趙 剛,段 維,侯東生,陳寅初,楊 濤(.新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所,新疆石河子83000;.新疆康地種業(yè)科技股份有限公司,新疆烏魯木齊8300;3.新疆兵團(tuán)種子管理總站,新疆烏魯木齊8300)
向日葵(Helianthus annuus L.)是1年生草本植物,屬菊科(Asteraceae)向日葵屬(Helianthus),起源于北美洲,具有耐鹽堿、耐貧瘠、抗干旱、適應(yīng)性強(qiáng)等特性,在許多國家廣泛種植,是我國一種重要的經(jīng)濟(jì)作物。向日葵列當(dāng)(Orobanche cumana)是一類全寄生性雜草,它本身沒有根,主要寄生在向日葵根際,吸取向日葵植株的營養(yǎng)和水分生長[1],嚴(yán)重地降低了向日葵的產(chǎn)量和品質(zhì),給向日葵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成很大損失。筆者綜述了向日葵列當(dāng)?shù)奈:μ攸c、生物學(xué)特性及防治現(xiàn)狀等方面的研究進(jìn)展,以期為向日葵列當(dāng)防治研究提供理論依據(jù)。
1.1 向日葵列當(dāng)?shù)陌l(fā)生、危害情況 向日葵列當(dāng)又稱為毒根草、無根草、兔子拐棍等,是1年生寄生性草本植物,屬雙子葉植物,列當(dāng)科。在國外主要分布于俄羅斯、美國、匈牙利、斯洛伐克、朝鮮、捷克、以色列、保加利亞和埃爾維亞等地。國內(nèi)分布在新疆、內(nèi)蒙古、河北、黑龍江、北京、遼寧、山西、吉林等省(市、區(qū))。其中新疆危害最重,東北次之,遼寧較輕[2-3]。主要危害向日葵、番茄、西瓜、蠶豆、豌豆、甜瓜、芹菜、胡蘿卜、煙草、亞麻等。
向日葵整個生育期間都能被列當(dāng)寄生,被列當(dāng)寄生后,體內(nèi)營養(yǎng)和水分被向日葵列當(dāng)消耗,列當(dāng)寄生在寄主根部,影響植株生長,使得植株矮小,不能形成花盤,甚至干枯死亡,危害極大,導(dǎo)致百粒重降低、子粒短小,飽滿度差,子粒含油率下降,品質(zhì)變劣,商品性變差。經(jīng)報道在我國最大的向日葵產(chǎn)區(qū)——內(nèi)蒙古自治區(qū),僅巴彥淖爾市向日葵列當(dāng)危害面積就達(dá)1.33余萬公頃,部分向日葵田列當(dāng)平均寄生率達(dá)到72%以上,向日葵受害一般減產(chǎn)在30% ~45%,部分嚴(yán)重地塊列當(dāng)寄生率達(dá)90%以上,導(dǎo)致絕收,經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重[2,4]。據(jù)報道,吉林省向日葵主產(chǎn)區(qū)嚴(yán)重的地塊1株向日葵的根部寄生列當(dāng)多達(dá)130株,有的地塊減產(chǎn)40% ~70%[5]。趙金龍等對新疆伊犁地區(qū)向日葵列當(dāng)危害調(diào)查結(jié)果顯示,由于向日葵列當(dāng)?shù)奈:?,使該地區(qū)向日葵減產(chǎn)30% ~35%[6]。阿勒泰地區(qū)作為新疆向日葵列當(dāng)危害的重災(zāi)區(qū),主栽品種“三道眉”因為列當(dāng)危害問題,多年來只得尋找新開墾土地遷徙種植,常種土地普遍由于列當(dāng)危害而又無有效防治措施,被迫改種其他作物[7]。
1.2 向日葵列當(dāng)?shù)纳飳W(xué)特性 向日葵列當(dāng)是寄生性1年生草本植物,沒有真正的根,靠短須狀的假根侵入向日葵須根組織內(nèi)全寄生。株高通常為20~50 cm,最高54 cm(圖1)。莖直立、單生、肉質(zhì)、有縱棱,葉退化為鱗片狀,呈螺旋狀排列在莖上,無葉綠素,顏色隨著生長時間從淺黃色漸變到紫褐色?;閮尚曰ǎ瑢ΨQ生長,呈緊密的穗狀花序排列,每株上有50~70朵花,最多207朵,花色有米黃、粉紅、紫藍(lán)、褐色等,長10~20 mm,花冠合瓣,二唇形,上唇二裂,下唇三裂。列當(dāng)果實為蒴果,種子堅硬呈橢圓形,表面有縱橫網(wǎng)紋,內(nèi)含大量深褐色粉末狀的微小種子[2,8-9]。
