甘肃天水小麦白粉病菌越夏及有性时期在侵染循环中的作用

2011-06-12曹世勤骆惠生金社林段霞瑜周益林金明安贾秋珍

植物保护 2011年1期

曹世勤, 骆惠生, 金社林*, 段霞瑜,周益林, 金明安, 贾秋珍

(1.甘肃省农业科学院植物保护研究所,兰州 730070;2.中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193)

由小麦白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)引起的小麦白粉病是我国小麦生产上最重要的病害之一。在其病原菌越夏及有性时期研究方面,国内相关学者已有不少报道[1-4,6-8,11]。但由于受气候条件、地理环境等因素的影响,各地研究结果不一。许多学者认为白粉病菌主要以分生孢子在自生麦苗上越夏,遗留于田间、麦场等处的病残体上的闭囊壳在夏季温度较高、湿度较大条件下,就会很快死亡或释放子囊孢子,侵染周围自生麦苗,而其自身不能度过整个夏季,在侵染循环中仅起间接作用[1,9-11]。杨定斌等研究北京地区平原和山区室内自然条件下的种子中、麦垛中层的闭囊壳后也发现闭囊壳不能越夏,也不能成为小麦白粉病的初侵染源[4]。何世川等研究发现,在低温和干燥条件下,闭囊壳的存活时间相对较长,有可能度过整个夏季[8];陈企村等研究宁夏灌区的小麦白粉病菌后发现,当地小麦种子中混杂闭囊壳的种子,播种后可导致当地麦苗发病,成为小麦白粉病的初侵染源。Mahavanadze等研究发现在原列宁格勒(现称圣彼得堡)和格鲁吉亚,病残体上的闭囊壳都能越夏,并成为秋苗发病的初侵染源之一,但闭囊壳产生的子囊孢子在病害的侵染循环中所起作用不大[12];Turner把子囊孢子侵染秋苗称为直接侵染,把子囊孢子先侵染自生麦苗,产生分生孢子再侵染秋苗初侵染称为间接侵染,在英国主要是间接侵染[13]。

甘肃天水市生态条件复杂,从海拔 800～2 400 m的生态区,常年均有小麦种植。虽然前人[1,5,11,16]开展了诸多研究,但随着近年来气候条件的变化,小麦白粉病菌的越夏、有性时期在侵染循环中的作用等问题也随之发生了一些变化,值得进一步探讨。基于此,作者开展了相关研究。

1 材料与方法

1.1 闭囊壳在田间寄主上产生情况调查

选用‘京双16'(高感品种,成株期田间病级8～9,下同)、‘兰天13号'(中感品种,田间病级 6～7)、‘中植2号'(中抗-中感品种,田间病级 4～5)、‘保丰104'(高抗品种,田间病级2～3),分别于2006年10月和2007年10月在天水市农科所甘谷农试站的川道地(海拔1 270 m)和台灌地(海拔1 320 m)播种上述各品种。每品种播种面积100 m2(2006-2007年度)和40 m2(2007-2008年度)。从翌年4月下旬开始,在田间定点调查闭囊壳出现情况。每品种调查5点,每点20株,每隔7 d调查1次,自植株下部至上部进行观察。

与此同时,从采自田间的病株茎叶上,每次挑取闭囊壳约50个,放在载玻片上稍压一下镜检,检查记载子囊、子囊孢子、不成熟闭囊壳和空壳数情况。

1.2 闭囊壳越夏情况模拟试验

自小麦收获后(每年7月10日),在甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站(海拔1 270 m),每隔10 d分期播种感病品种‘京双16'。每处理播种面积1 m2,播量22.5 g/m2,定期调查自生麦苗上白粉病发生情况,直到当年秋播结束的10月30日。

在第1次播种时,用收获的、携带有闭囊壳的病残体作为接种物,分别采用种子拌菌、种子拌病叶、埋病茎叶、土表覆病茎叶及不做任何处理(对照)等方法进行播种处理,分期观察小麦发病情况。

1.3 自生麦苗发病情况调查

每年从7月下旬或8月上旬开始,不定期调查天水不同生态区、不同环境条件下田间自生麦苗发病情况及病残体情况。

2 结果与分析

2.1 闭囊壳在田间寄主上产生率调查

由表1调查结果看出,在台灌地,小麦扬花-灌浆初期闭囊壳首先在高感品种基部叶片出现,到6月上旬(2008年)或6月中旬(2007年)达到高峰;其次是中感品种,出现时间和高峰期虽与高感品种基本一致,但闭囊壳产生率显著低于高感品种。川道地闭囊壳出现时间较台灌地迟7～10 d,且2008年闭囊壳出现时间及产生率早于或高于2007年,这与2008年5月降雨量较常年少、气温相对偏高有较大关系(总计降雨量22.4 mm,5月上旬到中旬总计10.5 mm,平均气温18.8℃,降雨量低于往年同期,平均气温稍高于往年)。

调查结果发现,抗感品种间、试验地类型间闭囊壳出现的时间和产生率相差较大,台灌地高感品种上不仅闭囊壳出现较早,而且产生率高。

2.2 闭囊壳越夏模拟

由表2可以看出,在5种不同处理中,在调查的各个时期,土表覆病茎处理自生麦苗发病时间早,且发病程度均高于其他处理,埋秆处理及种子拌菌、种子拌病叶处理在播种后40 d不能造成自生麦苗发病,虽然在8月20日可找到零星发病叶片,这是白粉病菌二次侵染所致,而不是种子带菌造成的。

