河北省小麥冠腐病田間發生消長動態監測

紀莉景，栗秋生，王亞嬌，李聰聰，肖 穎，孫夢偉，孔令曉

(河北省農林科學院植物保護研究所/農業部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室/河北省有害生物綜合防治工程技術研究中心，河北保定 071000)

小麥冠腐病(wheat crown rot，WCR)是小麥莖基腐病的一種，主要由假禾谷鐮刀菌(Fusariumpseudograminearum)、禾谷鐮刀菌(F.graminearum)和黃色鐮刀菌(F.culmorum)引起，可導致小麥根莖基部變褐腐爛。該病害在旱地農業小麥生產中普遍發生且危害嚴重[1]。目前，該病害在澳大利亞、美國、加拿大等國家已有幾十年的發生危害和研究歷史[2-5]。由假禾谷鐮刀菌引起的小麥冠腐病在我國于2012年首次被報道[6]。近年來，在我國小麥大面積連續種植、秸稈還田、小麥抗旱節水耕作模式下，該病害傳播迅速。據報道，近兩年在河南、河北兩省該病害的病田率高達65.1%和81.4%，對小麥生產構成了嚴重威脅[7-8]。

耕作模式對小麥冠腐病的發生與防治有明顯影響，因而要因地制宜地制定防治措施。在澳大利亞等現代農業國家，農業耕地資源豐富、種植結構多元、機械化程度高，小麥冠腐病的防控主要通過改進耕作方式、秸稈處理以及休耕、作物輪作等農業措施來進行[9-11]。在我國黃淮小麥主產區，小麥生產主要以冬小麥-夏玉米一年兩季連續種植的耕作方式為主，這種耕作模式有利于病原菌的繁殖。小麥冠腐病菌能在土壤中存活多年，且在小麥整個生長季均能侵染小麥，明確小麥冠腐病發生、消長動態對病害防控措施的制定具有指導意義。近年來，小麥冠腐病在生產中的發生擴展情況在河南省和河北省曾有大面積系統普查[7-8]，但是對小麥冠腐病連年發生的動態監測鮮有報道。本試驗擬對河北省三地小麥冠腐病采用定時、定點病情動態調查的方式，研究小麥冠腐病的田間消長動態，以期為該病害的科學防治提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試小麥品種滄麥6005、冀麥585、衡4399，分別為河北省滄州、邢臺、衡水當地種植品種。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗于2015-2017年在河北省滄州市滄縣(N38°28′7.66″，E116°57′45.25″)、邢臺市寧晉縣(N37°40′8.68″，E114°54′13.29″)和衡水市景縣(N37°36′32.81″，E115°59′25.28″)三地進行連續3個小麥生長季監測，試驗地約3.33 hm2，播種量187.5～225.0 kg·hm-2，三地種植小麥品種分別為滄麥6005、冀麥585、衡4399。播種前小麥種子先用70%吡蟲啉種子處理可分散粉劑(河北威遠生化農藥有限公司)以1 kg種子用有效成分2.1 g 的劑量包衣，室內陰干后，再用4.8%苯醚·咯菌腈水懸浮劑(瑞士先正達作物保護有限公司)以1 kg種子用有效成分0.144 mL的劑量包衣處理。其他農事操作同當地大田管理，周年進行田間定期、定點系統調查。

1.2.2 小麥冠腐病的監測

分別在2015年小麥灌漿期、2015-2016和2016-2017年兩個小麥生長季的冬前苗期、拔節期、灌漿期調查小麥冠腐病的發生情況，每次取樣4個重復，每個重復采用“Zig-Zag”取樣方法采6個樣點，每樣點取20～30株小麥。根據第一莖節褐變程度進行嚴重度分級[12]，計算病株率和病情指數。分級標準：0級，無病；1級，褐變長度占第一莖節長度的25%以下；2級，褐變長度占第一莖節長度的25%～50%以下；3級，褐變長度占第一莖節長度的50%～75%以下；4級，褐變長度占第一莖節長度的75%～100%。

