一、分布与危害
小麦全蚀病是世界范围内最重要的小麦根部病害,也是我国小麦主产区发生的重要病害之一。其发生历史悠久,分布广泛。早在年就有人在澳大利亚南部认识了全蚀病的症状,年Smith在英国也发现了小麦全蚀病。现在大洋洲、美洲、欧洲、亚洲、非洲等地30多个国家有小麦全蚀病发生。它的危害性在许多国家可与小麦锈病相匹敌。我国最早于年在浙江发现小麦全蚀病;20世纪40~50年代,在山东、陕西、河北、浙江和云南零星发生;70~80年代初在河北、江苏、湖北、山西、安徽、四川新疆、黑龙江、青海和辽宁零星发生,而在宁夏、陕西、甘肃、山东、内蒙古和西藏大发生,为害严重;20世纪90年代至21世纪初在河北、江苏、湖北、山西、山东、陕西、河南和贵州大发生。
目前小麦全蚀病已经蔓延至我国21个省(自治区、直辖市),并在黄淮海冬麦区和长江中下游冬麦区广泛流行,为害严重。小麦感病以后,根系被破坏,分蘖减少,植物矮小,穗数、粒数减少,粒重降低,造成小麦大幅度减产,对产量造成损失的程度视发病早晚而异。
据多年试验资料表明:如在拔节前严重感病则多形成无效分蘖并且早期桔死;在小麦拔节期显症,一般平均株高矮缩17cm,有效穗数、穗粒数分别较健株减少34.8%~45%、13.3%~24.3%,千粒重降低42.2%~48.9%,减产71%~73%;在小麦抽穗期显症,一般品种均较健株矮14cm,有效穗数、穗粒数分别较健株减少17.7%~37.2%、1.6%~27.3%,千粒重降低18.7%~41.9%,减产47.5%~50%;在小麦灌浆期显症,有效穗数、穗粒数分别较健株减少0~7.9%、3%,千粒重降低1.1%~20.6%,减产26%~29.7%。小麦全蚀病是我国河南、山东等多个省的补充检疫性病害,一旦发病,制种田的种子将无法利用,会造成很大的经济损失。21世纪以来,小麦全蚀病在河南、山东、河北、江苏、湖北和陕西等省的麦田普遍发生,且有逐年加重的趋势。
二、症状
小麦全蚀病典型的田间症状是抽穗期至灌浆期呈现的白穗症状和茎基部和根部黑化症状。病菌菌丝侵入麦苗根部后大量繁殖,破坏根组织细胞,堵塞根部导管,使植株体内营养及水分不能正常运输,导致麦苗分蘖减少,植株下部黃叶増多,麦穗变小并停止生长。苗期感病的植株有时还会出现矮化现象。病菌在小麦的整个生长期间都能侵染,以成株期症状最为明显。成株期的症状类似于小麦干旱时的症状,植株由于根系受害并侵染茎基部,阻止小麦体内水分、养分的吸收和运输,导致病株枯死、麦穗变白,穗粒数减少,籽粒干瘪。另外,感染了全蚀病菌的麦株由于生长瘦弱以及根部腐烂很容易从土壤中拔起。
根据小麦全蚀病在湿地和旱地条件下症状不同,将其分为湿地全蚀病和旱地全蚀病。
湿地全蚀病:在湿润土壤条件下,小麦全蚀病菌菌丝可以从一个小麦植株蔓延至邻近的植株而形成发病中心。位于发病中心的植株最早发病,比周边发病的植株更加矮小瘦弱。小麦全蚀病菌的菌丝大量繁殖,缠绕在茎基表面,形成一层黑色菌丝鞘,且越接近基部颜色越深,状似在小麦的茎基部贴上了一块黑膏药。因此,小麦全蚀病也被称为黑脚病。这一典型症状是小麦全蚀病区别于小麦其他根部病害的标志之一。病菌一旦侵染茎基部形成黑脚症状,麦株就会死亡,停止灌浆,形成典型白穗症状。湿地全蚀病主要分布于澳大利亚、英国、太平洋西北部(哥伦比亚盆地、亚基马谷、爱达荷州蛇河平原南部)和中国华北地区。
