小麥莖基腐病及其防治技術的研究進展

收稿日期：2023-12-10

作者簡介：趙立尚（1978—），男，河南新蔡人，副研究員，主要從事小麥遺傳育種和栽培研究工作。

摘 要：作為最重要的糧食作物之一，小麥一直備受人們青睞，長期為我國居民提供多種營養(yǎng)補給。小麥富含維生素B、維生素E、鎂、磷等物質，是人類攝取蛋白質的主要來源。小麥莖基腐病是近年來常見的小麥病害，該病廣泛分布于黃淮海麥區(qū)和長江中下游麥區(qū)，嚴重影響小麥的產(chǎn)量與品質，也會給種植戶帶來較大經(jīng)濟損失。小麥莖基腐病主要由假禾谷鐮孢菌侵染引起，難以防治。因此，相關部門應積極探索能夠避免或減輕病害發(fā)生的栽培措施。

關鍵詞：小麥；莖基腐??；假禾谷鐮孢菌；防治措施

中圖分類號：S435.121.4 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–0-03

考古發(fā)現(xiàn)人類在一萬年前就已經(jīng)開始食用小麥，而小麥傳入中國是在大約4 000年前的夏商時期，目前已知最先食用小麥的是中亞人。小麥東進的路線是首先出伊犁河谷后沿天山東行，然后經(jīng)過河西走廊到達黃土高原，最后在黃河中下游和淮河流域蔓延開來。長江中下游及其他南方區(qū)域開始種植小麥是在南宋時期。作為最重要的糧食作物之一，小麥是人類攝取蛋白質的主要來源，其高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)是保障糧食安全和社會穩(wěn)定的基礎[1]。

小麥莖基腐病主要由假禾谷鐮孢菌侵染引起，從苗期到成熟期均可發(fā)生，可造成小麥生長期爛種、死苗，成株期莖基部褐變，發(fā)病嚴重時可見白穗癥狀，產(chǎn)量減少20%～30%[2]。近年來，小麥莖基腐病在我國各大麥區(qū)甚至世界各地不斷蔓延和加重，已逐漸上升為小麥主要病害。然而，抗性品種的缺失，已鑒定的中抗品種抗性大多數(shù)不能穩(wěn)定遺傳，而且鑒定方法和評價標準的不統(tǒng)一，導致病害研究進展緩慢。

1 小麥莖基腐病的病原及特征

近年來，隨著秸稈還田等耕作方式的倡導，使得地表秸稈中攜帶一定量的病原菌，間接增加了土壤中病原菌的積聚效應。小麥莖基腐病由一些致病真菌團簇引起，其中起主要作用的優(yōu)勢真菌是假禾谷鐮孢菌。由于河南省是我國小麥的重要主產(chǎn)區(qū)，為明確河南省小麥莖基腐病菌種群組成情況，河南省農(nóng)業(yè)科學院于2017—2022年對河南省18個市237個田塊采集的2 527個小麥莖基腐病菌進行了形態(tài)學和分子生物學鑒定。鑒定結果顯示：河南省小麥莖基腐病菌優(yōu)勢種群為假禾谷鐮孢菌（86.3%），年度變化在80.0%～91.0%之間。次要種群為銳頂鐮孢菌（4.0%）、中華鐮孢菌（3.0%）、禾谷鐮孢菌（2.4%）、亞洲鐮孢菌（1.3%）、木賊鐮孢菌（0.6%）、層出鐮孢菌（0.3%）、三線鐮孢菌（0.3%）、燕麥鐮孢菌（0.3%）、黃色鐮孢菌（0.2%）、尖孢鐮孢菌（0.2%）、茄病鐮孢菌（0.1%）等。該真菌簇入侵小麥后的代謝產(chǎn)物包含多種危害人畜健康的毒素簇，如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）、玉米赤酶烯酮（Zearalenone，ZEN）等[3]。

2 抗性鑒定與評價

從發(fā)病小麥田間采集的小麥莖基腐病標樣，經(jīng)分離后獲得的致病力強的優(yōu)勢菌株，經(jīng)形態(tài)和分子鑒定后確認為假禾谷鐮孢。然后通過室內盆栽苗人工接種方法進行小麥莖基腐病抗性鑒定，接種后35 d 將麥苗輕輕拔出，沖洗干凈，測量株高及腐爛長度，查看腐爛層數(shù)。然后將病害分級，病害分級標準如下：無病為0級；第1層葉鞘褐枯占葉鞘長度小于10%為1級；第1層葉鞘褐枯占葉鞘長度的11%～25%為2級；第1層葉鞘褐枯占葉鞘長度的26%～50%為3級；第2層葉鞘有明顯褐枯為4級；第3層葉鞘有明顯褐枯或枯死為5級。按照前人的方法計算病情指數(shù)：病情指數(shù)=

