楊 雪，丁小蘭，何增磊，馬占鴻＊

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)系，北京 100193；2.中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院，北京 100123）

玉米南方銹病是由多堆柄銹菌（PucciniapolysoraUnderw.）引起的一種氣傳性病害。主要危害葉片和葉鞘（也可侵染苞葉），受害葉片兩面產(chǎn)生大量的孢子堆，影響葉片光合作用并造成葉片枯死，進(jìn)而降低玉米產(chǎn)量。中度發(fā)病的田塊減產(chǎn)10%～20%，感病較重的達(dá)到50%以上，部分田塊可能絕收［1］。南方銹病在世界各地均有發(fā)生，主要分布在非洲、東南亞、大洋洲、美洲中南部等熱帶、亞熱帶玉米種植地區(qū)；在我國(guó)，南方銹病首先在臺(tái)灣和海南發(fā)現(xiàn)，隨后在我國(guó)南部夏玉米種植地區(qū)發(fā)生，近年來(lái)隨著全球氣候變暖逐漸呈現(xiàn)由南向北擴(kuò)展蔓延的趨勢(shì)［2］（圖1為南方銹病目前在我國(guó)的分布情況）。在我國(guó)，僅臺(tái)灣有報(bào)道南方銹病病菌可以以冬孢子侵染玉米植株越冬；在海南、廣東、廣西、云南等南方濕熱地區(qū)，由于冬季氣溫較高，夏孢子可以在當(dāng)?shù)厍秩驹蕉⒊蔀榈诙甑某跚秩緛?lái)源；而我國(guó)廣大非越冬區(qū)的初侵染源則來(lái)自南方通過(guò)高空遠(yuǎn)距離傳播的夏孢子。南方銹病的發(fā)病需要高溫高濕的環(huán)境條件，其中溫度是病害發(fā)生的重要影響因子之一。明確玉米南方銹病的發(fā)病溫度范圍，以此為基礎(chǔ)輔之以物種分布預(yù)測(cè)軟件CLIMEX 進(jìn)行該病害的地理區(qū)劃對(duì)于病害預(yù)防有著重大意義。

有關(guān)玉米南方銹病與溫度關(guān)系的研究，前人多是通過(guò)病原菌（即多堆柄銹菌）夏孢子萌發(fā)試驗(yàn)來(lái)測(cè)定夏孢子萌發(fā)的適宜溫度范圍以及最適溫度范圍。段定仁［3］的夏孢子萌發(fā)試驗(yàn)表明，該菌夏孢子萌發(fā)適溫為26～30 ℃；阮義理等［4］的試驗(yàn)表明，該菌夏孢子萌發(fā)最適溫度為26 ℃，夏孢子萌發(fā)上限溫度為34 ℃；胡務(wù)義等［5］的試驗(yàn)表明，夏孢子萌發(fā)適溫為22～30 ℃，最適溫度為26～28 ℃；李石初等［6］的試驗(yàn)表明，夏孢子萌發(fā)適溫為20～32 ℃，28 ℃為最適溫度，36 ℃時(shí)不萌發(fā)；這些研究均沒(méi)有得到夏孢子萌發(fā)的下限溫度，這成為后續(xù)研究者需要解決的一個(gè)問(wèn)題。而對(duì)于該病害發(fā)病溫度范圍的測(cè)定多是基于田間氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)所得。胡務(wù)義等［7］根據(jù)浙江省淳安縣植保站3年來(lái)多點(diǎn)觀察得出該病發(fā)生的溫度范圍為26～28℃，日均氣溫低于22℃或高于33℃均不利于該病流行；但這些研究結(jié)果隨機(jī)性較大且不夠精確，若要明確發(fā)病溫度范圍就需要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)發(fā)病情況做系統(tǒng)性研究。由于病害往往是寄主與病原物互作的結(jié)果，它們彼此影響，導(dǎo)致發(fā)病所需的環(huán)境條件往往與病原物單獨(dú)生長(zhǎng)所需的環(huán)境條件不一致，因此，本研究將此種互作因素考慮在內(nèi)，進(jìn)行多堆柄銹菌的接種培養(yǎng)試驗(yàn)，測(cè)定不同溫度下的發(fā)病情況，以精確地確定發(fā)病溫度范圍和最適溫度范圍。

圖1 南方銹病在我國(guó)的分布情況Fig.1 Distribution of southern corn rust in China

1 材料與方法

1.1 病原菌

1.2 供試玉米材料

選取生產(chǎn)上的主流以及高感品種‘鄭單958’作為供試玉米材料。待玉米生長(zhǎng)3～4葉期進(jìn)行多堆柄銹菌的接種。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 接種方法

