摘 要:當前,國家大力支持綠色防控和生態環境保護。油菜霜霉病是油菜生產中的一大隱患,嚴重影響油菜產量和品質。系統分析了油菜霜霉病的發病原因,包括低溫高濕的氣候條件、抗性弱的品種選擇以及不當的栽培管理是導致油菜霜霉病發生的主要原因,提出了一些諸如選育抗病品種、加強栽培管理、合理用藥以及開展生物防治等綜合措施,旨在有效控制病害的發生,減少農藥使用,實現油菜生產的可持續發展。
關鍵詞:油菜;霜霉病;發病原因;防治措施;綜合治理
中圖分類號:S435.654 文獻標志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)02–00-03
油菜是我國重要的油料和綠肥作物。然而,由于霜霉病等病害頻發,嚴重制約了油菜產業發展。深入剖析病害發生的原因機制和規律,明確科學系統的防治對策,對促進油菜高產、優質、高效、生態和安全生產具有重要意義。相關部門應圍繞油菜霜霉病的防治,開展理論和技術創新,培育和示范油料標準化生產模式,以實現油料產業的可持續發展。
1 油菜霜霉病的癥狀
油菜霜霉病主要侵染油菜的葉片,也可侵染莖稈和莢果。在葉片上,初期會出現零星分布的褪綠小斑點,這些小斑點逐漸擴大,顏色變為黃色或黃褐色,病斑邊緣不再清晰。處于初期階段的油菜,其病斑面積雖然不大,但數量巨大。隨著病害的進一步發展,病斑會繼續擴大,顏色也會加深,部分病斑甚至會融合在一起,嚴重時可能占據整個葉片。該階段,油菜表面可見白色或灰白色的霜狀霉層,這是病原菌大量孢子產生的結果[1]。
如果油菜霜霉病發生在莖稈上,則會形成褐色或黑色的病斑,環繞莖稈,嚴重時可能會導致莖稈折斷。受害莢果表面還會出現褪綠、凹陷、畸形等癥狀,導致種子發育受阻,嚴重影響油菜產量和品質。因此,無論是油菜葉片、莖稈,還是莢果,一旦出現典型病癥,都將導致嚴重的產量損失。由于油菜霜霉病的發生率和破壞性都較高,其已成為當前階段制約我國油菜生產的重要病害之一。
2 油菜霜霉病的發病原因
2.1 品種抗性不足
不同油菜品種對霜霉病的抗性存在很大差異,這主要與品種的遺傳背景相關。長期以來,育種工作更側重于改良油菜的產量性狀,對抗病性狀的選育力度相對較弱。因此,目前主要推廣的一些高產商業化油菜品種,其抗病性能表現并不突出。這些品種一旦遭遇適宜病原菌感染的氣候條件,或者病原菌密度過高,發病速度就會極快,病害可以迅速擴展蔓延。
有數據表明,抗性較弱的品種,在最優病原菌感染條件下,從初始病斑出現到整個植株全面受害的時間可能僅僅在一周左右。而抗性較強的品種,即使在相同病原菌壓力下,發病速度也會比弱抗品種慢3~4倍。
2.2 氣候條件適宜
低溫多濕的氣候條件有利于該病原菌的繁殖和傳播。相關研究表明,當溫度維持在15~20 ℃之間、相對濕度超過85%,病原菌生長最快、孢子產量最高。我國主要油菜生產區的春季和秋季,即4、5、9、10月的平均氣溫均在15 ℃左右,并伴有頻繁的降水天氣,這為病原菌創造了“溫室式”的最佳生長環境。在這樣的條件下,病原菌體量可以在很短時間內迅速擴增數千倍,產生大量傳染源。隨后,通過風力或雨水將病原菌迅速傳播到周邊健康油菜田。此外,由于溫差較大、空氣較為穩定,地面容易積存滑雨或薄霧,病原菌可穩定保存于葉面的時間得到延長。
