关于玉米苗枯病的研究进展与防治的永久枪

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摘 要:总结苗枯病国内的研究进展,对该病的症状识别,发生规律进行调查,提出防治措施。

关键词:制种玉米;苗枯病;防治

1 玉米苗枯病国内研究进展

玉米苗枯病是一种重要的玉米苗期病害,20世纪50年代国外就有报道[1-3]。国内1988年吴新兰首次报道在制种田发生该病[4],1989年该病在襄北地区制种田的黄早四病株率高达95.5%[5];1990年在浙江省部分县的山区春玉米大面积发生玉米苗枯病[5]。1992年辽宁省铁岭平顶堡乡因死苗毁种近千亩;1993年玉米苗枯病在鲁西地区杂交制种田严重发生[7];1999年山东德州市发病面积达2175万hm2,占玉米总面积的1/10以上,其中重病田017万hm2,减产严重。2009年山东各地玉米产区均有大面积发生。

1988年,浙江省东阳玉米研究所王桂跃等对玉米苗枯病发病因素进行了调查,通过病原菌分离培养、致病性测定、病原菌鉴定,确定该病害的病原为串珠镰孢菌中间变种,田间观察发现带菌种子是病害的初次侵染源,品种的抗病性、气候条件、栽培管理是导致苗枯病发生的发病因素[4]。

1990至1992年,浙江省临海市农科所狄广信等研究证实浙江省发生的玉米苗枯病的病原菌以串珠镰刀菌中间变种为主,带菌种子和病土是本病的初侵染源,提出选用抗病品种、种子药剂处理和增施磷肥是防治玉米苗枯病的有效措施。

1999年,山东省德州市土肥站柳凤琛等对发病地块的气候、土壤、玉米生长状况以及品种情况进了综合调查,认为土壤的偏砂性对苗枯病的发生有直接作用;土壤钾的含量低,钾素供应不足是造成玉米苗枯病发生的重要原因。

2001年,山东种子公司吴相德等调查发现该病的发生与品种无关。

2002—2003年,河南农业大学谢慧玲、袁秀云等分别通过田间、室内两种接种试验,对玉米苗枯病抗源进行筛选,对玉米苗枯病的发病规律及其症状进行了研究,对抗性遗传进行初步分析。结果表明,不同玉米自交系和杂交组合对玉米苗枯病的抗性存在显着的差异,杂交种比相应的自交系具有较强的抗性;选育抗病品种是防治苗枯病发生的最直接、最有效的途径,双亲的抗病性最好能够互补,使选育的玉米杂交种具有抗多种病害的能力。

2004年河南农业大学刘春元等选取7种常见农药,采用盆栽法对玉米苗枯病菌毒力和防效进行测定。结果表明,各供试药剂对玉米苗枯病菌的菌丝生长和分生孢子萌发都有不同程度的抑制作用,同一化学药剂对玉米苗枯病菌的菌丝生长和分生孢子萌发的抑制作用不完全一致。

2007年,河西学院农学系邢会琴等采用毒力测定法,对几种杀菌剂进行室内筛选。通过测定有效药剂的最低完全抑菌浓度(MIC),测定毒力(EC50、EC90),测定不同药剂组合安全性(玉米苗期植株的根重、茎鲜重、株高、发芽率和发芽势)。结果表明部分农药在室内测定对玉米苗枯病菌有较强的抑菌作用,但不能起到完全杀菌的作用;对玉米进行杀菌剂与种衣剂混合后包衣,在低温条件下能明显降低玉米苗期植株的根重、茎鲜重、株高、发芽率和发芽势,生产上使用农药时慎重选用合适的杀菌剂包衣种子。

2010年,辽宁省农业科学院植物保护研究所王丽娟等采用rDNA-ITS序列分析技术进行种类鉴定,在分子水平上明确东北玉米苗枯病病原镰孢菌的种类。

2011年,山西农业大学信息学院何瑞等对引起山西昔阳县玉米苗枯病的病原菌进行了形态学和分子生物学鉴定,采用分子生物学方法,对该病菌rDNA-ITS的扩增与序列进行测定,测得序列与F.moniliforme同源性为100.0%。

