天水地區(qū)不同海拔高度小麥條銹菌越冬調(diào)查初報

潘 廣, 陳萬權(quán)*, 劉太國, 高 利, 曹世勤, 王曉明

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室,北京 100193;2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,蘭州 730070)

甘肅省天水地區(qū)為小麥條銹病的常發(fā)區(qū)和病菌生理小種產(chǎn)生的策源地,小麥品種抗條銹性容易發(fā)生變異,因而通常稱之為“常發(fā)易變區(qū)”[1]。小麥條銹菌在該地區(qū)既能越夏也能越冬,形成周年侵染循環(huán)。過去研究結(jié)果表明,小麥條銹菌在渭河上游的越冬海拔上限為1 700 m、在隴南南部為1 800m[2-4]。隨著全球氣候變暖、種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及品種布局變化,小麥條銹菌的越冬、越夏范圍亦會發(fā)生一些新的變化。為此,作者在前人研究的基礎(chǔ)上,以天水市甘谷縣為基點,采用病田定點系統(tǒng)觀察并輔以大田隨機(jī)調(diào)查相結(jié)合的方法,對小麥條銹病在該地區(qū)越冬情況進(jìn)行了深入研究,以進(jìn)一步勘定病菌越冬海拔上限,明確不同海拔地區(qū)病害越冬率。研究結(jié)果對于病害流行測報和源頭治理都具有重要指導(dǎo)意義。

1 調(diào)查研究方法

本研究在甘肅省天水市甘谷縣連續(xù)進(jìn)行2年(2008-2010)。調(diào)查采取定點系統(tǒng)觀察和大田隨機(jī)調(diào)查相結(jié)合的方法。在不同海拔高度地區(qū)設(shè)置病菌偵察圃,并隨機(jī)選定麥田進(jìn)行定點系統(tǒng)調(diào)查,每一代表性地區(qū)隨機(jī)選定3點,每點調(diào)查0.25 m2,每隔10 d左右調(diào)查一次,一直調(diào)查到小麥條銹菌越冬期結(jié)束為止。發(fā)病初期,調(diào)查點內(nèi)全部葉片發(fā)病情況,待普遍率達(dá)到5%以上時,每點隨機(jī)檢查50株或200個葉片以上,調(diào)查時分別記載小麥生育期、總?cè)~片數(shù)、病葉數(shù)和病害嚴(yán)重度,計算出病情指數(shù)[3-5]。大田調(diào)查采用隨機(jī)調(diào)查法,在自然發(fā)病麥田隨機(jī)取3點,每點調(diào)查2 m行長(條播田)或1m2(撒播田),同樣記載小麥生育期、總?cè)~片數(shù)、病葉數(shù)和病害嚴(yán)重度,計算出病情指數(shù)[4-5]。根據(jù)不同海拔高度麥田定點系統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)計算條銹病越冬率,其計算公式為越冬率=同一海拔高度各點冬后病葉數(shù)/各點冬前病葉數(shù)×100%。冬前、冬后調(diào)查時間分別是12月24日和3月20日。收集有關(guān)地區(qū)冬季11月至3月份的溫度、降雨量等氣象資料。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同海拔高度地區(qū)條銹病越冬情況調(diào)查結(jié)果

2008-2010年2年的調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 甘谷縣不同海拔高度小麥條銹菌越冬存活率1)

