鮮食玉米南方銹病發生動態及藥劑防控

田耀加, 趙守光, 張 晶, 黃亮華, 王秋燕, 陳紅弟

(廣州市農業科學研究院特用玉米研究所, 廣州 510308)

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鮮食玉米南方銹病發生動態及藥劑防控

田耀加, 趙守光, 張 晶, 黃亮華, 王秋燕, 陳紅弟

(廣州市農業科學研究院特用玉米研究所, 廣州 510308)

田間條件下采用目測法調查了由多堆柄銹菌(PucciniapolysoraUnderw.)引起的南方銹病在廣州鮮食玉米產區的發生動態,并測試了銹病對鮮食玉米產量的影響及幾種藥劑對南方銹病的防治效果。結果表明,南方銹病在鮮食玉米生產期間持續危害,7月份和11月份發生最嚴重,發病率近100%。銹病危害直接造成鮮食玉米果穗凈重降低,重度危害(危害嚴重度>50%)比輕度危害(危害嚴重度<30%)折合每667 m2產量減少47.6 kg。化學藥劑對南方銹病具有抑制作用,其中125 g/L氟環唑SC和250 g/L吡唑醚菌酯EC的防治效果最好,處理后銹病危害嚴重度比對照分別降低63.04%和57.21%,可挽回產量損失8%以上。

鮮食玉米; 南方銹病; 發生動態; 危害; 藥劑防治

由多堆柄銹菌(PucciniapolysoraUnderw.)引起的南方銹病是玉米銹病的一個類型,屬于氣傳病害,具有暴發性強、蔓延快的特點。該病在中國最早于20世紀70年代在臺灣和海南被發現,90年代以后陸續在其他地區發生危害[1-2],現已在我國多個玉米產區上升為主要病害。在玉米產區,南方銹病多發生于玉米生長后期,一旦發生,危害重且難以控制。據報道,近年來廣西、云南、廣東、浙江、湖北、河南、河北等地的玉米均遭受南方銹病危害,導致不同程度減產[3-8]。然而,南方銹病防控相關的研究工作卻相對滯后。

廣東乃至華南地區是我國鮮食玉米主要產區,在國內外鮮食玉米產業中地位突出。受亞熱帶氣候影響,該區域也是南方銹病適宜發生區,其每年可持續發生8～9個月。因此,加快對南方銹病發生危害與防治研究,對于科學制定病害綜合防控方案、保障鮮食玉米產業發展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 鮮食玉米南方銹病田間發生動態調查

調查地點位于廣東省廣州市花都區花東鎮鮮食玉米產區,該地區近年來南方銹病發生嚴重。田間調查始于3月,部分田塊鮮食玉米已處于苗期至拔節期,調查結束于11月底,此時大部分鮮食玉米已完成最后的鮮穗采摘。以珠湖村及鄰近村6個鮮食玉米生產田塊為監測點,田塊平均面積6 667 m2以上。每個田塊5點取樣,每點調查10株以上。目測法記錄每株玉米發病葉片面積約占總葉片面積的百分比(危害嚴重度),以發病率及危害嚴重度評價南方銹病的發生動態。病害監測期間鮮食玉米播期不一致,不同生育時期有交錯重疊,處于5葉期之前的玉米不作為調查對象。6月之前銹病發病較輕,每月1次,以后發病重且快,則每月調查2～3次。

1.2 南方銹病危害動態分析及藥劑防治效果測定

1.2.1 田間布局及藥劑防治處理

試驗在廣州市農業科學研究院花都試驗基地開展,供試鮮食玉米為‘廣甜7號’,為廣州市農業科學研究院自主選育品種,對銹病敏感。起畦種植,畦長約3.6 m,寬1.5 m,每畦種植玉米2行,平均種植密度約為3 500株/667 m2。每處理小區種植3畦6行,小區之間種植2畦作為隔離區。田間玉米按常規管理,大喇叭口期前統一防治玉米螟,其他時期不用藥(試驗藥劑除外)。試驗于銹病初發期(玉米抽雄前期,10月21日)開始對每個小區進行藥劑防治,所有藥劑(表1)稀釋1 000倍使用,間隔7 d用藥1次,連續用藥3次。設噴施清水為對照(CK),每處理重復3次。

