王道澤等
摘 要:為探討水稻主栽品種病蟲(chóng)侵害風(fēng)險(xiǎn)和綜合抗性,采用田間多點(diǎn)自然誘發(fā)法對(duì)杭州地區(qū)11個(gè)水稻主栽品種的主要病蟲(chóng)害抗性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,應(yīng)用多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)和決策方法,對(duì)田間主要病蟲(chóng)的綜合抗性強(qiáng)弱排序?yàn)椋骸畠?yōu)538>‘甬優(yōu)12號(hào)>‘秀水134>‘甬優(yōu)15號(hào)>‘浙優(yōu)18號(hào)>‘豐兩優(yōu)香1號(hào)>‘甬優(yōu)8號(hào)>‘甬優(yōu)9號(hào)>‘中浙優(yōu)1號(hào)>‘中浙優(yōu)8號(hào)>‘天優(yōu)華占,表現(xiàn)為高抗、中抗的品種分別為4個(gè)、5個(gè),中感、高感各1個(gè);2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在褐飛虱、白背飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病等當(dāng)年田間發(fā)生量大的病蟲(chóng)抗性分析結(jié)果較一致,而零星發(fā)生的病蟲(chóng)上表現(xiàn)的抗感程度有差異。經(jīng)多目標(biāo)決策法分辨各目標(biāo)性質(zhì)并作相應(yīng)變換,兩地各品種的總體抗性評(píng)價(jià)排序較一致,父本親緣關(guān)系相近的水稻品種具有相近的綜合抗性。根據(jù)品種結(jié)構(gòu)與抗性變化制定綜合防治策略,可為不同品種布局下的病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和防控提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:水稻;主栽品種;病蟲(chóng)害綜合抗性;多目標(biāo)決策法
中圖分類號(hào):S435.672 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 論文編號(hào):2014-0704
Integrative Evaluation on the Resistance and Invasion Risk of Pests and Diseases Among Main Rice Varieties
Wang Daoze1, Hong Wenying1, Hu Xuanxiang2, Wang Aijuan3, Ke Hanyun2
(1Hangzhou Plant Protection and Soil-fertilizer Station, Hangzhou 31002, Zhejiang, China;
2Jiande Plant Protection Station, Jiande 311600, Zhejiang, China;
3Yuhang Agro-ecological Environment & Crop Protection Administrative General Station, Yuhang 311199, Zhejiang, China)
Abstract: In order to explore the invasion risk and synthetic resistance of diseases and insect pests among main rice varieties, a resistance evaluation of 11 rice varieties was tested by using methods of natural inducing in field. The results showed that the resistances of these rice varieties to main diseases and insect pests were sorted from high to low like the following: ‘Yongyou No.538, ‘Yongyou No.12, ‘Xiushui 134, ‘Yongyou No.15, ‘Zheyou No.18, ‘Feng two Yuka No.1, ‘Yongyou No.8, ‘Yongyou No.9, ‘Zhongzheyou No.1, ‘Zhongzheyou No.8, ‘Tianyouhuazhan. Among these varieties, the first four ones are high resistance, the next five ones for middle resistance and the remaining two varieties for high and middle sensibility respectively. The evaluation results of rice resistance were identical in the two tested field to main diseases and insect pests, and slightly difference to sporadic ones. By using the method of Multiple Goal Decision for target analysis and making corresponding conversion, the evaluations of synthetic resistances were in good agreement between the two tested fields. Via the analysis to the genetic relationship, it was found that the rice varieties with closer male parents had more similar resistance. We made integrated control strategy according to the analysis of variety characteristics and resistance changes, which would provide evidence for monitoring, early warning and management of diseases and insect pests under different varieties distribution.
