武英鵬，原宗英，劉敏捷，張治家，侯 玉，唐翼鋒

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原 030031)

小麥白粉病是專性寄生菌Blumeriagraminisf. sp.tritici導(dǎo)致的小麥生產(chǎn)上重要?dú)鈧鞑『?。種植抗病品種、化學(xué)防治是目前的主要防控方法?；瘜W(xué)防治可導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性，使防治成本提高，環(huán)境污染加大，降低了小麥生產(chǎn)的收益。為此，需要尋找高效、環(huán)保的防控措施。多年來，山西的小麥育種工作者育成了大批的高產(chǎn)品種，但缺乏抗小麥白粉病的品種[1-5]。因此，化學(xué)防治依然是防治該病害的主要手段。隨著化學(xué)農(nóng)藥、肥料"雙減"政策的實(shí)施，公眾對(duì)面粉品質(zhì)、飲食健康的關(guān)注程度增強(qiáng)，積極探索并大力推行非農(nóng)藥控制病害技術(shù)成為目前山西省正在實(shí)施的有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)的重要舉措。

基于生物多樣性原理、遺傳多樣性原理防控水稻、小麥病害的研究已有報(bào)道[6-9]。不同抗性品種多樣化混合播種可將感病優(yōu)質(zhì)水稻品種的稻瘟病發(fā)病率平均控制在5%以下，防效達(dá) 81.1%～98.6%[6]。郭世保[7]報(bào)道，不同抗性品種混種對(duì)小麥條銹病有較好的控制效果，可作為生態(tài)防控措施。楊昌壽等[8]證實(shí)，小麥群體按一定比例配置不同抗性的品種，不僅能顯著地降低初侵染源的有效率,而且也可減少再侵染源的數(shù)量，從而減緩病害的流行速度。趙 磊等[9]報(bào)道，抗性不同小麥品種混種對(duì)小麥條銹病有較好的控制效果,混種處理較感病品種單種病情指數(shù)明顯下降，增產(chǎn)效果明顯。曹克強(qiáng)等[10-11]報(bào)道，抗性不同品種混種時(shí)抗病品種對(duì)小麥條銹、葉銹、白粉病病原菌的傳播起到了有效的“阻擋”作用。傅兆麟等[12-13]報(bào)道，不同抗性小麥品種混種, 在病害大發(fā)生年份可緩沖病害造成的損失, 具有穩(wěn)定產(chǎn)量作用。作物種內(nèi)混種可緩解因病蟲害年度間發(fā)生的不規(guī)律性，減少農(nóng)藥用量, 保持生態(tài)平衡。研究表明，雙基因型種群較單基因型種群感病率下降[14-15]。王秀娜等[16]報(bào)道，小麥混種時(shí)隨著抗病品種比例增加，控病效果增強(qiáng)。不同小麥品種混種對(duì)降低小麥白粉病的發(fā)生有積極作用, 控病效果與混種組分和品種數(shù)相關(guān)[17-19]。陳企村等[20-21]認(rèn)為，在不同地區(qū)和年份實(shí)行作物不同品種多樣化混種和增加組分的抗性差異或組分?jǐn)?shù)目，可減緩病害復(fù)合小種的危害。綜上所述, 不同抗性品種混種對(duì)控制小麥專化病原物引起的病害具有一定作用。但是，有關(guān)基于生物多樣性原理控病技術(shù)的應(yīng)用、特別是種內(nèi)間作的控病效果在山西省未見報(bào)道。2018年-2019年，本試驗(yàn)采用山西省自我育成的小麥抗感品種進(jìn)行間作和混種，研究其對(duì)白粉病的抗性效應(yīng)，以期進(jìn)一步明確該方法在山西對(duì)小麥白粉病的防控效果，為山西小麥的綠色生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于山西省晉中市榆次區(qū)東陽鎮(zhèn)東陽村的農(nóng)業(yè)部太原作物有害生物科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站(112°40′E；37°32′N)，海拔799.4～804.6 m。年平均氣溫9.7 ℃。年平均降水量440.7 mm。地勢(shì)平坦,土壤肥力中等均衡，常年施有機(jī)肥和復(fù)合肥，常種作物小麥。灌溉便利，屬于小麥白粉病常發(fā)地。在小麥整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，施肥、灌溉、除草等同當(dāng)?shù)卮筇铮囼?yàn)地未用其他措施防治病蟲害。

