李妍穎 , 何柯杭 , 房愛省 , 郝引川 , 仵均祥
(1.西北農林科技大學 植物保護學院,陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學 農學院,陜西楊凌 712100)
玉米是中國四大糧食作物之一,也是一種糧、飼、工業原料兼用的多用途作物和全世界總產量最高的農作物[1]。自470多年前從美洲傳入以來,以其生長期短、營養豐富、口感好等特點贏得中國人民的普遍喜愛,南北廣泛栽培。目前中國播種面積在2千萬hm2左右,僅次于水稻和小麥,在國民經濟發展和糧食安全中具有重要作用[2]。由于玉米栽植范圍廣,面積大,危害玉米的病蟲害不僅種類多,而且危害損失嚴重。特別是玉米大斑病Exserohilumturcicum(Pass.) Leonard et Suggs和玉米螟Ostriniafurnacalis(Guenee) 是中國北方干旱地區春玉米生產中常發的災害性病蟲害,對玉米的安全生產和豐產豐收構成嚴重威脅。玉米大斑病又叫玉米條斑病、枯葉病、煤紋病、葉斑病等,發生嚴重時整株葉片枯死,全田一片干枯[3-4]。20世紀70年代后中國東北、華北北部和南方冷涼山區減產可達50%以上[5]。1993年,全國范圍內大流行,在河北、山東、江蘇等省大暴發,僅江蘇因玉米大斑病暴發流行造成的玉米產量損失就達7億kg[6]。2005年齊齊哈爾市玉米大斑病發生面積達39萬hm2,發病株率達85%以上,造成減產30%以上[7]。2012年吉林省梨樹、雙遼、長嶺、農安4個縣(市)玉米大斑病發生面積達53.73萬hm2,產量損失在24.19%~46.15%[8]。玉米螟俗稱玉米鉆心蟲、箭桿蟲、髓蟲,在重災區常年造成玉米減產達30%以上[9-10]。自2000年以后吉林省玉米螟每年發生面積基本均在150萬hm2以上,2012-2014年發生面積均在300萬hm2左右[11]。2016年在陜西關中從西向東5個縣區調查,包括玉米螟在內的后期鉆蛀性害蟲對玉米的危害株率達88.67%,百株蟲量達174.7[12]。安徽淮北地區,春玉米常年受害株率達30%左右,減產約10%;夏玉米受害更重,一般減產20%~30%,嚴重時被害株率高達90%,減產30%左右[13]。
通過種植抗病品種從源頭控制玉米病蟲害,將病蟲害造成的損失降到最低,有關這方面的報道很多[14]。黑龍江省主栽的‘久龍13’‘豐早303’為早熟抗大斑病品種,‘吉單517’‘吉單519’為中熟抗大斑病品種,‘豐禾10號’和‘宏育29’為晚熟抗大斑病品種[15]。河南省大面積選種的‘滑豐986’‘鄭單958’‘張玉9號’和‘浚單18’等均對玉米螟具有較強的抗性[16]。遼寧省阜新市推廣的18個玉米新品種中,‘丹玉24’‘丹玉35’‘丹2118’‘遼單27’‘丹2105’等5個品種抗螟性強且產量較高;‘丹玉30’‘豫玉18’等雖受玉米螟為害的被害株率較高,其耐害性較強,對產量影響不大[17],類似的事例很多,不勝枚舉。
在陜西省渭北干旱春玉米種植區于玉米灌漿中期和蠟熟期,分別調查當地玉米生產中常發災害性病蟲害——玉米大斑病和玉米螟在27個玉米品種上的發生情況,旨在明確供試玉米品種對玉米大斑病和玉米螟的抗性,為優質抗病蟲玉米品種的選育和指導生產上有效防治玉米主要病蟲害提供依據。
供試地點位于陜西省旬邑縣職田鎮青村(108.33°E,35.13°N,海拔1 385 m)西北農林科技大學農學院國家玉米產業技術體系玉米品種試驗地。
不同玉米品種對玉米大斑病和玉米螟的抗性調查:供試品種有27個(因這些品種目前尚處在區試階段,按照有關管理規定,不便詳細列出具體名稱,文中以編號標記),均由西北農林科技大學農學院國家玉米產業技術體系提供并種植管理。每個品種種植面積約200 m2,隨機排列。種植方式為條播,寬窄行種植,寬行行距70 cm,窄行行距50 cm,株距25 cm,密度約4 500株/667m2。播種時間為2018年4月初,施肥管理與當地大田玉米相同,長勢良好。
藥劑防治玉米大斑病試驗:供試玉米品種為‘先玉335’,種植管理方法同前。
1.3.1 供試藥劑及處理 選用5種藥劑,分別是A、B、C、D和E(因這些藥劑中部分藥劑是新研發的藥劑,尚未在農業部藥檢所正式登記,屬保密狀態,故以字母標記),單一藥劑或幾種藥劑混合噴霧。試驗共分為11個處理,分別是A、B、C、D、E、A+C+E、A+D+E、B+C+E、B+D+E、A+B+C+E、A+B+D+E,噴清水為對照,每個處理重復3次。
1.3.2 施藥方法 玉米大喇叭口期采用利農HD-400型背負式手動噴霧器整株均勻噴霧,每小區噴藥液量30 kg,噴清水為對照,重復3次。
