閆宏山 劉金榮 王素英 路志國(guó) 劉海平 蔣自可 宋宗強(qiáng)

摘要對(duì)我國(guó)華北夏谷生態(tài)區(qū)2004～2008年不同年份谷子品種(系)的抗逆性和抗病性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明:谷銹病、谷瘟病、紋枯病是目前華北夏谷區(qū)主要病害,常年發(fā)生,特別是紋枯病呈顯著上升趨勢(shì);白發(fā)病、線蟲病是華北夏谷區(qū)次要病害,個(gè)別年份發(fā)病較重。

關(guān)鍵詞谷子;品種抗性;華北夏谷區(qū);2004~2008年

中圖分類號(hào) S435 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 1007-5739(2009)11-0148-04

據(jù)統(tǒng)計(jì),危害谷子的病蟲有200～300種,在華北夏谷生態(tài)區(qū)常見(jiàn)并造成嚴(yán)重?fù)p失的病害有谷銹病、谷瘟病、紋枯病、白發(fā)病、紅葉病、線蟲病、黑穗病等;蟲害有栗灰螟、栗穗螟、栗稈蠅、玉米螟、黏蟲、栗小緣椿象及地下害蟲等。因年份和地區(qū)不同,病蟲發(fā)生的種類和危害程度也不一樣。如谷子白發(fā)病、黑穗病在20世紀(jì)50~60年代曾是危害谷子的主要病害,重病田塊病株率達(dá)20%～30%;80年代初因谷種調(diào)運(yùn)過(guò)程中缺乏嚴(yán)格檢疫,致使谷子線蟲病在華北夏谷區(qū)蔓延,造成重大損失,一些地區(qū)農(nóng)民不得不改種其他作物;谷銹病流行年份,感病品種葉片枯干,植株倒折,減產(chǎn)達(dá)50%以上;在一些地區(qū)由于地下害蟲螻蛄等為害,輕者造成缺苗斷壟,為害嚴(yán)重的要?dú)ХN。資料表明,谷子因病蟲危害,每年造成的損失占谷子總產(chǎn)量的20%～30%。因此,防治谷子病蟲害是提高谷子產(chǎn)量的一項(xiàng)重要措施,必須加以重視。筆者統(tǒng)計(jì)和分析了2004～2008年華北夏谷區(qū)域試驗(yàn)中供試品種(系)中的抗性表現(xiàn)及在華北夏谷區(qū)主要發(fā)生的病蟲害,對(duì)今后華北夏谷區(qū)的谷子育種和病蟲害防治提出了一些觀點(diǎn)和建議。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)谷子新品種(系)由華北夏谷區(qū)7個(gè)省(區(qū)、市)農(nóng)業(yè)科研院所提供。參試品種(系)見(jiàn)表1～5。

1.2試驗(yàn)方法及調(diào)查項(xiàng)目

本試驗(yàn)地點(diǎn)分布于華北夏谷區(qū)山東、河南、河北3個(gè)省、市、區(qū),具有較強(qiáng)的代表性。試驗(yàn)嚴(yán)格按照國(guó)家谷子品種區(qū)域試驗(yàn)統(tǒng)一方案實(shí)施,采用隨機(jī)區(qū)組法排列,3次重復(fù),6～8 行區(qū),行距0.4m,小區(qū)收獲面積13.34m2。田間、室內(nèi)調(diào)查考種項(xiàng)目有抗倒性、耐旱性、耐澇性、谷銹病、谷瘟病、紋枯病、白發(fā)病、紅葉病、線蟲病、蛀莖率等性狀。統(tǒng)計(jì)結(jié)果均為2004～2008年試驗(yàn)結(jié)果。

2結(jié)果與分析

2.12004～2008年參試品種(系)抗性分析

2004～2008年多數(shù)年份多數(shù)試點(diǎn)在谷子生育期間出現(xiàn)了能夠鑒定參試品種(系)抗性的逆境條件,基本可以鑒定出參試品種(系)的抗性,綜合各點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果,歷年具體調(diào)查數(shù)據(jù)參見(jiàn)表1～5。

2.22004～2008年各參試品種(系)主要抗逆性與病害分析

2.2.1抗倒性、抗旱性、耐澇性分析。比較5年統(tǒng)計(jì)結(jié)果,除了2007年品種的耐澇性沒(méi)有得到鑒定外,其余年份品種的抗倒性、耐旱性、耐澇性均得到了很好的鑒定。其中有一部分品種的抗倒性、耐旱性、耐澇性均較強(qiáng),比如K492、滄409、203184、1230、584等品種。對(duì)這些抗性較好的品種,育種工作者要在今后的工作中充分加以利用;對(duì)一些抗性比較差的品種,要少用甚至不用。在新品種選育過(guò)程中要注重株系抗逆性的選擇,特別是抗倒性的選擇,是新品種育成后能否在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在[1]。

