小麦条锈病的控制策略和方法探讨

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　　摘要：探讨了我国小麦务锈病的发生和控制策略，评述了条锈病防治中各种方法的特点，并结合前人研究结果提出了利用小麦多品种混播控制条锈病的生态治理措施。关键词：小麦；小麦条锈病；病害控制；生态治理
　　中图分类号：S435.121 文献标识码：A 文章编号：0439-8114(2010)04-0972-03
　　
　　小麦条锈病是小麦最重要的病害之一，它分布广、流行性强、危害严重。1950年以来，该病害曾多次流行成灾，是制约小麦稳产高产的一个重要灾害性因子。2009年条锈病再次在我国大范围暴发，特别是甘肃、宁夏等省区是1990年以来发生最严重的一年。我国科技工作者在条锈病控制的长期实践中，总结出了小麦条锈病的防治策略，即以种植抗病品种为主。栽培和药剂防治为辅。实施分区治理的综合防治措施。由于小麦条锈病致病型分化明显，对不同品种会形成不同的毒性。且毒性易发生变异，新品种的抗性很容易被新的毒性小种所克服，一般3-5年便会丧失抗性，降低了抗病品种利用的经济有效性。同时，由于三唑酮等三唑类杀菌剂长期使用。条锈菌在有些地方已产生抗药性。当前，条锈病仍是我国小麦生产上需高度重视的一个主要病害。
　　
　　1　采用抗病品种控制条锈病的流行
　　
　　1.1　采用专化性抗源控制条锈病流行
　　专化性抗源也称垂直抗性抗源，比较容易获得且能通过育种途径很快地培育成抗病品种，以解燃眉之急，而且对控制条锈病的流行常常很凑效。因此，其种植面积逐年扩大，最终形成生产上抗源单一化的局面。这种抗病基因的单一化，必然增强对病菌毒性基因的定向选择压力，往往导致其抗性迅速丧失。因该类抗源表现出明显的脆弱性，常常可以看到这些品种的抗性在生产上多则维持5-6年，少则2-3年，甚至有些抗源在选种圃就丧失了抗性，使育种者和生产者整天忙于抗源的搜集和创新。我国小麦品种抗锈性丧失问题是伴随杂交品种碧玛1号的运用出现的，如1950-1960年代碧玛1号、南大2419、阿勃、丰产3号等抗病品种的抗锈性丧失：1970年代以后，泰山1号、洛类及其衍生品种等抗性品种的抗锈性丧失；1990年代以来，繁6及其衍生系小麦品种丧失了抗条锈性。
　　为解决专化抗源的脆弱性。国内外研究者提出了诸如抗源轮换、抗源布局、多系品种、混合品种、抗源积累和多样化抗源等解决途径，试图通过提高小麦品种群体抗病基因的丰富度来降低少数变异菌系的影响力，而增强病原菌一寄主群体互作生态体系的稳定性。这种途径虽能适度延缓品种抗性丧失，减轻部分毒性变异菌系对整个生态体系的影响，但这种途径实施的结果同时在哺育着丰富的毒性小种变异。使新生理小种成倍增加。
　　
　　1.2启用非专化性抗性材料来维持抗性的持久性
　　由于非专化抗性材料无小种特异性，因此它对所有小种的抗性水平表现一致或基本一致，不会对病菌生理小种群体形成选择压力，可在较长时间内维持抗病特性。稳定小麦生产。但由于这类材料一方面很难获得，另一方面没有确切的鉴别方法，只有通过长期应用才能鉴别究竟是属于真正的非专化性抗源还是专化抗性基因的累加效果，即便确认下来，仍然摆脱不了抗性衰变和丧失的威胁。如CY30、CY31生理小种使维持抗性长达20年之久的繁6、绵阳系统丧失抗性，就是一个明显的例证。
　　
　　1.3通过启用慢锈性品种来减轻条锈病的危害
　　袁文焕等基于品种耐病或避病等方面的综合考虑，在生产上启用发病轻、发病迟、常年表现比较稳定的慢锈性品种降低条锈病危害。该控制策略虽将以上单纯采用抗病品种控制条锈病的策略向前推进了一大步，但仍然摆脱不了由于限制病原菌正常发育而导致病菌变异的威胁。
　　
　　2　利用化学方法控制条锈病的流行
　　
　　采用粉锈宁(三唑酮)等化学农药可有效地防治条锈病的流行，同时生产上也探索出了“一喷三防”等行之有效的措施。但由于受病情预测的准确率、农民科学种田的素质、经济条件、土地分散经营和自由种植等诸多因素的影响，以及化学防治所造成的严重环境污染而大大限制了其在生产上的应用。选育和推广抗病品种一直被公认为是控制条锈病为害的惟一经济有效和安全的办法。
　　　3　利用农业措施控制条锈病的流行
　　
　　根据条锈病的流行特点，适期播种，避免早播，以减轻秋苗发病，减少秋季菌源。越夏地区消灭自生麦苗，陇南等条锈菌越夏易变菌源基地实施种植结构调整，小麦生长期加强肥水管理等措施。这些措施在条锈病控制上有较好的效果，但实际操作中由于种种原因有些措施往往较难实现，如越夏地区消灭自生麦苗、调整种植结构等措施。