1.4.1 調查時間與取樣方法 不同品種對玉米大斑病抗性調查:分別于2018年8月中旬玉米灌漿中期和9月上旬玉米臘熟期各調查1次;玉米螟因在玉米灌漿中期時發生很輕,田間被害株率很低,僅在玉米蠟熟期調查1次。每個品種平行線6點取樣,每點2行,每行順行調查10株,每個點調查20株,每個品種調查120株。
不同藥劑處理對玉米大斑病田間防治效果試驗:于玉米蠟熟期調查1次,每個重復隨機調查20株玉米,每個處理共調查60株。
1.4.2 調查記載方法 分別逐株檢查玉米大斑病和玉米螟發生情況。其中玉米大斑病發病級別的記載方法參考中華人民共和國農業部發布的玉米抗大斑病鑒定技術規范,玉米抗大斑病鑒定級別劃分標準如下。
1級:葉片上無病斑或僅在下部葉片上有零星病斑,病斑占葉面積少于或等于5%。
3級:雌穗下部葉片有少量零星病斑,病斑約占葉面積6%~10%,穗位上部葉片有零星病斑。
5級:植株中、下部葉片有較多零星病斑,病斑約占葉片面積11%~30%,穗位上部葉片有少量零星病斑。
7級:穗位下部葉片或穗位上部葉片有大量病斑,病斑相連,病斑約占葉片面積31%~70%。
9級:全株葉片基本為病斑覆蓋,葉片枯死。
玉米螟發生程度根據幼蟲對莖稈和果穗的被害情況分別調查,記載莖稈的蛀孔數和果穗上的幼蟲蟲數,發現明顯被害果穗但剝開苞葉后幼蟲已逃逸時,則記為1頭幼蟲。
1.5.1 玉米大斑病危害參數計算 發病株率=發病株數/調查株數×100%。
1.5.2 玉米螟危害參數計算[12]莖稈被害率=被害莖稈數/調查株數×100%。
莖稈百株蟲量=被害莖稈幼蟲數/調查株 數×100。
果穗被害率=被害果穗數/調查果穗數×100。
百穗蟲量=被害果穗幼蟲數/調查果穗數×100。
被害株率=被害株數/調查株數×100%。
整株百株蟲量=莖稈百株蟲量+果穗百穗 蟲量。
1.5.3 藥劑處理防治玉米大斑病防效計算[18]防治效果=(對照發病級別-處理發病級別)/對照發病級別×100%。
1.5.4 統計分析 所有數據在用Excel處理的基礎上,采用SPSS 22.0軟件進行方差分析。
由表1可以看出,在供試的27個玉米品種中,不同品種對玉米大斑病的抗性差異很大,且不同時期27個供試品種抗病性強弱的排序差異較大。

表1 不同玉米品種玉米大斑病的發病程度Table 1 Damage degree of maize blight in different varieties
注:數據以“平均數±標準誤”表示。不同字母表示差異顯著(P<0.05),每列不同小寫字母表示不同品種差異顯著(P<0.05),下同。
Note:The data are expressed as “mean±SE”.Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05).Different lowercase letters in each column indicate that there were significant differences(P<0.05) among treatments of different maize varieties by Duncan’s new multiple range test.The same below.
玉米灌漿中期,供試27個玉米品種發病株率從58.33%~100%不等,平均91.42%;發病級別從2.33~6.97不等,平均4.51。由此可見,27個供試品種的抗病性均較差。其中有12個品種,發病株率均達100%。發病級別最重的品種為‘2018-27’號,發病級別達6.97,是27個供試品種中發病級別最高的品種。其次為‘2018-1號’‘2018-24號’‘2018-17號’‘2018-21號’‘2018-7號’,這5個品種的發病株率均為100%,發病程度非常相近,為5.90~6.10,顯著低于‘2018-27號’。發病最輕的品種為‘2018-12號’,發病株率58.33%,發病級別2.33。統計分析表明,玉米灌漿中期供試品種對玉米大斑病的抗性差異達顯著水平(F=11.08,P<0.05)。
玉米蠟熟期,所有供試品種均表現明顯較差的抗病性,發病株率均為100%,平均發病級別達6.89。按照發病級別的排序發生較大變化,但‘2018-27號’仍是供試品種中發病程度最重的品種,發病級別達7.43。此外, ‘2018-9號’‘2018-12號’‘2018-16號’‘2018-21號’‘2018-22號’‘2018-23號’‘2018-24號’‘2018-25號’‘2018-26號’發病級別為7.23~7.53,發病嚴重。在玉米灌漿中期,發病最輕的‘2018-12號’發病程度急劇加重,發病級別上升為7.23。與此相對應的‘2018-4號’的發病級別增加程度很小,由灌漿中期的3.00上升為4.30,成為供試27個品種中發病級別最低的品種,也是玉米蠟熟期唯一一個發病級別小于5的品種。說明‘2018-12號’在玉米生長后期對玉米大斑病的抗耐病性大大減弱,‘2018-4號’在玉米生長后期對玉米大斑病的抗耐病性相對大大增強。統計分析表明,玉米蠟熟期27個供試品種對玉米大斑病的抗性差異也達顯著水平(F=15.34,P<0.05)。