Key words: Rice; Main Cultivar; Synthetic Resistance to Pests and Diseases; Multiple Goal Decision
0 引言
病蟲(chóng)草害是影響水稻穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要因素,全國(guó)每年因水稻病蟲(chóng)為害雖經(jīng)防治仍然造成經(jīng)濟(jì)損失400萬(wàn)t~500萬(wàn)t[1]。稻飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟、紋枯病、稻瘟病、稻曲病等是杭州市水稻主要病蟲(chóng)害,由遷飛性害蟲(chóng)為主要介體傳播的南方黑條矮縮病等病毒病近年來(lái)潛在流行風(fēng)險(xiǎn)不斷加大,對(duì)糧食生產(chǎn)和質(zhì)量安全造成很大威脅。水稻病蟲(chóng)害的發(fā)生,除了氣象條件、栽培措施等因素的影響,還與作物品種有關(guān)[2,3],不同品種的特性影響病蟲(chóng)發(fā)生為害程度[4]。杭州市通過(guò)多年的摸底調(diào)查顯示,稻飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病等病蟲(chóng)在常規(guī)稻、雜交稻中均發(fā)生廣、為害重;‘甬優(yōu)12等甬優(yōu)系列雜交稻易感稻曲??;與常規(guī)稻品種相比,部分雜交稻品種南方黑條矮縮病、黑條矮縮病發(fā)生相對(duì)較重。隨著水稻生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、品種布局的變化,病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律也隨之改變,遷飛性害蟲(chóng)(稻飛虱、稻縱卷葉螟)、紋枯病等重大病蟲(chóng)仍發(fā)生重但發(fā)生演替規(guī)律更為復(fù)雜,稻瘟病、稻曲病在部分感病品種上局部流行,一些新發(fā)病害擴(kuò)散蔓延快、防控難度大、危害損失大,使病蟲(chóng)害治理面臨著新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。目前病蟲(chóng)防治策略主要根據(jù)現(xiàn)有主栽品種特性制定,對(duì)指導(dǎo)甬優(yōu)系列等新型水稻品種的病蟲(chóng)防治存在較大偏差。為及時(shí)準(zhǔn)確開(kāi)展病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)警和防控,需正確評(píng)價(jià)水稻品種病蟲(chóng)抗性的田間表現(xiàn),根據(jù)現(xiàn)階段主栽品種結(jié)構(gòu)調(diào)整防治策略。
目前,水稻病蟲(chóng)抗性的鑒定評(píng)價(jià)主要采用病蟲(chóng)害發(fā)生為害“級(jí)別”的方法分別對(duì)各個(gè)病蟲(chóng)害單獨(dú)進(jìn)行,如劉光杰等1997—2000年間鑒定了332份中國(guó)新育成的水稻品種對(duì)稻瘟病、白葉枯病、細(xì)菌性條斑病、白背飛虱和褐飛虱的抗性,并對(duì)水稻抗病蟲(chóng)性鑒定方法作了進(jìn)一步完善和改進(jìn),提出了一些新的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)[5];韋素美等對(duì)引進(jìn)的材料進(jìn)行抗稻褐飛虱和稻瘦蚊的抗蟲(chóng)性鑒定,篩選出一批相應(yīng)抗性品種[6]。對(duì)多種病蟲(chóng)害綜合抗性評(píng)價(jià)近年來(lái)有少量報(bào)道,如計(jì)仁歡等采用多目標(biāo)決策法綜合評(píng)價(jià)了當(dāng)?shù)刂饕酒贩N對(duì)稻飛虱、稻縱卷葉螟、三化螟、紋枯病的整體抗性[7]。目前,采用田間系統(tǒng)監(jiān)測(cè)調(diào)查方法對(duì)病蟲(chóng)綜合抗性進(jìn)行評(píng)價(jià),特別是對(duì)甬優(yōu)系列品種的評(píng)價(jià)尚未見(jiàn)報(bào)道。生產(chǎn)實(shí)踐表明,主栽品種對(duì)病蟲(chóng)害的田間抗性表現(xiàn)復(fù)雜,品種的更替使得抗病蟲(chóng)性評(píng)價(jià)需不斷更新。本研究旨在通過(guò)對(duì)2個(gè)不同類型種植區(qū)主栽品種的病蟲(chóng)害發(fā)生情況進(jìn)行田間調(diào)查,評(píng)價(jià)不同品種的病蟲(chóng)侵害風(fēng)險(xiǎn),分析主要病蟲(chóng)發(fā)生流行與品種抗性關(guān)系,為生產(chǎn)上制定不同品種的病蟲(chóng)防治策略提供參考。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理
