玉米褐斑病的发生规律、症状特征及构建综合防治体系分析
2025-01-15解骏
当前随着农业产业结构调整力度的逐渐加大,玉米栽培面积呈现逐渐缩小的趋势,提高单位面积内的玉米产量和品质,就成为很多农业技术人员需要重点攻克的难题。玉米生长周期较长,在整个生长发育阶段会受到多种病虫害的威胁,其中褐斑病就是发生流行率相对较高的一种真菌性病害,玉米褐斑病轻度发病阶段能够造成10%~15%的减产,严重发生时能够导致40%以上的减产,所以为了更好地控制玉米褐斑病的发生流行,提高玉米产量和品质,就需要种植户注重加强褐斑病的发病流行特点和发病症状的有效调查和识别,然后构建科学性的防治方案,进一步降低玉米褐斑病的发生流行率,增加玉米的种植效益,最终推动玉米产业的进一步发展。
滨州市属暖温带半湿润季风气候,春季回暖早,夏季炎热多雨,秋季凉爽,冬季寒冷漫长,年均降水量为650~750mm,降水主要集中在夏季,年日照时数为2600~2800h,光照充足,年无霜期为180~200d,有利于农作物生长。玉米是滨州市沾化区的主要粮食作物,玉米的单产水平较高。从生产模式来看,当地玉米生产机械化程度高,播种、施肥、灌溉等主要环节基本实现机械化作业。本文将对沾化区玉米褐斑病的发生规律、症状特征以及综合防治措施进行深入探讨。
一、玉米褐斑病的病原特征
玉米褐斑病是由玉蜀黍节壶菌引起的病害,这种病原菌主要危害玉米的叶片和叶鞘,尤其在果穗以下的部位。该病害在我国各玉米产区都有发生,尤其是在南方高温高湿的地区以及黄淮海夏玉米种植区,该病害的发生会造成玉米减产10%~30%以上。玉蜀黍节壶菌是一种卵菌,会在叶片上形成灰绿色的圆形或椭圆形病斑。在病斑的正反面,可以看到白色或灰色的霉层,这是病原菌的孢子囊和孢子,病原菌的菌丝体在寄主体内生长,可以在病残体中越冬。玉蜀黍节壶菌的生命周期涉及无性繁殖和有性繁殖两个阶段。无性生殖阶段病原菌在寄主体内形成子座,子座成熟后,产生游动孢子囊,游动孢子囊内含有游动孢子,这些孢子在水中活跃,通过雨水可以侵染健康的玉米植株。卵孢子可以在土壤中存活多年,并在条件适宜时萌发,形成初级菌丝体,这些菌丝体可以侵染玉米植株。
二、玉米褐斑病的发病规律
随着玉米种植年限的增加,病害在种植管理中的流行趋势逐年上升,特别是褐斑病的流行率有显著的提升。病原体在土壤中或病残植物体内以休眠孢子的形式度过冬季。次年,随着气流和雨水的作用,孢子会被传播到玉米植株,并在适宜的环境条件下激活,释放出大量的游动孢子,并利用侵染丝侵入玉米的嫩芽和组织。尤其是在7月和8月,当高温、高湿和频繁的降雨天气出现时,病害的发生率会增加。在土壤肥力较低的区域,玉米叶片会出现黄色,病害也更为严重。相反,在土壤肥力较高的区域,玉米植株更为健壮,叶片颜色鲜绿,病害相对较轻或者不发生。通常情况下,玉米在长到10片叶子的时候最容易受到病害的侵袭,而一旦玉米长到12片叶子之后,这种病害通常不会再出现。玉米褐斑病在沾化区的发病面积因年份而异,但总体呈逐年增加的趋势。近年来,沾化区玉米褐斑病发病面积约占玉米种植面积的10%~20%。
三、玉米褐斑病的发病症状