病株率=病株數/調查總株數×100%；

病情指數=100×Σ(各級病株數×各級病級)/(調查總株數×分級最高級)

1.2.3 小麥冠腐病病原菌的分離與鑒定

將各生育期、各監測點調查的小麥褐變病株，在病部剪取約3 mm的病組織，用75%的乙醇浸泡2 min，滅菌水清洗3次后在滅菌濾紙上晾干，置于SSM平板上，25 ℃黑暗培養3 d，得到病原菌初分離物；采用菌絲頂端切取法純化病原菌[13]；將純化后的菌株分別轉到PDA和CLA平板上進行培養，參照鐮刀菌鑒定手冊[14-15]，根據菌落和孢子形態進行病原菌鑒定。計算各生育期、各監測點小麥冠腐病菌的分離頻率。

1.2.4 小麥冠腐病發生情況校正

將1.2.2調查所得的各生育期、各監測點小麥冠腐病病株率和病情指數分別乘以該生育期、該監測點小麥冠腐病菌的分離頻率，得到小麥冠腐病實際發生的病株率和病情指數，通過校正后數據進行病害發生動態分析。

1.3 數據分析

采用SPSS 13.0進行數據統計分析，采用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 小麥冠腐病的發生動態

由圖1和圖2可知，2015年小麥灌漿期，景縣冠腐病發生程度較重，病株率和病情指數分別達到32.8%和20.6；滄縣和寧晉病害發生較輕，兩點病株率和病情指數分別為2.4%、0.7和2.4%、1.2。在2015-2016和2016-2017年2個小麥生長季中，3個監測點冠腐病發生率隨小麥生育進程推移均呈上升趨勢。滄縣病害發生輕，2015-2016和2016-2017年灌漿期的病株率分別為2.8%和2.4%；寧晉2個生長季小麥灌漿期的病株率分別為4.2%和14.6%；景縣病害發生較重，2個小麥生長季中灌漿期的病株率分別達54.1%和66.4%。

小麥生長季中，3個監測點冠腐病發生的嚴重程度隨著小麥生育期推移呈上升趨勢，2015-2016和2016-2017年小麥冬前苗期、拔節期、灌漿期，滄縣監測點的病情指數分別為0、0、1.7和0、0、1.7；寧晉點的病情指數分別為0、2.1、2.1和0.7、2.1、5.5；景縣點的病情指數分別為0、5.8、34.1和1.9、5.9、35.2(圖2)。綜合病株率和病情指數來看，春季返青后小麥冠腐病發生逐漸加重，拔節至灌漿期為快速增長期。

調查時期中1～3分別表示冬前苗期、拔節期、灌漿期。表2同。

Investigation period 1-3 mean seedling stage before winter, jointing stage, and milk stage, respectively.The same in figure 2.

圖12015-2017年不同生育期小麥冠腐病的病株率

Fig.1Diseaseincidenceofwheatcrownrotatdifferentgrowthstagesofwheatduring2015-2017

在滄縣監測點，冠腐病發生程度較輕，病株率在年度間差異不顯著，2016和2017年病情指數均顯著高于2015年。寧晉監測點小麥冠腐病的初始發生程度亦較輕，2015年病株率和病情指數分別為2.4%和1.2；到2017年小麥冠腐病的發生程度已明顯加重，病株率和病情指數分別為14.6%和5.5，較2015年分別增長了12.2%和4.3。景縣監測點在2015年小麥冠腐病發生偏重，病株率和病情指數分別為32.8%和20.6；2016和2017年小麥冠腐病病株率較2015年分別增長了21.3%和33.6%，病情指數分別增長了13.5和14.6，差異顯著(表1)。由此可見，3個監測點小麥冠腐病的發生呈逐年加重趨勢。