2.3 栽培管理不當
連作、密植與偏施氮肥等不當的栽培管理方式,會嚴重影響油菜的生長狀況,這已被廣泛證實。連作油菜會造成土壤養分嚴重失衡,一些微量元素如鋅、硼等大量流失,這些元素對油菜正常生長至關重要。此時,油菜會出現萎蔫、矮化、黃化等癥狀,生長遲緩,抗逆性顯著下降。同時,連作條件還會使得病原菌數量在土壤中逐年積累增加。在這樣的雙重影響下,油菜很容易暴發病害。類似情況也會在過密栽培時出現,過于擁擠的生長環境會使土地變得極其不適于作物生長,各種病原菌也更易在植株間快速傳播。
此外,長期偏施氮肥后,油菜生長量雖然表現良好,但其內在質量會下降。氮素過剩會抑制水解酶的活性,影響次生代謝產物的合成,包括一些重要的抗病物質。此時,對病原菌的化感和防御能力都會下調,
極易發病。
2.4 病原菌積累
油菜霜霉病的病原菌體內可形成厚壁的休眠構造,可附著在田間病殘稈上,使其安全過冬。第二年初春,隨著氣溫的回升,休眠構造快速破裂產生大量新鮮病原孢子,這些孢子會直接繚繞感染周邊莊稼。分休眠構造也可在病殘體表層形成特殊結構——“分生孢子囊”,當空氣相對濕度超過85%時,這些孢囊可在短短2 h內產生上萬個分生孢子。分生孢子傳播距離遠,易被空氣傳播到數公里開外,成為“飛行傳染源”。如果連年不清田間病殘體,休眠構造就會在土壤深層逐漸積累,導致傳染源不斷增加,病害風險隨之增加。據研究,連作油菜田的深層土壤中,病原菌數量可達正常田塊土壤的80倍[2]。
2.5 傳播途徑廣泛
油菜霜霉病的病原菌傳播途徑很多,給病害防控帶來了很大挑戰。目前已知的主要傳播方式有空氣傳播、雨濺傳播、農具傳播及種子傳播等,其中以空氣傳播最為主要。空氣傳播主要是由于病原菌可產生大量輕小的分生孢子,這些孢子可懸浮于空氣中,并隨風遠距離散播,已知其最大傳播距離可達20 km。當具備適宜條件時,分生孢子會迅速定殖和感染宿主。雨濺傳播則主要發生在汛期,疾風暴雨可產生大量彈跳雨滴,攜帶病原菌在田間跳躍傳播,一個雨季就可擴散至整個產區。此外,機械化操作也增加了傳播風險,疫區土壤會黏附工具機械,當這些工具機械進入健康區域就會繼續播種病原,使防控難度大增。病原菌還可污染花粉表面,通過授粉傳入種子,成為隱性感染源[3]。
3 油菜霜霉病的防治措施
3.1 選用抗病品種
選用抗病性強的優質品種是防治油菜霜霉病取得成功的第一步。長期以來,我國油菜抗病育種總體比較薄弱,選育目標主要關注產量性狀,很少將抗病性能作為選育目標。因此,目前在育種主攻的油菜商業品種中,幾乎沒有抗病性突出的品種,造成病原菌大面積擴散。
近年來,一些專業抗病育種機構積極開展相關工作,開始關注某些優良的抗病種質資源。相關人員利用分子標記篩選等高效方法,在保持良好產量水平的同時,提高了部分材料的抗病性。這些研發的抗病新品種已逐步通過區域試驗,開始在部分產區推廣。數據表明,這些新品種整體抗病等級可達7~8級,比過去推廣品種高1~2個等級,發病率下降30%以上[4]。
此外,一些專業病原研究機構還在探索誘導抗性的技術路線。其中,新型生物誘導劑可被用于進行油菜種子處理或苗期噴施,其抗病效果較好。這些誘導劑可通過激活植株自身抗性或促進益生菌定殖,從而大幅降低發病風險。因此,選用抗病性能突出的優質品種與新型抗病誘導劑的有機結合,必將成為未來防控該病害的關鍵措施之一。