在我國引起向日葵受害的列當(dāng)主要有瓜列當(dāng)(分枝列當(dāng)、埃及列當(dāng),O.aegyptiaca Pers)、列當(dāng) (小列當(dāng),O.coerulescens Steph)、向日葵列當(dāng)(直立列當(dāng)、二色列當(dāng),O.cumana Wallr)和彎管列當(dāng)(歐亞列當(dāng),O.cernua Loefling)[2,8]。向日葵列當(dāng)存在生理小種分化,我國開展生理小種鑒定工作較晚,目前僅報道有向日葵列當(dāng)A生理小種。在塞爾維亞、土耳其、俄羅斯、羅馬尼亞和西班牙的部分地區(qū)發(fā)生毒性更強(qiáng)的向日葵列當(dāng)生理小種F,生理小種F與A、B、C、D和E生理小種不同,F(xiàn) 生理小種的抗性是受隱性基因控制[2-3,8]。
1.3 向日葵列當(dāng)?shù)臑楹σ?guī)律 向日葵列當(dāng)種子大小一般為200 ~400 μm,千粒重僅 15 ~25 mg[10]。向日葵列當(dāng)種子成熟后需要休眠,需經(jīng)一段時間的后熟過程,完成后熟的列當(dāng)種子必須經(jīng)過一定溫度和濕度條件下的預(yù)培養(yǎng)過程,列當(dāng)種子的萌發(fā)條件比較特殊,它要求有充足的水分、合適的溫度(15~25℃)、較高的土壤堿度(pH>7.0)和寄主根部的分泌物。溫度過高或過低均不能萌發(fā),在酸性土壤(pH<7.0)時也不會萌發(fā)[2,9]。之后,還必須在較近距離內(nèi)在寄主(或非寄主,如辣椒)根系分泌物等外源萌發(fā)刺激物的誘導(dǎo)下才能萌發(fā)[2,10-11];種子萌發(fā)后,其胚根要寄生到向日葵根上還必須通過誘導(dǎo)形成一個獨(dú)特的寄生機(jī)構(gòu)——吸器,才能深入寄主根內(nèi)吸取養(yǎng)分和水分,完成由自養(yǎng)生長階段向異養(yǎng)生長階段(寄生狀態(tài))轉(zhuǎn)變,通過與向日葵根的維管束聯(lián)結(jié),競爭性地奪取機(jī)組水分、養(yǎng)分及生長激素,供其生長出土、開花與結(jié)實。若沒有與寄主植物接觸,仍能保持5~10年發(fā)芽力[2,9 -11]。
2.1 加強(qiáng)檢疫 向日葵列當(dāng)?shù)姆N子非常微小,可以隨種子遠(yuǎn)距離傳播,由于各地向日葵列當(dāng)生理小種不同,而且一旦傳入,迅速蔓延,不易清除。所以對調(diào)運(yùn)種子應(yīng)嚴(yán)格檢疫,嚴(yán)禁疫區(qū)種子未經(jīng)檢疫外調(diào),進(jìn)入非疫區(qū),避免疫區(qū)內(nèi)的種子、土壤、車輛以及農(nóng)機(jī)具在疫區(qū)以外流通,將向日葵列當(dāng)控制一定范圍內(nèi),使其發(fā)生區(qū)不再繼續(xù)擴(kuò)大。
2.2 推廣選用抗列當(dāng)品種 種植抗列當(dāng)品種是防治向日葵列當(dāng)最經(jīng)濟(jì)有效的措施。種植抗列當(dāng)品種簡便易行,可大大減少列當(dāng)對向日葵的寄生或基本不寄生,從而減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。同時,加強(qiáng)抗向日葵列當(dāng)品種相應(yīng)的栽培配套技術(shù),增強(qiáng)植株抗列當(dāng)?shù)哪芰Α?/p>
2.3 輪作倒茬 輪作是控制向日葵列當(dāng)最經(jīng)濟(jì)有效的措施,由于向日葵列當(dāng)?shù)姆N子在無寄主植物根的分泌物時不能萌發(fā),且在土壤中休眠期長達(dá)10年之久。研究發(fā)現(xiàn),辣椒、綠豆和苜蓿等作物在生長過程中也能分泌萌發(fā)刺激物,誘導(dǎo)向日葵列當(dāng)種子萌發(fā),但是萌發(fā)后的芽管不能與該誘發(fā)作物的根部建立寄生關(guān)系,這類能產(chǎn)生萌發(fā)刺激物而不能被其寄生的作物,被稱為“誘殺作物”;禾本科、甜菜、大豆等對向日葵列當(dāng)也有一定的誘導(dǎo)作用[2,10-11]。因此,對于重發(fā)生地塊,有條件的地區(qū)可改種非寄主作物。最好與“誘殺作物”實行6年以上的輪作,對危害嚴(yán)重的地塊則實行8~10年的輪作。通過利用向日葵列當(dāng)誘殺作物與向日葵間作或輪作,減少土壤中向日葵列當(dāng)種子的數(shù)量,從而減輕向日葵列當(dāng)對向日葵的危害,提高向日葵產(chǎn)量[11-12]。
2.4 人工鏟除 在向日葵列當(dāng)發(fā)生的地區(qū),當(dāng)有寄主存在且條件適宜時,向日葵列當(dāng)可隨時寄生出土,可根據(jù)向日葵列當(dāng)莖肉質(zhì)脆嫩易斷,在列當(dāng)出土盛期和結(jié)實前及時中耕鏟除2~3次,開花前要連根拔除或人工鏟除并將其燒毀或深埋,逐步降低和消滅其為害。