1.2 供試小麥品種

晉麥86號(hào)(晉麥62號(hào)/97水3205)，中感白粉病[22]；晉麥104號(hào)(汾4412/陜旱8675)近免疫白粉病[23]， 均由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 不同抗性小麥品種間作

2018-2019年度，將供試小麥品種晉麥86號(hào)和晉麥104號(hào)間隔種植6個(gè)小區(qū)，重復(fù)3次，共18個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積5 m×2.5 m。每一小區(qū)播種200 g。2018年10月10日播種，2019年6月26日收獲。澆水施肥同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田。

1.3.2 不同抗性小麥品種混種

2018-2019年度，按抗、感品種種子質(zhì)量比(m∶m)1∶0、0∶1、1∶1、1∶2、2∶1共5個(gè)處理播種，重復(fù)3次，共15個(gè)小區(qū)。其他同1.3.1。

1.4 調(diào)查統(tǒng)計(jì)內(nèi)容和方法

1.4.1 嚴(yán)重度調(diào)查

調(diào)查方法：間作區(qū)、混種區(qū)、單作區(qū)每一小區(qū)5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)20株，于灌漿期植株上部3片葉保綠顯癥時(shí)掛牌定點(diǎn)觀察，記載小麥感病品種旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度(%)[1]。

調(diào)查時(shí)間：抗感品種間作區(qū)第Ⅰ次調(diào)查時(shí)間2019年6月11日，第Ⅱ次調(diào)查時(shí)間6月19日；抗感品種混種區(qū)第Ⅰ次調(diào)查時(shí)間2019年6月13-15日，第Ⅱ次調(diào)查時(shí)間為6月20日；單作區(qū)第Ⅰ次調(diào)查時(shí)間6月12日，第Ⅱ次調(diào)查時(shí)間6月19日。

1.4.2 相對(duì)防效計(jì)算

以間作區(qū)、混種區(qū)、單作區(qū)較高的嚴(yán)重度值為最終嚴(yán)重度，計(jì)算小麥抗感品種間作和混種中感病品種小麥白粉病的相對(duì)防效。

相對(duì)防效=(單作區(qū)嚴(yán)重度均值-處理區(qū)嚴(yán)重度均值)/單作區(qū)嚴(yán)重度均值×100%。

1.4.3 日增長(zhǎng)率計(jì)算

調(diào)查方法和時(shí)間同1.4.1。根據(jù)五點(diǎn)100片葉嚴(yán)重度均值，分別利用Logistic方程計(jì)算各區(qū)旗葉、倒二葉、倒三葉日增長(zhǎng)率：

小麥白粉病的日增長(zhǎng)率r=1/(t2-t1){ln[x2/(1-x2)]-ln[x1/(1-x1)]}。

式中：r為病害的日增長(zhǎng)率；t1為前一次調(diào)查日期；t2為后一次調(diào)查日期；t2-t1為兩次調(diào)查間隔的天數(shù)。x1為前一次調(diào)查時(shí)的病害嚴(yán)重度均值；x2為后一次調(diào)查時(shí)的病害嚴(yán)重度均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

參照朱孝達(dá)[24]的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。采用T檢驗(yàn)進(jìn)行間作區(qū)嚴(yán)重度成組數(shù)據(jù)平均值比較；采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果和分析