3.2 加強栽培管理
第一,合理調控栽培密度。如若過度提高栽培密度,則會導致植株生長過于擁擠,其通風和光照都會變差,導致植株的滲透調節能力下降,其對各種脅迫的抵抗力也會隨之下降,這時輕微的病原菌侵染就可能引發劇烈的二次感染。因此,把密度控制在合適范圍非常重要。
第二,科學施用微量元素肥料。平衡施用含鉬、鋅、硼等微量元素化肥對增強植株免疫力、提高抗病反應至關重要[5]。這些微量元素可促進植株合成各種抗病物質,避免病原菌的侵襲。除了常規化學肥料,還可以在油菜早期生長施加一些優質有機肥料,從而優化土壤微生物組成,抑制病原菌的發生。
第三,做好田間排水是關鍵的抗病栽培措施之一,有利于避免出現積水,導致局部長期高濕。高濕微環境下,很多較弱的病原菌會迅速暴發。種植戶應每隔2~3年在同1塊田地種植1次油菜,從而有效切斷病原菌在土壤中的繁殖鏈。
3.3 化學防治
化學防治仍是當前防治該病害的重要手段之一。在初期防治階段,速效、高效的殺菌劑噴霧,可有效減緩病害進一步擴大。目前,常用的幾種高效殺菌劑包括嘧菊酯類、肟菊酯類、氟菊酯類、四環素類等。這些殺菌劑在產地被廣泛應用,可在短期內快速抑制病原菌的繁殖。
然而,長期過度依賴化學農藥防治,也暴露出很多弊端。病原菌易產生抗藥性,降低藥效。殺菌劑使用過后也會發生殘留問題,部分藥劑很難快速降解,導致殘留超標現象時有發生,威脅食品安全。同時,殺菌劑具有一定的毒副作用。例如,四環素類和嘧菊酯類的生態毒性和哺乳動物毒性都較高。此外,過量使用殺菌劑也會影響土壤微生物結構,長久使用后土壤酶活性降低[6]。
因此,相關部門必須嚴格控制藥劑用量,避免發生耐藥、殘留;采取輪換使用策略,避免抗性快速積累;開發應用安全性更高的生物農藥;建立藥劑殘留快速檢測預警體系。只有這樣,才能在提高防治效果的同時,最大限度減少藥劑帶來的負面影響。
3.4 生態防治
生物防治和生態防治手段是防控油菜霜霉病中的重要技術方向。通過增強田間生物多樣性,調節生態系統結構,可以達到一定防控效果。在雙季稻油菜間作體系或玉米油菜輪作體系中,作為撂荒作物的油菜也可從前茬作物中獲益。前茬的一些深根系雜草農藝措施,可有效固氮增肥,也可提高土壤抑菌能力,這可間接降低油菜霜霉病壓力。
種植一些抗性強大的非寄主作物也有一定作用。例如,間作香豌豆分泌的一些化學抑菌物質可以淡化土傳病害。通過設施提供天敵昆蟲棲息環境,加強昆蟲的天敵控制,也可起到治理作用。利用益生微生物進行種子或嫩苗處理,可誘導植株的非生物性抗病反應。輪作也可改變土壤微生物,破壞病原菌侵染源,降低病原菌持續侵染的概率。
總體而言,生態化防治措施對一些弱毒的土傳病原,極易產生足夠防控作用;但對一些高度侵染性病原的防控,重復多年應用才能見效。這方面技術仍需進一步優化和完善,方可在油菜防控中發揮關鍵的作用。
3.5 種植輪作
種植輪作是預防和控制油菜霜霉病的重要措施之一,它可以打破病原菌的連續生存環境,有效減少病原菌量的積累。在油菜連續種植的土壤中,霜霉病菌可通過植株殘體、病落葉等部位存活過冬,到下一年生長季節又開始大量繁殖,造成嚴重的連作障礙。而輪作可以插入對霜霉病抗性較強的其他作物,阻斷病原菌的傳播鏈,降低病害風險。
