摘要根據(jù)各地對小麥白粉病的研究成果和防治經(jīng)驗,從防治策略、經(jīng)濟閾值與預測預報、防治措施等方面綜述了小麥白粉病目前的防治技術(shù),并結(jié)合我國的防治現(xiàn)狀提出了對策。
關(guān)鍵詞小麥;白粉??;綜合治理
中圖分類號S511文獻標識碼A文章編號0517-6611(2014)24-08177-03
Research Advances in Integrated Management of Blumeria graminis in China
GAO Xue(Plant Protection and Quarantine Station of Qidong, Qidong, Jiangsu 226200)
AbstractAccording to research achievements and controlling experiences of Blumeria graminis in China, the current control technologies were reviewed from aspects of control strategy, economic threshold, forecasting methods, and control measures were reviewed, and several countermeasures were put forward combined with the control status in China.
Key wordsWheat; Blumeria graminis; Integrated management
小麥白粉病是由禾本布氏白粉菌(Blumeria graminis DC.Speer)引起的一種世界性病害,以溫帶和沿海的海洋性氣候地區(qū)發(fā)病較嚴重[1]。病原菌隨氣流傳播,?;詮?,在小麥整個生育期均可侵染,主要危害小麥葉片,使其光合效率降低[2]、呼吸作用增強、干物質(zhì)積累減少,影響小麥的生長發(fā)育,致使病株分蘗少,成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重下降,從而影響小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量[3]。小麥是我國第二大糧食作物,播種面積僅次于水稻。近年來,隨著降水增多、冬溫偏高、耕作制度的變化(尤其是密植、氮肥施用量增加),以及受菌源變異、品種繁雜、矮稈半矮稈品種的推廣等因素的影響,我國小麥白粉病的發(fā)生與危害日趨嚴重[4],迅速蔓延至全國幾乎所有麥區(qū),在很多地區(qū)已從次要病害上升為主要病害,成為小麥生產(chǎn)中發(fā)病面積大、危害損失嚴重的常發(fā)性病害,發(fā)病后引起的減產(chǎn)幅度可達10%~20%[5],嚴重發(fā)病后可減產(chǎn)40%~60%[6],是影響小麥豐產(chǎn)的重要因素之一,嚴重威脅我國糧食的生產(chǎn)安全。小麥白粉病的研究一直受到重視,國內(nèi)學者在其發(fā)病條件、病害流行影響因素、預測預報及防治措施等方面做了大量工作,并取得一定成績。為此,筆者根據(jù)各地的研究成果和防治經(jīng)驗,綜述了我國小麥白粉病防治的現(xiàn)狀,并對該病的綜合治理進行了展望,以期為控制該病發(fā)生為害、增強預防預見性提供理論依據(jù)。
1小麥白粉病預測預報技術(shù)
在控制農(nóng)作物病蟲危害中,預測預報工作發(fā)揮著十分重要的作用,按照全國統(tǒng)一的測報辦法,做好系統(tǒng)調(diào)查和監(jiān)測,冬前要進行一次秋苗病情調(diào)查,根據(jù)秋苗發(fā)病情況和氣象預報做出下一年度的超長期預報;次年小麥返青后開展統(tǒng)一的大面積普查,掌握春季病害菌源基數(shù),結(jié)合其他預測因素,對病害的流行做出長期預報;要做好系統(tǒng)監(jiān)測,掌握病害流行動態(tài),準確做出中短期預報,抓住關(guān)鍵時期和重點區(qū)域[7]。