表1 南方銹病防治供試化學藥劑

1.2.2 南方銹病危害對鮮食玉米產量的影響

于玉米鮮穗采收前,在不同處理小區內分別標記輕度危害(病害嚴重度≤30%)、中度危害(30%<病害嚴重度≤50%)及重度危害(病害嚴重度>50%)的玉米植株,果穗采收后于室內去除苞葉測量單穗凈重,不同危害嚴重度果穗均測量30個以上,以單穗凈重考察南方銹病對鮮食玉米產量的影響。

1.2.3 藥劑處理對南方銹病的防治效果測定

于噴藥前后連續調查銹病發病情況,直至玉米鮮穗采收為止。每處理小區取中間2行連續調查20株,目測法記錄每株玉米發病葉片面積占植株總葉片面積的百分比(病害嚴重度),計算不同藥劑處理對銹病的防治效果。并于鮮穗采收期,分別對每處理小區中間4行進行取樣測產,以單穗鮮重評價不同藥劑處理對鮮食玉米群體產量的影響。

1.3 數據處理

利用SPSS軟件對采集數據進行差異性統計分析。南方銹病發病率及試驗藥劑對銹病防效的計算公式如下。

發病率(%)=(發病植株數/調查總植株數)×100;

防效(%)=[(對照區病害嚴重度-處理區病害嚴重度)/對照區病害嚴重度]×100。

2 結果與分析

2.1 鮮食玉米南方銹病田間發生動態

田間自然條件下南方銹病在鮮食玉米生產區年度發生動態如圖1所示。南方銹病在全年鮮食玉米生產期間呈現持續上升危害趨勢,田間發病具有2個高峰期,分別出現于7月和11月。秋季種植的玉米(8月以后)較春季種植的玉米(7月之前)受害更為嚴重,前者平均發病率和危害嚴重度分別為76%和30%,而后者分別為40%和13%。

南方銹病自4月中旬開始零星發生,以較低的危害水平持續至5月中旬。此后病害開始快速擴散,在田間大范圍發生,6月中旬植株發病率為33%(6月17日),但病害嚴重度低于10%。7月南方銹病的危害達到第一個高峰,7月中旬發病率上升至76%(7月12日),下旬發病率近100%,病害嚴重度也達50%(7月26日)。此后發病率和危害嚴重度均有所下降,9月11日調查時發病率和病害嚴重度為最低點,分別為55%和10%。9月下旬始銹病危害又逐漸上升,至10月14日田間平均發病率和病害嚴重度分別為73.67%和29.31%,11月下旬兩者分別達到近100%和56%(11月25日)。

圖1 鮮食玉米南方銹病田間發生動態Fig.1 Occurrence dynamics of southern rust in fresh corn filed

2.2 南方銹病危害對鮮食玉米產量的影響

通過藥劑防控并在收獲期分別標記不同病害嚴重度的玉米植株,測定南方銹病危害對鮮穗產量的影響,結果如圖2所示。隨南方銹病危害嚴重度的升高,鮮穗產量呈下降趨勢,單穗凈重在輕度危害(病害嚴重度≤30%)、中度危害(30%<病害嚴重度≤50%)和重度危害(病害嚴重度>50%)之間具有顯著差異(F=6.98,P<0.01)。受南方銹病輕度危害植株的單穗凈重平均為233.7 g,而重度危害的產量顯著降低,單穗凈重平均為220.1 g,減少約5.8%。

圖2 南方銹病危害對鮮食玉米產量的影響Fig.2 Influence on the yield of fresh corn by southern rust damage