2 玉米苗枯病的田间诊断

2.1 田间调查方法 在玉米出苗后至大喇叭口期对苗枯病进行系统调查。每3.3 hm2连片制种田为一个检查区,随机选5个样点,每点50株,记录玉米品种、土壤类型、发病的气候条件、发病的时间、发病的部位、症状特点、发病的叶片数,统计发病率和发病指数。

2.2 苗枯病田间症状 地上部分。叶片一般从二叶一心时开始表现症状,最初第一、二叶片的叶尖发黄,随病程的发展,逐渐叶尖、叶缘呈焦枯状,心叶卷曲,严重时心叶青枯萎蔫变黄,植株叶片自下而上逐渐干枯至枯死。病株后期,茎基部节间出现水渍状腐烂缢缩,形成坏死环,易在茎基部节间整齐断裂,维管束变褐,叶鞘变褐撕裂。地下部分,根系发育不良,胚根根尖溢缩,维管束变褐,后扩展成一段或整个根系,根毛减少。为害轻的幼苗上部无明显症状;无次生根的幼苗枯萎死亡,潮湿时死苗基部近地面处产生白色粉霉;有少量次生根的幼苗则形成弱苗。

2.3 病情分级 病情分级为5级:0级为完全无病;1级为病株枯茎叶片占全株10.0%~25.0%,根系仅在根下部产生褐色坏死;2级为病苗枯茎叶占全株26.0%~50.0%,根系病变占整个根系的1/3;3级为苗株枯茎叶占全株2/3,苗枯萎缩矮小,根系病变占整个根系的2/3;4级为病株叶片全部萎蔫、枯死,根部全部呈深褐色。

3 玉米苗枯病的室内鉴定

3.1 病原物特征 苗枯病的致病菌有串珠镰刀菌、串珠镰刀菌胶孢变种、禾谷镰刀菌、炭黑蠕孢菌、立枯丝核菌及腐霉菌等8种,其中串珠镰刀菌是玉米苗枯的主要病原菌,该致病菌为半知菌亚门的弱寄生菌,气生菌丝鲜黄色至浅粉红色,有两种无性抱子。小型分生孢子多串生,亦有球状簇生,椭圆形、卵形、纺锤形,无色、单胞,少数具有一个隔,大小为(3.5~5.8)×(2.2~5.2)μm;大型分生孢子新月形,有脚胞,有横膈膜3~5个,亦有6~7个隔膜,但少数无色,大小为(5.5~6.0)×(2.5~4.7)μm。

3.2 种子带菌检验 随机取样品50粒,放入无菌三角瓶中,加无菌水1 000.0 mL,加塞后振荡5 min,取悬浮液10.0 mL放入离心管内,以1 000 r/min的速度离心5 min,倒出上层清液,取离心沉淀物0.5 mL滴入席尔氏液。混合后,用吸管滴于载玻片中央,加盖玻片制成临时玻片;测定盖玻片面积,利用测微尺测定显微镜视野面积,计算每一盖玻片所含视野数,观察孢子颜色、形状特征,计算每粒种子的孢子负荷量。

3.3 病株病原物检验 从4℃冷藏室取出采集到的病株,在根部病 界处剪取0.5cm长的组织,用0.1%的次氯酸钠消毒3~5 min,灭菌水冲洗3次,置于25℃恒温箱中培养。3~7d后镜检,在显微镜下观察琼胶平板,选择单胞,并在平板背面作上标记,然后移入培养基培养。采用喷雾法将配好的1×106个/mL孢子悬浮液接种于供试种子上,并闷种24h。然后将种子播种于消毒处理后

的花盆土壤中,各20株,以不接菌为对照(CK),并用塑料袋保湿。接种后40 d按病情分级标准进行调查。在显微镜下观察孢子颜色、形状特征,测定大小,每个孢子测定50个,计算平均数。并在接种玉米上再分离菌株,观察形态,测定大小,与分离纯化的菌株相互对照,确定病原种类。