2.2.2谷銹病、谷瘟病、紋枯病發(fā)病分析。從表6、圖1可以看出,在華北夏谷區(qū)谷銹病、谷瘟病、紋枯病常年發(fā)生,為華北夏谷區(qū)三大主要病害,尤以谷銹病、紋枯病發(fā)病最重,且紋枯病有逐年攀升的趨勢(shì)。華北夏谷區(qū)谷子生育期間高溫多雨的氣候條件是造就這三大病害的主要因素。

(1)谷銹病主要發(fā)生在谷子生長(zhǎng)的中后期,主要危害葉片,葉鞘上也可發(fā)生。初期在葉背面出現(xiàn)深紅褐色小點(diǎn),稍隆起,后表皮破裂,散出黃褐色夏孢子。后期產(chǎn)生灰黑色冬孢子堆,寄生于寄主表皮下,使表皮不易破裂。重發(fā)時(shí)葉片干枯,籽粒秕瘦,甚至整株枯死[3]。華北夏谷區(qū)的氣候條件,諸如溫度、濕度、降雨量適宜谷銹病的發(fā)生,是這種病害的高發(fā)區(qū)。1983年豫谷一號(hào)的育成,創(chuàng)造了夏谷高產(chǎn)的新紀(jì)錄,累計(jì)推廣面積達(dá)200萬(wàn)公頃,1988年榮獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)。但豫谷一號(hào)感谷銹病,遇病害發(fā)生年份,減產(chǎn)嚴(yán)重?！捌呶濉薄ⅰ鞍宋濉?、“九五”期間曾把選育抗病品種作為主攻方向,經(jīng)過(guò)多年的努力,育成的品種在抗病性上雖有不同程度的改進(jìn),但谷銹病并未得到有效遏制。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均發(fā)病級(jí)別仍在1.46～2.42級(jí)之間,5年平均1.97級(jí),發(fā)病級(jí)別仍高居不下。因此,育種者在抗病育種過(guò)程中應(yīng)對(duì)這種病害予以高度重視,對(duì)在谷銹病發(fā)病級(jí)別較高的2006年、2007年、2008年華北夏谷區(qū)試中表現(xiàn)高抗銹病且農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種要加以重點(diǎn)利用,如復(fù)1、糯質(zhì)白、203184等。

(2)谷瘟病分布廣泛,在各谷子產(chǎn)區(qū)均有分布。在谷子的整個(gè)生育期均可發(fā)生,葉片發(fā)病初有暗綠色水浸狀小點(diǎn),不久即擴(kuò)大,變?yōu)樗笮位驒E圓形,中央灰色,邊緣紫褐色,周圍有黃色暈圈。濕度大時(shí),病斑背面密生灰色霉層。嚴(yán)重時(shí)病斑融合,使葉片局部或全部枯死。莖節(jié)染病,初呈黃褐色或黑褐色小斑,后漸繞全節(jié)一周,造成節(jié)上部枯死。葉鞘病斑長(zhǎng)橢圓形,嚴(yán)重時(shí)枯黃。穗頸染病,初為褐色小點(diǎn),漸上下擴(kuò)展為黑褐色,嚴(yán)重時(shí)繞頸一周,造成全穗枯死。主軸中部染病,形成半穗枯死現(xiàn)象,呈黃白色。小穗染病,穗柄變褐枯死,籽粒干癟。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均發(fā)病級(jí)別在1.08～1.93級(jí)之間,5年平均1.50級(jí)。雖然谷瘟病近幾年發(fā)病級(jí)別相對(duì)較低,但略呈上升趨勢(shì),育種者應(yīng)給予足夠的關(guān)注,對(duì)在谷瘟病發(fā)病級(jí)別較高的2007年、2008年華北夏谷區(qū)試中表現(xiàn)高抗谷瘟病且農(nóng)藝性狀優(yōu)良的品種加以利用,如冀谷19、滄344、安04-4783等。