2.3 藥劑對南方銹病的防治效果

5種藥劑對南方銹病的防治效果如圖3、表2所示。結果表明,5種藥劑均能有效降低銹病的發生,處理區植株南方銹病嚴重度顯著低于對照。至鮮穗收獲期(11月25日),藥劑處理的平均病害嚴重度為34.37%,而對照為65.83%,平均防治效果達48%。不同藥劑對銹病的抑制效果具有明顯差異,其中125 g/L氟環唑SC和250 g/L吡唑醚菌酯EC的防效最佳,處理后病害嚴重度分別為24.33%和28.17%,與對照相比,對南方銹病的防效分別達63.04%和57.21%;其次為50%啶酰菌胺WG,處理后病害嚴重度為36.67%。75%百菌清WP和50%硫黃·三唑酮SC處理后病害嚴重度分別為37.83%和44.83%,防治效果明顯低于125 g/L氟環唑SC和250 g/L吡唑醚菌酯EC。

藥劑處理在一定程度上降低了南方銹病造成的鮮食玉米產量損失。收獲期取樣測產(表2)表明,對照區單穗鮮重為278.4 g,而藥劑處理的平均單穗鮮重為295.8 g。與對照相比,250 g/L吡唑醚菌酯EC和125 g/L氟環唑SC處理的單穗鮮重顯著提高,分別為305.2 g和301.6 g,折合每667 m2產量增加1 068.19 kg和1 055.56 kg,分別增產9.63%和8.33%。其他3種藥劑處理的鮮食玉米產量也較對照有所提高,但未達到顯著水平。

圖3 藥劑處理對南方銹病的控制作用Fig.3 Control effect of fungicides treatment against southern rust

3 討論與結論

南方銹病是由多堆柄銹菌(PucciniapolysoraUnderw.)引起的氣傳病害,在適宜的環境條件下,病原菌以夏孢子傳播,發生蔓延快而廣。由于氣溫和病原菌數量的影響,玉米不同生育時期受銹病危害的程度有所不同。有研究表明,玉米苗期至乳熟期接種南方銹病夏孢子懸浮液,均會引發銹病[9-10]。而在實際生產中,由于田間病原菌的不斷積累及反復再侵染,玉米生長后期南方銹病的危害程度往往要高于生長前期[11]。廣州地處亞熱帶,高溫高濕氣候為南方銹病的發生危害提供了良好的基礎。調查結果顯示,南方銹病病菌自4月起在鮮食玉米上引發銹病,并一直持續到生長期結束。一方面,由于侵染源的限制且氣溫較低,春季種植的玉米在前期銹病發生范圍小,危害較輕。但6月以后,田間玉米處于生長中后期,多數銹病病斑破裂散出大量的夏孢子,引起病害快速傳播,植株發病率迅速升高,并直至秋播玉米采收結束。另一方面,在不同田塊甚至同一田塊,鮮食玉米播期存在著較大的交叉重疊,其中以8月最為明顯,一部分田塊玉米處于苗期,病害尚未表現出來。加之花都區8、9月平均最高溫度達31℃以上,持續高溫抑制了病原孢子的再侵染,從而降低了危害嚴重度的平均水平,致使8、9月病害危害呈下降趨勢,并在后期又形成一個危害高峰。

表2 不同藥劑處理對銹病的防效以及鮮食玉米產量分析

玉米植株感染南方銹病病菌后,玉米葉片布滿病斑,嚴重時覆蓋一層赤紅色銹粉,從而阻礙植株光合作用,影響玉米果穗籽粒的灌漿與發育,造成產量減少。據報道,2014年湖北武漢秋玉米南方銹病造成一般地塊減產達60%～70%,嚴重地塊絕收[12-13]。本文研究結果表明,南方銹病不同危害水平可不同程度地影響鮮食玉米果穗產量,當危害嚴重度超過50%時,單穗平均凈重相比危害嚴重度小于30%的果穗下降約5.8%。依常規生產而言,鮮食玉米一般種植密度為3 500株/667 m2,以此折算則南方銹病重度危害比輕度危害的鮮食玉米田每667 m2產量將下降約47.6 kg。

