹病高發(fā)期處于易感階段,從而減少病菌侵染的機會。
2.鏟除自生麥苗。自生麥苗是條銹病的主要越夏寄主,及時鏟除自生麥苗可減少菌源。在小麥收獲后,應及時清除自生麥苗,減少病菌的越夏場所。此外,清除自生麥苗還可以減少病菌在田間的積累,降低病害的初始菌源量。
3.合理施肥。根據(jù)土壤肥力和小麥生長需求,合理搭配氮、磷、鉀肥,適當增施磷鉀肥,控制氮肥用量,增強小麥抗病能力。研究表明,合理施肥可顯著提高小麥的抗病性[5],減少條銹病的發(fā)生。在小麥生長期間,應根據(jù)天氣情況和王壤濕度合理灌溉,避免田間積水。此外,及時清溝理,降低田間濕度,也是控制小麥條銹病發(fā)生的重要措施。
4.輪作倒茬。輪作倒茬可以有效減少病菌在土壤中的積累,降低病害的發(fā)生風險。在小麥與玉米輪作且已實施秸稈還田的地塊,推廣精細整地措施,清除地表殘留玉米秸稈,減少病原菌的繁殖積累。在條銹病高發(fā)區(qū),適當調(diào)整種植結構,增加抗病作物的種植比例,可以有效降低病害的發(fā)生頻率。例如,在西北、西南等條銹病越夏、冬繁區(qū),可推廣種植不同抗病基因的全生育期抗病品種[6]
(三)化學防治
化學防治是通過使用化學藥劑來控制小麥條銹病的發(fā)生和傳播,其關鍵在于選擇合適的藥劑和施藥時機,以達到最佳的防治效果。使用三唑酮等藥劑進行種子處理,可有效預防條銹病的發(fā)生。研究表明,藥劑拌種可使小麥苗期條銹病的發(fā)病率降低 60%~80% 。常用的藥劑拌種方法包括:用 25% 三唑酮可濕性粉劑 15g 拌麥種150kg ,或 12.5% 特譜唑可濕性粉劑 60~80g 拌麥種 50kg 。在發(fā)病初期,使用三唑酮、烯唑醇等高效低毒殺菌劑進行噴霧,防效可達 90% 以上。近年來,隨著新型殺菌劑的研發(fā)和應用,化學防治的效果得到了進一步提高。例如,氟唑菌酰羥胺、異丙氟吡菌胺等新型殺菌劑在防治小麥條銹病方面表現(xiàn)出良好的效果。在小麥生長中后期,條銹病常常與其他病蟲害混合發(fā)生,此時可以采用混合用藥的方式進行防治。例如,當田間發(fā)生條銹病、白粉病、赤霉病等混合病蟲害時,可選用三唑酮、烯唑醇、戊唑醇等殺菌劑,與抗蚜威等殺蟲劑混合噴霧。
三、創(chuàng)新性研究進展
近年來,隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,小麥條銹病的防治技術也取得了許多創(chuàng)新性進展。這些創(chuàng)新技術包括生物防治技術、基因編輯技術和智能監(jiān)測與預警系統(tǒng)等。這些技術的應用為小麥條銹病的防治提供了更加科學、高效的技術支持。
(一)生物防治技術
1.拮抗微生物。拮抗微生物利用拮抗微生物如木霉菌、芽孢桿菌等,通過競爭和拮抗作用抑制條銹菌的生長。研究表明,木霉菌和芽孢桿菌對條銹菌的生長具有顯著的抑制作用。通過噴施含有拮抗微生物的生物制劑,可有效降低條銹病的發(fā)病率。
2.生物農(nóng)藥。生物農(nóng)藥研發(fā)基于微生物的生物農(nóng)藥,減少化學農(nóng)藥的使用,降低環(huán)境污染。近年來,我國在生物農(nóng)藥的研發(fā)方面取得了顯著進展,如枯草芽孢桿菌、木霉菌等生物農(nóng)藥在防治小麥條銹病方面表現(xiàn)出良好的效果。
(二)基因編輯技術
1.導入抗病基因。導入抗病基因通過基因編輯技術,將抗病基因?qū)诵←溒贩N中,培育出高抗條銹病的小麥新品種。近年來,隨著基因編輯技術的不斷發(fā)展,我國育種專家成功將多個抗病基因?qū)胄←溒贩N中,培育出了一批高抗條銹病的小麥新品種。
2.增強免疫能力。利用基因編輯技術提高小麥自身的免疫能力,增強其對條銹病的抗性。研究表明,通過基因編輯技術增強小麥的免疫能力,可顯著提高其對條銹病的抗性。
(三)智能監(jiān)測與預警系統(tǒng)
1.物聯(lián)網(wǎng)技術。利用物聯(lián)網(wǎng)技術,實時監(jiān)測田間小麥的生長環(huán)境和病害發(fā)生情況。通過在田間安裝傳感器,實時采集溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)以及小麥的生長數(shù)據(jù)。