圖2 2015-2017年不同生育期小麥冠腐病發生病情指數

2.2 小麥灌漿期引起冠腐病鐮刀菌的分離頻率

對2015-2017年各監測點小麥灌漿期引起冠腐病的鐮刀菌分離頻率進行分析，結果(表2)表明，在各監測點，隨著年度間病害發生程度的加重，引起冠腐病的鐮刀菌分離頻率也隨之增加。在病害發生程度較輕且年度間病害增長幅度較小的滄縣，2015-2017年鐮刀菌的分離頻率均較低，分別為22.2%、25.0%和25.0%；在寧晉監測點，2015和2016年病害發生程度較輕，鐮刀菌的分離頻率也較低，僅為10.3%和13.0%，2017年病害發生程度的加重，鐮刀菌的分離頻率也隨之增加至57.4%；景縣監測點初始發病率較高，2015年鐮刀菌的分離頻率為68.5%，隨著病害發生加重，2016和2017年鐮刀菌的分離頻率分別達到91.4%和91.8%。說明鐮刀菌是引起小麥冠腐病病害的優勢菌。

表1 2015-2017年小麥灌漿期冠腐病病害發生狀況Table 1 Wheat crown rot occurrence at milk stage during 2015-2017

同列數據后不同字母表示差異在0.05水平顯著。

Different letters following data in same column indicate significant difference between years at 0.05 level.

表2 2015-2017年度小麥灌漿期導致冠腐病害的鐮刀菌的分離頻率Table 2 Isolation frequency of Fusarium spp.causing wheat crown rot at milk stage during 2015-2017

3 討 論

在小麥生產中，小麥冠腐病常與其他根莖部病害混合發生[16]，尤其是與離蠕孢菌引起的莖基部癥狀不易區分。本研究在小麥冠腐病發生動態監測中，各監測點病變株中均能分離到離蠕孢菌。在田間病害發生調查的基礎上，對引起小麥冠腐病的主要病原菌鐮刀菌進行了分離，以明確引起小麥冠腐病的主要病菌。本研究中，小麥冠腐病發生嚴重的監測點或年份，鐮刀菌的分離頻率也偏高；發生輕的監測點或年份，鐮刀菌的分離頻率低，而離蠕孢菌占主導地位。Smiley等[3]研究也表明，受環境影響，年度間優勢病原菌會發生變化，但病害發生嚴重的地塊，鐮刀菌的分離頻率更大且對小麥的致病力更強。

本研究發現，3個監測點小麥冠腐病的病害發生程度隨小麥生育期推移呈逐漸加重的趨勢，拔節期小麥冠腐病發生程度增加，灌漿期病害增長迅速。這可能因為各監測點均進行了種子包衣處理，故冬前苗期病害發生較輕。這與用化學藥劑進行種子處理能顯著降低前期由假禾谷鐮刀菌引起的小麥苗腐[17]的結論一致。本課題組調查發現，種子處理對返青前小麥冠腐病防治效果達到56.0%以上，在一定程度上控制了前期病害的發生。由于小麥整個生育期均可受到冠腐病菌的侵染，因此病菌侵入越早后期病害發生越重，產量損失越嚴重。因此，通過前期病害防控、降低早期病害發生率是控病保產的有效措施。根據監測結果，除了種子包衣處理外，返青-拔節期為該病害防治的一個關鍵時期，而關于防治藥劑的篩選及配套防治技術還有待于進一步加強。

病害發生程度受土壤中病原菌數量、品種抗性、田間肥水、氣候等因素影響[18-20]。三個監測點小麥冠腐病年度間病害發生的增長幅度不盡相同，但發生程度均呈逐年加重趨勢，具體原因還有待進一步檢測和分析。澳大利亞通過測定田間小麥冠腐病發生病株率來進行該病害下茬作物種植風險評估，在生產中得到廣泛應用。在我國耕作栽培制度下，還應該繼續加強集品種抗性、栽培措施、肥水管理、化學防治等為一體的病害發生規律和綜合防治技術研究，加強病害的監測和預測，為病害合理防控提供技術支持。