試驗(yàn)于2013年5—10月,分別在杭州地區(qū)建德市壽昌鎮(zhèn)山峰村、余杭區(qū)余杭鎮(zhèn)洪桐村病蟲(chóng)觀測(cè)圃按自然誘發(fā)鑒定法進(jìn)行。根據(jù)當(dāng)?shù)厮痉N植區(qū)品種布局,參試品種選擇杭州市主栽品種,分別為‘甬優(yōu)8號(hào)、‘甬優(yōu)9號(hào)、‘甬優(yōu)12號(hào)、‘甬優(yōu)15號(hào)、‘甬優(yōu)538、‘中浙優(yōu)1號(hào)、‘中浙優(yōu)8號(hào)、‘豐兩優(yōu)香1號(hào)、‘秀水134、‘天優(yōu)華占、‘浙優(yōu)18,其中‘天優(yōu)華占設(shè)建德1個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)、‘浙優(yōu)18設(shè)余杭1個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),2個(gè)試驗(yàn)區(qū)均為10個(gè)品種。每個(gè)品種均為1個(gè)處理,3次重復(fù);每小區(qū)20 m2,隨機(jī)區(qū)組排列。各參試品種按生產(chǎn)實(shí)際播種量,建德、余杭兩地分別于6月10日、6月15日播種。試驗(yàn)設(shè)保護(hù)行,試驗(yàn)田統(tǒng)一排灌,統(tǒng)一施肥,不施藥防治病蟲(chóng)害,其余栽培管理按常規(guī)進(jìn)行。
1.2 病蟲(chóng)害調(diào)查
本試驗(yàn)重點(diǎn)調(diào)查研究本田期的病蟲(chóng)害。參照全國(guó)農(nóng)技推廣中心印發(fā)的農(nóng)作物病蟲(chóng)害測(cè)報(bào)技術(shù)規(guī)范[8]進(jìn)行調(diào)查,建德、余杭的調(diào)查計(jì)算結(jié)果(-C1—-C11)分別記入表1、2。
1.2.1 稻飛虱 采用盤拍法調(diào)查。每小區(qū)平行跳躍法調(diào)查5點(diǎn),每點(diǎn)連續(xù)2叢,采用白瓷盤拍水稻基部,統(tǒng)計(jì)掉落盤中的褐飛虱及白背飛虱數(shù)量,每2周調(diào)查1次。計(jì)算各處理每叢平均蟲(chóng)量。記錄各品種白背飛虱、褐飛虱每叢最高平均蟲(chóng)量分別為-C1、-C2。
1.2.2 稻縱卷葉螟 每小區(qū)隨機(jī)取5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查0.1 m2,在水稻生長(zhǎng)后期,稻縱卷葉螟為害定局時(shí),調(diào)查倒三葉卷葉數(shù)和蟲(chóng)量,記錄各處理倒三葉平均被害葉率為 -C3。
1.2.3 二化螟和其他害蟲(chóng) 為害形成白穗定局時(shí),對(duì)小區(qū)的白穗數(shù)全部調(diào)查,記錄小區(qū)白穗數(shù)。每小區(qū)隨機(jī)5點(diǎn),每點(diǎn)連續(xù)2叢,每小區(qū)10叢的總穗數(shù)。計(jì)算各小區(qū)白穗率,記錄各處理平均白穗率為-C4。同時(shí)調(diào)查稻苞蟲(chóng)、大螟、葉蟬等其他害蟲(chóng),每處理隨機(jī)取5點(diǎn),每點(diǎn)2叢,2周調(diào)查1次,記錄田間查見(jiàn)的害蟲(chóng)種類,計(jì)算每叢平均蟲(chóng)量,記錄每叢最高平均蟲(chóng)量為-C5。
1.2.4 紋枯病、稻瘟病和稻曲病 在水稻黃熟期時(shí)調(diào)查紋枯病、稻瘟病和稻曲病,每處理隨機(jī)取5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查0.1 m2。紋枯病、稻瘟病調(diào)查總株數(shù)、發(fā)病株數(shù)、發(fā)病級(jí)數(shù),計(jì)算株發(fā)病率;稻曲病調(diào)查總穗數(shù)、病穗數(shù)和病級(jí),計(jì)算病穗率和病情指數(shù)。記錄紋枯病平均病級(jí)數(shù)為-C6、稻瘟病平均株發(fā)病率為-C7、稻曲病平均病情指數(shù)為-C8。
1.2.5 南方黑條矮縮病和黑條矮縮病 在水稻完熟期時(shí)調(diào)查,每處理隨機(jī)取5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查10叢,調(diào)查發(fā)病叢數(shù)和發(fā)病級(jí)數(shù),計(jì)算叢發(fā)病率和病指。分別記錄南方黑條矮縮病、黑條矮縮病的平均病情指數(shù)為-C9、-C10。
1.2.6 其他病害 在水稻黃熟期時(shí)調(diào)查胡麻葉斑病、紫桿病等其他病害,每處理隨機(jī)取5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查0.1 m2,調(diào)查總株數(shù)、發(fā)病株數(shù),記錄平均株發(fā)病率為-C11。
1.3 綜合抗性評(píng)價(jià)