100×∑（病級×該級株數(shù)）/（最高級×總株數(shù)）。依據(jù)調查將小麥莖基腐病抗病類型劃分為4個級別：病情指數(shù)＜10為高抗（HR）；病情指數(shù)10.01～20.0 為中抗（MR）；病情指數(shù)20.01～30.0為中感（MS）；病情指數(shù)＞30.01為高感（HS）。

河南省農(nóng)業(yè)科學院和河南農(nóng)業(yè)大學對1 500份小麥品種的抗性鑒定結果研究，沒有發(fā)現(xiàn)高抗莖基腐病的小麥品種，中抗品種只占約3%，中感品種占約6%，高感品種在90%以上。同時國內外學者鑒定方法和評價標準不一樣，得出的結論也不盡相同。小麥品種的抗病能力受多種外界條件影響，如接種方法、接種時期、接種部位、土壤類型、水肥光熱等。當前常用的接種方法有棉球（布）繞莖法、孢子液浸泡法、天然培養(yǎng)基接種法、莖基部滴注法等。接種時期有苗期接種、成株期接種[4]。總之，抗性鑒定得出的結論很復雜，規(guī)律性不強。有不少研究者指出，苗期抗性與成株期抗性相關性不高，一些苗期抗性良好的品系成株期抗性較差，而另一些苗期感病的種質成株期表現(xiàn)抗病，另外苗期與成株期的抗性基因也不一致，表明苗期與成株期抗性基因不完全相同[5]。以苗期鑒定結果預測成株期抗性有一定的局限性，應加強成株期抗性位點研究。但是也有一些學者認為小麥苗期抗性與成株期抗性呈一定的正相關性[6]。另外，中抗小麥品種的抗性不穩(wěn)定也是值得重視的問題之一，并且這種變化大都是向壞的方向發(fā)展，即中抗品種逐漸變?yōu)橹懈性僮兂筛吒衅贩N。

因此，權威部門迫切需要制定一個客觀實用的針對小麥莖基腐病的抗性鑒定標準。該標準要有統(tǒng)一的接種方法、接種時期、接種體用量、接種部位等，同時植株的培養(yǎng)也要有一致的溫度、濕度、光照、水肥、土壤等，以便篩選出抗病性強且穩(wěn)定的材料。

3 分子生物學研究進展

小麥莖基腐病是由多個微效基因控制的一種典型數(shù)量性狀病害，小麥莖基腐病抗性基因也具有數(shù)量性狀特點，廣義遺傳力在0.19～0.98之間變動。當前，對小麥莖基腐病的定位研究已有諸多報道。據(jù)統(tǒng)計，小麥莖基腐病抗性位點有140個，在小麥的21條染色體上幾乎都有定位到莖基腐病抗性位點[7]。前人研究得知，在眾多的抗性位點中，能重復檢測到的位點分別位于3B、4B 和5D染色體上，其中3B上的效應最大，如何有效地挖掘和利用這些抗性位點是小麥莖腐病抗性育種的重要研究內容。這些抗性基因調控莖基腐病的主要方式有：（1）通過調節(jié)防御基因表達增強莖基腐病抗性；（2）通過糖基化或打開環(huán)氧基團等方式解毒真菌DON毒素；（3）調節(jié)細胞壁厚度或增加木質素等次生代謝產(chǎn)物積累以增強抗性。

4 菌簇侵染及循環(huán)

小麥莖基腐病病原菌宿主廣泛，病原以菌絲體、分生孢子、厚垣孢子的形式存活于土壤淺層或上茬作物病殘體組織中，一般可存活2年以上。病原菌一般在春季小麥返青期前后以菌絲體或孢子形式從小麥莖基部、根部、破損部位、老化葉的葉鞘侵入，并擴展為害，在田間也可靠耕作措施傳播。該菌簇不能使玉米發(fā)病，但玉米植株可攜帶大量該菌簇，且隨秸稈還田進入土壤，從而危害下季作物小麥。