由表1可見,不同海拔高度地區(qū)小麥條銹菌的越冬存活率存在很大差異。總體趨勢是越冬存活率隨海拔高度的降低而增加,海拔越低病菌越冬率越高,海拔越高病菌越冬率越低。例如,在海拔1 293m地區(qū)2008-2009年和2009-2010年度小麥條銹菌越冬率分別為22.13%和25.78%;在海拔1 726 m地區(qū)同樣是在高感品種‘銘賢169’上,條銹菌越冬率分別降至1.23%和1.69%;在海拔1 951 m地區(qū)條銹菌越冬率分別僅為0.21%和0.76%。2009-2010年調(diào)查發(fā)現(xiàn)在海拔2 080 m地區(qū)小麥條銹菌仍可安全越冬,其越冬率為0.65%。比較該年與歷年冬季11月份至翌年3月溫度和降雨等氣象條件,沒有顯著不同(表2)。說明正常年份條銹菌在天水海拔2 000m左右地區(qū)可以安全越冬。從表1還可看出,在同一年份同一海拔高度地區(qū),小麥條銹菌在不同品種上的越冬率差異不大,如在海拔 1 726～1 750m地區(qū),2008-2009年、2009-2010年度條銹菌在高感品種‘銘賢169’上的越冬率分別為1.23%和1.69%,在中感品種‘洮157’等品種上的越冬率為0.94%和1.78%,未表現(xiàn)出顯著差異,但在同一海拔高度不同年份間,其越冬率有一定差異,這可能與不同年份溫度、降雨等氣候差異有關(guān)。調(diào)查還發(fā)現(xiàn),在同樣海拔高度地區(qū),總體來講,渭河南部的二陰山區(qū)比渭河北部的干旱山區(qū)病菌越冬率高,越冬菌源量大,如在海拔1 810 m的二陰山區(qū),2009-2010年度條銹菌的越冬率為 1.83%,而在海拔1 812m的干旱山區(qū),同年條銹菌的越冬率僅為0.69%。

表2 甘谷縣歷年冬季(11月至翌年3月)月平均氣溫和月總降水量1)

2.2 不同海拔高度地區(qū)條銹病越冬情況系統(tǒng)觀察結(jié)果

天水高山(1 951 m)、半山(1 726 m)和川區(qū)(1 293 m)地帶小麥條銹病越冬情況系統(tǒng)觀察結(jié)果見表3和圖1。由表3和圖1可知,在高山區(qū)和半山區(qū)小麥播種較早,2008-2009年度小麥條銹菌在海拔1 951m和海拔1 726 m處均于11月1日(小麥正處于3葉期)開始發(fā)病,病情指數(shù)分別為2.25和1.50,而在川區(qū)海拔1 293m處此時未見發(fā)病;11月12日高山區(qū)和半山區(qū)條銹病病情指數(shù)分別增加到4.28和3.70,而川區(qū)剛開始發(fā)病,病情指數(shù)為0.04;以后病情緩慢增長,高山和半山地區(qū)在11月下旬和12月上旬達(dá)到病情高峰(病情指數(shù)分別為22.59和20.68),而川區(qū)到12月24才達(dá)到高峰(病情指數(shù)為4.00)。此后各點病情均緩慢下降,到翌年2月16日均進(jìn)入潛伏狀態(tài)。川區(qū)3月初開始發(fā)病,并不斷發(fā)展;高山和半山區(qū)3月中、下旬開始見病。這表明,在天水高山和半山地區(qū)的條銹菌越冬菌源量相對較小,川區(qū)越冬菌源量較大,是當(dāng)?shù)匦←湕l銹病春季流行的主要菌源。從圖1還可看出,在同一品種‘銘賢169’上,由低海拔到高海拔地區(qū)表現(xiàn)出秋苗病情不斷加重、發(fā)病高峰期逐漸提早的趨勢。

2009-2010年度小麥條銹菌在海拔2 080 m地區(qū)11月3日(小麥正處于3葉期)開始發(fā)病,病情指數(shù)為0.53,11月14日增加到5.70,以后病情緩慢增長,直到12月29日達(dá)到發(fā)病高峰(病情指數(shù)8.13),隨后基本保持穩(wěn)定,直到2月6日出現(xiàn)顯著下降(病情指數(shù)為3.23),隨后進(jìn)入潛伏狀態(tài),3月初又開始復(fù)出,病情呈現(xiàn)上升趨勢(表4)。這比2008-2009年高海拔地區(qū)(1 951 m)春季見病時間有所提前,可能與2010年1月份平均氣溫較往年稍高有關(guān)(1月份均溫0.9℃)(表2)。上述結(jié)果表明,在天水地區(qū)海拔2 000 m左右地帶小麥條銹菌在一般年份能以潛伏菌絲狀態(tài)順利越冬,成為當(dāng)?shù)匦←湕l銹病春季流行的重要菌源。

