青稞常见病害及大麦条锈菌研究进展
2022-11-23王梧嵋
王梧嵋
(西藏大学 理学院,850000,西藏拉萨)
1 青稞常见病害
栽培大麦起源于野生大麦,后者于大约1 万年前开始驯化;青稞作为大麦的一个变种,是几乎所有裸粒多棱大麦的统称,大约在4 000 年前在藏区开始驯化[1]。通过逐步适应当地独特的气候条件,今天的青稞具有成熟期短、耐寒、高蛋白高纤维、低脂肪低总糖等优点,主要用作粮食、饲料和酿酒原料。此外,由于青稞是唯一能在海拔超过4 200 m 的高寒地区正常成熟的作物,在具有防治高原病的独特保健功能的同时,其生态及农业地位不可替代。
1.1 西藏青稞病害
根据青藏高原第一次综合科学考察结果,在拉萨、日喀则、昌都、山南、阿里等地区均有青稞条锈病、青稞条纹病和青稞散黑穗病、坚黑穗病的发生,在加查、察隅曾有青稞秆锈病的发生,在澎波农场监测到青稞细菌性条斑病(黑颖病),在吉隆监测到青稞网斑病,在拉萨、昌都、察雅、洛隆曾有青稞黄矮病的发生,在普兰、八宿、察雅、芒康、察隅曾有青稞白粉病的发生,在工布江达、丁青、类乌齐、芒康曾有青稞云纹病的发生,而青稞生理性赤枯病分布较广,在拉萨、堆龙德庆、尼木、工布江达、加查、泽当、仁布、芒康、波密、扎达、普兰等地均有病发[2]。
其中,条锈病、条纹病、散黑穗病和坚黑穗病因其分布广、危害重,被长期重点监测和防治。王保海等强调,主要通过种子带菌传播的条纹病在全自治区各农区普遍发生,一般发病率在8%~15%,个别发病严重地块达90%,平均减产10%左右,需通过选用抗病品种、进行种子处理、加强栽培管理进行病害防治[3]。相比较而言,气传性的条锈病发生更为频繁,林芝各县、山南加查县是其常发区,亚东、吉隆、樟木等喜马拉雅山南翼地区和芒康盐井等三江流域南部部分农区均有该病原菌分布。胡颂杰等调查发现,青稞坚黑穗病在全自治区普遍发生,一般发病率在5%左右,而青稞散黑穗病的发病率一般在2%~5%[4]。
1.2 青海青稞病害
在青海省的青稞生产中,常见的病害种类有青稞黑穗病、条锈菌、条纹病、白粉病和黄矮病。青稞黑穗病发病后,平均减产5%~10%,严重时可高达17%~20%。青稞发生条锈病会直接导致产量下降,给种植户带来严重损失。
1.3 甘肃青稞病害
任宝仓等通过4 年田间调查,对比已有记载,在甘肃省内鉴定出24 种大麦、青稞病害。其中,大麦条纹病是甘肃省大麦及青稞主要病害之一,分布在玉门、临泽、山丹、张掖、武威、民勤等地,发生率在5%~10%;大麦网斑病是甘肃省大麦及青稞主要病害之一,分布在玉门、山丹、民乐、甘南等地;大麦根腐叶斑病在全省广泛分布;而大麦穗褐腐病在当地仅在青稞上发生。
特别的是,2009 年报道在甘肃省海拔2 400~3 200 m 的通渭、天祝和合作等地栽培的青稞上发现了一种新病害——鞘腐病,该病菌除青稞外,还可以在田间的野燕麦及燕麦上分布,严重发生时病穗率可达20%~30%。
1.4 云南青稞病害
云南省常年青稞种植面积近2 万hm2,但由于受良种较少、农技相对落后、病虫害危害严重等影响,平均产量仅1 500 kg/hm2。云南省青稞主要病虫害有锈病、黄矮病、白粉病和蚜虫。
1.5 四川青稞病害
在四川省甘孜、阿坝、木里等藏区,青稞是主要的粮食作物。除部分地区(如甘孜州)受土壤含石量大、防灾能力低等自然条件制约外,青稞条纹病、纹枯病和黑穗病是四川藏区青稞主要病害。
2 大麦条锈菌研究进展
