陳觀浩,陳 冰,彭榮南,梁盛銘,宋祖欽
?
南方水稻黑條矮縮病發生與防控研究進展
陳觀浩1,陳 冰2,彭榮南2,梁盛銘1,宋祖欽2
(1. 廣東省化州市病蟲測報站,廣東 化州 525100;2. 廣東省化州市氣象局,廣東 化州 525100)
南方水稻黑條矮縮病是水稻重要的病毒病,對水稻生產造成了巨大損失。系統介紹了南方水稻黑條矮縮病的發生歷史、病害癥狀、病害流行規律及防治等方面的研究情況,并進行了討論和展望,以期為該病害的研究和防控工作提供參考。
南方水稻;黑條矮縮病;流行規律;預測預報;防治
南方水稻黑條矮縮病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)屬于呼腸孤病毒科(Reoviridae),斐濟病毒屬()的一新種。該病害于2001年首次在中國廣東陽西縣發現[1-2],此后短短數年,在中國南部及越南北部暴發成災[3-7]。2012年該病在廣東化州市暴發流行,發病面積達0.50萬hm2,占水稻總面積的19.6%,成為南方水稻黑條矮縮病的重發地區[8-9]。目前南方水稻黑條矮縮病已上升為中國南方水稻產區的主要病害之一,成為水稻生產中亟待解決的問題。本文結合前人研究現狀以及省科技計劃項目《南方水稻黑條矮縮病發生規律及防控技術研究》的研究成果,對南方水稻黑條矮縮病的發生危害、發病癥狀、病害流行規律以及防治等方面進行了綜述,旨在為該病害的深入研究和綜合防控提供參考。
南方水稻黑條矮縮病于2001年在廣東陽西首次發現,此后短短數年發生范圍逐步擴大,為害日趨嚴重。2009年該病毒病在中國南方9個省份大面積暴發,受害面積約33.33萬hm2,晚稻嚴重受害,超過0.67萬hm2水稻基本失收[6]。2010年,該病害在中國廣西、廣東、江西、湖南、湖北、福建、貴州、云南、浙江、安徽、海南、四川、重慶暴發成災,發病面積約133萬hm2,中晚稻區出現多處點片絕收,給中國的水稻生產造成巨大損失[10-11]。同期越南中部和北方29個省份約6萬hm2水稻受害[12-14]。2010年擴散到日本[15]。2017年南方水稻黑條矮縮病在越南北部發生面積劇增,接近2010年重發年份。在水稻苗期、分蘗前期發病可導致顆粒無收,拔節期發病產量損失一般50%左右,孕穗期發病產量損失約30%[6]。
水稻出苗后即可感病,晚稻秧苗五葉至六葉期可見典型癥狀病株[16]。植株感病后主要表現為植株嚴重矮縮,病株為正常株高的1/3~1/2;葉色深綠,葉片短小、僵直,上部葉片的基部可見凹凸不平的皺褶;莖稈表面有乳白色縱向條狀排列的小瘤突,手摸有明顯粗糙感。病株根系欠發達,呈黃褐色[5,16-17]。2016年袁傳等[16]經過多年的田間系統觀察和積累,對發生在秧苗期、分蘗期、抽穗期、成熟期(混發癥狀)、再生稻等5種生育期的南方水稻黑條矮縮病的病程和田間癥狀做出了較系統描述,并首先對上述5種生育期的矮縮(共同典型癥狀)程度進行量化描述,其中再生稻矮縮最嚴重,成熟期(混發癥狀)矮縮最小,進一步揭示了該病害的流行規律。
南方水稻黑條矮縮病發生流行受到水稻、毒源、傳毒介體和環境等4個方面關系的相互影響,即所謂病毒病發生的四角關系。當毒源積累到一定程度,有足夠的傳毒介體和大量的感病品種就有可能造成病害的發生流行。傳毒介體的生長繁殖、種群數量與氣候因素、寄主植物及栽培方式關系密切。
目前大面積推廣種植的雜交稻品種(組合),大部分對南方水稻黑條矮縮病為中感或高感,抗病品種(組合)很少,高抗品種(組合)更少,無免疫品種。一般說來,雜交稻最感病,糯稻次之,常規稻較抗病[18],這就為病害的發生流行提供了豐富的植物寄主資源。因此,一旦傳毒介體增多和氣候條件適宜,就促進了南方水稻黑條矮縮病的發生流行。但不同雜交稻品種(組合)對南方水稻黑條矮縮病的抗性是有明顯差異[18]。鐘玲等[19]研究結果表明,不同品種的抗病性存在明顯差異。潘鳳英等[20]對19份水稻雄性不育系的抗性進行鑒定,供試的19個水稻雄性不育系對南方水稻黑條矮縮病普遍表現為抗病性不強,但品種間差異顯著。