表1 2007-2008年甘谷不同生态区闭囊壳形成率1)

表2 接种子囊壳不同处理自生麦苗病叶率 %

同时从连续两年模拟病圃调查结果发现,从7月10日-9月30日的50 d时间里,所有种植的自生麦苗均可不同程度地发病。其中8月10日以前种植的麦苗,发病程度较高,8月30日调查,病叶率达70%以上,严重度 5%-40%-80%,基部发病严重叶片开始枯死,但10月10日种植的小麦,到10月30日调查,找不到发病叶片。

2.3 甘谷川道及台灌地自生麦苗发病程度调查

对调查结果进行统计分析,发现川道区及郁闭环境条件下的自生麦苗病叶率为10.03%,显著高于台灌地的0.07%。川道地部分严重田块严重度高达90%,平均 t-10%-40%,台灌地 t-5%,两者间差异显著(表3)。

表3 甘谷川道及台灌地自生麦苗上白粉病发病程度调查结果

续表3

查阅2007-2009年甘谷气象资料(7月11日-8月31日,详细结果见表4),发现3年旬平均气温及总体平均温度均低于25.5℃的越夏高限;累计降雨量160.3、120.3 mm和90.2 mm,分别占年平均降雨量的36.4%、27.3%和20.5%;雨日分别为28、16 d和 34 d,分别占两月总天数的53.8%、30.8%和66.7%。同时查阅天水市历年气象资料,与甘谷基本相似。说明从7月中旬到8月下旬,天水温湿度条件适合小麦白粉病菌以分生孢子在川道及二阴山区自生麦苗上越夏,是当地秋苗发病的初侵染源。

2.4 天水市白粉病菌田间越夏情况调查

由表5调查结果发现,在较为阴湿或灌溉条件较好的川道及二阴山区田块,自生麦苗发病充分,平均病叶率10.89%;而在干旱的北坡地带,如甘谷县新兴镇五甲庄台灌地、甘谷半洼等地,找不到发病株或发病极轻,平均病叶率0.000 4%,两者间差异显著。进一步说明在天水市阴湿条件下田间病叶率高于干旱条件下病叶率。

同时统计发现,在海拔1 600 m以下的川道及二阴浅山地带,平均病叶率7.08%,而海拔1 600 m以上的二阴高山区,平均病叶率11.97%。高山区病叶率高于川道及二阴浅山地带,但在p=0.01水平下差异不显著。

表4 2007-2009年甘谷7-8月气象资料

表5 2007-2009年天水市白粉病菌越夏调查结果

3 小结与讨论

综合甘谷县及天水市气象资料,并结合调查结果,发现在7月中旬到8月下旬的52 d时间里,降雨量和雨日较多,达到年平均降雨量的20%以上,旬平均气温均在25℃以下。适宜的温湿度条件,十分有利于白粉病菌以无性态的分生孢子在阴湿、郁闭环境条件下的自生麦苗上越夏,成为当地秋苗发病的初侵染源。携带有闭囊壳的病残体由于田间其他腐生微生物的大量发生,导致提早腐烂,无法直接与早播秋苗(山区9月中旬播种,10月上旬出苗)形成菌源衔接。而在干旱区病残体上的闭囊壳,虽然其自身可以越夏,但湿度较小,不能满足子囊孢子形成和大量释放所需要的的条件[14-15],因此作用不大。

在甘肃天水,麦秸垛可周年存放,其中的闭囊壳存活时间、存活率、对周边麦地秋苗及早春发病影响如何,尚需进一步研究。渭北干旱地区散落于田间的、未腐烂的病残体对早春发病及流行作用如何,也值得进一步研究探讨。

[1]张志德,李振歧.小麦白粉菌有性时期的寿命、成熟与作用[J].西北农业学报,1986,14(2)：52-61.

[2]何世川,林代福,王晓玲,等.小麦白粉菌有性阶段生物学特性研究初报[J].植物病理学报,1985,15(2)：109-114.

[3]李爱华.江汉平原小麦白粉病菌的越夏及鹅观草在侵染循环中的作用[J].湖北农业科学,1993(5)：8-10.

[4]杨定斌,刘孝坤.北京地区小麦白粉菌闭囊壳越夏的研究[J].植物病理学报,1994,24(4)：336.

[5]张志德,李振歧.小麦白粉病菌有性时期的寿命、成熟和作用[J].西北农业大学学报,1986,14(2)：52-61.

[6]陈企村,茹庆华.宁夏灌区小麦白粉菌子囊壳的存活力[J].微生物学通报,1997,24(2)：75-77.

[7]李宏.四川盆地小麦白粉病初侵染源研究[J].西南农业大学学报,1987,9(2)：159-165.

[8]何世川,林代福,庞纯翠,等.贵州小麦白粉病初侵染源的探讨[J].植物保护学报,1984,11(3)：214-216.

[9]刘逸卿,汤其豹.小麦白粉菌无性世代在侵染循环中的作用[J].植物病理学报,1985,15(3)：191-192.

[10]杜秀蓂,翁池中.小麦白粉病在秋苗上的初侵染来源[J].江苏农业科学,1983(8)：39-41.

[11]李继平,金社林,史延春,等.小麦白粉病菌有性时期在侵染循环中的作用[J].植物保护,2000,26(3)：41-44.