旱地全蚀病:在干旱土壤条件下(年降水量少于~mm的地区),由于土壤湿度较低,严重影响了病菌的菌丝生长,菌丝无法在植株之间蔓延,所以不会形成发病中心。菌丝在麦株根部和茎基部内层可以生长而无法在表层生长,所以,茎基部不会出现典型的黑脚症状。但是病菌侵入茎基部后依然会造成水分和养分的运输困难,也会形成白穗。因此,旱地全蚀病的田间典型症状是零星分散的白穗。旱地全蚀病主要在澳大利亚南部的干旱地区、太平洋西北部的山区和地中海气候区发生。
三、防治技术
1.植物检疫
小麦全蚀病是我国重要的植物检疫对象。通过规范严格的植物检疫流程,可以有效地防止小麦全蚀病在我国各地区的传播与蔓延。尤其是产地检疫,要选取无病地块留种,单打单收,严防种子夹带病残体传病。
2.农业防治
农业防治一般采用轮作倒茬、耕作栽培、配方施肥等措施。
1轮作倒茬
小麦全蚀病菌主要以菌丝体随病残体在土壤中越夏或越冬。小麦或大麦连作有利于土壤中病原菌积累,连作多年病情逐年加重。合理轮作不仅阻断了病菌菌丝与寄主作物的接触,使土壤中菌丝量不断被降低,而且某些轮作作物还可能产生对病原菌有抑制作用的物质。在重病区实行轮作倒茬是控制小麦全蚀病的有效措施,轻病区合理轮作可延缓病害的扩展蔓延。生产中常用的轮作作物有烟草、薯类、甜菜、胡麻、蔬菜、绿肥、棉花等。此外,据陈厚德等研究,用水旱轮作的方式来控制小麦全蚀病的发生发展也是切实可行的。由于小麦全蚀病有明显的自然衰退现象,在小麦一玉米连作的条件下,病害发生达到高峰后,要继续种植小麦和玉米,通过全蚀病的自然衰退控制为害。此时不可盲目轮作,否则会干扰全蚀病自然衰退进程,之后再种植小麦就会出现第二次为害高峰。
另一方面,轮作防治小麦全蚀病在不同地域条件下需要的时间不同。例如,在温暖多雨的欧洲和美国东南部,一年时间足够将土壤中病菌含量降低到经济阈值之下。而在干旱少雨的大洋洲西北山区,由于土壤中微生物活动贫乏,则需要两年时间将土壤中病菌含量降低到经济阈值之下随着小麦全蚀病菌的特异性标记的出现,可以通过PCR的方法有效地检测土壤中小麦全蚀病菌的含量,从而预测未来病害发生情况。利用何种作物来进行轮作既要根据当地实际情况还应结合病害预测结果。
2耕作裁培
关于耕作对小麦全蚀病的影响,目前也有两种观点:一种认为深耕有利于减轻病害;另一种则认为实行免耕或少耕能减轻发病。前一种观点的理由是小麦全蚀病菌是土壤习居菌,不形成特殊的休眠体,仅以菌丝体在寄主残体或残渣中存活。重病地播前深翻,可将大量病残体翻入下层,降低了繁殖体的存活力,可改普土壤透气性,调整士壤中空气和水分的关系,促使麦根发育良好,增强植株抗(耐)病能力,减少病菌入侵机会。后一种观点可能着眼于小麦全蚀病自然衰退现象,认为小麦全蚀病自然衰退与土壤中存在的专化拮抗微生物有密切关系。
“衰退”麦田或即将“衰退”麦田的拮抗微生物在耕层上部比下部更活跃,若深翻则会扰乱耕层中抑制发病的“衰退”土层,导致病害加重。在北方冬麦区小麦全蚀病的侵染受土壤温度的制约。播种越早,发病越重,适当推迟播期可相应减轻病害。已有不少研究证明冬小麦适期晚播,是控制小麦全蚀病的有效措施之一。