水稻對(duì)病蟲(chóng)害的抗、感性都是相對(duì)的,具有模糊性[5]。根據(jù)計(jì)仁歡、孟雪等的多目標(biāo)決策分析模型及應(yīng)用研究[9-10],對(duì)多種病蟲(chóng)害的綜合抗性評(píng)價(jià)宜采用模糊綜合評(píng)判法。其基本方法和基礎(chǔ)模型為求各目標(biāo)值(xij)的隸屬度(yij):
yij=(xij-xminj)/(xmaxj-xminj)…(1)
求待評(píng)客體的綜合目標(biāo)值(Ai):
[Ai=j=111yijwj(i=1,2,…,11)]…(2)
式中,i為水稻品種編號(hào),wj為目標(biāo)Cj的權(quán)重,且[j=111wj=1]。根據(jù)Ai大小進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。當(dāng)待評(píng)客體各目標(biāo)均為正向型時(shí),其綜合目標(biāo)為望大型(Ai大者為優(yōu));反之當(dāng)待評(píng)客體各目標(biāo)均為負(fù)向型時(shí),其綜合目標(biāo)為望小型(Ai小者為優(yōu))。該基礎(chǔ)模型(1)式無(wú)分辨正向型、負(fù)向型及中介型目標(biāo)的功能,若正向型和負(fù)向型目標(biāo)同時(shí)存在,甚至同時(shí)存在中介型目標(biāo)時(shí),“正向”和“負(fù)向”出現(xiàn)相互抵消拉平現(xiàn)象,導(dǎo)致Ai值被壓縮(極差縮?。?,使評(píng)價(jià)結(jié)果趨于“均化”,故該基礎(chǔ)模型僅適用于綜合評(píng)價(jià)只有正向型或負(fù)向型目標(biāo)的待評(píng)客體[5,11]。本研究在上述模型的基礎(chǔ)上,應(yīng)用[0,1]多目標(biāo)決策法組建綜合評(píng)價(jià)模型,運(yùn)用于各主栽品種田間病蟲(chóng)害綜合抗性評(píng)價(jià)。
2 結(jié)果與分析
2.1 田間病蟲(chóng)害抗性綜合評(píng)價(jià)目標(biāo)體系的構(gòu)建
田間綜合抗性目標(biāo)體系由水稻對(duì)稻飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟、紋枯病、稻瘟病、稻曲病等主要病蟲(chóng)害及其他影響水稻生產(chǎn)的蟲(chóng)害、病害的抗性目標(biāo)構(gòu)成。
2.1.1 主要病蟲(chóng)的抗性目標(biāo) 對(duì)白背飛虱和褐飛虱的抗性(B1、B2):從水稻生產(chǎn)實(shí)踐可知,稻飛虱的為害可導(dǎo)致產(chǎn)量下降、米碎等影響稻谷產(chǎn)量和稻米品質(zhì)。而為害的大小很大程度決定稻飛虱的蟲(chóng)口密度,故抗白背飛虱、褐飛虱指標(biāo)可用試驗(yàn)過(guò)程中每叢最高平均蟲(chóng)量(-C1、-C2)來(lái)度量。
對(duì)稻縱卷葉螟的抗性(B3):稻縱卷葉螟以幼蟲(chóng)為害葉片,影響生長(zhǎng),造成減產(chǎn)。對(duì)稻縱卷葉螟的抗性指標(biāo)可用水稻生長(zhǎng)后期,稻縱卷葉螟為害定局時(shí),倒三葉平均被害葉率(-C3)來(lái)度量。
對(duì)二化螟及其他害蟲(chóng)的抗性(B4、B5):本田期受二化螟為害,主要形成白穗,對(duì)二化螟的抗性指標(biāo)可用品種的平均白穗率(-C4)度量。對(duì)其他害蟲(chóng)的抗性用每叢最高平均蟲(chóng)量(-C5)度量。
對(duì)紋枯病、稻瘟病、稻曲病的抗性(B6、B7、B8):紋枯病從稻株基部開(kāi)始發(fā)病,隨后進(jìn)行水平擴(kuò)展及垂直擴(kuò)展,使病害不斷加重,對(duì)紋枯病的抗性指標(biāo)可用其為害定局時(shí),品種的平均病級(jí)(-C6)來(lái)度量。對(duì)稻瘟病、稻曲病的抗性指標(biāo)可用其平均株發(fā)病率(-C7)、平均病指(-C8)來(lái)度量。
對(duì)南方黑條矮縮病、黑條矮縮病及其他病害的抗性(B9、B10、B11):其抗性指標(biāo)可用其為害定局時(shí),品種的平均病情指數(shù)(-C9、-C10)和平均株發(fā)病率(-C11)來(lái)度量。
2.1.2 目標(biāo)權(quán)重及綜合抗性評(píng)價(jià)目標(biāo)體系 目標(biāo)權(quán)重體現(xiàn)目標(biāo)相對(duì)重要性,通常采用專家咨詢或?qū)哟畏治龇ㄓ?jì)算得到[9]。本研究則應(yīng)用2011—2013年杭州市植保專業(yè)統(tǒng)計(jì)的稻飛虱、稻縱卷葉螟等11類病蟲(chóng)的自然為害損失量,采用“歸1化”方法計(jì)算得出各病蟲(chóng)害的權(quán)重值,詳見(jiàn)表3。綜合上述,構(gòu)建水稻主栽品種對(duì)田間病蟲(chóng)害的綜合抗性評(píng)價(jià)目標(biāo)體系,以品種、主要病蟲(chóng)害抗性、抗性指標(biāo)調(diào)查內(nèi)容組成0~3級(jí)目標(biāo)體系(見(jiàn)表4)。
2.2 病蟲(chóng)害綜合抗性目標(biāo)評(píng)價(jià)