5 病害發(fā)生規(guī)律

該病害屬于高溫、高濕性病害，一般在春季小麥返青后、氣溫升高時開始發(fā)病，可持續(xù)到小麥成熟。但是菌簇侵染可能很早就已經(jīng)發(fā)生，甚至是小麥剛出苗、氣溫未下降時就開始入侵小麥根部。被菌族侵染的小麥幼苗大概率會枯死。

6 病害癥狀

小麥莖基腐病主要為害小麥的莖基部。小麥莖基部葉鞘受害后顏色漸變?yōu)榘祷液稚S著致病菌簇侵入擴展，小麥莖基部節(jié)間受侵染變?yōu)榈稚辽詈稚?，田間濕度大或在陰雨天氣后，莖節(jié)處、節(jié)間生粉紅色或白色霉層，莖稈易折斷。病情發(fā)展后期，重病株會提早枯死，形成灰白穗。遇上連陰天時，和其他根腐病的枯白穗類似，枯白穗易腐生雜菌變黑。

7 防治措施

7.1 種植抗病品種

目前市場上還沒有完全免疫或高抗小麥莖基腐病的品種，只有一些中抗或中感莖基腐病的小麥品種。小麥莖基腐病是由多個微效基因控制的一種典型數(shù)量性狀病害。據(jù)統(tǒng)計，小麥莖基腐病抗性位點廣泛分布于小麥各條染色體上，其中在多個研究中能重復檢測的位點分別位于3B、4B和5D染色體，但是這些位點往往只含有部分抗性，或者抗性不穩(wěn)定，且使用較為狹窄。這就意味著，只有對小麥多條染色體上都插入抗性基因才能育成抗莖基腐病的小麥品種，工作量較大。同時，由于致病菌不是單一的真菌，而是一個菌簇，這些真菌之間的生理生化性質也不盡相同，因此要想育成一個對所有真菌都免疫且具有廣譜抗性的小麥品種，難度也非常大。

在長期的科學實驗和生產(chǎn)生活中，科研工作者仍然篩選出了一些中抗和中感該病害的小麥品種?，F(xiàn)列舉如下：中抗品種（開麥18、新麥18、國科1號、周麥24、濟麥22、中育1702、洛麥26、豐德存麥5號、百農(nóng)365、瑞華麥218），中感品種 （富麥916、徽研912、西農(nóng)511、鼎研161、中麥175、滑育麥1號、天麥178、泉麥29新麥36、淮麥16）。無論是中抗還是中感，絕大部分品種的發(fā)病程度都會在隨后的年份里逐漸加重。對小麥莖基腐病抗性的判定主要是看小麥的發(fā)病嚴重度，但是對于小麥莖基腐病的發(fā)病嚴重度的評估方法尚未有統(tǒng)一的標準，有的基于葉鞘的枯萎的褐色程度，有的測量小麥苗的腐爛長度、株高及腐爛層數(shù)，有的根據(jù)發(fā)病植株莖基部發(fā)病情況判定等[8]。這就造成研究機構對小麥品種莖基腐病的抗性鑒定結果不完全相同。

7.2 土壤處理

目前，市場上尚沒有高抗品種，個別品種抗性也不穩(wěn)定，農(nóng)技部門應推廣一些栽培管理方法來減輕病害的發(fā)生和流行。工作人員應完全粉碎上茬作物秸稈，并均勻攤鋪于麥田上，并旋入木霉菌、芽孢桿菌等具有拮抗作用、加速秸稈腐化降解的多功能生物菌劑或生物菌肥，以達到調節(jié)土壤微生物結構，消解和抑制小麥莖基腐病菌的目的。然后再深翻土壤1次，深度要不少于25 cm，以促使上茬作物秸稈早日腐熟，并避免麥苗根部懸空接觸不到土壤形成弱苗。深翻后再旋耕1遍，然后對土壤噴施藥液以殺死致病菌簇，具體方法是用40%氧化樂果乳油1 000倍液，50%敵敵畏乳油

1 000倍液，50%甲拌磷1 500倍液噴施土壤，同時應將田邊、路邊有雜草的非耕作區(qū)一并噴施。該方法對防治小麥黃花葉病和地下蟲害效果也很好。

7.3 輪作換茬

實施小麥輪作換茬是防治小麥黃花葉病的有效措施，具體措施為與非寄主作物如油菜、大麥、豌豆等進行輪作，可減少發(fā)病率。同時，可以冬季種植綠肥，實施麥肥輪作，以增加土壤有機質，培肥地力。此外，種植不同的小麥品種也可以微量減輕小麥莖基腐病的發(fā)生和流行，夏季種西瓜冬季種小麥也可明顯減輕小麥莖基腐病的癥狀，原因不明。