2.5 適期早播 適期播種對向日葵列當(dāng)?shù)陌l(fā)生程度也有一定影響,適期早播可減輕向日葵列當(dāng)?shù)奈:?,這可能與早播苗期地溫較低,不利于列當(dāng)種子萌發(fā)寄生有關(guān)[7]。
2.6 加強(qiáng)田間管理 主要是通過改善田間環(huán)境,創(chuàng)造有利于向日葵生長發(fā)育的條件,使植株長勢旺盛,提高抵抗能力。科學(xué)追肥灌水,適量地增加鉀肥和磷肥,加強(qiáng)植株長勢。
2.7 化學(xué)防治 對向日葵列當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的田塊,用0.2%2,4-D丁酯水溶液,噴灑于列當(dāng)植株和土壤表面,用藥液量為4 500~5 250 L/hm2,8~12 d后可殺列當(dāng)80%左右。但必須注意,向日葵的花盤直徑普遍超過10 cm時,才能進(jìn)行田間噴藥,否則易發(fā)生藥害。在向日葵和豆類間作地不能施藥,因豆類易受藥害死亡。也可在播種后至出苗前噴氟樂靈10 000倍稀釋液于表土,或在列當(dāng)盛花期之前用10%硝胺水灌根,每株150 ml左右,9 d后即死亡;用0.2%二硝基鄰甲酚水劑噴霧對向日葵列當(dāng)有較好的控制效果。
目前在向日葵列當(dāng)生物學(xué)特性、為害情況和化學(xué)成分分析等方面均已取得了豐碩的研究成果,但是在其寄生機(jī)理、生物防治和向日葵抗列當(dāng)育種方面的研究仍比較薄弱,還需深入研究。
[1]何付麗,黃長權(quán),尹克鑫,等.向日葵列當(dāng)萌發(fā)機(jī)理的研究[J].作物雜志,2012(6):105-110.
[2]白全江,云曉鵬,高占明,等.內(nèi)蒙古向日葵列當(dāng)發(fā)生危害及其防治技術(shù)措施[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2013(1):75-76.
[3]王鵬,李萬云,劉勝利,等.列當(dāng)生理小種和向日葵抗列當(dāng)種質(zhì)選育進(jìn)展[J].作物雜志,2014(4):10-16.
[4]趙秀紅.巴彥淖爾市向日葵列當(dāng)發(fā)生及防治技術(shù)[J].中國農(nóng)業(yè)信息,2014(3):102.
[5]張義,牛慶杰,孫敏,等.向日葵抗列當(dāng)遺傳研究[J].中國油料作物學(xué)報,2006,28(2):125 -128.
[6]趙金龍,吳立明,關(guān)志堅,等.向日葵列當(dāng)?shù)陌l(fā)生與防治[J].農(nóng)村科學(xué)實驗,2007(10):31-32.
[7]陳燕芳,趙君,金玉華,等.不同播期對向日葵列當(dāng)發(fā)生的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014(13):136,140.
[8]龐俊峰,馬德寧,王德壽,等.向日葵列當(dāng)生物學(xué)特性及抗列當(dāng)向日葵分子育種研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)進(jìn)展,2012,2(6):391 -396.
[9]陳明,薛麗靜.向日葵列當(dāng)?shù)陌l(fā)生規(guī)律及防治措施[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(8):85,88.
[10]毛彩仙.向日葵列當(dāng)生物學(xué)特性與綜合防治技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè),2008(11):11-12.
[11]趙長山,黃長權(quán),劉燕,等.向日葵列當(dāng)寄生機(jī)理研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2013,29(6):1 -5.
[12]郎名,馬永清,董淑琦,等.苗期棉花對向日葵列當(dāng)種子萌發(fā)誘導(dǎo)作用初探[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2011,20(1):79-83.