多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)首先要明確各目標(biāo)的性質(zhì)??蓪⒛繕?biāo)(指標(biāo))分為3類,即正向型,又稱效益型(取值越大越好,用“+”表示);負(fù)向型,又稱成本型(取值越小越好,用“-”表示);中介型,又稱區(qū)間型(取值越接近x0越好,x0為最佳值,以“0”表示)[9,11]。為使各目標(biāo)具備可比性,本研究采用標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)量綱“正向歸1”化變換[5],即yij=f(xij),使yij值均落在[0,1]內(nèi)且越大越好。
當(dāng)Cj為正向型(效益型)目標(biāo)時(shí),yij按式(1)計(jì)算。
當(dāng)Cj為負(fù)向型(成本型)目標(biāo)時(shí):
yij=(xmaxj-xij)/(xmaxj-xminj)…(3)
式中,xij為表1和表2中第i個(gè)水稻品種的第j個(gè)目標(biāo)Cj的目標(biāo)值(觀測(cè)值),xmaxj、xminj分別為水稻品種在目標(biāo)Cj下目標(biāo)值的最大和最小值。本研究C1—C11目標(biāo)均為負(fù)向型,故按式(3)進(jìn)行xij變換,計(jì)算得出單個(gè)病蟲(chóng)的抗性目標(biāo)值yij。應(yīng)用加權(quán)平均法按式(2)計(jì)算各品種的綜合抗性目標(biāo)值(Ai)。yij值、Ai值見(jiàn)表5、表6。
結(jié)果表明,同一水稻品種在建德、余杭兩地的綜合抗性評(píng)價(jià)結(jié)果總體較為一致,綜合抗性較強(qiáng)的水稻品種有‘甬優(yōu)12、‘甬優(yōu)15、‘甬優(yōu)538、‘秀水134等,而‘中浙優(yōu)1號(hào)、‘中浙優(yōu)8號(hào)則屬較易感病蟲(chóng)的品種。單一病蟲(chóng)害的品種抗性對(duì)比表明,褐飛虱、白背飛虱、稻縱卷葉螟、二化螟等主要害蟲(chóng)抗性結(jié)果相對(duì)較一致;紋枯病、稻瘟病、稻曲病等主要病害的抗性有差異,分析其原因,可能與病菌侵入的關(guān)鍵期兩地氣候條件差異、品種種植年限差異有關(guān)。
綜合兩地的抗性評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)兩地共計(jì)11個(gè)參試品種的綜合抗性進(jìn)行排序,結(jié)果見(jiàn)表7。應(yīng)用[0,1]多目標(biāo)決策法評(píng)價(jià)水稻品種對(duì)田間主要病蟲(chóng)的綜合抗性,綜合抗性的強(qiáng)弱排序?yàn)椋骸畠?yōu)538>‘甬優(yōu)12號(hào)>‘秀水134>‘甬優(yōu)15號(hào)>‘浙優(yōu)18號(hào)>‘豐兩優(yōu)香1號(hào)>‘甬優(yōu)8號(hào)>‘甬優(yōu)9號(hào)>‘中浙優(yōu)1號(hào)>‘中浙優(yōu)8號(hào)>‘天優(yōu)華占。按Ai值劃分[5,11]:0~0.25為高感,0.251~0.50為中感,0.501~.75為中抗,0.751~1為高抗,則排前4位的品種均為高抗,排名5~9位的品種均為中抗,排名10、11位的品種分別為中感、高感。
3 結(jié)論與討論
3.1 品種的病蟲(chóng)害抗性多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法
現(xiàn)代抗病蟲(chóng)育種的重點(diǎn)逐步由抗單一病蟲(chóng)害向抗多種病蟲(chóng)害方向發(fā)展,由垂直抗病性向水平抗病性方向發(fā)展[12]。目前有關(guān)水稻品種病蟲(chóng)害抗性評(píng)價(jià)多采用室內(nèi)人工接種測(cè)定的方法,在田間條件下以自然誘發(fā)方法判斷品種的抗感性也多針對(duì)單一病蟲(chóng)害、單一地點(diǎn)[13-15],而大田條件下病蟲(chóng)害抗感性表現(xiàn)的影響因子繁多(如土、肥、氣、熱和水等),相同水稻品種在不同地方表現(xiàn)的抗感程度有差異[16]。本研究在建德、余杭兩地進(jìn)行病蟲(chóng)害多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià),從單個(gè)病蟲(chóng)對(duì)比來(lái)看,在褐飛虱、白背飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病等當(dāng)年田間發(fā)生量大的病蟲(chóng)抗性分析結(jié)果相對(duì)較一致,而南方黑條矮縮病、黑條矮縮病等零星發(fā)生的病蟲(chóng)上差異較大。多目標(biāo)決策法能分辯各目標(biāo)性質(zhì)并作相應(yīng)變換,消除“正向”、“負(fù)向”相互抵消拉平現(xiàn)象,能區(qū)分處于同一抗性等級(jí)內(nèi)不同抗性水平的差異,從而提高分辨率,使結(jié)論更切合客觀實(shí)際[5,9],因此本試驗(yàn)經(jīng)多目標(biāo)決策分析法對(duì)各病蟲(chóng)抗性值權(quán)重累加后,兩地各品種的總體抗性評(píng)價(jià)排序較一致。