玉米褐斑病主要发生在玉米苗期至抽雄期,尤其是在高温高湿条件下更容易发病,适宜发病温度为25~30℃,相对湿度为80%以上。褐斑病病原菌可以在玉米残体、土壤中越冬,最后可以通过风和雨水传播。危害初期在顶部叶片的尖端出现病斑,最初为黄褐色或红褐色的小斑点,呈圆形或椭圆形,有时也可能呈现线形。随着病害的发展,小病斑会逐渐扩大并密集成行,特别是在叶和叶鞘交接处,病斑隆起,附近的叶组织常呈红色。在严重的情况下,叶片上的病斑可能会合并,形成更大的斑点,甚至可能覆盖叶片的大部分面积,在叶鞘和叶脉上也会出现较大的褐色斑点。发病后期的病斑表皮会破裂,叶细胞组织呈坏死状,并散发出褐色粉末,这是病原菌的孢子囊,病叶会局部散裂,叶脉和维管束残存如丝状。茎上的病斑多发生于节的附近,表现为褐色斑点,也可能发展成较大的坏死区域。
四、玉米褐斑病的发病原因
1、玉米品种间的抗病性存在较大差异
玉米褐斑病发生流行的原因主要与品种间的抗病性差异密切相关,这种差异可以归因于基因组的遗传变异、植物抗病基因的表达水平以及植物自身的生理生化反应等。不同品种的玉米在进化过程中,积累了不同的基因变异,这些基因变异直接影响到植物的抗病能力。例如,某些抗病基因在抗病品种中可能高度表达,从而增强植物的防御能力,而在易感品种中,这些基因可能缺失或表达水平较低,导致植物对病害的抵抗力较弱。一些研究表明,抗病品种在受到病原菌侵袭时,能够迅速启动抗病基因的表达,从而激活一系列防御反应,如产生防御酶、抗菌蛋白和次生代谢产物等,有效地抑制病原菌的生长和扩散。而在易感品种中,抗病基因的表达反应较为迟缓或低效,无法及时阻止病原菌的侵害,导致病害迅速蔓延。此外,植物的生理生化反应也是影响抗病性的关键因素之一,抗病品种通常具有较强的氧化还原能力和较高的抗氧化酶活性,这有助于清除病原菌侵袭过程中产生的活性氧,从而减轻病害的损伤。而易感品种在病原菌侵袭后,往往会产生大量的活性氧,导致细胞损伤和组织坏死,进一步加剧病害的发生。调查结果表明,郑单958、蠡玉6号、新单23号、新单22号、济单7号等玉米品种对褐斑病病菌的抵抗能力相对较弱,种植该类品种容易加重褐斑病的发生流行。
2、田间菌源充足
玉米褐斑病的发生流行除了与玉米品种的抗病性相关之外,还与秸秆还田和土壤处理密切相关。在秸秆还田操作过程中,秸秆不合理还田尤其是病害秸秆还田处理,会导致病菌在土壤中的残留和积累,大量的病残体在土壤中得不到有效分解,成为病菌的“温床”,特别是在温暖湿润的环境中,病原菌易于繁殖和传播。另外大田土壤处理过程中,长期不进行深耕翻土,导致土壤通气性差,不利于有益微生物的活动与繁殖,从而削弱了土壤自净能力,增加了病原菌的存活率和侵染机会。此外,土壤的酸碱度、肥力水平以及微生物群落的健康状况等也会影响病害的发生与发展。
3、气候条件有利于病原的繁殖生长
玉米褐斑病病菌的繁殖与流行常受气候条件的影响,特别是温度和湿度的变化对其影响尤为显著。在温暖且潮湿的环境中,玉米褐斑病的病原菌孢子繁殖速度加快,病情容易迅速蔓延。而在干燥的气候条件下,病原菌的孢子难以存活和传播,病情相对较轻。此外,降雨量和降雨频率也对玉米褐斑病的流行有直接影响,长期的连续降雨会导致田间湿度增加,利于病原菌的繁殖和传播。此外,气温的波动对玉米褐斑病的发生也有重要影响,过高或过低的温度都不利于病原菌的生长,但适宜的中等温度(20~25℃)则会加速病害的发展。在这种温度范围内,病原菌的代谢活性增强,侵染力也随之提高,从而引发大规模的病害流行。除此之外,风速和风向也是影响玉米褐斑病传播的重要因素,风速较大的情况下病原菌的孢子可以随风传播到更远的地方,扩大病害的影响范围。特别是在种植密度较大的田间,风速的增加会使病害迅速扩散,导致大面积的感染。