近年來,許多測報站點根據(jù)多年以及多點的病情調(diào)查和觀測的數(shù)據(jù)資料進行統(tǒng)計分析,建立了多種預測模型,使對小麥白粉病的預測由經(jīng)驗定性預報向量化預報轉(zhuǎn)化,顯著提高了測報決策水平。Kluge等[8]研究了小麥白粉病的防治及計算機預測方法,并用模型計算了德國不同地區(qū)小麥白粉病流行程度,以確定某地區(qū)在流行的環(huán)境條件下防治的必要性。楊輝等[9]采用歷史資料,建立了氣象因素對小麥白粉病影響的數(shù)學模型,經(jīng)過檢驗,可作為超長期預測模型應用。左占民等[10]以靈寶市1987~2002年的病情調(diào)查資料和氣象資料為依據(jù),用模糊數(shù)學原理對豫西地區(qū)小麥白粉病發(fā)生程度進行了分析預測。錢拴等[11]確定了影響我國小麥白粉病發(fā)病流行的9項關(guān)鍵環(huán)流特征因子指標,其中4項較好地表征了我國小麥白粉病發(fā)病面積輕、偏輕、偏重、重4個級別的氣候特征。姚樹然等[12]利用河北省主麥區(qū)1987~2010 年小麥白粉病資料和相應氣象資料,通過合成分析和秩相關(guān)分析篩選出影響小麥白粉病流行的關(guān)鍵氣象因子,根據(jù)經(jīng)驗法則,利用小麥白粉病流行階段的溫度距平和濕度距平判別白粉病流行程度,并確定了白粉病流行的氣候年型與指標,為小麥白粉病影響評估與長期預報提供了理論依據(jù)。
由于小麥品種的更換以及栽培水平的提高,特別是病害的防治講求經(jīng)濟效益,即把為害損失控制在經(jīng)濟允許水平以下,需要制定經(jīng)濟有效的防治指標。宋正鈞等[13]根據(jù)小麥白粉病病穗級別田間實測資料,采用方差、相關(guān)回歸、通徑等方法探討了病穗級別與產(chǎn)量損失的關(guān)系,得出穗粒數(shù)減少和千粒重降低是影響產(chǎn)量的最主要因素,建立了產(chǎn)量損失二元回歸預測式及防治指標的動態(tài)模型和靜態(tài)模型,并且隨著產(chǎn)量水平、防治費用、防治效果、小麥價格、校正系數(shù)等不同而異。王曉宇等[14]利用病害累積指數(shù)能較好地預測產(chǎn)量損失狀況,減輕生育時期和品種間差異對預測模型的影響,千粒重和產(chǎn)量損失方程的決定系數(shù)分別為 0.891 和 0.852,通過田間植株病情指數(shù)動態(tài)調(diào)查,可以準確預測千粒重下降和產(chǎn)量損失狀況。許紅等[15]研究發(fā)現(xiàn)在自然發(fā)病條件下,抽穗揚花期小麥白粉病病情指數(shù)與染病小麥千粒重下降率呈極顯著正相關(guān),抽穗期無論病指高低,后期病害流行速率相近,防治指標為抽穗揚花期病情指數(shù)1.83。上述研究都為制定合理的小麥白粉病防治策略和防治指標提供了理論依據(jù)。
2我國小麥白粉病防治現(xiàn)狀
2.1防治策略小麥白粉病是典型的氣候型病害,防治仍要堅持“預防為主,綜合防治”的植保方針[7,16],認真做好預測預報,采用農(nóng)業(yè)防治和化學防治等技術(shù)措施。
2.2防治措施
2.2.1農(nóng)業(yè)防治。目前,除化學防治外,農(nóng)業(yè)防治是小麥白粉病綜合防治中最有效的措施。實行間作、選育抗(耐)病品種、根據(jù)小麥品種特性和土壤肥力狀況適期晚播、合理密植、平衡施肥、適當增施有機肥、合理灌溉等措施已構(gòu)成比較完善的小麥白粉病的農(nóng)業(yè)防治體系。有研究表明,小麥間作蠶豆能明顯降低小麥白粉病的發(fā)生[17],間作相對防效達4210%~82.30%[18]。
在選育抗病品種方面,具有突出抗性的品種尚未發(fā)現(xiàn)。小麥抗白粉病基因已經(jīng)定位和通過鑒定的僅有20余種,但是抗源單一化,加之小麥白粉病菌小種多、變異快,使抗源品種及衍生品種相繼喪失抗性,如抗病頻率較高的Pm8基因由于抗性的喪失已失去應用價值,小麥白粉病抗病品種十分匱乏[19]。但是小麥品種或種質(zhì)的抗性變異是存在的,劉聯(lián)正[20]研究發(fā)現(xiàn)PmWP6192是一個新的抗白粉基因。