2.1 小麥抗感品種間作對(duì)感病品種白粉病發(fā)生狀況的影響

2.1.1 對(duì)不同葉位嚴(yán)重度和流行速率的影響

間作區(qū)感病品種旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度在2個(gè)時(shí)間點(diǎn)都低于單作區(qū)。第Ⅰ次調(diào)查結(jié)果顯示，間作區(qū)旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度均值較單作區(qū)分別下降6.65%、20.75%、13.87%。第Ⅱ次調(diào)查結(jié)果顯示，間作區(qū)旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度均值較單作區(qū)分別下降8.35%、24.69%、20.11%。間作區(qū)旗葉、倒二葉流行速率較單作區(qū)分別高 2.47%、0.4%，倒三葉流行速率較單作區(qū)下降12.02%(表1)。

表1 小麥間作區(qū)與單作區(qū)晉麥86號(hào)不同葉位嚴(yán)重度和日增長(zhǎng)率Table 1 Disease severity and growth rate per day of Jinmai 86 to powdery mildew at different leaf in inter-cropping plot and mono-cropping plot %

2.1.2 對(duì)不同葉位最終嚴(yán)重度和相對(duì)防效的影響

對(duì)抗感品種間作區(qū)感病品種不同葉位最終嚴(yán)重度進(jìn)行T檢驗(yàn)，間作區(qū)較單作區(qū)，倒二葉嚴(yán)重度顯著降低(P<0.05)，旗葉和倒三葉嚴(yán)重度均降低，但差異不顯著?？垢衅贩N間作中感病品種晉麥86號(hào)的旗葉、倒二葉、倒三葉對(duì)白粉病的相對(duì)防效達(dá)32.97%～44.79%(表2)。

表2 晉麥104號(hào)/晉麥86號(hào)間作晉麥86號(hào)不同葉位最終嚴(yán)重度和相對(duì)防效Table 2 Disease severity of different leaf and relative control effect of Jinmai 86 against powdery mildew in inter-cropping plot of Jinmai 104/Jinmai 86

2.2 小麥抗感品種不同比例混種對(duì)感病品種白粉病發(fā)生狀況的影響

2.2.1 對(duì)不同葉位嚴(yán)重度和日增長(zhǎng)率的影響

第Ⅰ次調(diào)查結(jié)果顯示，抗感品種混種比例為1∶1、2∶1、1∶2時(shí)，感病品種旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度均較感病品種單作降低，旗葉嚴(yán)重度分別降低了7.36%、6.78%、0.35%；倒二葉嚴(yán)重度分別降低了27.96%、20.02%、8.2%；倒三葉嚴(yán)重度分別降低了24.11%、18.31%、14.35%。抗感品種混種比例2∶1較1∶2處理旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度分別降低了6.43%、11.82%、 3.96%?？垢衅贩N混種比例1∶1較1∶2處理旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度分別降低了7.01%、19.76%、9.76%?？垢衅贩N混種比例2∶1與1∶1相比，沒有降低旗葉、倒二葉、倒三葉的嚴(yán)重度。

第Ⅱ次調(diào)查結(jié)果顯示，抗感品種混種比例為1∶1、2∶1、1∶2時(shí)，感病品種旗葉、倒二葉、倒三葉嚴(yán)重度均較感病品種單作降低。旗葉嚴(yán)重度分別降低了8.81%、18.22%、7.4%；倒二葉嚴(yán)重度分別降低了35.65%、33.07%、23.13%；倒三葉嚴(yán)重度分別降低了22.20%、32.75%、28.52%?？垢衅贩N混種比例2∶1 較1∶1、1∶2處理旗葉嚴(yán)重度分別下降9.41%、10.82%，抗感品種混種比例2∶1較1∶2處理倒二葉嚴(yán)重度下降 9.94%。抗感品種混種比例2∶1較1∶1、1∶2處理倒三葉嚴(yán)重度分別下降10.55%、4.23%?？垢衅贩N混種比例2∶1 較1∶1處理倒二葉的嚴(yán)重度差異不明顯。