從發(fā)病的玉米葉片上收集夏孢子粉，配成濃度為1×104個(gè)／mL的孢子懸浮液。首先將3～4葉期玉米下部的3片葉片用溶有Tween-80的蒸餾水（每100mL中加入3～4 滴Tween-80［8］）潤(rùn)濕；然后將孢子懸浮液均勻地噴在葉片上；最后套袋黑暗保濕24h并置于不同溫度的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1.3.2 溫度梯度的設(shè)定

發(fā)病溫度上限和下限的確定：首先以35 ℃為起點(diǎn)，以5 ℃為梯度依次遞減直至找到發(fā)病溫度下限。然后以2 ℃和1 ℃為梯度進(jìn)一步精確發(fā)病溫度上限和下限。

發(fā)病最適溫度范圍的確定：在發(fā)病溫度上限和下限測(cè)定過(guò)程中初步確定發(fā)病最適溫度T，以T 為起始溫度，以2 ℃和1 ℃為梯度遞增和遞減，觀察各個(gè)溫度下的發(fā)病情況，進(jìn)行病害定級(jí)以及病株率、病葉率、綜合病情指數(shù)［9］的測(cè)定，進(jìn)而確定出發(fā)病最適溫度范圍。

試驗(yàn)處理：在進(jìn)行發(fā)病溫度上限和下限的確定過(guò)程中，每個(gè)溫度3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)設(shè)3株玉米（9片葉片），觀察各個(gè)溫度下的發(fā)病情況，計(jì)算病株率和病葉率；在進(jìn)行發(fā)病最適溫度范圍的確定過(guò)程中，每個(gè)溫度3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)設(shè)30株玉米（90片葉片）。

1.3.3 多堆柄銹菌的接種培養(yǎng)條件

雨水箱涵施工技術(shù)作為城市道路工程建設(shè)的關(guān)鍵所在，需按照實(shí)際的工程施工情況全方位對(duì)城市排水工程進(jìn)行綜合分析。根據(jù)施工城市的環(huán)境、氣候、降水特點(diǎn)和降水量等，將雨水箱涵的施工預(yù)備工作落實(shí)到位。嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)及要求緊抓施工重點(diǎn)，使施工質(zhì)量進(jìn)一步提高。本文主要針對(duì)該技術(shù)在城市道路中的運(yùn)用進(jìn)行探討。

應(yīng)用CLIMACELL 707L 型號(hào)溫箱中的Program 4，L∥D＝9h∥15h，光照強(qiáng)度為24 000lx，風(fēng)速為40%，RH 為80%，循環(huán)數(shù)為無(wú)窮；溫度的設(shè)置按試驗(yàn)要求進(jìn)行。

1.3.4 病害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參考石潔等［10］的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病害分級(jí)。

1.3.5 綜合病情指數(shù)

綜合病情指數(shù)＝單株病斑數(shù)（侵染幾率）×相對(duì)產(chǎn)孢量×病斑大小；

單株病斑數(shù)：從30 株發(fā)病植株中隨機(jī)選取15株作為樣本。首先隨機(jī)計(jì)算5個(gè)單位面積（cm2）上孢子堆的平均數(shù)量；然后根據(jù)單株發(fā)病葉片面積估算單株玉米上的平均孢子堆數(shù)量。

相對(duì)產(chǎn)孢量：將隨機(jī)選取的15株樣本平均分為3組作為3個(gè)重復(fù)。首先從每個(gè)重復(fù)的每株玉米上刮取4個(gè)孢子堆上的夏孢子（共20個(gè)孢子堆）配成1 mL的孢子懸浮液；然后測(cè)定1μL 孢子懸浮液中的夏孢子量，進(jìn)而推算1 mL 孢子懸浮液中的夏孢子量，最后換算成單個(gè)孢子堆的產(chǎn)孢量即為相對(duì)產(chǎn)孢量，最后求出平均相對(duì)產(chǎn)孢量。

病斑大?。涸陔S機(jī)選取的15株樣本上各取3個(gè)孢子堆測(cè)量孢子堆大小，然后計(jì)算平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)病溫度上限和下限

以5℃為梯度的接種試驗(yàn)表明15℃和30℃分別為發(fā)病的下限溫度和上限溫度；以2 ℃和1 ℃為梯度的接種試驗(yàn)表明15 ℃和31 ℃分別為發(fā)病的下限溫度和上限溫度；據(jù)此做出玉米南方銹病的發(fā)病溫度范圍為15～31 ℃的判斷。綜合考慮各溫度下病株率、病葉率、發(fā)病快慢以及發(fā)病面積初步確定25 ℃為發(fā)病最適溫度T。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同溫度下南方銹病的發(fā)病情況Table 1 The occurrence of southern corn rust at different temperatures