2.2.2生物防治。隨著生態(tài)學的日益滲透,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)對傳統(tǒng)的病害防治策略提出新的要求,生物防治作為一個新的研究領(lǐng)域吸引了眾多植物病理學家的關(guān)注。大量研究表明,生物防治在植物病害綜合控制中有著不可替代的作用,因此,生物防治的研究和應用成為新的熱點。已有研究發(fā)現(xiàn)EA19 菌體對小麥白粉病菌的分生孢子萌發(fā)和吸器形成具有極顯著的抑制作用,并導致病菌附著胞發(fā)育畸形[21]。伊艷杰等[22]通過小麥白粉菌的孢子萌發(fā)抑制試驗得到4株對小麥白粉菌孢子萌發(fā)抑制效果較好的菌株,雖然僅測定了拮抗真菌在室內(nèi)對病菌具有較強的拮抗作用,然而得到的拮抗真菌為新的生防殺菌劑研究提供了資源。宮宇飛[23]從渭北不同地區(qū)、小麥不同生育期、不同部位分離獲得的內(nèi)生菌中篩選出對小麥白粉菌具有較好防治效果的菌株。目前對小麥白粉病的生物防治還處在室內(nèi)基礎(chǔ)研究階段,大規(guī)模的投入生產(chǎn)應用尚需時間。從保護農(nóng)業(yè)環(huán)境、提高食品安全性、保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展的角度進行考慮,生物防治前景十分廣闊。
3小麥白粉病綜合治理展望
3.1預測預報技術(shù) 對小麥白粉病進行及時準確的監(jiān)測預報是科學指導大田防治、抗災保產(chǎn)的關(guān)鍵。由于小麥白粉病是典型的氣候性病害,發(fā)生趨勢預測主要對病害發(fā)生流行規(guī)律進行總結(jié)、對流行因子進行分析,應以春季溫度、雨量、日照為主導因子,以越冬菌源基數(shù)、冬溫、積雪等為輔助因子[27],通過系統(tǒng)模擬方法進行。但其流行因素復雜,一般預測方法的準確率低。因此,要利用現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合模糊數(shù)學手段,用模糊聚類分析法預測不同區(qū)域的發(fā)生流行趨勢。另外,預警模型大多是一些測報站點根據(jù)特定的歷史資料建立,數(shù)據(jù)資料系統(tǒng)性與準確性存在差異[28]。因此,應綜合網(wǎng)絡病害數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)挖掘,建立一個基于數(shù)據(jù)挖掘的小麥白粉病信息系統(tǒng),從而提升對該病害的監(jiān)測預警能力。
3.2防治策略應采取以抗病品種布局和保健栽培為主線,做好病害生態(tài)治理;以控制菌源基地和發(fā)病基地為重點,做好病害分區(qū)治理;以準確預測和科學用藥為防線,控制春季病害大面積流行的綜防體系[29]。同時,要實現(xiàn)信息網(wǎng)絡化和各主要小麥產(chǎn)區(qū)資源共享,加強區(qū)域間的交流與合作。
3.3防治技術(shù)農(nóng)業(yè)防治是小麥白粉病綜合防治的基礎(chǔ)。雖然我國已經(jīng)形成比較完善的農(nóng)業(yè)防治體系,但還需進一步明確小麥白粉病發(fā)生條件、流行特點,應著重從病原菌寄主、耕作制度、作物布局、田間管理等方面著手,切斷小麥白粉病侵染和再侵染過程。另外,培育和合理利用抗病品種是防治小麥白粉病最經(jīng)濟有效且環(huán)保的措施,也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證,因此,要進一步開展品種對小麥白粉病抗(耐)性的研究,利用生物技術(shù)選育出高抗品種。
在生物防治方面,微生物農(nóng)藥發(fā)展的速度較慢,微生物制劑的研究還處于基礎(chǔ)階段。由于拮抗菌株對病菌的生防能力大多體現(xiàn)在控制條件下的室內(nèi)試驗,并處于不斷的研究中。因此,要加強基礎(chǔ)研究,提高自主創(chuàng)新能力,了解寄主–病原菌之間的關(guān)系,研究其田間的流行學,改進大量生產(chǎn)技術(shù),使生防制劑盡快應用于生產(chǎn)實際中。