據陳冰等[18]研究表明,不同栽培方式的南方水稻黑條矮縮病發病率差異顯著,3種栽培方式的發病率排序為:直播田>移栽田>拋秧田。分析認為拋秧田發病輕的主要原因是拋秧田秧期較短(15~17 d),可推遲播種期,避開或減少了稻飛虱由早稻田向秧田或大田的遷入高峰,使秧田的稻飛虱蟲量減少,加上拋秧田秧苗期較短,稻飛虱傳毒機會少,所以發病較輕。鄭靜君等[21]研究表明,3種插秧方式中,機插田病害發生最輕,人工移栽次之,直播田發生最重。
晚稻適期遲播的水稻發病輕,播種早的水稻發病重,前者發病率6.11%~14.86%,后者發病率36.80%~55.21%,發病率相差3.72~6.02倍,統計分析顯示,不同播種期的水稻發病率差異顯著[18,22],說明晚稻適期遲播、拋秧栽培可起到隔蟲防病的作用。
20世紀初以來,冬春氣溫偏高,呈明顯的增溫態勢[23-24]。由于冬春變暖,有效積溫增加,一方面擴大了稻飛虱的越冬范圍,增加越冬基數,另一方面有利于稻飛虱的及早遷入和快速繁殖,加重了再生稻南方水稻黑條矮縮病的發生[24-26]。董城等[27]對化州市2007—2015年上年10~12月平均最低氣溫、降水量、溫雨系數等氣象因子與翌年早稻發病率進行相關分析,結果表明上述氣象因子與翌年早稻發病率呈顯著或極顯著正相關。陳冰等[28]對化州市2006—2014年5~8月的溫度、濕度及雨日等氣象因子與當年晚稻發病率進行相關分析,結果表明上述氣象因子與當年晚稻發病率呈顯著或極顯著正相關。
該病的唯一傳播方式是白背飛虱(稻飛虱的主要種群)傳毒[1]。白背飛虱一旦獲毒即可終身帶毒和傳播。因此南方水稻黑條矮縮病毒的侵染循環隨著稻飛虱的周年遷移活動而完成的。稻飛虱的發生世代為一年6~7代。稻飛虱的發生規律、種群密度與病害的發生流行直接相關。種群密度大,帶毒率高,往往病害發生嚴重。早稻南方水稻黑條矮縮病的發病率與當年第2代稻飛虱蟲量呈顯著正相關[22]。晚稻南方水稻黑條矮縮病的發生面積與8月上旬稻飛虱百叢成蟲量呈極顯著正相關。
有關南方水稻黑條矮縮病病菌越冬方面的研究報道極少,陳冰等[26]查明和證實了越冬再生稻是南方水稻黑條矮縮病的越冬寄主植物和場所。在粵西地區稻飛虱終年繁殖地區,越冬再生稻和落粒稻,與種植了大面積的早稻、晚稻一同形成了連續不斷的稻飛虱和病毒寄主,越冬再生稻發病率的多寡是影響早稻病害發生輕重的主要因子[22]。毒源基數隨種植感病品種的年份增加而增大,毒源基數大,發病就偏重。調查結果表明,早稻病害發病率與上年晚稻發病率呈明顯的正相關,上年晚稻發病愈重愈有利翌年早稻病害流行[22,27],同時晚稻的發病率與晚稻秧田靠近早稻本田的距離相關,鄰近早稻本田的晚稻秧苗移植后發病率明顯增高[18]。
病蟲害的田間調查和預測預報工作是病蟲害防治的重中之重,尤其是對由介體昆蟲傳播的水稻病毒病至今尚沒有直接有效的藥劑治療,加上目前缺乏高產抗(耐)病水稻品種,只能采取預防方法。因此,病害的預測預報工作就顯得尤為重要。南方水稻黑條矮縮病具有暴發性、偶發性及局部流行成災的特點,準確預報難度很大。近年來,一些病害重發區測報點根據多年的病情調查數據資料,研究了南方水稻黑條矮縮病的主要流行因素與病害的關系,即在數量關系水平上研究了南方水稻黑條矮縮病的發生流行規律,并建立了病害流行預測的數學模型,使對病害的預測由經驗定性預報向量化預報轉化,顯著提高了測報決策水平。
陳冰等[28]利用2006—2014年共9年的資料,從每年5~8月的45個氣象因子中,借助SPSS軟件通過逐步回歸和通徑分析方法,篩選出6個與晚稻南方水稻黑條矮縮病發病率緊密相關的氣象因子,建立了晚稻發病率的多元線性回歸預測模型;用預測模型對過去9年進行回報,準確率達97.49%,從發病程度預測的角度給出了氣象因子對病害發生的影響關系。
董城等[27]應用逐步回歸和通徑分析方法,建立了早稻南方水稻黑條矮縮病發病率與毒源基數、上年11~12月平均最低氣溫、上年10月下旬溫雨系數、上年10月中旬降水量的多元線性回歸預測模型,經回報檢驗及初步預報實踐,證明效果良好,可以應用。