4、田间栽培管理不当
①轮作制度的不合理是一个主要原因。在一些地区,玉米连作或短期轮作现象普遍,导致土壤中病原菌积累,病害发生和流行的风险加大。
②施肥管理不当。施肥过量或不足都会直接或间接影响玉米的抗病能力,过量施用氮肥会促进植株的茂盛生长,但也会使植株组织变得柔嫩,易受病原菌侵袭,相反缺乏磷、钾等养分会削弱植株的抗病能力。
③灌溉管理不当。过度灌溉会导致田间湿度过高,创造有利于病原菌繁殖和传播的环境。如若灌溉方式不当,一直沿用大水漫灌,会使病原菌随水流扩散,增加病害的传播范围。
④种子处理不科学。未经过处理的种子可能携带病原菌,播种后病原菌在田间迅速繁殖,导致病害发生。
五、玉米褐斑病的综合防治措施
1、强化高抗玉米品种的选育
高抗玉米褐斑病品种的选育不仅需要选育出高抗病性状的品种,还需要系统地进行田间试验和综合评价。在进行品种选育过程中,选育高抗病品种需要多次回交和选择,通过分子标记辅助选择(MAS)技术提高选育效率和准确性,然后利用基因编辑技术(如CRISPR~Cas9)对抗病基因进行精准修饰,能够有效增强品种的抗病能力。在田间试验阶段需考虑不同地域和气候条件对抗病性的影响,确保选育出的品种具有广谱抗性。同时还需要加强对病原菌的生物学特性和致病机制深入研究,确保在选育过程中有针对性地进行抗病基因的筛选和验证。结合现代生物信息学技术,对玉米基因组进行全面的分析和比较,找出与抗病性相关的关键基因和调控网络,从而为选育提供理论依据和技术支持。另外还需要进一步的对玉米种子进一步的综合评价,除了抗病性状外,还应重视品种的产量、品质和适应性等农艺性状。通过相应的试验数据,综合评估品种的抗病性和农艺性状表现,筛选出综合性状优良的品种。同时新品种在示范推广过程中需与农户和农业技术推广部门密切合作,将抗病品种的种植技术和管理措施推广到生产一线,提高农民的种植效益和玉米生产的整体水平。另外,在选育过程中,还应注重可持续发展,避免因单一抗病基因的长期使用导致病原菌产生抗性,实际工作期间可采用抗病基因堆叠技术,将多个抗病基因组合到一个品种中,增强其抗病持久性。
2、推动玉米褐斑病的农业防治
①科学秸秆还田
在进行秸秆还田处理过程中,应该对种植地褐斑病的发生情况进行进一步的总结和分析,对于发病较为严重的玉米田,通常不需要进行秸秆还田,应该及时将玉米秸秆清理出大田进行销毁,这样能够杀灭秸秆当中的病原微生物,减少土壤当中的病原数量。对于植株生长良好田间发病流行率相对较低的大田,要注重做好秸秆还田工作,这样能够增加土壤有机质含量,确保玉米播种之后能够快速出苗增强玉米植株的抵抗力。将收获后的玉米秸秆进行切割或粉碎,长度不超过10cm,还田的秸秆量为800~1000kg/667m2。要控制好秸秆还田的数量,秸秆还田量过多可能会影响土壤通气性和耕作效果,过少则可能无法达到预期的土壤改良效果。合理利用机械设备一次性完成玉米穗的摘除和秸秆的粉碎处理,然后将秸秆抛洒到大田表面。
②注重做好播种前的大田土壤处理