化學防治是我國目前防治小麥白粉病的主要措施,在今后的綜合治理中仍占有重要地位。然而,化學農(nóng)藥的長期使用必將帶來環(huán)境污染以及小麥白粉病抗藥性的產(chǎn)生和發(fā)展。1982年首次報道了在歐洲出現(xiàn)小麥白粉病菌抗三唑酮菌株,此時三唑類殺菌劑在歐洲僅使用4年。我國1987年進行小麥白粉病抗性菌監(jiān)測,1991年在山東發(fā)現(xiàn)三唑酮的抗性菌,隨之在四川也有報道[19,30] 。因此,需要研制、開發(fā)高效、低毒、選擇性強的化學藥劑。同時,在防治過程中要明確小麥白粉病為害對小麥的產(chǎn)量損失,確定科學的防治指標,才能準確地預測和確定病害的流行程度,明確防治對象田塊,科學指導防治,從而達到既能控制病害流行為害又可減少不必要的防治、降低防治成本的目的[29]。
總之,控制小麥白粉病需從間作、選用抗耐病品種、改進栽培技術(shù)、加強田間管理、藥劑防治、生物防治等各方面綜合進行。借助媒體、培訓等手段讓群眾樹立綠色植保意識,積極主動開展綜合防治,也就是說,要建立一個持續(xù)、高效的綜合治理體系,為小麥白粉病的防治提供長期保障。
參考文獻
[1] HSAM S L K,ZELLER F J.Breeding for powdery mildew resistance in common wheat(Triticum aestivum L.)[M]//BELANGER R R,BUSHNELL W R,DIK A J,et al.The powdery mildews,a comprehensive treatise.St.Paul:APS Press,2002:219-238.
[2] KUCKENBERG J,TARTACHNYK I,NOGA G.Temporal and spatial changes of chlorophyll fluorescence as a basis for earlyand precise detection of leaf rust and powdery mildew infections in wheat leaves[J].Precision Agriculture,2009,10(1):34-44.
[3] 陳芳.武隆縣小麥白粉病的發(fā)生原因及防治對策[J].南方農(nóng)業(yè),2012,6(10):43-44.
[4] HUA W,LIU Z J,ZHU J,et al.Identification and genetic mapping of Pm42,a new recessive wheat powdery mildew resistance gene derived from wild emmer(Triticum turgidum var.dicoccoides)[J].Theor Appl Genet,2009,119:223-230.
[5] 劉淑香,楊軍玉.3種殺菌劑防治小麥白粉病田間試驗[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(2):178-180.
[6] 王志順,陳橋生,張道榮,等.小麥白粉病的發(fā)生原因及綜合防治[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(19):178-180.
[7] 劉媛,王琦,楊寧權(quán),等.2008 年寧夏小麥白粉病嚴重發(fā)生原因分析及防治策略[J].寧夏農(nóng)林科技,2009(2):18-19.
[8] KLUGE E,GUTSCHE V,GUNTHUR G.Computeraided method for prediction and control of powdery mildew in winter wheat and winter barley(ERYPROG)test results 1986 to 1988[J].Nachrichtenblatt Furden Pflanzenschutz in derDDR,1989,43(8):161-165.