研究數據表明,南方銹病能引起明顯的經濟損失,需要采取及時而有效的防控措施。化學藥劑在一定程度上可抑制南方銹病的發展,一些新近開發的甲氧基丙烯酸酯類、三唑類殺菌劑表現出較好的防效,如32.5%苯甲·醚菌酯懸浮劑、25%醚菌酯懸浮劑等[14]。本文研究得到類似的結果,甲氧基丙烯酸酯類的吡唑醚菌酯和三唑類的氟環唑對南方銹病防控效果最佳,防效達57%以上,可挽回產量損失8%以上。這兩種藥劑可作為防控南方銹病的有效藥劑,但其防治適期和最佳防治濃度還有待進一步研究。

鮮食玉米是以乳熟期鮮嫩果穗為果菜兼用產品,在廣東地區廣泛種植,僅甜玉米即有近20萬hm2,占全國約50%。南方銹病已在廣東鮮食玉米產區區域性流行暴發危害,需引起關注。在化學防控的基礎上,應選育、推廣抗病品種,利用鮮食玉米自身的抗逆性,防止南方銹病大范圍快速蔓延。在玉米對銹病的抗性評價中,抗性品種的病害嚴重度一般為25%以下,而感病品種為50%以上。本文銹病危害測定結果顯示,重度危害(病害嚴重度>50%)的鮮食玉米比輕度危害(病害嚴重度≤30%)的果穗凈重下降約5.8%,換言之,推廣抗性品種相比感病品種可挽回5.8%的產量損失。

國內外在玉米抗銹病研究方面均開展了較多工作,對一些玉米材料進行了系統的抗南方銹病評價與利用[15-18]。迄今已有多個抗南方銹病基因(抗性位點)被發現并定位在不同的染色體上,其中包含有顯性單基因[19-24]。然而,現有的研究主要集中于普通玉米,以鮮食玉米為材料的抗性研究鮮見報道。因此,亟待在普通玉米研究的基礎上,借鑒其研究成果,加快鮮食玉米抗銹病選育與推廣。

[1] 劉章雄, 王守才. 玉米銹病研究進展[J]. 玉米科學, 2003, 11(4): 76-79.

[2] 田耀加, 趙守光, 張晶, 等. 中國玉米銹病研究進展[J]. 中國農學通報, 2014, 30(4): 226-231.

[3] 胡務義, 唐有全, 阮義理, 等. 淳安縣玉米南方型銹病危害逐年嚴重[J]. 植物保護, 1999, 25(6): 50.

[4] 劉玉瑛, 石潔, 王慶雷. 1998年河北省發生南方型玉米銹病[J]. 植物保護, 1999, 25(3): 53.[5] 黃惠玲, 梁海孫. 2000年天等縣玉米銹病暴發[J]. 廣西植保, 2001, 14(4): 28.

[6] 呂印譜, 宋寶安, 李傳禮, 等. 河南省2004年夏玉米銹病發生原因及防治對策[J]. 中國植保導刊, 2005, 25(11): 15-17.

[7] 劉駿, 馬青, 于凱, 等. 我國玉米南方銹病發生區域和玉米品種田間抗性的研究[J]. 作物雜志, 2009(3): 71-75.

[8] 付家鋒, 柳家友, 吳偉華, 等. 漯河市玉米南方銹病的發生與綜合防治[J]. 農業科技通訊, 2013(4): 134-135.

[9] 阮義理, 胡務義, 何萬娥. 玉米多堆柄銹菌的生物學特性[J]. 玉米科學, 2001, 9(3): 82-85.

[10]鄭明祥, 胡務義, 阮義理, 等. 玉米南方型銹病夏孢子的侵染時期[J]. 植物保護學報, 2004, 31(4): 439-440.

[11]田耀加, 趙守光, 張晶, 等. 廣州地區鮮食玉米銹病發生動態[J]. 生態學雜志, 2013, 32(11): 3010-3014.