3配方施肥
增施有机肥可提供较全面的营养,增强小麦植株抗病力、改良土壤理化特性,促进土壤微生物活动,增强土壤微生物间的竞争性,可以减少病原菌数量和抑制其生长。所施用的有机肥必须经过充分腐熟,以断绝病原菌的传播途径。当前生产上大量施用的是无机速效氮肥。氮肥对小麦全蚀病菌的侵染有重要影响,小麦植株缺氮侵染加重。不同类型的氮对病菌侵染的影响不同,有资料表明,铵态氮对降低病害严重度效果明显,硝态氮则促使病害严重度增加,施用铵态氯能降低小麦根际,有利于小麦对氮和微量元素的吸收,抑制了病菌侵染:面硝态氮则提高了根际pH,有利于病害发生发展,此外,还有研究表明,施用铵态氮时,细菌和链霉菌数量将大大增加,这对小麦全蚀病菌有不同程度的抑制作用。同样,氮、磷施用比例适当,硫与氮、磷同施,氯与铵态氮同施都有减轻发病的作用。使用足够的磷酸盐和微量元素肥料也可以提高小麦对全蚀病的抗性。
3.品种
20世纪70年代以前,人们普遍认为小麦品种中对全蚀病不存在抗病性差异或差异很小。70年代以后,随着试验条件和实验方法的改进,人们逐渐认识到小麦品种间对全蚀病存在着明显的抗病性差异,相对于其他的防治方法,选育抗病品种无疑是最为经济有效的办法。小麦全蚀病菌寄主范围广,在麦类作物中,小麦是最感病的,其次是大麦,燕麦表现出耐病或抗病。在小麦抗全蚀病育种实践中,育种工作者希望能够在小麦的种内找到抗病品种,但在绝大多数情况下不同品种(系)均对全蚀病的抗性较差而且抗病性差异不大,还未发现抗病品种。孙虎等()通过盆栽接种试验,对河南省生产上大面积推广和新培育的30个小麦品种(系)的抗全蚀病性能进行了鉴定和评价,结果表明尽管品种间存在明显的抗性差异,但整体抗性较差,无免疫和高抗品种。
同年西北农林科技大学的高小宁等()针对38个超高产小麦品种进行温室和田间抗性试验,虽然使用品种和鉴定方法不同,但是结论与孙虎等的一致。王宁等()对69个小麦品种进行抗性测定也得到同样的结论。徐飞等()继续对河南省个小麦品种(系)进行抗全蚀病鉴定和评价,评价指标以病情指数为主,并增加株高、根干重和茎叶干重,结论与孙虎等、高小宁等的一致。此外,在3个辅助评价指标中,株高、根干重、茎叶干重都与小麦抗全蚀病程度呈显著的正相关,其中以茎叶干重为最佳辅助指标。这些结果表明,各供试小麦品种(系)间的确存在着抗病性差异,其中有些品种达到了中抗水平,在病区可以考虑示范推广,以减轻病害。此外,英国洛桑试验站研究人员发现,不同小麦品种对全蚀病田间传播和持续性具有不同的影响。小麦品种Cadenza比Hereward在重病年份更能降低土壤含菌量。
虽然未能找到抗全蚀病或免疫的品种,但是小麦育种家和病理学家开始把注意力转向小麦的近缘属。在小麦的近缘属中,常用作小麦抗全蚀病研究材料的是黑麦、冰草和粗山羊草。随着研究的不断深入,近年来育种家又发现在一些小麦的近缘属中存在抗全蚀病的基因。王美南等()利用人工接种的方法,鉴定了华山新麦草和21份小麦华山新麦草异染色体系对小麦全蚀病的抗病性,结果表明,华山新麦草高抗全蚀病菌的侵染,是一个新的野生抗全蚀病种质,7份附加系、3份代换系和2份易位系中度抗病,其中附加系H1抗病性接近高抗。通过转入抗病基因为育种家开辟了新的途径。
4.化学防治