　　
　　4　品种混合的控病增产作用研究
　　
　　在现代农业生产系统中，人们出于获得较高的净生产力(单位土地面积产量和提高劳动生产率的需要，使得作物的生物多样性越来越低，并且许多品种拥有相似的基因基础，结果导致作物抗病性降低，增加了作物病害大流行的风险。在自然生态系统中，生物的多样性保证了系统性能的较高稳定性。在作物一病原相作用的生态系统中，只有使作物抗病遗传物质具有多样性才能抵抗病原的多样性。因此，解决这个问题的可行途经之一就是提高作物群体的多样性，这也是当前国际学术界的一个热点课题。许多研究证明，间混作是利用生物多样性提高作物生产性能的有效方法，而用不同基因型的同种作物构成一个复合(或混合)群体就成为一个必然的选择。品种混合具有组分来源丰富、操作相对简单、可兼治病害及缓冲其他环境压力等优点。对不同品种混合群体的研究已有大量的报道，虽然其中多数是出于控制病害的目的，但研究结果证明，如果品种选用得当，品种混作群体的优势不止于此。从已有的研究结果综合分析，相对于单一品种而言，同种作物不同品种混合群体产生的效应主要表现在以下几个方面。
　　
　　4.1　品种混作的抗病作用
　　大部分关于作物混作的研究都和抗病性有关，并且大多数得出了肯定的结论。在云南，大面积混合种植水稻控制稻瘟病取得了巨大的成功，曹克强等研究证明，混合小麦品种确实有减轻病害的作用，在其试验所进行的5种播种方式中，均以混作病害最低，尤其是叶锈病表现得最为明显。他还从减轻的3种病害都是多循环气传叶部病害这一共同特点推测，如果条锈病和白粉病发生较重的话，混合品种也必将能显示出其特有的减轻病害的作用。朱万德等经过几年试验观察也证实了这样的推测，他们认为混合小麦群体的病虫害特别是气体传播病害明显减轻。甘代耀等通过3年抗、感水稻组合混作栽培的试验和示范，发现混栽试验田中叶瘟明显减少，甚至不发生。为了能获得控制穗瘟的效果，他们还进行了喷孢子接种试验。试验结果表明，采用抗、感组合或优质品种(系)混栽可以大大减轻稻瘟病的危害。
　　
　　4.2　不同基因型的混合群体抗病机理
　　4.2.1稀释作用(Dilution effect)
　　因为在混作中感病品种之间的距离增加，即抗性不同的基因型混作，降低了感病基因型的密度，在一定面积上减少了感病组织量。
　　4.2.2
　　障碍作用(Bartier effect)
　　抗性品种提供了一个物理的障碍，它限制了由感病植株而来的接种体的运动。由于抗病基因对传播所起的阻碍作用，落于其上的孢子也会因找错寄主而失效。
　　4.2.3诱导抗性(Induced resistance)非致病性菌系孢子诱导植株产生抗性反应机制，从而限制了毒性小种的侵染。不同品种混合群体产生诱导抗性的几率比单一品种群体大大增加，从而使得混合群体的抗性比在单作中也大大增加。
　　4.2.4病原茵间的竞争(Competition among pathogenraces)病原基因型的多样性在混合群体中高于单作群体中的，因而增加了病原菌群之间竞争的可能性，使得混合群体中的病害减轻。
　　
　　5　结语与展望
　　
　　作者于2006-2008年期间，在田间分别设计6个品种单播及其9个组合的混播小区，比较研究条锈病的发生情况和产量差异，并采用TP-M13-SSR技术分析自然发病条件下条锈菌群体的遗传多样性。结果表明，多品种混播对小麦条锈病有较好的控制效果，并可明显降低产量损失，且混播小区条锈菌的遗传多样性高于单播小区，品种混播可以作为生态防病措施在生产中推广应用。
　　利用抗、感遗传背景不同的品种混播防治条锈病的技术简单易行，不仅可以减少因条锈病引起的产量损失，还可减少施用农药的次数，降低生产成本，减轻农药对生态环境的负面影响，提高经济效益。另外，该技术为合理使用抗病品种和解决优质、感病、高秆易倒伏品种的生产问题，开辟了一条实用途径，成为高产、优质、控病的小麦可持续性生产的农业措施之一。因此。在条锈菌越夏区和桥梁地带的商品粮生产田可以实施小麦品种混播，既可以达到控制病害的目的，又不影响产量和粮食品质。目前，该研究已筛选出了2个较好的混播组合，正在进行示范推广，这项技术的推广将为合理利用品种抗病性控制条锈病发挥一定的作用。
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