7.4 種子包衣和噴施殺菌劑

播種前對種子進行藥劑拌種，具體如下：30 g/L苯醚甲環(huán)唑懸浮種衣劑，27%苯醚·咯菌腈·噻蟲嗪懸浮種衣劑，32%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑，26%苯甲·吡蟲啉懸浮種衣劑，22%苯醚·咯·噻蟲懸浮種衣劑，22%苯甲唑·吡蟲啉·萎銹靈懸浮種衣劑，15%五硝·辛硫磷懸浮種衣劑，15%五硝·辛硫磷懸浮種衣劑，25 g/L咯菌腈懸浮種衣劑，10%硅噻菌胺懸浮種衣劑，15%吡蟲·毒·苯甲懸浮種衣劑，45%烯肟·苯·噻懸浮種衣劑，30%嘧菌酯·咪鮮胺·噻種衣劑，4%丁硫·戊唑醇懸浮種衣劑等。市場上小麥種衣劑貨源很多，種衣劑可以殺死小麥種子和初生根系周圍的真菌菌絲體和孢子，推遲真菌侵染小麥的時間，從而減輕小麥莖基腐病的發(fā)生和流行，但不能完全杜絕小麥莖基腐病的發(fā)生。

現(xiàn)缺乏對小麥莖基腐病具有高效防控效果的登記殺菌劑品種，其防控手段以農(nóng)業(yè)防控和藥劑防治相結合為主。粉唑醇是一種三唑類殺菌劑，具有廣譜殺菌活性，內吸性強，在植物體內向頂部傳導，對病害有一定的治療作用。

7.5 適期晚播

相較于傳統(tǒng)播期，適當晚播可以推遲或縮短真菌菌絲體和孢子的侵染小麥的時間，從而減輕小麥莖基腐病的發(fā)生和流行。但是過晚播種會造成麥田以弱苗越冬，不利于小麥豐產(chǎn)豐收。如果當年寒潮來得早，過晚播種則會影響小麥有效分蘗的形成，不利于小麥以壯苗順利越冬和明年返青拔節(jié)的快速生長。晚播減輕病害的原因與種衣劑相似。工作人員要根據(jù)氣候變化、栽培條件、品種冬春性等的不同而調整播期。

7.6 麥田環(huán)境治理

麥田及其周圍環(huán)境應保持干凈整潔，麥苗上不能有任何覆蓋物，麥田周邊也不能有雜草、塑料、木塊，作物秸稈，食物殘渣，廢棄衣物，工業(yè)廢品等垃圾，避免細菌和真菌的滋生。陰雨天氣要及時排水，使麥田表面始終保持干燥、通風和透光。這是因為在地表干燥時，真菌菌絲體和分生孢子的活性會大大降低。此外，工作人員要及時把麥田中已經(jīng)發(fā)病的植株清除出田外，做無害化處理。同時，減少氮肥施用量，適當增施磷鉀肥，避免施用鹽堿水澆灌麥田。

7.7 返青前的管理措施

如果在小麥返青期有陰雨或大霧天氣導致地表潮濕，可對麥田噴1遍殺菌劑，如50%多菌靈、75%百菌清、20%二氯異氰尿酸鈉菌毒克星、50%氯溴異氰尿酸消菌靈等。

7.8 發(fā)病后的補救

麥田發(fā)生病害后，工作人員應進行葉面噴霧，可以用75%肟菌·戊唑醇15 g/667 m2，25%氰烯菌酯150 mL/667 m2噴霧，40%苯甲·醚菌酯SE，430 g/L戊唑醇SE，2%大麗輪枝孢激活蛋白大量元素水溶肥DP等。另外，一些從植物中提取的殺菌素效果也不錯，如厚樸酚、香芹酚、牛至油，蛇床子素、丁香酚、白藜蘆醇、大蒜素和薄荷酮等。植物源殺菌劑因具有高效、低毒、易降解等特點而成為廣大植保工作者的理想選擇[9]。

7.9 保證壯苗

在小麥的全生育期內應保證充足的水肥供應促壯苗，具體措施是增磷、補鉀和控氮。小麥是耐旱作物，在淮河流域一般不旱不澆，在黃河北、黃土高原麥區(qū)等降雨少的地方一般要澆3遍水，即出苗水、越冬水和拔節(jié)水。

參考文獻

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