在選擇輪作作物時,最好選擇與油菜生育期不同的作物,如小麥、玉米等。這些作物在油菜生長前或生長后種植,可以避免兩者同時發病高峰期的疊加。同時,選擇對霜霉病抗性較強的作物也很重要,如豆類、薯類等可以減少病原菌量。如果選擇容易發生相似病害的作物輪作,效果就不會太好。此外,合理安排輪作次數也很關鍵。連續種植油菜2~3年后,應及時輪作1~2年不含油作物的作物,這樣可以徹底切斷病原菌的生存鏈。如果輪作次數太少,無法有效減少病原菌數量,控制效果就會大打折扣。
輪作不僅能減少病原菌量,還可以優化土壤環境,增加土壤肥力和有益微生物數量,提高整個種植系統的生態平衡,這對油菜的健康生長大有裨益。
3.6 綜合防治策略
將傳統農業防治手段與現代生物技術防治手段高效融合,建立科學系統的綜合防治體系,是實現油菜安全高產的必由之路。
第一,在傳統農業防治措施上,需要建立高密度的病害監測預警網絡,實現對主要病害的實時動態監測。一旦監測到初級預警信號,可快速采取防控措施,遏制病害進一步蔓延。
第二,充分利用分子生物學和微生物制劑等現代生物技術手段,培育并選用一系列抗病性能較好的新品種,從遺傳源頭增強作物抵抗力。同時,大力發展和應用高效、低殘留、低毒性的新型生物農藥,這類農藥殘留少,環境污染小,應用前景良好。
第三,運用益生微生物等生物制劑進行種子或土壤處理,可通過優化土壤微生態,形成對病原菌生長的抑制作用。
第四,針對性地選用少量高效化學農藥,補充防治生態農藥的不足,使防治效果最大化。同時,輔之以連作輪作等栽培調控措施,在確保防治效果的條件下,盡可能減少對環境的污染與破壞。
3.7 生物防治
生物防治技術在防治油菜霜霉病過程中可發揮重要作用,是一種環保高效的可持續控制策略。生物防治主要是通過引入或培育一些具有拮抗作用的微生物制劑,如某些拮抗細菌、拮抗真菌等,這些微生物可直接抑制病原菌的定殖和侵染,或抑制病原菌產生毒力相關酶類等,從而達到減輕或遏制病害發生的目的[3]。拮抗微生物種類繁多,可定殖在多種植物體部位,具有很強的定殖力和存活力,目前已篩選出數十種對油菜霜霉病病原菌具有較強拮抗作用的益生菌,可制成生物農藥進行防治。
此外,也可利用一些捕食性害蟲和寄生性天敵進行生物防治。捕食性害蟲和寄生性天敵可直接捕食病原菌或寄生病原菌體內,起到很好的生物控制效果。如果能夠在區域內大力推廣這些生物防治技術,必將大幅度減少化學農藥使用量,降低農藥殘留和環境污染問題,也可避免長期農藥使用導致的抗性問題。這種可持續的綠色防治策略,必將成為未來防治油菜病害的重要選擇。
4 結束語
通過對油菜霜霉病發病原因的深入分析,明確了低溫多濕的氣候條件、抗性品種選擇不當以及栽培管理措施不當是導致病害發生的主要原因。相關部門應針對性地采取選育和推廣抗病品種、加強栽培措施管控、藥劑防治和生物防治相結合的綜合防治策略,從而有效降低病害發生率和發病程度。未來,相關部門還需加大抗病育種力度,培育抗病分子標記篩選技術,建立病害監測預警和專業化綜合防治服務體系。只有系統性地防治病害,才能實現油菜高產、優質、高效、生態和安全的可持續發展,確保國家油料安全。
參考文獻
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