該法目前已在雜交稻對(duì)稻瘟病抗性的綜合評(píng)價(jià)方面[5,11]、水稻對(duì)白背飛虱的抗性評(píng)價(jià)方面及在雜交小麥綜合性狀優(yōu)劣評(píng)價(jià)[8]方面都得到了應(yīng)用,考慮影響田間病蟲(chóng)害發(fā)生的環(huán)境因素,本研究對(duì)田間多點(diǎn)異地自然誘發(fā)條件下各病蟲(chóng)害的綜合抗性進(jìn)行評(píng)價(jià),能有效地反映出水稻品種的抗感性。
3.2 水稻品種特性對(duì)主要病蟲(chóng)害抗性程度的影響
本試驗(yàn)通過(guò)田間多點(diǎn)自然誘發(fā)的方法評(píng)價(jià)品種對(duì)主要病蟲(chóng)害的綜合抗性。結(jié)果表明,應(yīng)用[0,1]多目標(biāo)決策法評(píng)價(jià)水稻對(duì)田間多種病蟲(chóng)害的綜合抗性,排名前4位的‘甬優(yōu)538、‘甬優(yōu)12號(hào)、‘秀水134、‘甬優(yōu)15號(hào)均為高抗,‘浙優(yōu)18號(hào)、‘豐兩優(yōu)香1號(hào)、‘甬優(yōu)8號(hào)、‘甬優(yōu)9號(hào)、‘中浙優(yōu)1號(hào)均為中抗,而‘中浙優(yōu)8號(hào)、‘天優(yōu)華占分別為中感和高感。
有研究表明,水稻病蟲(chóng)害的侵入可能與株型、穗型、有效穗等品種特性有關(guān)[13,17]。對(duì)中感、易感品種分析可見(jiàn),‘中浙優(yōu)8號(hào)在所有參試品種中最易感褐飛虱,相比之下,‘中浙優(yōu)1號(hào)對(duì)白背飛虱、稻縱卷葉螟更易感;而‘天優(yōu)華占在褐飛虱、稻縱卷葉螟、紋枯病、稻瘟病、稻曲病、黑條矮縮病上均表現(xiàn)為最易感,后期在病蟲(chóng)綜合作用下田間95%倒伏。參試的甬優(yōu)系列雜交稻綜合抗性評(píng)價(jià)總體均屬中抗、高抗水平,與秈型雜交稻相比,‘甬優(yōu)12號(hào)、‘甬優(yōu)9號(hào)等遲熟或中熟偏遲的秈粳型雜交稻,具有莖稈粗壯、生長(zhǎng)量大、分蘗力較強(qiáng)、抗倒性強(qiáng)、抽穗成熟時(shí)間遲等特點(diǎn),病蟲(chóng)發(fā)生表現(xiàn)為前期白背飛虱、稻縱卷葉螟等病蟲(chóng)發(fā)生相對(duì)較輕,后期褐飛虱暴發(fā)推遲但高峰期蟲(chóng)量大,穗期螟蟲(chóng)為害風(fēng)險(xiǎn)大,稻曲病的發(fā)生也相對(duì)較重,與楊堅(jiān)偉等[18]對(duì)‘甬優(yōu)12的研究結(jié)果較為一致。
雜交稻親本的抗性對(duì)品種的田間抗性表現(xiàn)產(chǎn)生影響,父本親緣關(guān)系相近的水稻品種具有相近的綜合抗性。根據(jù)國(guó)家水稻數(shù)據(jù)中心(http://www.ricedata.cn/variety/)的數(shù)據(jù),對(duì)甬優(yōu)系列品種親本來(lái)源進(jìn)行對(duì)比分析,母本相同的‘甬優(yōu)9號(hào)與‘甬優(yōu)12號(hào)、‘甬優(yōu)538與‘甬優(yōu)8號(hào)兩者間抗性差異大,而父本相同的‘甬優(yōu)12號(hào)、‘甬優(yōu)15號(hào)間抗性差異相對(duì)較小,推測(cè)上述甬優(yōu)系列品種中父本的遺傳特性更多地影響田間綜合性狀的表現(xiàn)。值得一提的是,雜交稻和常規(guī)稻品種雖然田間抗病蟲(chóng)性表現(xiàn)上總體差別不大,但雜交稻的耐害性、補(bǔ)償能力等抗逆性優(yōu)于常規(guī)稻,因而病蟲(chóng)發(fā)生程度相對(duì)一致時(shí),產(chǎn)量損失常比常規(guī)稻輕。
3.3 水稻品種田間綜合抗性表現(xiàn)的影響因素分析
水稻品種的田間抗病蟲(chóng)性表現(xiàn)易受耕作習(xí)慣、栽培方式、氣候條件、農(nóng)民防治行為等因素的影響[19-21]。
一是耕作習(xí)慣、栽培方式影響抗性品種對(duì)病蟲(chóng)害抗性的田間表現(xiàn)??剐云贩N的大面積單一栽培,易導(dǎo)致病菌生理小種和害蟲(chóng)生物型的不斷變異,導(dǎo)致品種抗性下降[12,22];如臨安市2010年調(diào)查發(fā)現(xiàn),當(dāng)年主栽的10多個(gè)品種田間表現(xiàn)為稻瘟病發(fā)病品種高度集中,兩個(gè)發(fā)生葉瘟的品種中‘中浙優(yōu)1號(hào)發(fā)病面積占99%以上[23];分析其原因,發(fā)生較重的多數(shù)是老病區(qū),‘中浙優(yōu)1號(hào)作為當(dāng)?shù)刂髟云贩N多年大面積連續(xù)種植,病菌長(zhǎng)期積累后菌源充足,同時(shí)病原菌的定向選擇使得對(duì)其致病的小種成為優(yōu)勢(shì)小種,造成品種抗病性下降。