表3 2008-2009年天水高山、半山和川區(qū)小麥條銹菌越冬系統(tǒng)觀察結(jié)果1)

圖1 2008-2009年天水高山、半山和川區(qū)小麥條銹菌越冬系統(tǒng)觀察結(jié)果

表4 2009-2010年甘谷縣海拔2 080m地帶小麥條銹菌越冬情況系統(tǒng)觀察結(jié)果1)

3 結(jié)論與討論

小麥條銹菌在天水地區(qū)海拔2 080m以下地帶可以順利越冬,其越冬率隨海拔降低而增加,同一地點不同年份間越冬率有一定差異。本研究對天水地區(qū)不同海拔高度小麥條銹菌的越冬情況連續(xù)2年的病田定點系統(tǒng)觀察和大田隨機(jī)調(diào)查結(jié)果表明,其越冬海拔上限比文獻(xiàn)報道的條銹菌在渭河上游越冬海拔上限1 700m及南部1 800m有明顯提高,可能與全球氣候變暖大背景有關(guān)。同時,通過對比分析,發(fā)現(xiàn)甘谷2001-2010年這10年的11、12、1、2月和3月平均氣溫分別為為 4.45、0.1、-1.79、2.42 ℃和7.68℃,較之甘谷1956-1970年這5個月平均氣溫分別提高了0.55、1.50、1.51、2.51、1.32 ℃、這說明近年來條銹菌越冬階段氣溫與20世紀(jì)五六十年代相比,有較為顯著的提高。

影響條銹菌越冬的因素頗多。溫度、降雨等氣候因素以及寄主品種本身抗寒性的強(qiáng)弱是影響條銹菌越冬率高低的關(guān)鍵因素。在2008-2009年度條銹菌越冬調(diào)查中發(fā)現(xiàn),海拔1 810 m處麥田由于寄主小麥品種抗寒性較弱,地上部葉片全部凍死,因而未調(diào)查到越冬菌源。在海拔 1 812、1 677 m和1 445 m觀察點地處干旱山區(qū),同樣沒有發(fā)現(xiàn)越冬菌源,可能是由于2008-2009年度秋冬季干旱所致。根據(jù)甘谷縣氣象站記載,2008年12月、2009年1、2月和3月的月平均溫度分別為-1.0、-2.1、4.2℃和7.6℃,按海拔每升高100 m溫度遞減0.6℃推算,上述3個觀察點最冷月1月份的月平均溫度分別為-3.0、-4.1℃和-5.0℃,在適合小麥條銹菌越冬溫度范圍內(nèi)(-7.0℃以上)[2],但2008年12月1日至2009年3月20日期間的總降雨量僅為20.5 mm,這可能是導(dǎo)致上述地點條銹菌不能安全越冬的主要原因。

[1]賈明貴,李振歧,商鴻生,等.天水地區(qū)小麥條銹病流行規(guī)律研究簡報[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1991(增刊)：23-25.

[2]王吉慶,宋位中,劉守儉.甘肅省小麥條銹病流行規(guī)律研究[C]∥甘肅省小麥條銹病研究專輯,1982：42-43.

[3]中國農(nóng)作物病蟲害編輯委員會.中國農(nóng)作物病蟲害(上冊)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1979：267-283.

[4]李振岐,曾士邁.中國小麥銹病[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社,2002.

[5]李振岐,商鴻生.小麥銹病及其防治[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社,1989.