陳冰等[18]以廣東化州市2006—2016年5~7月氣象資料中的相對濕度、降水量、降雨日數、8月上旬稻飛虱成蟲數量4個因子為自變量,以晚稻南方水稻黑條矮縮病發生面積為因變量,用逐步回歸分析和通徑分析建立南方水稻黑條矮縮病預測模型,并成功地應用于該病害發生面積的預報實踐。經檢驗,其準確率分別為95.66%和94.49%,從而進一步提高了對南方水稻黑條矮縮病發病程度的預報水平。羅香文等[29]利用2010年和2011年白背飛虱蟲量與南方水稻黑條矮縮病發生面積的相關性,建立病害發生情況的區域性預測模型。
上述的病害預報研究成果是用環境條件做預報因子,做發病程度的短期或中期預報。現在一些學者采用的多項式回歸和灰色系統理論則可用歷年的病害發生資料,不用發病條件即可作出長期預報,這是一個重大進展。黃華英等[9]于2017年用多項式回歸公式對晚稻南方水稻黑條矮縮病發病率的發病規律進行分析,病害發病趨勢符合三次拋歸線(Cubic函數)的關系,所擬合的方程為=5.253 0-5.892 3+2.128 02-0.155 93,相關系數=0.853 9,呈極顯著相關,表明所擬合的模型符合該病害的發病規律。同時,以灰色系統理論為基礎,建立了化州市晚稻南方水稻黑條矮縮病發病率的灰色預測模型GM(1,1),根據這一數學模型,即可對南方水稻黑條矮縮病發病情況進行長期預報,克服了眾多因子不清楚現象,預報結果和實際情況很接近,說明此模型能比較好描述該病害的發生規律。

南方水稻黑條矮縮病已對水生產安全構成嚴重威脅。南方水稻黑條矮縮病的有效防控是在對該病深入了解,掌握其發生流行規律,做好病(南方水稻黑條矮縮病)蟲(稻飛虱)害科學的監測調查和預測預報基礎上進行的。盡量擴大種植抗(耐)病品種、減少感病植物寄主資源是基礎,大力推廣使用生態調控技術是根本,科學測報精準用藥防治稻飛虱是關鍵。南方水稻黑條矮縮病的防治策略是“防控技術前移、切斷毒源、治蟲防病”,即采取“抗、避、斷、治”的綜合防控措施[18,22]。(1)推廣抗(耐)病品種。水稻品種抗病性差異較大,因地制宜篩選出適合本地栽種的高產抗病品種是控制病害最為重要的措施。(2)治蟲防病。稻飛虱既是傳毒介體,又是病害初侵染源,故治蟲防病意義重大。及時鏟除或施用除草劑殺死水稻地塊四周的雜草,破壞稻飛虱的適宜棲息越冬越夏場所。同時,除秧田防治稻飛虱外,水稻移栽后20 d內對稻飛虱的防治同樣十分重要。(3)栽培控病。推廣輕型栽培,適當調整播栽期,采用拋秧、機插秧等栽培方式和晚稻適期遲播遲栽,可避免或減輕病害發生。同時,采用異地育秧方式,育秧地遠離病田,避免稻飛虱成蟲就近轉移。(4)加強監測和預報。在病害常發地區要進行定點、定期調查越冬再生稻、秧田和本田南方水稻黑條矮縮病發病率,同時調查稻飛虱蟲口密度和帶毒率,并密切關注、分析氣候變化趨勢及對蟲量發生的影響等工作,對病害發生趨勢做出預報,指導預防[22]。(5)化學防控。首先采用內吸性殺蟲劑或種衣劑處理種子,減輕病害的傳播。然后根據稻飛虱蟲情選用吡蚜酮、烯啶蟲胺、噻蟲嗪、噻嗪酮等藥劑治蟲,要用足藥劑量,確保藥效[31-32]。
南方水稻黑條矮縮病經多年研究,目前發病面積已基本得到控制,在一些地區屬于常年零星發生,但是一旦氣象條件適合也可能大面積發生流行,該病害一旦暴發流行一般沒有很好的補救措施。因此,必須重視對該病害的研究,加強監測和預測預報工作。
目前對南方水稻黑條矮縮病發生流行災變規律的研究還很薄弱,僅見一些發生危害經驗型的、定性的報道,真正量化的流行學、機理型的研究很少[18,22],氣候變化與病害流行關系的研究幾乎還是空白[27-28],而這些恰是探討該病早期預警和有效防治所必需具備的基礎和依據。
南方水稻黑條矮縮病的流行預測模型已有一些基礎,但一方面近年來研究幾乎為空白,另一方面病蟲害的預測模型都是在一定階段采用有限資料作出的,不可能預測出歷史上沒有出現過的極端值,因此它并不能永遠解決病蟲害的預報問題,相反則要求積累更多的病情和傳毒介體資料,并不斷修改和完善預測模型。
培育和推廣種植抗(耐)病水稻品種是目前降低南方水稻黑條矮縮病發生流行的重要手段,但目前水稻生產中應用的主栽品種大部分均不同程度感染南方水稻黑條矮縮病毒,應加強水稻抗性種質資源的挖掘和創新,篩選出有較好抗性的水稻品種。