秸秆粉碎抛撒之后,要注重做好大田的翻耕种地工作,要将玉米秸秆翻入到土壤层以下,确保秸秆能够快速熟化。翻耕深度应达到18~22cm,以便为种子提供适宜的生长环境,若使用铧式犁进行犁地,可将表层土上下翻转,但保墒不好的地块不宜频繁翻耕,以免造成土壤流失。结合整地还需要做好基肥的施入工作,追施完全腐熟的有机肥1000~1500kg/667m2并搭配使用复合肥20~30kg/667m2、过磷酸钙30~50kg/667m2、硫酸钾10~15kg/667m2。基肥应在整地时随土壤翻耕一起施入,避免直接接触植物根部。对于玉米褐斑病危害较为严重的,为了减少土壤中的病原数量,可以选择使用50%的多菌灵500倍液,50~80kg/667m2进行地表喷洒,或者选择使用70%的甲基托布津800倍液,药液使用量控制在80kg/667m2,进行地表喷洒能够起到很好的杀菌作用。
③合理科学播种,合理密植
根据当地气候条件和玉米品种特性确定适宜的播种时间,确保播种期间温度应在10~15℃之间,土壤湿度保持在40%以上,对于土壤墒情不足的,可以在播种之后及时灌溉透水。采用机械化精量播种方式,行距保持在60~70cm,株距保持在20~25cm,播种量在2.5~3kg/667m2左右。播种时要确定最佳的播种密度,一般宽叶玉米品种栽植量控制在3000~3500株/667m2、半紧凑型玉米品种定植量控制在3500~4000株/667m2、紧凑型玉米品种定植量控制在4000~4500株/667m2。
④注重做好大田水肥管理
玉米栽培管理过程中应该重点做好拔节期、孕穗期和灌浆期的科学追肥工作。在玉米拔节期结合植株生长情况追施尿素5~8kg/667m2,以补充玉米生长中期的氮肥需求,促进植株生长和茎叶繁茂。玉米孕穗期追施尿素10~12kg/667m2,保证玉米穗期茎叶的生长和养分的积累,为产量形成奠定基础。玉米灌浆期,根据植株长势和土壤肥力状况,可追施尿素10~15kg/667m2,以提高玉米的产量和品质。在上述三个阶段同时应该保持大田土壤水分适宜,土壤湿度维持在65%~70%,并在生长中后期注重做好大田的排灌工作,预防连续阴雨导致植株出现倒伏。
3、玉米褐斑病的化学防治
当田间的发病流行率达到需要防治标准之后,可以选择相应的化学药物进行针对性的防治,在发病初期可以选择使用25%苯醚甲环唑水分散粒剂1000倍液,或者12.5%戊唑醇可湿性粉剂600~800倍液,或者18%丙环唑乳油2000~3000倍液,或者75%百菌清可湿性粉剂600~800倍液,或者50%异菌脲可湿性粉剂600~1000倍液喷雾,每隔7~10d喷1次,连续喷2~3次,药液使用量控制在30~50kg/667m2。
综上所述,褐斑病是玉米生长发育阶段发生流行率相对较高并且较为常见的一种真菌性病害,玉米褐斑病防治阶段需要相应的技术工作人员和农民群众不断加强该种疾病流行规律和流行特点的针对性调查与分析,并构建农业防治和化学防治相结合的综合防治措施,创造一个优质的农田环境,以满足玉米植株的生长需求,增强其抵抗力,进而有效降低褐斑病的发生率和流行程度,达到理想的防治效果。
(作者单位:256801山东省滨州市沾化区古城镇人民政府)
DOI: 10.3969/j.issn.1003-1650.2025.01.026