二是氣候因素對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生輕重的影響。溫度變化可改變水稻、害蟲(chóng)和天敵之間的關(guān)系,全球氣候變化導(dǎo)致的氣溫升高可能會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有品種的抗性降低或喪失,而極端氣候中的低溫同樣會(huì)降低水稻的抗性水平[20]。
三是農(nóng)民防治行為的影響。農(nóng)戶對(duì)不同品種病蟲(chóng)防治特點(diǎn)缺乏足夠的認(rèn)識(shí),如沿用以往的方法防治甬優(yōu)系列水稻稻曲病,易錯(cuò)過(guò)最佳防治適期,使防治效果下降。
四是病蟲(chóng)害對(duì)目標(biāo)抗性品種的適應(yīng)性演化。國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究認(rèn)為害蟲(chóng)在水稻品種上的適應(yīng)性差異可能與抗性品種中控制次生代謝的微效基因有關(guān),抗、感植株次生物質(zhì)的含量與品種抗蟲(chóng)性呈現(xiàn)較好的相關(guān)性[24-25]。
抗性變化的影響因素還包括作物品種遺傳基礎(chǔ)狹窄、抗源單一化、抗性遺傳多樣性不豐富等,可能引起病蟲(chóng)特定種型的迅速繁衍,加速抗病蟲(chóng)性的變異[12,19]。
3.4 品種結(jié)構(gòu)與抗性變化對(duì)綜合防治策略的影響
隨著糧食市場(chǎng)需求的多元化,水稻品種結(jié)構(gòu)也從高產(chǎn)、多抗向優(yōu)質(zhì)、多抗、專用方向發(fā)展,了解和掌握不同品種的病蟲(chóng)害田間綜合抗性對(duì)生產(chǎn)實(shí)際有指導(dǎo)意義。由于品種特性、布局與病蟲(chóng)害的發(fā)生輕重關(guān)系密切,反映在病蟲(chóng)害的綜合防治過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)品種對(duì)主要病蟲(chóng)的抗感程度不同而調(diào)整防治策略,保持與提高作物抗病蟲(chóng)性[26],包括適當(dāng)調(diào)整防治適期、加強(qiáng)保健栽培措施,以及采用物理、化學(xué)和生物學(xué)防治方法等。
根據(jù)雜交稻與常規(guī)稻品種特性差異適當(dāng)調(diào)整防治適期、防治標(biāo)準(zhǔn)?!畠?yōu)12等甬優(yōu)系列雜交稻葉色濃綠、劍葉挺直而略微卷,有利于稻縱卷葉螟形成卷苞;莖稈粗壯,植株高大,生育期長(zhǎng),利于稻飛虱在基部取食,褐飛虱危害時(shí)間長(zhǎng),風(fēng)險(xiǎn)大,后期防控難度大;穗大粒多、著粒密,有利于稻曲病的侵染。因此在綜合防治策略上,針對(duì)甬優(yōu)系列雜交稻前期病蟲(chóng)發(fā)生相對(duì)輕、耐害性強(qiáng)特點(diǎn),褐飛虱防治要特別重視治前控后,壓低基數(shù);前期適當(dāng)放寬稻縱卷葉螟防治指標(biāo),減少防治面積和防治次數(shù),根據(jù)蛾峰與發(fā)生量,適期用藥;針對(duì)甬優(yōu)系列品種易感稻曲病的特點(diǎn),應(yīng)在破口前及時(shí)做好預(yù)防。
應(yīng)用栽培措施保持品種抗性。從品種抗性變化的影響因素分析,大面積種植遺傳單一的水稻品種降低了稻田生態(tài)系統(tǒng)的多樣性,致使稻區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)日趨簡(jiǎn)單和脆弱,作物病蟲(chóng)害發(fā)生日趨嚴(yán)重,因此作物遺傳上的異質(zhì)性或多樣性布局可延緩抗性的下降[27-28];馬輝剛等[26]應(yīng)用水稻多樣性混合間栽的方法,在苗期至成熟收獲期均未施防治稻瘟病農(nóng)藥的情況下對(duì)病害有明顯的控制效果。
從本試驗(yàn)分析結(jié)果可見(jiàn),參試的杭州市水稻主栽品種總體田間抗性表現(xiàn)較為優(yōu)異,但有少數(shù)品種田間抗性表現(xiàn)相對(duì)較差。一方面取決于品種自身的抗性,另一方面,由于品種的田間抗病蟲(chóng)性表現(xiàn)不是固定不變的,病蟲(chóng)的種群演替和發(fā)生為害變化、種植年限的延長(zhǎng)等,均可能引起品種抗性的下降或喪失,今后還需不斷積累數(shù)據(jù)資料,持續(xù)監(jiān)測(cè)主栽品種的田間抗性變化。
參考文獻(xiàn)
[1] 王艷青.近年來(lái)中國(guó)水稻病蟲(chóng)害發(fā)生及趨勢(shì)分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2006,22(2):343-347.
[2] 李海明.中國(guó)水稻品種改良以及對(duì)水稻生產(chǎn)的影響[J].中國(guó)科學(xué)院研究生院學(xué)報(bào),2007,24(1):1-8.
