山東省小麥條銹病發生和發展動態

摘 要： 系統分析了山東省小麥條銹病近幾年發生和發展動態，對山東省部分小麥主栽品種的抗條銹病水平進行梳理，并對小麥條銹病春季流行的傳播源頭及傳播路徑進行了探究，提出防控建議。結果表明，除2020 年發生較重外，多個市（縣）個別年份出現歷史上較早發生的情況。山東省麥區小麥品種抗條銹病水平有所提升，在29 個主栽品種中有12 個品種具有中抗及以上條銹病抗性，占42.9%。春季流行的傳播源頭及傳播路徑目前有兩種推論，一是隴南、四川盆地的菌源經陜西省中部向中原麥區傳播；二是山東省麥區的條銹菌可能來自鄂西北冬繁區。提出兩個方面的建議：一是加強對小麥條銹菌的基礎研究，如山東省麥區條銹菌的優勢生理小種、種群遺傳結構和傳播路徑等；二是建立山東省小麥條銹菌監測的長期機制，如定期的生理小種監測，持續的品種抗銹性監測等。

關鍵詞：小麥；條銹病；傳播路徑；群體遺傳；分子生物學；山東省

中圖分類號：S435 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）04-0080-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.04.013

0 引言

小麥條銹病是小麥生產上分布廣、傳播快及危害面積大的重要病害。2020 年被列為我國一類作物病蟲害防治對象[1]。小麥條銹病在1950、1964、1990、2002 和2007 年發生過5 次大規模流行，病害面積均超過550 萬hm2，小麥損失138 億kg，先后導致我國8批次的小麥主栽品種喪失抗病性[2]。為控制小麥條銹病的傳播和蔓延，農業植?？萍脊ぷ髡哒归_了大量的研究工作，完整地揭示了小麥條銹病流行體系、大區流行規律，并構建和應用了小麥條銹病菌源基地綜合治理技術，為國家糧食增收做出了重大貢獻[3-4]。我國小麥條銹病的研究水平總體處于國際領先地位。近年來，由于全球氣候變化、小麥品種更替及栽培措施等變化，小麥條銹病出現了新的發生特點。本研究系統分析了近幾年山東省小麥條銹病發生和發展情況，分析原因并提出了小麥條銹病的防控建議。

1 發生情況

山東省是全國第2 大小麥生產大省，小麥主產區集中在魯西及魯西南等地，該區域地處黃淮麥區，地勢較平坦，氣候適宜，種植面積廣闊。其中，菏澤市小麥播種面積相當于膠東半島幾個地市的面積總和。山東省各地市小麥播種面積如表1 所示。

1.1 山東省小麥條銹病呈現早發趨勢

山東省小麥條銹病雖然不是常發區，但近幾年來隨著氣候的變化，品種的更迭，包括魯西等小麥主產區在內的各地，條銹病呈偏早發態勢。朱軍生等[4] 總結2017 年山東省小麥條銹病發病特點時表明，2017 年小麥條銹菌傳播快、發病重、范圍廣，全省見病面積達到213.0 萬hm2，發生面積144.8 萬hm2。另據文獻報道，2018 年4 月下旬，山東省濱州市沾化區查到小麥條銹病發病田塊，發病時間較往年提前了1 個月[5]。到2020 年，全國范圍內小麥條銹病呈擴大發生的態勢，山東省小麥條銹病也表現偏早、偏重發生的趨勢。2020 年4 月6 日，濟寧市魚臺縣監測到2 處小麥條銹病發病中心，首見時間比2019 年早18 d；4 月8 日，菏澤市東明縣始見病葉，見病時間比常年早25 d；4月13 日，棗莊市首次在薛城區查見發病中心，見病時間比2019 年提前1 個多月，比2017 年早14 d；2020年小麥條銹病在山東省發病時間提前，并且危害時間長達2 個多月[6]。即便是遠離魯西的山東半島地區小麥條銹病也出現偏早發生的趨勢，2021 年威海市文登區農業農村局發布一條新聞：在威海市臨港經濟開發區某地塊3 月20 日發現小麥條銹病[7]；而在2021 年末，在蓬萊市某地塊發現小麥條銹病病株，發病點共查見病葉10 余片。在山東省秋播苗期小麥越冬初期查見小麥條銹病發病較為罕見。而通常年份，在山東省發生小麥條銹病的時間一般在4 月，5 月進入快速擴展蔓延期。近幾年山東省部分地區小麥條銹病首次見病日期如表1 所示。

連續幾年出現小麥條銹病早發的情況使山東省各級農業相關部門持續保持警惕。針對2020 年小麥條銹病的重發態勢，山東省植物保護總站組織全省600 多個測報站（點）規范開展系統調查，強化大田普查，并密切關注全國源頭區發生動態，及時組織會商，科學研判形勢，最大限度減少小麥條銹病帶來的損失[6]。