2.2.1 整株受害率比較 由表2可以看出,不同品種對玉米螟的抗性差異很大。供試27個品種中,整株被害株率最高的品種是‘2018-1號’,達 71.67%;百株蟲量最高的品種是‘2018-4號’,達88.33。其次為‘2018-2號’和‘2018-3號’,被害株率分別為70.00%和 63.33%;百株蟲量分別為80和71.67。被害株率和百株蟲量均遠大于供試27個品種被害株率和百株蟲量的平均值45.74%和51.94。被害株率和百株蟲量最低的品種均是‘2018-27號’,分別為23.33%和20。不論是從整株被害株率進行統計分析(F=1.18,P< 0.05),還是從百株蟲量進行統計分析(F=1.45,P< 0.05),供試27個玉米品種對玉米螟的抗性差異均達顯著水平。
2.2.2 莖稈和果穗受害程度比較 從表2可以看出,在玉米生長后期,玉米螟更傾向于危害果穗。在供試的27個品種中,平均莖稈被害率僅為4.81%,百稈蟲量僅為4.94;果穗被害率高達 43.40%,百穗蟲量高達46.98。其中莖稈被害率最高的品種為‘2018-4號’,被害率達15%;其次為‘2018-6號’‘2018-8號’‘2018-11號’‘2018-14號’和‘2018-20號’,莖稈被害株率均為10.00%。莖稈被害率最低的品種為‘2018-19號’‘2018-23號’和‘2018-27號’,莖稈被害株率均為0。其他供試品種中,‘除2018-1號’‘2018-5號’‘2018-13號’‘2018-15號’‘2018-12號’‘2018-26號’的莖稈被害率在5.00%~8.33%以外,其他供試品種的莖稈被害率均在5%以下。說明絕大多數供試品種的莖稈表現較強的抗蟲性。統計分析表明,27個供試品種對玉米莖稈和果穗的危害株率差異均達顯著水平(F=1.36,P<0.05;F=1.11,P<0.05)。
百穗蟲量最多的品種為‘2018-2號’,達 76.67;其次為‘2018-3號’和‘2018-4號’,百穗蟲量分別為70和71.67。百穗蟲量最少的品種為‘2018-27號’,其次為‘2018-26號’。統計分析表明,27個供試品種玉米莖稈和果穗的百株蟲量差異也達顯著水平(F=1.47,P<0.05;F=1.34,P<0.05)。
由表3可以看出,供試11個藥劑處理在大喇叭口期防治玉米大斑病,玉米蠟熟期調查各處理的發病率均為100%,發病程度級別為4.30~ 7.53。防效計算結果表明,最高防效為處理C,防效為10.57%,其次為處理E、處理A+B+C+E和處理A+B+D+E,防效為5%~9%,其他處理的防效均在5%以下,供試11個藥劑處理的平均田間防效僅為5.37%。

表2 不同玉米品種玉米螟發生危害情況Table 2 Occurance and damages of maize borers on different maize varieties

表3 大喇叭口期整株噴藥處理對玉米大斑病的防治效果Table 3 Control effect of different fungicides at the big flare stage
調查結果表明,供試27個玉米品種對玉米大斑病和玉米螟的抗性差異很大,玉米灌漿中期和玉米蠟熟期27個供試品種對玉米大斑病的抗性強弱排序發生較大變化,在玉米蠟熟期,玉米螟更傾向于危害玉米果穗,莖稈受害率遠小于果穗受害率。玉米播種期采用不同藥劑處理土壤,對玉米大斑病的防治效果很低,最高防效僅為 10.57%。本研究初步明確供試品種對陜西渭北干旱地區春播玉米生產中最重要的2種病蟲害——玉米大斑病和玉米螟的抗性,不僅為選育抗病蟲、高產優質玉米品種提供基礎資料,而且為生產中預防玉米大斑病和玉米螟暴發成災,科學合理選用玉米品種提供重要參考。
不同地區、不同玉米品種的抗病蟲性之間存在差異,同一品種在不同的生育期抗病蟲性亦不相同[14]。本研究供試27個玉米品種對玉米大斑病在灌漿中期和蠟熟期的抗性調查結果表明,在不同時間按照不同品種抗病性強弱的排序結果并不完全一致,且在部分品種表現較大差異。這與前人的相關研究結果相一致,說明品種對病蟲害的抗性鑒定需要一個生長期的系統觀察,所得結果才能真實、客觀反映品種的實際抗性。選用某一階段的抗性觀察可能會得出一點片面結果。本研究的資料僅是2018年的,由于品種抗性的復雜性,所得結論尚需今后進一步完善,為保障玉米安全生產提供更可靠的依據。