1土壤处理英国研究人员使用三唑醇或噻菌醇与土壤混合,虽然能够达到增产的效果,但是并不经济实惠。澳大利亚的工作人员通过在种植小麦时沟施苯并咪唑或三唑类杀菌剂同样可以达到显著的效果,但是同样不经济实惠。河南省农业科学院植物保护研究所试验结果表明,用70%甲基硫菌灵可湿性粉剂或50%多菌灵可湿性粉剂每公顷30~45kg,加细土kg,混匀后施入播种沟内,防效可达70%以上,增产显著。这些防治方法由于成本高,只能在点片发生地的扑灭性保护时和需要排除全蚀病干扰的试验田内应用,并不适用于生产上大面积应用。
2种子处理小麦全蚀病是典型的土传病害,种子包衣和拌种是防治该病害最为经济有效的途径河南省农业科学院植物保护研究所试验证明,用12.5%硅噻菌胺悬浮剂按种子重量的0.2%~0.3%的比例拌种,对小麦全蚀病防效可达90%以上。硅噻菌胺是目前唯一的防治小麦全蚀病的特效药剂,但仅仅对小麦全蚀病有效,对其他病害没有效果。
早期史建荣等(,)的研究指出:三唑醇拌种后药剂可通过种子内吸进入植株根系,并向根外释放,在较长时间内有足够的药量遗留在种子区或根围土壤中,从而减少根围病原菌的数量,抑制植株基部叶鞘病原菌的附着和侵染,并且对小麦苗期生长起到调控作用,提高植株抗逆性,最终起到控病保产的作用。三唑类杀菌剂(三唑酮、三唑醇和烯唑醇)拌种也能起到一定的效果,但易在苗期产生药害,严重抑制小麦出苗,不宜在生产上用于防治全蚀病。苯醚甲环唑咯菌腈种衣剂防治小麦全蚀病的效果虽不理想,但能防治小麦纹枯病等其他病害,提高保苗效果,增产作用比较明显。
3药液喷浇在上年发病的田块,本季又未进行土壤和种子处理,可用15%三唑酮可湿性粉剂每公顷3kg,加水kg,在小麦返青拔节期喷浇麦苗,防效可达60%;丙环唑、烯唑醇、三唑醇等杀菌剂也可用作喷浇防治小麦全蚀病。
5.生物防治
目前对小麦全蚀病自然衰退原因的研究表明,产2,4-diacetylphloroglucinol(DAPG)的荧光假单胞菌的田间消长起主要作用。国内外都在开发利用荧光假单胞菌防治小麦全蚀病。据张中鸽等()报道,采用浸种和生长期喷雾以及配合药剂拌种混合施用等方法,荧光假单胞菌菌剂对小麦全蚀病具有显著的防病增产作用。美国华盛顿州立大学研究组发现Q8rl-96所代表主要基因型的荧光假单胞菌通过10~CFU/个种子的浓度拌种防治病害后在自然发病土壤中能达到CFU/g根,而且连续8次轮作后仍然能保持较高的浓度;Q8rl-96的使用加速了小麦全蚀病衰退的到来。目前,生物防治仍处在不成熟阶段。另外,乔宏萍等()使用放线菌株防治小麦全蚀病,结果表明利用放线菌的防治效果也很不错。
6.小结
在当前缺乏抗病品种和经济有效的化学防治药剂的情况下,利用微生物之间的拮抗作用对小麦全蚀病进行生物防治具有广阔的应用前景。不论哪种防治手段,只要能在安全、环保、可持续发展的前提下有效控制病菌的传播与危害,便是值得研究借鉴的。防治小麦全蚀病不可能单靠一种防治手段取得最好的效果,需要多种技术、多种方法有效融合(例如品种抗性与生物防治结合,配以农业防治)才能取得最好的效果。
来源:《中国农作物病虫害》
植医堂,国内领先开创的“人工智能+医院”在线平台,提供一站式的农作物健康在线诊疗服务。
#庄稼看病#