[1] 周國輝, 溫錦君, 蔡德江, 等. 呼腸孤病毒科斐濟病毒屬一新種: 南方水稻黑條矮縮病毒[J]. 科學通報, 2008, 53(20): 2500-2508.
[2] Zhang H M, Yang J, Chen J P, et al. A black-streaked dwarf disease on rice in China is caused by a novel Fijivirus[J]. Archives of Virology, 2008, 153(10): 1893-1898.
[3] Zhou G H, Wen J J,Cai D J,et al. Southern rice black-streaked dwarf virus: a new proposed Fijivirus species in the family Reoviridae[J]. Chinese Science Bulletin, 2008, 53(23): 3677-3685.
[4] Wang Q, Yang J, Zhou G H, et al. The complete genome sequence of two isolates of Southern rice black-streaked dwarf virus, a new member of the genus Fijivirus[J]. Journal of Phytopathology, 2010, 158(11/12): 733-737.
[5] 周國輝, 張曙光, 鄒壽發, 等.水稻新病害南方水稻黑條矮縮病發生特點及危害趨勢分析[J]. 植物保護, 2010, 36(2): 144-146.
[6] 劉萬才, 劉宇, 郭榮. 南方水稻黑條矮縮病發生現狀及防控對策[J]. 中國植保導刊, 2010, 30(3): 17-18.
[7] 郭榮, 周國輝, 張曙光. 水稻南方黑條矮縮病發生規律及防控對策初探[J]. 中國植保導刊, 2010, 30(8): 17-20.
[8] 陳觀浩, 梁盛銘, 任惠, 等. 南方水稻黑條矮縮病空間分布型及抽樣技術[J]. 植物保護, 2014, 40(1): 131-133.
[9] 黃華英, 陳觀浩, 梁盛銘, 等. 南方水稻黑條矮縮病測報技術研究[J]. 農學學報, 2017, 7(5): 6-9.
[10] 陳卓, 李國君, 范會濤, 等. 毒氟磷防治南方水稻黑條矮縮病藥效研究[J]. 中國農學通報, 2011, 27(18): 250-254.
[11] 劉歡, 倪躍群, 饒黎霞, 等. 南方水稻黑條矮縮病毒和水稻黑條矮縮病毒的單抗制備及其檢測應用[J]. 植物病理學報, 2013, 43(1): 27-34.
[12] 姜玉英, 郭榮, 劉宇, 等. 越南的水稻病毒病發生和防治概況[J]. 中國植保導刊, 2010, 30(8): 54-57.
[13] 翟保平, 周國輝, 陶小榮, 等. 稻飛虱暴發與南方水稻黑條矮縮病流行的宏觀規律和微觀機制[J]. 應用昆蟲學報, 2011, 48(3): 480-487.
[14] 鄭勝蘭, 賈東升, 魏太云. 南方水稻黑條矮縮病毒P6抗體的制備及應用[J]. 中國農學通報, 2014, 30(28): 270-274.
[15] Matsukura K, Towata T, Sakai J, et al. Dynamics of southern rice black-streaked dwarf virusin rice and implication for virus acquisition [J]. Phytopathology, 2013, 103(5): 509-512.
[16] 袁傳, 梁盛銘, 陳梅珍, 等. 不同生育期南方水稻黑條矮縮病癥狀及防控[J]. 生物災害科學, 2016, 39(1): 45-47.