1.2 主栽品種抗條銹病情況

盡管山東省小麥條銹病出現偏早發生的態勢，但一般年份發病面積不大，發病程度較低，除了條銹病防控措施到位之外，與山東省麥區小麥品種抗條銹病的提高也有很大關系。10 年前，黃淮麥區小麥品種中具有抗條銹病的不足10%[9]。蔚睿等[9] 對近年來黃淮麥區審定或正在審定的150 份小麥品種（系）成株期和苗期的鑒定結果表明，超過30％的參試品種（系）在3 個地區都具有較穩定的成株期抗病性，另外超過20％的品種（系）具有慢銹性?？共∑贩N比例有了較大提高，說明近年來各育種單位及推廣部門對小麥條銹病的重視程度和成效都有較大改進。山東省小麥主產區部分主推品種的抗條銹病情況如表2 所示。

由表2 可知，29 個主栽品種有12 個具有中抗及以上條銹病抗性，占比42.9%，高抗品種占比25%，5 個具有慢條銹病抗性，占比17.9%，感病品種占比39.2%。目前多數抗條銹病評價缺乏對具體生理小種的抗性評價，混合接種的抗性評價結果具有一定的局限性。

2 動態發展

盡管山東省小麥條銹病的發生時期集中在4—5 月，但仍有個別地區和個別年份出現一些反常的情況。如2021 年3 月文登區、11 月蓬萊市發現小麥條銹病。隨著分子生物學和3R 技術的發展，小麥條銹菌的傳播及溯源問題有了一些研究成果，其中不乏關于山東省麥區與其他菌源地條銹菌交流和傳播的推論[16]。

2.1 分子生物學依據

小麥條銹菌傳播路徑研究主要通過田間調查和理論分析。隨著基因和分子生物學技術的進步，研究人員通過群體遺傳學分析等方法證實小麥條銹菌在隴南、四川盆地和云貴高原等菌源地傳播的路徑，明確了我國條銹菌策源地及周邊地區的菌源交流和路徑的問題[17-18]。但對于遠離菌源地的山東省麥區，尤其是關于傳向山東省的路徑問題研究較少。根據較早的研究結果，山東省麥區直接菌源主要來自于春季流行區的南部省份。田間監測調查證實，山東省無條銹菌越冬菌源，并且條銹菌在山東省無法越夏。朱軍生等[4] 根據2017 年山東省小麥條銹病的發病特點推斷山東省菌源來自于河南省、安徽省等。河南省是我國小麥第1大省，與魯西地區毗鄰，同屬西北?華北?長江中下游條銹病流行區系的重要省份，在此流行區域內條銹病流行程序是菌源越夏、秋苗發病、越冬（繁殖）和春季流行[19]。WANG C 等[20] 使用SSR 分子標記對湖北省、河南省、山東省和河北省的田塊進行條銹菌采樣，研究條銹菌群體間的遺產差異與區域傳播。結果表明，湖北省條銹菌向山東省進行傳播，揭示了我國條銹菌由中部小麥產區向東傳播的規律，表現在取樣地區的條銹菌遺傳多樣性從西至東基本上呈現出逐漸降低的趨勢，從側面反應出鄂西北地區為條銹菌基因流的貢獻者。同時研究還發現湖北省西北部和山東省中西部，以及山東省中西部與最東部地區之間發生群體交流，表明小麥條銹菌可能的傳播路徑為湖北省西北部傳播至山東省中西部，再傳播到山東省東部。湖北省西北部與河南省南陽市比鄰，是條銹菌的冬繁區，也是小麥條銹病防控的重要區域，鏈接襄陽市菌源地和黃淮海小麥產區[21]。河南省西南部麥田冬前出現條銹病發病中心或零星病葉，此后研究人員實地調查證實小麥條銹病可以在河南省部分高海拔地區進行越夏，這樣給河南省西南部小麥冬前或者早春流行創造了發病基礎[22]。

山東省中西部麥區與河南省西南部之間存在條銹菌的基因交流，而地理位置上的山東省西部與河南省中部直接接壤，兩地區是否也有傳播的可能。實際上，分子生物學的研究證據表明，河南省中部亞群與湖北省西北部和山東省西部亞群體有少量遺傳交流，所以，即便在地理位置上看似接近，事實上山東省西部條銹菌群更多地是受湖北省西北部菌源的影響[20]。受限于樣本抽樣方法、樣本數目及不同采樣年份環境等因素的差異，對于群體遺傳和區域間傳播的研究不斷有新的發現，研究人員認為在條銹病大流行年份，春季流行群體具有更為明顯的優勢基因型特征。華北群體（豫、冀、魯）與西南群體有更為相似的基因型組成、空間遺傳結構及更近的遺傳距離，表明兩大生態區的小麥條銹菌群體的遺傳關系更近，特別是華北群體與西南（云貴）群體的遺傳關系最近，推測該地區與西南（云貴）群體存在菌源關系（內部討論，數據待發布）。這說明除了與湖北省西北部的交流之外，山東省西部麥區的條銹菌也可能受到西南（云貴）麥區的影響。

