河北省小麦冠腐病田间发生消长动态监测

纪莉景，栗秋生，王亚娇，李聪聪，肖 颖，孙梦伟，孔令晓

(河北省农林科学院植物保护研究所/农业部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省有害生物综合防治工程技术研究中心，河北保定 071000)

小麦冠腐病(wheat crown rot，WCR)是小麦茎基腐病的一种，主要由假禾谷镰刀菌(Fusariumpseudograminearum)、禾谷镰刀菌(F.graminearum)和黄色镰刀菌(F.culmorum)引起，可导致小麦根茎基部变褐腐烂。该病害在旱地农业小麦生产中普遍发生且危害严重[1]。目前，该病害在澳大利亚、美国、加拿大等国家已有几十年的发生危害和研究历史[2-5]。由假禾谷镰刀菌引起的小麦冠腐病在我国于2012年首次被报道[6]。近年来，在我国小麦大面积连续种植、秸秆还田、小麦抗旱节水耕作模式下，该病害传播迅速。据报道，近两年在河南、河北两省该病害的病田率高达65.1%和81.4%，对小麦生产构成了严重威胁[7-8]。

耕作模式对小麦冠腐病的发生与防治有明显影响，因而要因地制宜地制定防治措施。在澳大利亚等现代农业国家，农业耕地资源丰富、种植结构多元、机械化程度高，小麦冠腐病的防控主要通过改进耕作方式、秸秆处理以及休耕、作物轮作等农业措施来进行[9-11]。在我国黄淮小麦主产区，小麦生产主要以冬小麦-夏玉米一年两季连续种植的耕作方式为主，这种耕作模式有利于病原菌的繁殖。小麦冠腐病菌能在土壤中存活多年，且在小麦整个生长季均能侵染小麦，明确小麦冠腐病发生、消长动态对病害防控措施的制定具有指导意义。近年来，小麦冠腐病在生产中的发生扩展情况在河南省和河北省曾有大面积系统普查[7-8]，但是对小麦冠腐病连年发生的动态监测鲜有报道。本试验拟对河北省三地小麦冠腐病采用定时、定点病情动态调查的方式，研究小麦冠腐病的田间消长动态，以期为该病害的科学防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试小麦品种沧麦6005、冀麦585、衡4399，分别为河北省沧州、邢台、衡水当地种植品种。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验于2015-2017年在河北省沧州市沧县(N38°28′7.66″，E116°57′45.25″)、邢台市宁晋县(N37°40′8.68″，E114°54′13.29″)和衡水市景县(N37°36′32.81″，E115°59′25.28″)三地进行连续3个小麦生长季监测，试验地约3.33 hm2，播种量187.5～225.0 kg·hm-2，三地种植小麦品种分别为沧麦6005、冀麦585、衡4399。播种前小麦种子先用70%吡虫啉种子处理可分散粉剂(河北威远生化农药有限公司)以1 kg种子用有效成分2.1 g 的剂量包衣，室内阴干后，再用4.8%苯醚·咯菌腈水悬浮剂(瑞士先正达作物保护有限公司)以1 kg种子用有效成分0.144 mL的剂量包衣处理。其他农事操作同当地大田管理，周年进行田间定期、定点系统调查。

1.2.2 小麦冠腐病的监测

分别在2015年小麦灌浆期、2015-2016和2016-2017年两个小麦生长季的冬前苗期、拔节期、灌浆期调查小麦冠腐病的发生情况，每次取样4个重复，每个重复采用“Zig-Zag”取样方法采6个样点，每样点取20～30株小麦。根据第一茎节褐变程度进行严重度分级[12]，计算病株率和病情指数。分级标准：0级，无病；1级，褐变长度占第一茎节长度的25%以下；2级，褐变长度占第一茎节长度的25%～50%以下；3级，褐变长度占第一茎节长度的50%～75%以下；4级，褐变长度占第一茎节长度的75%～100%。

病株率=病株数/调查总株数×100%；

病情指数=100×Σ(各级病株数×各级病级)/(调查总株数×分级最高级)

1.2.3 小麦冠腐病病原菌的分离与鉴定

将各生育期、各监测点调查的小麦褐变病株，在病部剪取约3 mm的病组织，用75%的乙醇浸泡2 min，灭菌水清洗3次后在灭菌滤纸上晾干，置于SSM平板上，25 ℃黑暗培养3 d，得到病原菌初分离物；采用菌丝顶端切取法纯化病原菌[13]；将纯化后的菌株分别转到PDA和CLA平板上进行培养，参照镰刀菌鉴定手册[14-15]，根据菌落和孢子形态进行病原菌鉴定。计算各生育期、各监测点小麦冠腐病菌的分离频率。

1.2.4 小麦冠腐病发生情况校正

将1.2.2调查所得的各生育期、各监测点小麦冠腐病病株率和病情指数分别乘以该生育期、该监测点小麦冠腐病菌的分离频率，得到小麦冠腐病实际发生的病株率和病情指数，通过校正后数据进行病害发生动态分析。

1.3 数据分析

采用SPSS 13.0进行数据统计分析，采用Duncan氏新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 小麦冠腐病的发生动态

由图1和图2可知，2015年小麦灌浆期，景县冠腐病发生程度较重，病株率和病情指数分别达到32.8%和20.6；沧县和宁晋病害发生较轻，两点病株率和病情指数分别为2.4%、0.7和2.4%、1.2。在2015-2016和2016-2017年2个小麦生长季中，3个监测点冠腐病发生率随小麦生育进程推移均呈上升趋势。沧县病害发生轻，2015-2016和2016-2017年灌浆期的病株率分别为2.8%和2.4%；宁晋2个生长季小麦灌浆期的病株率分别为4.2%和14.6%；景县病害发生较重，2个小麦生长季中灌浆期的病株率分别达54.1%和66.4%。