4 玉米苗枯病发病原因

4.1 病原菌产生毒素,伤害受害植物细胞 制种玉米种子和土壤中所带镰孢菌能产生多种毒素,包括恩镰孢菌素A和B、萎蔫酸、10-脱氢萎蔫酸、番茄萎蔫素、番茄萎蔫酸、亮红萘等,这些毒素有些可以破坏膜体系而引起胞内电解质渗漏,有的则破坏线粒体叶绿体等细胞器和亚细胞器结构,引起一系列超微结构的变化。当细胞遭受病原菌或毒素伤害时,毒素即与细胞原生质膜的一种蛋白质结合,使膜的构造发生变化,膜的结构和功能受到损伤,导致膜透性改变,电解质外漏,电导值增加;当毒素作用于细胞核和核糖体的结构时,能抑制DNA指导下的RNA的合成,使细胞发生质壁分离、原生质体颗粒化、线粒体肿大、双膜崩解等。

4.2 品种的抗病性 玉米品种及杂交种的亲本自交系对苗枯病的抗性存在差异,目前还没有发现免疫材料。大粒品种如掖单2号、郑单958等品种苗期长势强,发病率低。陈种子或种子干瘪、受机械损伤、受冻等情况也易感病。多年调查结果和研究显示,以178和鲁原92、齐318、齐319自交系作母本的品种种子子粒较小,苗期生长势弱, 抗病性差, 根系易感病。鲁单50、鲁单981、农大108、泰玉2 号、连玉19等小粒玉米杂交种,苗期生长势弱,对高温高湿很敏感,因而易感病。

4.3 除草剂使用不当 为减轻劳动强度,玉米除草剂在制种玉米田使用大量长期使用,致使农田杂草抗药性增强。每年4月,田间气候条件变化较大,苗后用封闭性除草剂,使除草效果有所下降,农民以为是施药量少,不按规程施药,随意加大药量,雨后一些药剂随雨水渗入土壤中,使玉米种子的中胚轴及胚根坏死,影响出苗和生长。

5 玉米苗枯病的防治

5.1 改善制种地环境条件和耕作栽培方式 注意轮作倒茬,合理安排茬口,减少田间病原菌的数量;有机肥一定要发酵腐熟后再施用。提倡玉米秸秆过腹还田,直接还田的,还田后要进行无害化灭菌处理。重视磷、钾肥和微肥的施用,特别是钾肥的施用。对于砂壤土地块、免耕直播田提倡同时施种肥或及早追肥。

5.2 选择抗病性较强品种,推广药剂拌种 选育抗病性强的品种,可以利用抗×抗或高抗×感的杂交模式。采取包衣或药剂拌种等方式对种子进行处理,能有效降低发病率。拌种药剂可使用先正达2.5%咯菌腈种衣剂(适乐时),每100 kg种子用2.5%适乐时悬浮种衣剂100.0~200.0 mL,方法是将适乐时悬浮种衣剂用水稀释后充分混匀后倒入种子上,快速搅拌或摇晃,直到药液均匀分布到每粒种子上。

5.3 药剂防治 在苗枯病发病初期应及时用药,控制病情的扩展。可选择甲基托布津、多菌灵、恶菌灵、三唑酮等药剂,按常规浓度进行施药,重点对苗基部进行喷雾或进行灌根,每隔5~7 d喷1次,连续喷施2~3次,并且喷施叶面肥(天然芸薹素内酯、天达216以及磷钾肥、微肥等),促进植株尽快恢复正常生长。同时对发病地块及时中耕松土,增加土壤含氧量,促发新根,抑制土壤中病原菌的繁殖。

参考资料

[1] 吴新兰. 玉米苗枯病研究初报. 植物保护,1988(1):60.

[2] 王桂跃,段为汉,金加同,等.玉米苗枯病病因调查初报. 植物保护,1992(2):23-24.

[3] 金光龙,杜冰,孙忠霞,等. 玉米苗病诱因初步研究. 辽宁农业科学,1995(2):23-26.

[4] 张玉生,邵霞,郭泗金.玉米苗枯病在鲁西地区严重发生. 植保技术与推广,2000(1):44-45