[9] 楊輝,韓太國,戴林森,等.洛陽市小麥白粉病測報技術(shù)研究[J].洛陽農(nóng)業(yè)高等??茖W校學報,2000,20(2):16-17.
[10] 左占民,盧民生,李亮琴,等.豫西地區(qū)小麥白粉病發(fā)生程度 Fuzzy 預測模型研究[J].麥類作物學報,2003,23(2):80-82.
[11] 錢拴,霍治國,葉彩玲.我國小麥白粉病發(fā)生流行的長期氣象預測研究[J].自然災害學報,2005,14(2):56-63.
[12] 姚樹然,霍治國,司麗麗.基于經(jīng)驗法則的小麥白粉病氣候年型分析[J].生態(tài)學雜志,2013,32(4):981-986.
[13] 宋正鈞,莫光彬.小麥白粉病病穗級別與產(chǎn)量損失的關(guān)系及防治指標[J].貴州農(nóng)業(yè)科學,2000,28(6):15-17.
[14] 王曉宇,馮偉,王永華,等.小麥白粉病嚴重度與植株生理性狀及產(chǎn)量損失的關(guān)系[J].麥類作物學報,2012,32(6):1192-1198.
[15] 許紅,劉華林.小麥白粉病產(chǎn)量損失及防治指標的初步研究[J].植保技術(shù)與推廣,1997,17(2):3-5.
[16] 齊立,鄧俊俊,裴肖敏,等.2007 年荊州市小麥白粉病發(fā)生特點及防控對策[J].湖北植保,2007(5):7-8.
[17] 李燕茹.間作環(huán)境對不同抗性品種小麥白粉病及土壤含水量的影響[J].吉林農(nóng)業(yè),2010,245(7):86-88.
[18] 肖靖秀,周桂夙,湯利,等.小麥/蠶豆間作條件下小麥的氮、鉀營養(yǎng)對小麥白粉病的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2006,12(4):517-522.
[19] 劉君麗,司乃國.小麥白粉病化學防治現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].農(nóng)藥,2002,41(4):15-16.
[20] 劉聯(lián)正.小麥抗源 WP6192 中抗白粉病基因的遺傳和 SSR 標記定位分析[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2012:27.
[21] 曾凡松,向禮波,楊立軍,等.一株內(nèi)生細菌 EA19 的分離鑒定及其對小麥白粉病菌的抑制效果[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2012,51(23):5344-5347.
[22] 伊艷杰,張長付,時玉,等.小麥白粉菌拮抗真菌的篩選、鑒定及生防效果[J].中國農(nóng)學通報,2010,26(14):273-276
[23] 宮宇飛.小麥內(nèi)生細菌對小麥白粉病的生物防治研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2007:1-2.
[24] 徐太杰,孫俊銘,韋剛.小麥白粉病防治藥劑篩選試驗研究[J].安徽農(nóng)學通報,2011,17(5):87.
[25] 王衛(wèi)紅.不同殺菌劑對小麥白粉病的防效試驗[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2010(1):165-168.
[26] 馬勇,潘勇,吳定邦,等.40%酚菌酮水乳劑防治小麥白粉病田間藥效試驗[J].安徽農(nóng)學通報,2013,19(6):78-79.
[27] 剡文霞.秦州區(qū)小麥白粉病發(fā)生流行規(guī)律及其監(jiān)測預報因子分析探討[J].甘肅科技,2012,28(21):157-158.
[28] 張谷豐,易紅娟,孫雪梅.統(tǒng)計分析在植物病害研究上的應用[J].中國植保導刊,2009,29(2):11-14.
[29] 劉萬才,肖悅巖.小麥白粉病宏觀管理技術(shù)體系初探[J].植保技術(shù)與推廣,2003,23(12):5-9.
[30] 劉紅彥,王俊美,高素霞,等.河南省農(nóng)科院小麥抗白粉病基因研究進展[J].河南農(nóng)業(yè)科學,2009(9):109-113.