小麥是全球重要的糧食作物之一,其產量和質量直接關系到全球糧食安全。小麥條銹病是一類由條形柄銹菌引起的真菌性病害[1],具有傳播速度快、危害范圍廣、造成損失嚴重等特點2,主要危害小麥葉片,導致葉片枯黃,影響光合作用,最終造成小麥減產,甚至絕收。近年來,隨著氣候變化、種植結構調整以及病菌生理小種的變異,小麥條銹病的發生頻率和危害程度呈上升趨勢。在我國,小麥條銹病主要發生在西北、西南和華北等地區。全國農業技術推廣中心數據顯示,2024年全國小麥條銹病的發生面積約為3000萬畝(1畝 ≈0.067 公頃),危害較大。因此,研究有效的綜合防治措施并推廣應用對保證我國糧食安全意義重大。
(二)危害特點
小麥條銹病主要危害小麥葉片,病菌侵染后會在葉片上形成條狀銹斑,隨著病情的發展,病斑逐漸擴大,最終導致葉片枯死。其危害程度與病菌侵染的時間密切相關,早期侵染會導致小麥生長發育受阻,影響產量和質量。據相關報道,感染條銹病可導致小麥減產 10%~30% ,嚴重時可導致絕收。
一、小麥條銹病的發病規律及危害
二、傳統防治措施
(一)發病規律
小麥條銹病的病原菌為條形柄銹菌,其生活史包括冬孢子、擔孢子、夏孢子等多個階段。病原菌主要通過氣流傳播,病菌在越夏區和越冬區積累菌源,春季隨氣流傳播至小麥主產區,引發病害流行。小麥條銹病的發生與氣候條件密切相關,溫暖濕潤的氣候條件有利于病菌的生長和傳播。研究表明,條銹病在氣溫 10°C~15°C 、相對濕度大于 80% 時發病速度最快[3]
(一)選用抗病品種
不同地區應根據條銹菌生理小種的動態變化,選擇適合的抗病品種。近年來,我國通過雜交育種和分子標記輔助育種等技術,培育出了一批高抗條銹病的小麥新品種,如周麥22、鄭麥1905、西農511等。這些品種在抗病性、產量和品質方面表現優異,為病害防治提供了重要保障。需要注意的是,長期種植單一抗病品種可能導致病菌生理小種變異,從而使抗病品種失去抗性。因此,各地應因地制宜,優化抗病品種布局,推廣多抗源品種,提高小麥的綜合抗病性能。
(二)農業防治
1.適當晚播。適當晚播可減輕秋苗期條銹病的發生。研究表明,晚播10天左右的小麥,秋苗期條銹病的發病率可明顯降低[4]。此外,適期播種還可以避免小麥在條銹病高發期處于易感階段,從而減少病菌侵染的機會。
2.鏟除自生麥苗。自生麥苗是條銹病的主要越夏寄主,及時鏟除自生麥苗可減少菌源。在小麥收獲后,應及時清除自生麥苗,減少病菌的越夏場所。此外,清除自生麥苗還可以減少病菌在田間的積累,降低病害的初始菌源量。
3.合理施肥。根據土壤肥力和小麥生長需求,合理搭配氮、磷、鉀肥,適當增施磷鉀肥,控制氮肥用量,增強小麥抗病能力。研究表明,合理施肥可顯著提高小麥的抗病性[5],減少條銹病的發生。在小麥生長期間,應根據天氣情況和王壤濕度合理灌溉,避免田間積水。此外,及時清溝理,降低田間濕度,也是控制小麥條銹病發生的重要措施。
4.輪作倒茬。輪作倒茬可以有效減少病菌在土壤中的積累,降低病害的發生風險。在小麥與玉米輪作且已實施秸稈還田的地塊,推廣精細整地措施,清除地表殘留玉米秸稈,減少病原菌的繁殖積累。在條銹病高發區,適當調整種植結構,增加抗病作物的種植比例,可以有效降低病害的發生頻率。例如,在西北、西南等條銹病越夏、冬繁區,可推廣種植不同抗病基因的全生育期抗病品種[6]
(三)化學防治
化學防治是通過使用化學藥劑來控制小麥條銹病的發生和傳播,其關鍵在于選擇合適的藥劑和施藥時機,以達到最佳的防治效果。使用三唑酮等藥劑進行種子處理,可有效預防條銹病的發生。研究表明,藥劑拌種可使小麥苗期條銹病的發病率降低 60%~80% 。常用的藥劑拌種方法包括:用 25% 三唑酮可濕性粉劑 15g 拌麥種150kg ,或 12.5% 特譜唑可濕性粉劑 60~80g 拌麥種 50kg 。在發病初期,使用三唑酮、烯唑醇等高效低毒殺菌劑進行噴霧,防效可達 90% 以上。近年來,隨著新型殺菌劑的研發和應用,化學防治的效果得到了進一步提高。例如,氟唑菌酰羥胺、異丙氟吡菌胺等新型殺菌劑在防治小麥條銹病方面表現出良好的效果。在小麥生長中后期,條銹病常常與其他病蟲害混合發生,此時可以采用混合用藥的方式進行防治。例如,當田間發生條銹病、白粉病、赤霉病等混合病蟲害時,可選用三唑酮、烯唑醇、戊唑醇等殺菌劑,與抗蚜威等殺蟲劑混合噴霧。
