天水地区不同海拔高度小麦条锈菌越冬调查初报

潘 广, 陈万权*, 刘太国, 高 利, 曹世勤, 王晓明

(1.中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193;2.甘肃省农业科学院植物保护研究所,兰州 730070)

甘肃省天水地区为小麦条锈病的常发区和病菌生理小种产生的策源地,小麦品种抗条锈性容易发生变异,因而通常称之为“常发易变区”[1]。小麦条锈菌在该地区既能越夏也能越冬,形成周年侵染循环。过去研究结果表明,小麦条锈菌在渭河上游的越冬海拔上限为1 700 m、在陇南南部为1 800m[2-4]。随着全球气候变暖、种植业结构调整以及品种布局变化,小麦条锈菌的越冬、越夏范围亦会发生一些新的变化。为此,作者在前人研究的基础上,以天水市甘谷县为基点,采用病田定点系统观察并辅以大田随机调查相结合的方法,对小麦条锈病在该地区越冬情况进行了深入研究,以进一步勘定病菌越冬海拔上限,明确不同海拔地区病害越冬率。研究结果对于病害流行测报和源头治理都具有重要指导意义。

1 调查研究方法

本研究在甘肃省天水市甘谷县连续进行2年(2008-2010)。调查采取定点系统观察和大田随机调查相结合的方法。在不同海拔高度地区设置病菌侦察圃,并随机选定麦田进行定点系统调查,每一代表性地区随机选定3点,每点调查0.25 m2,每隔10 d左右调查一次,一直调查到小麦条锈菌越冬期结束为止。发病初期,调查点内全部叶片发病情况,待普遍率达到5%以上时,每点随机检查50株或200个叶片以上,调查时分别记载小麦生育期、总叶片数、病叶数和病害严重度,计算出病情指数[3-5]。大田调查采用随机调查法,在自然发病麦田随机取3点,每点调查2 m行长(条播田)或1m2(撒播田),同样记载小麦生育期、总叶片数、病叶数和病害严重度,计算出病情指数[4-5]。根据不同海拔高度麦田定点系统调查数据计算条锈病越冬率,其计算公式为越冬率=同一海拔高度各点冬后病叶数/各点冬前病叶数×100%。冬前、冬后调查时间分别是12月24日和3月20日。收集有关地区冬季11月至3月份的温度、降雨量等气象资料。

2 结果与分析

2.1 不同海拔高度地区条锈病越冬情况调查结果

2008-2010年2年的调查结果见表1。

表1 甘谷县不同海拔高度小麦条锈菌越冬存活率1)

由表1可见,不同海拔高度地区小麦条锈菌的越冬存活率存在很大差异。总体趋势是越冬存活率随海拔高度的降低而增加,海拔越低病菌越冬率越高,海拔越高病菌越冬率越低。例如,在海拔1 293m地区2008-2009年和2009-2010年度小麦条锈菌越冬率分别为22.13%和25.78%;在海拔1 726 m地区同样是在高感品种‘铭贤169’上,条锈菌越冬率分别降至1.23%和1.69%;在海拔1 951 m地区条锈菌越冬率分别仅为0.21%和0.76%。2009-2010年调查发现在海拔2 080 m地区小麦条锈菌仍可安全越冬,其越冬率为0.65%。比较该年与历年冬季11月份至翌年3月温度和降雨等气象条件,没有显著不同(表2)。说明正常年份条锈菌在天水海拔2 000m左右地区可以安全越冬。从表1还可看出,在同一年份同一海拔高度地区,小麦条锈菌在不同品种上的越冬率差异不大,如在海拔 1 726～1 750m地区,2008-2009年、2009-2010年度条锈菌在高感品种‘铭贤169’上的越冬率分别为1.23%和1.69%,在中感品种‘洮157’等品种上的越冬率为0.94%和1.78%,未表现出显著差异,但在同一海拔高度不同年份间,其越冬率有一定差异,这可能与不同年份温度、降雨等气候差异有关。调查还发现,在同样海拔高度地区,总体来讲,渭河南部的二阴山区比渭河北部的干旱山区病菌越冬率高,越冬菌源量大,如在海拔1 810 m的二阴山区,2009-2010年度条锈菌的越冬率为 1.83%,而在海拔1 812m的干旱山区,同年条锈菌的越冬率仅为0.69%。

表2 甘谷县历年冬季(11月至翌年3月)月平均气温和月总降水量1)