(3)谷子紋枯病在谷子拔節(jié)前很少發(fā)生,多在拔節(jié)期開(kāi)始發(fā)病,主要危害莖部葉鞘,首先在近地面葉鞘上產(chǎn)生暗綠色、形狀不規(guī)則的病斑,其后,病斑迅速擴(kuò)大,形成長(zhǎng)橢圓形云紋狀的大塊斑。時(shí)常有幾個(gè)病斑互相疊合形成更大的斑塊,有時(shí)達(dá)到葉鞘的整個(gè)寬度,使葉片輸送營(yíng)養(yǎng)受阻,導(dǎo)致葉鞘和其上的葉片干枯。在多雨的潮濕氣候下,若植株栽培過(guò)密,發(fā)病較早的病株也可整株干枯。嚴(yán)重時(shí)病菌可自葉鞘侵染其下面相接觸的莖稈,使莖稈軟化腐爛,特別是灌漿后期,隨著穗頭重量的增加,病株自侵染莖稈處折倒,嚴(yán)重減產(chǎn)。自20世紀(jì)末,隨著水肥條件的改善,中低稈新品種的培育和推廣、谷子種植密度的加大,增加了田間小氣候的濕度,使一直處于潛在狀態(tài)的紋枯病急劇上升為谷子的主要病害[4]。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均發(fā)病級(jí)別仍在1.31～3.74級(jí)之間,5年平均1.98級(jí)。2004年和2005年發(fā)病級(jí)別保持在同一較低水平1.31級(jí),2006年略升為1.42級(jí),2007年躍升至2.40級(jí),2008年更是攀升至3.74級(jí),增長(zhǎng)趨勢(shì)較為明顯。另外,2008年各參試品種發(fā)病級(jí)別均為3級(jí)或4級(jí),一方面說(shuō)明紋枯病已上升為華北夏谷區(qū)谷子的主要病害,另一方面揭示出各育種單位缺乏抗紋枯病的親本材料,育出的新品種均不抗紋枯病。因此,育種者應(yīng)高度重視抗紋枯病種質(zhì)資源的篩選和創(chuàng)新工作,爭(zhēng)取早日培育出高抗紋枯病的谷子新品種,防止紋枯病在華北夏谷區(qū)流行。

2.2.3白發(fā)病、紅葉病、線蟲病、蛀莖率發(fā)病分析。從表6可以看出,在華北夏谷區(qū),2004～2008年白發(fā)病、紅葉病、線蟲病3種病害發(fā)病差異較大,其中紅葉病發(fā)病較輕,呈上升趨勢(shì),白發(fā)病發(fā)病較重,線蟲病次之。但仔細(xì)分析表1～5可以看出,白發(fā)病、線蟲病這2種病害除個(gè)別年份個(gè)別品種發(fā)病嚴(yán)重外,其他年份其他品種均較輕。表明目前這3種病害在華北夏谷區(qū)都不是主要病害,同時(shí)反映出品種間抗白發(fā)病、線蟲病這2種病害差異明顯,選育抗病品種是防止這2種病害發(fā)生最經(jīng)濟(jì)有效的措施。

(1)谷子白發(fā)病病菌的侵染主要發(fā)生在谷子的幼苗時(shí)期。該病發(fā)病的土壤適溫為20℃,土壤相對(duì)濕度為50%,即半干土,并受溫濕度互相影響。當(dāng)溫度自20℃逐漸降低時(shí),濕土較適于發(fā)病;溫度自20℃逐漸升高時(shí),干土較適于發(fā)病。由于受播種期土壤溫濕度的制約,谷子白發(fā)病主要發(fā)生在我國(guó)北方的春谷區(qū),在華北夏谷區(qū)春谷播種過(guò)早、過(guò)深和連作地塊也可發(fā)病。該病發(fā)病初期幼苗葉片上產(chǎn)生淺綠至淡黃色條紋,葉背有灰白色霉?fàn)钗?這種癥狀叫做“灰背”。病苗繼續(xù)生長(zhǎng),病葉增多,心葉不能開(kāi)展,僅能伸展出1~2片有黃白色條紋的頂葉,背面有白霉,這種癥狀叫做白尖。白尖枯死變褐,病稈直立形似槍桿。病組織破裂以后,散出黃褐色粉末,就是病菌的卵孢子。最后僅留下黃白色葉脈,分裂成細(xì)絲,形似白發(fā)。有些病株能抽穗,但多變成畸形,短而粗,穎片變?yōu)樾∪~狀,叢生卷曲。病穗不結(jié)實(shí)或間有少數(shù)籽粒。這種癥狀俗名叫做刺猬頭或看谷老,病穗組織破裂也散出黃褐色粉末。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均發(fā)病幅度在0.08%～6.83%之間,5年平均1.65%。其中以2004年、2005年發(fā)病較重,在其他品種不發(fā)病或發(fā)病較輕的情況下,品種311、509、濟(jì)9051優(yōu)系、創(chuàng)19發(fā)病率居然達(dá)到8.63%、15.25%、29.20%、44.30%,反映出品種間抗白發(fā)病差異達(dá)到極顯著水平,選育抗病品種是防止這種病害發(fā)生最經(jīng)濟(jì)有效的途徑。另外,上述4個(gè)品種在谷子白發(fā)病鑒定試驗(yàn)中可作為感病對(duì)照。