[3] 石建堯,楊長(zhǎng)登.浙江省常規(guī)晚粳(糯)稻品種的主要農(nóng)藝性狀和發(fā)展趨勢(shì)分析[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,24(2):197-201.
[4] 陳潔,吳麗娟,周彤,等.江蘇省主栽水稻品種對(duì)條紋葉枯病與灰飛虱的抗性評(píng)價(jià)[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(4):105-108.
[5] 劉光杰,孫國(guó)昌,閔捷,等.我國(guó)新育成水稻品種(材料)抗病蟲(chóng)性與米質(zhì)的評(píng)價(jià)研究[J].植物保護(hù),2003,29(2):15-20.
[6] 韋素美,黃鳳寬,羅善昱,等.國(guó)際水稻遺傳評(píng)價(jià)試驗(yàn)網(wǎng)材料對(duì)稻褐飛虱和稻癭蚊的抗性鑒定[J].植物保護(hù),2004,30(3):24-26.
[7] 計(jì)仁歡,藍(lán)啟和,劉嬋媛,等.水稻對(duì)田間多種病蟲(chóng)害綜合抗性的評(píng)價(jià)初探[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2008,24(8):381-386.
[8] 主要農(nóng)作物病蟲(chóng)害測(cè)報(bào)技術(shù)規(guī)范應(yīng)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2010.
[9] 計(jì)仁歡.[0,1]多目標(biāo)決策法在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用嘗試[J].廣西農(nóng)學(xué)報(bào),2001(4):7-12.
[10] 孟雪,李賓.多目標(biāo)決策分析模型及應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代管理科學(xué),2013(7):42-44.
[11] 計(jì)仁歡,凌遠(yuǎn)生,蔣芳,等.不同雜交稻組合田間生態(tài)抗瘟性多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)初探[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2005,13(1):88-90.
[12] 張玉泉,陳笑娟,楊學(xué)舉,等.作物抗病蟲(chóng)育種研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,33(10):1915-1916.
[13] 王連平,董明灶,郝中娜,等.浙江省水稻品種抗稻曲病自然誘發(fā)鑒定初步研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,22(7):73-74.
[14] 黃金杯,劉二明,肖啟明,等.18個(gè)水稻品種抗稻曲病的田間抗性評(píng)價(jià)[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(1):69-72.
[15] 陳志誼,聶亞鋒,劉永鋒.江蘇省水稻品種對(duì)稻曲病的抗病性鑒定及病菌致病力分化[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2009,25(4):737-741.
[16] 阮宏椿,石妞妞,杜宜新,等.福建省水稻新品種對(duì)稻曲病和穗瘟病的抗性評(píng)價(jià)[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,27(1):43-47.
[17] 李友榮,唐善軍,高杜娟,等.秈型雜交晚稻新組合穗部性狀與稻曲病抗性相關(guān)性研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27(21):234-238.
[18] 楊堅(jiān)偉,楊廉偉,丁靈偉,等.單季粳型與秈型雜交稻病蟲(chóng)發(fā)生觀察及其防治策略探討[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2006(12):675-677.
[19] 王榮富,張成林,鄒運(yùn)鼎,等.水稻品種抗性對(duì)褐飛虱和白背飛虱種群動(dòng)態(tài)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2000,11(6):861-865.
[20] 王保菊,徐紅星,鄭許松,等.溫度對(duì)水稻抗褐飛虱特性的影響[J].中國(guó)水稻科學(xué),2010,24(4):443-446.
[21] 羅舉,張孝羲,翟保平,等.上海地區(qū)四個(gè)水稻品種抗蟲(chóng)特性與螟害的關(guān)系[J].中國(guó)水稻科學(xué),2006,20(1):97-101.
[22] 戴小楓,葉志華,曹雅忠,等.淺析我國(guó)農(nóng)作物病蟲(chóng)草鼠害成災(zāi)特點(diǎn)與減災(zāi)對(duì)策[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1999,10(1):119-122.
[23] 陳江彬,林敏,陳衛(wèi)新,等.臨安市單季稻稻瘟病重發(fā)原因分析及防治對(duì)策[J].杭州農(nóng)業(yè)與科技,2011(3):34-35.
[24] Maurice B G, Paul A H. Natural Resistance of Plants to Pests Roles of Allelochemicals[M]. Washington, D. C.: American Chemical Society,1986:142-159.
[25] 朱麟,張古忍,古德祥.抗性水稻品種對(duì)褐飛虱和白背飛虱種群參數(shù)的影響[J].昆蟲(chóng)知識(shí),2002,39(4):265-268.
[26] 馬輝剛,舒暢,劉康成,等.水稻品種多樣性持續(xù)控制稻瘟病研究[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,15(2):114-117.
[27] 陳萬(wàn)權(quán).加強(qiáng)農(nóng)作物抗病蟲(chóng)性研究的基本途徑探討[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào),2000,1(3):61-65.
[28] Garrett K A, Mundt C C. Epidemiology in mixed host populations[J]. Phytopathology,1999(89):984-990.