2.大數(shù)據(jù)分析與人工智能算法。結合大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法,對條銹病的發(fā)生進行精準預測和預警。通過對歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的分析,建立條銹病發(fā)生預測模型,提前預警病害的發(fā)生。
四、綜合防治策略
綜合防治策略是將傳統(tǒng)防治措施與現(xiàn)代科技手段相結合,形成一個多層次、全方位的防治體系,通過多種措施的協(xié)同作用,可以顯著提高小麥條銹病的防治效果。
(一)多措施協(xié)同
將抗病品種、農(nóng)業(yè)防治、化學防治和生物防治等措施有機結合,形成綜合防治體系。通過多種措施的協(xié)同作用,可顯著提高小麥條銹病的防治效果。例如,在選用抗病品種的基礎上,結合藥劑拌種、合理施肥和噴霧防治等措施,可使小麥條銹病的發(fā)病率降低80%以上[7]
(二)區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控
加強區(qū)域間的協(xié)作,統(tǒng)一監(jiān)測和防治,防止病害跨區(qū)域傳播。在小麥條銹病的高發(fā)區(qū)建立區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制,統(tǒng)一監(jiān)測病害的發(fā)生情況,及時采取防治措施。
(三)農(nóng)民培訓與推廣
加強對農(nóng)民的技術培訓,推廣先進的防治技術和方法,提高農(nóng)民的防治意識和能力。通過舉辦培訓班、發(fā)放技術資料和現(xiàn)場指導等方式,向農(nóng)民傳授小麥條銹病的防治技術。
結論
本研究詳細探討了小麥條銹病的傳統(tǒng)防治措施及其創(chuàng)新性研究進展。通過對抗病品種選育、農(nóng)業(yè)防治、化學防治等傳統(tǒng)方法的分析,并結合現(xiàn)代科技手段如生物防治技術、基因編輯技術和智能監(jiān)測預警系統(tǒng)的應用,提出了綜合防治策略。研究表明,將這些措施有機結合不僅能夠有效控制小麥條銹病的發(fā)生與傳播,還能顯著提升防治效果,保障小麥生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全。未來的研究應聚焦于進一步優(yōu)化現(xiàn)有技術,尤其是加強生物防治、基因編輯及智能監(jiān)測技術的應用,為實現(xiàn)更加科學高效的小麥條銹病防控提供技術支持,確保全球糧食安全。
參考文獻:
[1]張明皓,馬澤宇,劉琦,等.新疆主栽小麥品種抗條銹病基因檢測[C].中國植物病理學會2023年學術年會論文集,中國植物病理學會.2023:561.
[2]劉夢雪.效應蛋白Hasp190靶向轉錄因子TaASR2抑制小麥抗條銹病的分子機理研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2022.
[3]鄭倪,馬文龍,陳建雄,等.2016年青海省小麥條銹菌群體遺傳多樣性分析[J/OL].植物病理學報,2024(05):1-16
[4]宋國鋒.南陽市小麥條銹病綜合防控技術[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技,2024,(11):43-44.
[5]徐紅梅.小麥高產(chǎn)增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種植技術及病蟲害防治措施[J].種子科技,2024,42(19):127-129.
[6]楊芳萍,曹世勤,郭瑩,等.小麥條銹病抗性基因定位及分子標記技術研究進展[J].寒旱農(nóng)業(yè)科學,2024,3(01):1-10.
[7]趙秀萍,王錄科,席德倉,等.陳倉區(qū)小麥條銹病藥劑拌種試驗[J].農(nóng)民致富之友,2015,(16):139.