(2)谷子紅葉病是全株性病害。紫稈品種染病,葉片、葉鞘及穗均變紅,因此稱其為紅葉病。青稈品種染病不變紅卻發(fā)生黃化,在灌漿至乳熟期十分明顯。病株一般先從葉尖開(kāi)始變紅或變黃,后逐漸向下擴(kuò)展,致全葉紅化或黃化干枯。有的僅葉片中央或邊緣變紅或變黃。不同品種所表現(xiàn)的癥狀差異很大,病株可表現(xiàn)各種輕重不同的癥狀,植株矮化,根系不發(fā)達(dá),葉面皺縮,葉緣呈波狀,頂端葉片直生或簇生,病穗短小、重量輕、種子發(fā)芽率不高,嚴(yán)重的不能抽穗。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均發(fā)病幅度在0.06%～1.04%之間,5年平均0.46%。雖然紅葉病近幾年發(fā)病率較低,但呈上升趨勢(shì),2007年、2008年平均發(fā)病率分別上升至0.83%、1.04%,品種糯質(zhì)白發(fā)病率最高,達(dá)2.88%。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展觀點(diǎn)來(lái)看,育種者也應(yīng)注重這方面抗病材料的選育。

(3)谷子線蟲病可危害谷子植株的根、莖、葉、葉鞘、花、穗和籽粒,主要危害穗部。開(kāi)花前一般不表現(xiàn)癥狀。感病植株的花初呈暗綠、漸變黃褐色后呈暗褐色。感病早的植株抽穗后即表現(xiàn)癥狀。因大量線蟲寄生于花部破壞子房,因而不能開(kāi)花,即使開(kāi)花也不能結(jié)實(shí),穎多張開(kāi),其中包藏表面光滑、有光澤、尖形的秕粒,病穗瘦小、直立不下垂,葉和葉鞘都較健株蒼綠。發(fā)病輕的植株癥狀多不明顯,也能開(kāi)花結(jié)實(shí),只有靠近穗主軸的小花生成淺褐色的病粒。在紅稈或紫稈品種上,病穗向陽(yáng)面的護(hù)穎變?yōu)榧t色或紫色,以灌漿至乳熟期最為明顯,以后褪為黃褐色,而青稈品種到成熟時(shí)仍為蒼綠色。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均發(fā)病幅度在0.01%～2.52%之間,5年平均0.72%。其中以2004年發(fā)病較重,在其他品種發(fā)病較輕的情況下,品種311、0951、S80、冀谷20發(fā)病率分別達(dá)到3.2%、4.0%、9.7%、10.7%,反映出品種間抗白發(fā)病差異明顯,選育抗病品種是防止這種病害發(fā)生最經(jīng)濟(jì)有效的途徑。另外,谷子線蟲病主要由種子傳病,帶線蟲種子是主要傳染源,建立無(wú)病留種地獲得無(wú)病種子或種子處理(恒溫浸種、藥劑處理)也是防止這種病害發(fā)生的有效措施。2000年安陽(yáng)林州某公司大量銷售感染線蟲病的豫谷七號(hào)種子且不進(jìn)行種子處理,導(dǎo)致線蟲病在林州及周邊地區(qū)大面積發(fā)生,一般減產(chǎn)20%,重病田減產(chǎn)50%～60%,給廣大農(nóng)戶造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。2001年、2002年安陽(yáng)市農(nóng)科院積極在林州推廣綜合抗病性較好的谷子新品種豫谷九號(hào)并進(jìn)行種子包衣處理,經(jīng)過(guò)2年的努力,有效地防止了線蟲病的蔓延和發(fā)生。