2.2 氣象學、數學模擬依據

條銹菌地區間的基因交流和傳播研究主要利用分子生物學的手段和遺傳學的理論，對條銹菌的菌群基因多態性進行分析。目前，有研究人員利用氣象學、計算機模擬等手段對條銹菌的可能傳播路徑進行推演。黃沖等[23] 基于2017 年度全國農業測報系統的數據，利用GIS 軟件對條銹病的發生規律進行統籌分析，從時間序列和空間尺度推演條銹病的傳播路徑。結果表明，3 月小麥條銹病進入春季流行期，至3 月底云南省、貴州省、河南省南部及湖北省漢水流域麥區已普遍發病，并繼續向東、向北擴散。4 月18 日鄭州市滎陽市見病，小麥條銹病跨過河南省內的沙河向北逼近黃河，向東擴散至江蘇省常州市的溧陽市和金壇區；4 月20日條銹病繼續向東擴散至山東省西南部的菏澤市東明縣和成武縣。地理信息系統軟件形象揭示了條銹菌從云南省、貴州省、河南省向東部麥區傳播的路徑?；诘乩硇畔⑾到y的時間序列分析提供了研究條銹菌傳播的另一個思路，隨著更多相關數據的積累，相信這種方法能挖掘更多條銹病傳播和流行的規律。

HUANG L 等[18] 通過氣流傳播的數學模型驗證云貴高原的菌源向中原地區及山東省方向傳播的可能性。以上分子生物學和氣象模型的研究結果從一定程度上相互作證了條銹菌遠距離傳播的推論。張太學[24] 以春季云南省昆明市為模擬對象，進行高空氣流頻率的模擬，1 000～3 000 m 高度氣流可覆蓋整個昆明市，并且頻率均在50% 以上。到達四川盆地瀘州市、宜賓市的頻率15%～20%，到達湖北省襄陽市、河南省南陽市的頻率3%，到達山東省的頻率則更低。

上述分子生物學的研究、氣象學的模擬及測報數據的統籌分析都是基于兩種思路。一是從源頭出發，針對目標區域進行起點、終點的采樣（數據分析）或者在起點終點之間額外進行采樣（數據分析），證明路徑上不同地理區域之間的關聯。分子生物學是通過基因的多態性進行佐證，測報數據的分析則是通過時間序列的證據進行論證。二是只從源頭著手，氣象學模型對條銹菌傳播的模擬就是這樣，通過從起點向外的模擬對傳播進行分析。綜合以上研究結果，增加山東省區域內的條銹菌基因分析或者氣象學的分析，可能會更好地解決山東省區域內條銹菌與外省菌源關系的各種問題。

3 防控建議

山東省小麥產區是我國小麥條銹病流行傳播鏈最末端，針對近幾年小麥條銹病在山東省的發生動態情況，結合其他菌源地條銹菌交流和傳播的推論，提出4 項小麥條銹病防控建議。

（1）針對條銹菌，建議開展持續的山東省條銹菌生理小種監測，相關科研單位可以對監測數據進行整理、分析，并及時向社會發布。關注與山東省麥區春季流行相關的西南、西北菌源地，以及河南省南部、湖北省襄樊市等冬繁區的病情監測數據和秋苗調查的數據，植物保護部門召開小麥條銹病專家會商會，對數據進行綜合分析，通過網絡、電視、報紙等多種方式發布山東省小麥條銹病預測預報，便于各級各單位、農業合作社、種植大戶等進行預測和預防。

（2）針對小麥品種，建議進行持續的品種抗條銹監測，持續開展不同品種針對不同生理小種的抗條銹評價，為育種單位的育種方向調整和品種投放提供數據支持。建議各地區按照農作物品種布局意見公布的小麥品種，盡量選用高產優質抗病蟲品種，避免使用高感品種。將含有不同抗病蟲基因的品種進行合理布局，以阻隔病原菌的傳播、延緩病菌優勢小種形成。

（3）針對環境，影響條銹病發生的環境因子主要是降雨和溫度。建議根據《小麥條銹病測報技術規范》的要求做好年度間的數據比較，進行預測預報。鼓勵相關單位針對山東省內小麥條銹菌的優勢小種、生理小種結構、遙感監測，以及條銹菌的時空傳播路徑等基礎問題開展科學研究，為山東省條銹病防控和抗病育種提供理論支持。

（4）針對糧食安全，呼吁各級政府和農業部門要加大對小麥條銹病的重視，層層壓實屬地防控責任。要發動群眾開展系統調查和大田普查，及時掌握條銹病發生動態，準確發布預報預警信息和防控技術要點，指導農戶適時防控。要積極推行統防統治，結合落實“一噴三防”補助政策等，加大項目和資金支持力度，通過購買服務等方式，充分發揮專業化防治組織作用，大力推進統防統治，提高防控效果和效率。要強化科技支撐。探索完善農科教協作治理工作機制，不斷集成優化并示范推廣小麥條銹病分區治理、聯防聯控技術方案和工作措施，為條銹病可持續治理提供科技支撐。

4 結束語

近幾年山東省小麥條銹病出現了發病早、傳播快、發病重和范圍廣等新情況，分析原因，提出建立持續開展山東省條銹菌生理小種監測和小麥品種的抗銹性監測、病蟲害預測預報及政府主導科學防控等小麥條銹病防控機制，為生產中科學防控小麥條銹病提供參考。

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