2.2 不同海拔高度地区条锈病越冬情况系统观察结果

天水高山(1 951 m)、半山(1 726 m)和川区(1 293 m)地带小麦条锈病越冬情况系统观察结果见表3和图1。由表3和图1可知,在高山区和半山区小麦播种较早,2008-2009年度小麦条锈菌在海拔1 951m和海拔1 726 m处均于11月1日(小麦正处于3叶期)开始发病,病情指数分别为2.25和1.50,而在川区海拔1 293m处此时未见发病;11月12日高山区和半山区条锈病病情指数分别增加到4.28和3.70,而川区刚开始发病,病情指数为0.04;以后病情缓慢增长,高山和半山地区在11月下旬和12月上旬达到病情高峰(病情指数分别为22.59和20.68),而川区到12月24才达到高峰(病情指数为4.00)。此后各点病情均缓慢下降,到翌年2月16日均进入潜伏状态。川区3月初开始发病,并不断发展;高山和半山区3月中、下旬开始见病。这表明,在天水高山和半山地区的条锈菌越冬菌源量相对较小,川区越冬菌源量较大,是当地小麦条锈病春季流行的主要菌源。从图1还可看出,在同一品种‘铭贤169’上,由低海拔到高海拔地区表现出秋苗病情不断加重、发病高峰期逐渐提早的趋势。

2009-2010年度小麦条锈菌在海拔2 080 m地区11月3日(小麦正处于3叶期)开始发病,病情指数为0.53,11月14日增加到5.70,以后病情缓慢增长,直到12月29日达到发病高峰(病情指数8.13),随后基本保持稳定,直到2月6日出现显著下降(病情指数为3.23),随后进入潜伏状态,3月初又开始复出,病情呈现上升趋势(表4)。这比2008-2009年高海拔地区(1 951 m)春季见病时间有所提前,可能与2010年1月份平均气温较往年稍高有关(1月份均温0.9℃)(表2)。上述结果表明,在天水地区海拔2 000 m左右地带小麦条锈菌在一般年份能以潜伏菌丝状态顺利越冬,成为当地小麦条锈病春季流行的重要菌源。

表3 2008-2009年天水高山、半山和川区小麦条锈菌越冬系统观察结果1)

图1 2008-2009年天水高山、半山和川区小麦条锈菌越冬系统观察结果

表4 2009-2010年甘谷县海拔2 080m地带小麦条锈菌越冬情况系统观察结果1)

3 结论与讨论

小麦条锈菌在天水地区海拔2 080m以下地带可以顺利越冬,其越冬率随海拔降低而增加,同一地点不同年份间越冬率有一定差异。本研究对天水地区不同海拔高度小麦条锈菌的越冬情况连续2年的病田定点系统观察和大田随机调查结果表明,其越冬海拔上限比文献报道的条锈菌在渭河上游越冬海拔上限1 700m及南部1 800m有明显提高,可能与全球气候变暖大背景有关。同时,通过对比分析,发现甘谷2001-2010年这10年的11、12、1、2月和3月平均气温分别为为 4.45、0.1、-1.79、2.42 ℃和7.68℃,较之甘谷1956-1970年这5个月平均气温分别提高了0.55、1.50、1.51、2.51、1.32 ℃、这说明近年来条锈菌越冬阶段气温与20世纪五六十年代相比,有较为显著的提高。

影响条锈菌越冬的因素颇多。温度、降雨等气候因素以及寄主品种本身抗寒性的强弱是影响条锈菌越冬率高低的关键因素。在2008-2009年度条锈菌越冬调查中发现,海拔1 810 m处麦田由于寄主小麦品种抗寒性较弱,地上部叶片全部冻死,因而未调查到越冬菌源。在海拔 1 812、1 677 m和1 445 m观察点地处干旱山区,同样没有发现越冬菌源,可能是由于2008-2009年度秋冬季干旱所致。根据甘谷县气象站记载,2008年12月、2009年1、2月和3月的月平均温度分别为-1.0、-2.1、4.2℃和7.6℃,按海拔每升高100 m温度递减0.6℃推算,上述3个观察点最冷月1月份的月平均温度分别为-3.0、-4.1℃和-5.0℃,在适合小麦条锈菌越冬温度范围内(-7.0℃以上)[2],但2008年12月1日至2009年3月20日期间的总降雨量仅为20.5 mm,这可能是导致上述地点条锈菌不能安全越冬的主要原因。

[1]贾明贵,李振歧,商鸿生,等.天水地区小麦条锈病流行规律研究简报[J].西北农业大学学报,1991(增刊)：23-25.

[2]王吉庆,宋位中,刘守俭.甘肃省小麦条锈病流行规律研究[C]∥甘肃省小麦条锈病研究专辑,1982：42-43.

[3]中国农作物病虫害编辑委员会.中国农作物病虫害(上册)[M].北京：农业出版社,1979：267-283.

[4]李振岐,曾士迈.中国小麦锈病[M].北京：中国农业出版社,2002.

[5]李振岐,商鸿生.小麦锈病及其防治[M].上海：上海科学技术出版社,1989.