(4)谷子害蟲種類繁多,影響產(chǎn)量且防治難度較大的有粟灰螟、玉米螟和粟芒蠅等鉆蛀類害蟲。2004～2008年華北夏谷區(qū)試品種平均蛀莖幅度在0.57%～1.21%之間,5年平均0.93%。蟲害蛀莖雖然每年都有發(fā)生,但對(duì)產(chǎn)量影響較小。谷子苗期受害后造成枯心苗,形成缺苗斷壟,谷子抽穗后被蛀,常常形成白穗而不結(jié)實(shí),或遇風(fēng)雨,大量折株造成減產(chǎn)。對(duì)此類害蟲的防治,當(dāng)前主要靠化學(xué)防治措施。在當(dāng)代有害生物綜合治理的策略原則中,強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮自然因子的控害作用,重視選育推廣抗蟲品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。目前,谷子抗蟲育種研究較淺,育種者應(yīng)深入研究谷子種質(zhì)資源,發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造對(duì)某些害蟲的危害具有避免、反擊、忍耐或補(bǔ)償蟲傷等抗性功能的種質(zhì)或新材料加以利用。另外,1997～2006年在海南省三亞市谷子南繁加代期間,主要害蟲為粟灰螟、玉米螟,在谷子抽穗開(kāi)花期吃幼穗,危害較重,谷子抽穗初期防治效果較顯著。2007年、2008年南繁加代期間主要害蟲為食葉類害蟲粘蟲,由于其食量大,常造成谷田成片谷子被吃成光稈,危害較大,拔節(jié)至抽穗期應(yīng)及時(shí)防治。

此外,2004～2008年華北夏谷區(qū)試中僅2006年有谷子褐條病和褐斑病的發(fā)生,而且發(fā)病較輕。表明這2種病害都不是華北夏谷區(qū)主要病害,這里不再贅述。

3結(jié)論與討論

(1)通過(guò)對(duì)2004～2008年華北夏谷區(qū)試供試品種(系)的抗逆性和抗病性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,認(rèn)為在參試品種中一部分品種的抗倒性、耐旱性、耐澇性均較強(qiáng),但也有一部分品種抗逆性比較差,對(duì)抗逆性較好的品種,育種工作者要在今后的工作中充分加以利用。谷銹病、谷瘟病、紋枯病是華北夏谷區(qū)主要病害,常年發(fā)生,特別是紋枯病呈上升趨勢(shì);白發(fā)病、線蟲病是華北夏谷區(qū)次要病害,個(gè)別年份發(fā)病較重。因此,在近一段時(shí)期,華北夏谷區(qū)谷子抗病蟲害育種應(yīng)以抗谷銹病、谷瘟病、紋枯病為主,兼顧白發(fā)病、線蟲病,同時(shí)密切關(guān)注其他病蟲害的發(fā)生規(guī)律與方向,注重華北夏谷區(qū)試中綜合抗病性較好的品種的研究利用。與華北夏谷區(qū)不同,在西北春谷區(qū)主要病蟲害為谷銹病、谷瘟病、紅葉病、白發(fā)病、谷子鉆心蟲等,紅葉病呈上升趨勢(shì),黑穗病、紋枯病不是西北春谷區(qū)主要病害[5]。不同地區(qū)病蟲害的發(fā)生情況與規(guī)律不盡相同,為此各育種單位應(yīng)根據(jù)本服務(wù)區(qū)內(nèi)病蟲害的發(fā)生情況與規(guī)律制定和調(diào)整抗病害的育種目標(biāo)。

(2)本文所提到的谷子病害除了紅葉病病原為病毒、線蟲病病原為線蟲外,其余均為真菌性病害,且多數(shù)病害可種子傳播[1,2]。雖然選育抗病品種是防止谷子病害發(fā)生最經(jīng)濟(jì)有效的措施,但選育抗病品種畢竟所需年限較長(zhǎng)。為此,對(duì)谷子病害需要綜合防治,主要措施有:種植綜合抗病性較好的品種;品種合理搭配或輪換,防止病原優(yōu)勢(shì)小種的形成;建立無(wú)病留種地獲得無(wú)病種子;實(shí)行3年以上輪作倒茬,減少土壤中病原的累積量;種子處理,消滅病原;拔除病株,防止田間傳播;施用腐熟的糞肥和堆肥,減少病原來(lái)源。采用病蟲害綜合防治技術(shù),可保持品種的抗病性,延長(zhǎng)優(yōu)良品種使用年限,充分發(fā)揮新品種的增產(chǎn)潛力。

4參考文獻(xiàn)

[1] 李蔭梅.谷子育種學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1997.

[2] 張玉聚,武予清,崔金杰,等.中國(guó)農(nóng)業(yè)病蟲草害原色圖解[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2008.

[3] 鮑守禮.谷子銹病發(fā)生規(guī)律及特點(diǎn)初探[J].雜糧作物,2002,22(2):108-109.

[4] 董志平,李青松,高立起,等. 谷子紋枯病發(fā)生規(guī)律及影響因素[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2003(9):103-107.

[5] 郭紅亮,栗建枝,常海霞,等. 2003-2006 年谷子西北區(qū)試品種(系)抗性分析[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2008(4):7-11.