三、創新性研究進展
近年來,隨著現代科技的快速發展,小麥條銹病的防治技術也取得了許多創新性進展。這些創新技術包括生物防治技術、基因編輯技術和智能監測與預警系統等。這些技術的應用為小麥條銹病的防治提供了更加科學、高效的技術支持。
(一)生物防治技術
1.拮抗微生物。拮抗微生物利用拮抗微生物如木霉菌、芽孢桿菌等,通過競爭和拮抗作用抑制條銹菌的生長。研究表明,木霉菌和芽孢桿菌對條銹菌的生長具有顯著的抑制作用。通過噴施含有拮抗微生物的生物制劑,可有效降低條銹病的發病率。
2.生物農藥。生物農藥研發基于微生物的生物農藥,減少化學農藥的使用,降低環境污染。近年來,我國在生物農藥的研發方面取得了顯著進展,如枯草芽孢桿菌、木霉菌等生物農藥在防治小麥條銹病方面表現出良好的效果。
(二)基因編輯技術
1.導入抗病基因。導入抗病基因通過基因編輯技術,將抗病基因導人小麥品種中,培育出高抗條銹病的小麥新品種。近年來,隨著基因編輯技術的不斷發展,我國育種專家成功將多個抗病基因導入小麥品種中,培育出了一批高抗條銹病的小麥新品種。
2.增強免疫能力。利用基因編輯技術提高小麥自身的免疫能力,增強其對條銹病的抗性。研究表明,通過基因編輯技術增強小麥的免疫能力,可顯著提高其對條銹病的抗性。
(三)智能監測與預警系統
1.物聯網技術。利用物聯網技術,實時監測田間小麥的生長環境和病害發生情況。通過在田間安裝傳感器,實時采集溫度、濕度、光照等環境參數以及小麥的生長數據。
2.大數據分析與人工智能算法。結合大數據分析和人工智能算法,對條銹病的發生進行精準預測和預警。通過對歷史數據和實時數據的分析,建立條銹病發生預測模型,提前預警病害的發生。
四、綜合防治策略
綜合防治策略是將傳統防治措施與現代科技手段相結合,形成一個多層次、全方位的防治體系,通過多種措施的協同作用,可以顯著提高小麥條銹病的防治效果。
(一)多措施協同
將抗病品種、農業防治、化學防治和生物防治等措施有機結合,形成綜合防治體系。通過多種措施的協同作用,可顯著提高小麥條銹病的防治效果。例如,在選用抗病品種的基礎上,結合藥劑拌種、合理施肥和噴霧防治等措施,可使小麥條銹病的發病率降低80%以上[7]
(二)區域聯防聯控
加強區域間的協作,統一監測和防治,防止病害跨區域傳播。在小麥條銹病的高發區建立區域聯防聯控機制,統一監測病害的發生情況,及時采取防治措施。
(三)農民培訓與推廣
加強對農民的技術培訓,推廣先進的防治技術和方法,提高農民的防治意識和能力。通過舉辦培訓班、發放技術資料和現場指導等方式,向農民傳授小麥條銹病的防治技術。
結論
本研究詳細探討了小麥條銹病的傳統防治措施及其創新性研究進展。通過對抗病品種選育、農業防治、化學防治等傳統方法的分析,并結合現代科技手段如生物防治技術、基因編輯技術和智能監測預警系統的應用,提出了綜合防治策略。研究表明,將這些措施有機結合不僅能夠有效控制小麥條銹病的發生與傳播,還能顯著提升防治效果,保障小麥生產的穩定和安全。未來的研究應聚焦于進一步優化現有技術,尤其是加強生物防治、基因編輯及智能監測技術的應用,為實現更加科學高效的小麥條銹病防控提供技術支持,確保全球糧食安全。
參考文獻:
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[2]劉夢雪.效應蛋白Hasp190靶向轉錄因子TaASR2抑制小麥抗條銹病的分子機理研究[D].楊凌:西北農林科技大學,2022.
[3]鄭倪,馬文龍,陳建雄,等.2016年青海省小麥條銹菌群體遺傳多樣性分析[J/OL].植物病理學報,2024(05):1-16
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[5]徐紅梅.小麥高產增產優質種植技術及病蟲害防治措施[J].種子科技,2024,42(19):127-129.
[6]楊芳萍,曹世勤,郭瑩,等.小麥條銹病抗性基因定位及分子標記技術研究進展[J].寒旱農業科學,2024,3(01):1-10.
[7]趙秀萍,王錄科,席德倉,等.陳倉區小麥條銹病藥劑拌種試驗[J].農民致富之友,2015,(16):139.