[12]湯少云, 徐曾嫻, 胡冬梅, 等. 武漢市2014年秋玉米銹病發生特點與防治措施[J]. 湖北植保, 2015(2): 46-47.

[13]韓群營, 黃明生, 李守榮, 等. 2014年湖北蔡甸夏播鮮食玉米南方銹病暴發原因及綜防對策[J]. 安徽農業科學, 2015, 43(11): 104-106.

[14]劉立峰, 徐法三, 黃應輝. 不同藥劑防治玉米南方銹病效果研究[J]. 現代農業科技, 2013(7): 134-135.

[15]Futrell M C, Hooker A L, Scott G E.Resistance in maize to corn rust controlled by a single dominant gene [J]. Crop Science, 1975, 15(4): 597-599.

[16]Brewbaker J L, Kim S K, So Y S, et al. General resistance in maize to southern rust (PucciniapolysoraUnderw.) [J]. Crop Science, 2011, 51(4): 1393-1409.

[17]袁虹霞, 邢小萍, 李朝海, 等. 不同玉米品種對南方銹病的抗性比較[J]. 玉米科學, 2010, 18(2): 107-109.

[18]李石初, 杜青. 玉米種質資源抗南方玉米銹病鑒定初報[J]. 現代農業科技, 2010(21): 187-189.

[19]Scott G E, King S B, Armour J W, Jr.Inheritance of resistance to southern corn rust in maize populations [J]. Crop Science, 1984, 24(2): 265-267.

[20]Wanlayaporn K, Authrapun J, Vanavichit A, et al. QTL mapping for partial resistance to southern corn rust using RILs of tropical sweet corn [J]. American Journal of Plant Sciences, 2013, 4(4): 878-889.

[21]Jines M P, Balint-Kurti P, Robertson-Hoyt L A, et al. Mapping resistance to southern rust in a tropical by temperate maize recombinant inbred topcross population [J]. Theoretical and Applied Genetics, 2007, 114(4):659-667.

[22]Chen C X, Wang Z L, Yang D E, et al. Molecular tagging and genetic mapping of the disease resistance geneRppQto southern corn rust [J]. Theoretical and Applied Genetics, 2004, 108(5): 945-950.

[23]劉章雄,王守才,戴景瑞,等.玉米P25自交系抗銹病基因的遺傳分析及SSR分子標記定位[J].遺傳學報,2003,30(8):706-710.

[24]Zhang Ya, Xu Li, Zhang Dengfeng, et al. Mapping of southern corn rust-resistant genes in the W2D inbred line of maize (ZeamaysL.) [J]. Molecular Breeding, 2010, 25(3): 433-439.

(責任編輯:楊明麗)

Occurence dynamics and chemical control of southern rust on fresh corn

Tian Yaojia, Zhao Shouguang, Zhang Jing, Huang Lianghua, Wang Qiuyan, Chen Hongdi

(Institute of Special Maize, Guangzhou Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510308, China)

The occurrence dynamics of southern rust (PucciniapolysoraUnderw.) was investigated with the method of visual observation under field condition at producing area of fresh corn in Guangzhou. The damage of rust against corn yield and the control effect of several fungicides were also tested. Results showed that the rust damages fresh corn during the whole growing period of corns all the year round, and the most serious period appeared in July and November with disease incidence of nearly 100%. The net weight of corn ear reduced with the damage of southern rust. Thus, the yield of fresh corn decreased by 47.6 kg per 667 m2when the disease severity was higher than 50%. 125 g/L epoxiconazole SC and 250 g/L pyraclostrobin EC both had the good control effect, and the disease severity was decreased by 63.04% and 57.21% respectively compared with the control, and reduced the yield loss by more than 8%.

fresh corn; southern rust; occurrence dynamics; damage; chemical control

2015-12-22

2016-02-01

廣東省科技計劃項目(2013A061401019)；廣州市2015年財政農業項目

S 432

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.06.032

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