由条形柄锈菌引起的条锈病是一类活体寄生的真菌病害,可危害小麦、大麦(含青稞)、部分栽培牧草和其他多种禾本科植物。由于该病原菌可随高空气流实现远距离传播,在病害流行年份可造成农作物种植区大面积减产,严重影响农业生产。由于寄主范围不同,条锈菌一般被划分为不同的专化型,如小麦专化型、大麦专化型。后续研究证实,大麦条锈病除主要由条形柄锈菌大麦专化型引起外,也可由小麦条锈菌的个别小种侵害发生。在甘肃采集到的大麦样品中,分离出的条形柄锈菌小麦专化型菌系Q1、Q2,经过苗期致病性测定发现,它们既对绝大多数小麦品种具有致病性,同时对部分大麦品种致病[5]。
小麦、大麦和黑麦被称为条锈菌的主要初生寄主,这是由于和其他锈菌一样,条锈菌必须在两种不同科或属的植物上才能完成冬孢子—担孢子—性孢子—锈孢子—夏孢子这一整个侵染循环的生活史过程。上个世纪,大麦单孢锈菌的转主寄主被证实为百合科植物;但长达两个多世纪以来,由于锈菌中只有条锈菌的转主寄主迟迟未被发现且实验室转主接种屡屡失败,研究者们倾向于认为条锈菌缺乏有性生殖过程。直到2012 年Jin 等发现小檗可以作为小麦条锈菌的转主寄主,目前为止,小檗科小檗属和十大功劳属多种植物被证实为小麦条锈菌的转主寄主[6],使得病原菌在有性生殖过程中丰富了致病性变异。
由于条锈菌病原菌喜低温潮湿,在病害循环过程中,能否顺利越冬越夏是病害流行与否的关键。李振歧院士曾根据小麦条锈菌在全国的周年循环规律绘制了该病害的传播示意图,并划出新疆、华北、西北、川西北、云南五处越夏区和以四川、河南、陕西汉中、云南坝区为中心的越冬关键区[7]。目前,对大麦条锈菌的传播循环和流行规律尚无完整报道。王宗华在西藏各主要农区通过系统观察、田间抽查及试点接种,在证明条锈菌可以在西藏顺利越冬越夏的基础上,进一步划分出流行常发区、易发区和偶发区,并提出除下察隅、樟木口岸外西藏大部分地区皆可作为条锈菌越夏流行区,林芝、波密等地的高山晚熟春麦可能提供了足量的越夏菌源,林芝各县、喜马拉雅山南坡及藏东三江流域南部的低海拔地区则为条锈菌提供了越冬场所[8]。
西藏本地大麦品种大多对条锈病表现为苗期抗病水平较低,成株期抗性增强。田晓等对来自青藏高原地区的75 份品种材料进行苗期抗锈实验,其中34.7%的大麦品种表现出不同程度的苗期抗病性状[9]。王宗华等田间鉴定,大麦对条锈菌的成株抗病机制除抗病品种选育外,主要来自于群体始病晚、病程发展慢,一定程度上表明了寄主植物与病原真菌的长期协同进化[10]。
3 青稞产业发展展望
在国家实施乡村振兴战略背景下,对西藏农牧业发展而言,青稞产业发展是其重中之重。1987 年马得泉等就报道了西藏288 个大麦变种资源,且不少农家种仅为西藏特有。如此丰富的品种,一方面孕育了广袤藏区不同物候区域下青稞的不同生长特性和生长周期,另一方面也蕴藏了海量的遗传材料和基因资源。
2016 年,西藏自治区青稞总产量增长至74.67 万t,收购成本平均为3.8 元/kg,随区域经济实现同步正增长。国有粮食企业、非国有企业、第三方加工企业及外来企业进一步推动了青稞产品及市场多元化。但受到自然条件、机械化程度差异、区域经济发展不均衡、农户种植技术经验不足等因素限制,青稞产量长期处于供不应求的状态,作为饲草的青稞秸秆也时有不足。从植物保护角度出发,扩大优势抗病品种的选育推广,加大对地方特色品种的分区保护,在提高产量的同时保藏宝贵资源,打造特色品牌,将有利于在可持续发展过程中实现乡村振兴。