小麦生长季中，3个监测点冠腐病发生的严重程度随着小麦生育期推移呈上升趋势，2015-2016和2016-2017年小麦冬前苗期、拔节期、灌浆期，沧县监测点的病情指数分别为0、0、1.7和0、0、1.7；宁晋点的病情指数分别为0、2.1、2.1和0.7、2.1、5.5；景县点的病情指数分别为0、5.8、34.1和1.9、5.9、35.2(图2)。综合病株率和病情指数来看，春季返青后小麦冠腐病发生逐渐加重，拔节至灌浆期为快速增长期。

调查时期中1～3分别表示冬前苗期、拔节期、灌浆期。表2同。

Investigation period 1-3 mean seedling stage before winter, jointing stage, and milk stage, respectively.The same in figure 2.

图12015-2017年不同生育期小麦冠腐病的病株率

Fig.1Diseaseincidenceofwheatcrownrotatdifferentgrowthstagesofwheatduring2015-2017

在沧县监测点，冠腐病发生程度较轻，病株率在年度间差异不显著，2016和2017年病情指数均显著高于2015年。宁晋监测点小麦冠腐病的初始发生程度亦较轻，2015年病株率和病情指数分别为2.4%和1.2；到2017年小麦冠腐病的发生程度已明显加重，病株率和病情指数分别为14.6%和5.5，较2015年分别增长了12.2%和4.3。景县监测点在2015年小麦冠腐病发生偏重，病株率和病情指数分别为32.8%和20.6；2016和2017年小麦冠腐病病株率较2015年分别增长了21.3%和33.6%，病情指数分别增长了13.5和14.6，差异显著(表1)。由此可见，3个监测点小麦冠腐病的发生呈逐年加重趋势。

图2 2015-2017年不同生育期小麦冠腐病发生病情指数

2.2 小麦灌浆期引起冠腐病镰刀菌的分离频率

对2015-2017年各监测点小麦灌浆期引起冠腐病的镰刀菌分离频率进行分析，结果(表2)表明，在各监测点，随着年度间病害发生程度的加重，引起冠腐病的镰刀菌分离频率也随之增加。在病害发生程度较轻且年度间病害增长幅度较小的沧县，2015-2017年镰刀菌的分离频率均较低，分别为22.2%、25.0%和25.0%；在宁晋监测点，2015和2016年病害发生程度较轻，镰刀菌的分离频率也较低，仅为10.3%和13.0%，2017年病害发生程度的加重，镰刀菌的分离频率也随之增加至57.4%；景县监测点初始发病率较高，2015年镰刀菌的分离频率为68.5%，随着病害发生加重，2016和2017年镰刀菌的分离频率分别达到91.4%和91.8%。说明镰刀菌是引起小麦冠腐病病害的优势菌。

表1 2015-2017年小麦灌浆期冠腐病病害发生状况Table 1 Wheat crown rot occurrence at milk stage during 2015-2017

同列数据后不同字母表示差异在0.05水平显著。

Different letters following data in same column indicate significant difference between years at 0.05 level.

表2 2015-2017年度小麦灌浆期导致冠腐病害的镰刀菌的分离频率Table 2 Isolation frequency of Fusarium spp.causing wheat crown rot at milk stage during 2015-2017

3 讨 论

在小麦生产中，小麦冠腐病常与其他根茎部病害混合发生[16]，尤其是与离蠕孢菌引起的茎基部症状不易区分。本研究在小麦冠腐病发生动态监测中，各监测点病变株中均能分离到离蠕孢菌。在田间病害发生调查的基础上，对引起小麦冠腐病的主要病原菌镰刀菌进行了分离，以明确引起小麦冠腐病的主要病菌。本研究中，小麦冠腐病发生严重的监测点或年份，镰刀菌的分离频率也偏高；发生轻的监测点或年份，镰刀菌的分离频率低，而离蠕孢菌占主导地位。Smiley等[3]研究也表明，受环境影响，年度间优势病原菌会发生变化，但病害发生严重的地块，镰刀菌的分离频率更大且对小麦的致病力更强。

本研究发现，3个监测点小麦冠腐病的病害发生程度随小麦生育期推移呈逐渐加重的趋势，拔节期小麦冠腐病发生程度增加，灌浆期病害增长迅速。这可能因为各监测点均进行了种子包衣处理，故冬前苗期病害发生较轻。这与用化学药剂进行种子处理能显著降低前期由假禾谷镰刀菌引起的小麦苗腐[17]的结论一致。本课题组调查发现，种子处理对返青前小麦冠腐病防治效果达到56.0%以上，在一定程度上控制了前期病害的发生。由于小麦整个生育期均可受到冠腐病菌的侵染，因此病菌侵入越早后期病害发生越重，产量损失越严重。因此，通过前期病害防控、降低早期病害发生率是控病保产的有效措施。根据监测结果，除了种子包衣处理外，返青-拔节期为该病害防治的一个关键时期，而关于防治药剂的筛选及配套防治技术还有待于进一步加强。

病害发生程度受土壤中病原菌数量、品种抗性、田间肥水、气候等因素影响[18-20]。三个监测点小麦冠腐病年度间病害发生的增长幅度不尽相同，但发生程度均呈逐年加重趋势，具体原因还有待进一步检测和分析。澳大利亚通过测定田间小麦冠腐病发生病株率来进行该病害下茬作物种植风险评估，在生产中得到广泛应用。在我国耕作栽培制度下，还应该继续加强集品种抗性、栽培措施、肥水管理、化学防治等为一体的病害发生规律和综合防治技术研究，加强病害的监测和预测，为病害合理防控提供技术支持。