[17] 章松柏, 羅漢剛, 張求東, 等. 湖北發生的水稻矮縮病是南方水稻黑條矮縮病毒引起的[J]. 中國水稻科學, 2011, 25(2): 223-226.
[18] 陳冰, 陳觀浩, 江滿桃, 等. 影響南方水稻黑條矮縮病發生流行的因子分析[J]. 植物保護, 2016, 42(2): 204-208, 224.
[19] 鐘玲, 段德康, 蔡德珍, 等. 南方水稻黑條矮縮病綜合防控關鍵技術研究[J]. 江西農業大學學報, 2014, 36(1): 76-83.
[20] 潘鳳英, 廖詠梅, 海博, 等. 19個水稻雄性不育系對南方水稻黑條矮縮病的抗性評價[J]. 南方農業學報, 2011, 42(4): 399-402.
[21] 鄭靜君, 李國君, 鐘文東, 等. 不同插秧方式對南方水稻黑條矮縮病發生程度的影響[J]. 中國植保導刊, 2012, 32(8): 24-25.
[22] 顏松毅, 陳冰, 陳蔚燁, 等. 粵西地區南方水稻黑條矮縮病的流行規律及防治[J]. 農學學報, 2017, 7(10): 14-18.
[23] 劉祖建, 李志杰, 董鵬, 等. 溫度變化對化州市水稻兩遷害蟲發生的影響[J]. 應用昆蟲學報, 2012, 49(3): 705-709.
[24] 陳觀浩, 陳源, 張雪梅, 等. 化州市近十年稻飛虱重發生原因淺析及防治對策[J]. 昆蟲知識, 2010, 47(6): 1240-1244.
[25] 劉祖建, 陳冰, 陳蔚燁, 等. 廣東省西南部稻飛虱發生期和發生程度的氣象預測模型[J]. 中國農業氣象, 2013, 34(2): 204-209.
[26] 陳冰, 顏松毅, 梁盛銘, 等. 廣東省西南部南方水稻黑條矮縮病越冬調查初報[J]. 農學學報, 2014, 4(3): 20-22.
[27] 董城, 梁少玉, 陳冰, 等. 早稻南方水稻黑條矮縮病發病率預測模型的建立與應用[J]. 中國稻米, 2016, 22(2): 61-64.
[28] 陳冰, 顏松毅, 江滿桃, 等. 氣象因素對南方水稻黑條矮縮病的影響及預測模型的創建[J]. 中國農學通報, 2015, 31(17): 246-250.
[29] 羅香文, 張德詠, 戴建平, 等. 區域性南方水稻黑條矮縮病發生情況預測預報模型[J]. 天津農業科學, 2013, 19(1): 87-89.
[30] 肖滿開, 儲甲松, 畢璋友, 等. 安慶地區南方水稻黑條矮縮病田間發生特征研究[J]. 中國植保導刊, 2012, 32(4): 42-45.
[31] 梁少玉, 黃聞楨, 梁盛銘, 等. 廣東化州市南方水稻黑條矮縮病監測與綜合防治技術規程[J]. 生物災害科學, 2015, 38(4): 350-353.
[32] 潘華, 程奀蓮, 鐘玲, 等. 江西省南方水稻黑條矮縮病發生情況及防治建議[J]. 生物災害科學, 2014, 37(1): 83-86.
Research Progress in the Occurrence and Control of Southern Rice Black-Streaked Dwarf Virus in South China
CHEN Guan-hao1, CHEN Bing2, PENG Rong-nan2, LIANG Sheng-ming1, SONG Zu-qin2
(1. Forecast Station of Plant Diseases and Insect Pests of Huazhou, Huazhou, Guangdong 525100, China;2. Meteorological Bureau of Huazhou, Huazhou, Guangdong 525100, China)
Rice black-streaked dwarf disease is an important viral disease occurring in rice in South China, causing huge losses in rice production. This paper systematically introduced the history, disease symptoms, disease epidemics, and prevention and control of rice black streaked dwarf disease in South China, and it also made a discussion and prospect in order to provide references for the study, prevention and control of the disease.
Southern Rice; Black-Streaked Dwarf Virus (SRBSDV); epidemic law; forecasting; control
S435.111
A
2095-3704(2018)01-0011-05
2018-03-15
廣東省科技計劃項目(2011B020416001,2013B020416002)
陳觀浩(1957—),男,推廣研究員,主要從事農業有害生物監測預警和防治技術推廣工作,cgh7909986@126.com。
陳觀浩, 陳冰, 彭榮南, 等. 南方水稻黑條矮縮病發生與防控研究進展[J]. 生物災害科學, 2018, 41(1): 11-15.