2.2 發(fā)病最適溫度范圍

以25℃為起始溫度，以2℃和1℃為梯度上下浮動(dòng)，觀察比較病情嚴(yán)重程度，結(jié)果表明，玉米南方銹病的發(fā)病最適溫度范圍為24～27℃。試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表2。

表2 發(fā)病最適溫度測(cè)定結(jié)果1）Table 2 The optical temperature for occurrence of southern corn rust

Levene’s檢驗(yàn)結(jié)果顯示P值為0.051 1＞0.05，說(shuō)明各溫度處理下的平均綜合病情指數(shù)的方差具有同質(zhì)性。對(duì)發(fā)病最適溫度范圍測(cè)定結(jié)果用SAS 8.0進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示F值為60.57，P值小于0.000 1，說(shuō)明溫度對(duì)玉米南方銹病的平均綜合病情指數(shù)可產(chǎn)生顯著影響。LSD 多重比較結(jié)果顯示，27 ℃下平均綜合病情指數(shù)最高，與其他溫度有顯著差異，發(fā)病最重，其次為25 ℃和24 ℃，平均綜合病情指數(shù)也較高。說(shuō)明24～27 ℃是玉米南方銹病發(fā)病的最適溫度范圍。而23 ℃、28 ℃和29 ℃下平均綜合病情指數(shù)均較低。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)明確了玉米南方銹病的發(fā)病溫度范圍為15～31℃，其中最適發(fā)病溫度為24～27℃。試驗(yàn)還對(duì)前人的研究作了補(bǔ)充，得出了發(fā)病下限溫度為15℃。

將試驗(yàn)結(jié)果作為初始參數(shù)導(dǎo)入CLIMEX 軟件中，通過(guò)反復(fù)調(diào)試軟件中的各個(gè)參數(shù)值做出南方銹病的最優(yōu)分布預(yù)測(cè)圖。借助分布預(yù)測(cè)圖輔之以當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件即可預(yù)測(cè)病害在某一時(shí)間、某一地點(diǎn)發(fā)生與否，為病害的預(yù)防工作提供參考。

本研究充分考慮了寄主與病原物互作這一因素，研究南方銹病發(fā)病的溫度要求，而不是單純研究多堆柄銹菌夏孢子萌發(fā)的溫度要求。如此可以更為準(zhǔn)確地闡述病害與溫度的關(guān)系，試驗(yàn)結(jié)果具有更高的實(shí)踐參考價(jià)值。

本研究在確定病害發(fā)生的溫度要求的過(guò)程中采用系統(tǒng)的控制變量法，相比于前人的統(tǒng)計(jì)分析方法更為準(zhǔn)確，其測(cè)定結(jié)果不會(huì)受到其他環(huán)境因素的影響，結(jié)果真實(shí)地反映了病害與溫度的關(guān)系。

但是由于溫度條件只是影響發(fā)病的重要因素之一，因此，在應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行病害發(fā)生預(yù)測(cè)時(shí)，還需要綜合考慮其他的影響因素（如空氣濕度、寄主抗性等等）。

［1］明充.玉米銹病的發(fā)病規(guī)律及防治對(duì)策［J］.雜糧作物，2008，28（6）：387-388.

［2］劉俊，馬青，于凱，等.我國(guó)玉米南方銹病發(fā)生區(qū)域和玉米品種田間抗性的研究［J］.作物雜志，2009（3）：71-72.

［3］段定仁，何宏珍.海南島玉米上的多堆柄銹菌［J］.真菌學(xué)報(bào)，1984，3（2）：125-126.

［4］阮義理，胡務(wù)義，何萬(wàn)娥.玉米多堆柄銹菌的生物學(xué)特性［J］.玉米科學(xué)，2001，9（3）：82-85.

［5］胡務(wù)義，鄭明祥，阮義理，等.玉米南方型銹病發(fā)生規(guī)律與防治技術(shù)初步研究［J］.植保技術(shù)與推廣，2003，23（12）：9-12.

［6］李石初，杜青，唐照磊，等.廣西玉米南方銹病研究初報(bào)［J］.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，41（3）：231-232.

［7］胡務(wù)義，阮義理，石潔，等.我國(guó)玉米南方型銹病研究進(jìn)展［J］.植物醫(yī)生，2003，16（1）：9-11.

［8］陳翠霞，楊典洱，于元杰，等.南方玉米銹病及其抗性鑒定［J］.植物病理學(xué)報(bào)，2003，33（1）：86-87.

［9］潘穎慧，王立群，卜瑞，等.吉林省玉米品種資源抗銹病鑒定研究初探［J］.吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，35（5）：34-37.

［10］石潔，劉玉瑛，魏利民.河北省玉米南方型銹病初侵染來(lái)源研究［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，6（4）：5-8.