抗感品種不同混種比例下葉位病害日增速率表現(xiàn)為，旗葉：1∶2<0∶1<2∶1<1∶1 ；倒二葉：1∶2<0∶1<1∶1<2∶1；倒三葉：2∶1< 1∶2<0∶1<1∶1。結(jié)果表明，與感病品種單作(0∶1)相比，抗感品種混種1∶2降低了旗葉和倒二葉的白粉病日增速率，2∶1和1∶2均降低了倒三葉日增長(zhǎng)率，2∶1較1∶2降低了倒三葉日增長(zhǎng)率(表3)。

表3 晉麥104號(hào)與晉麥86號(hào)按不同比例混種時(shí)晉麥86號(hào)不同葉位嚴(yán)重度和日增速率Table 3 Disease severity and prevalence rate of different leaf of Jinmai 86 against powdery mildew in mixed-cropping plot of Jinmai 104 with Jinmai 86 at different ratios %

2.2.2 對(duì)不同葉位最終嚴(yán)重度的影響

對(duì)抗感品種混種中感病品種晉麥86號(hào)旗葉、倒二葉、倒三葉的最終嚴(yán)重度進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，1∶1 較 1∶2 處理間旗葉和倒二葉嚴(yán)重度差異不顯著；2∶1 較1∶2處理間旗葉、倒二葉、倒三葉平均嚴(yán)重度差異不顯著； 2∶1 較1∶1處理間旗葉、倒三葉平均嚴(yán)重度差異不顯著； 1∶2 較 0∶1 旗葉、倒二葉、倒三葉平均嚴(yán)重度分別下降了 7.40%、23.13%、28.52%，旗葉、倒三葉差異不顯著，倒二葉間差異顯著； 2∶1較0∶1旗葉、倒二葉、倒三葉平均嚴(yán)重度分別下降了18.22%、 33.07%、32.75%，旗葉、倒三葉、倒二葉間差異均顯著；1∶1較0∶1旗葉、倒二葉、倒三葉平均嚴(yán)重度分別下降了8.81%、 35.65%、22.20%，旗葉、倒三葉差異不顯著，倒二葉間差異顯著。

本試驗(yàn)條件下，抗感品種混合比例為1∶1、 1∶2、2∶1與感病品種單種0∶1比較，都可以降低感病品種小麥白粉病嚴(yán)重度(表4)。

表4 晉麥104號(hào)/晉麥86號(hào)不同比例混種晉麥86號(hào)不同葉位的最終嚴(yán)重度Table 4 Disease severity of different leaf of Jinmai 86 in mixed-cropping plot of Jinmai 104/Jinmai 86 at different ratios

2.2.3 對(duì)感病品種不同葉位白粉病的相對(duì)防效

抗感品種比例1∶1、2∶1、1∶2混種較單作0∶1旗葉、倒二葉、倒三葉相對(duì)防效分別為 30.25%～74.49%、41.96%～64.67%、 36.39%～53.69%。同一葉位比較，抗感品種比例2∶1較1∶1、1∶2時(shí)對(duì)感病品種旗葉對(duì)白粉病的相對(duì)防效最高(表5)。

表5 晉麥104號(hào)/晉麥86號(hào)不同比例混種中晉麥86號(hào)不同葉位白粉病最終相對(duì)防效Table 5 Final relative control effect of different leaf of Jinmai 86 against powdery mildew in mixed-cropping plot of Jinmai 104/Jinmai 86 at different ratios

3 討 論

本試驗(yàn)對(duì)2個(gè)白粉病抗性不同的品種進(jìn)行了不同栽培方式下感病品種對(duì)白粉病的抗性研究，發(fā)現(xiàn)抗感品種間作下感病品種的相對(duì)防效達(dá) 32.97%～44.79%?？垢衅贩N按1∶1、1∶2、 2∶1混種時(shí)感病品種的相對(duì)防效達(dá)30.25%～74.49%。本研究方法與國(guó)內(nèi)同類研究基于病情指數(shù)(disease index, DI)和病程曲線下面積(area under disease progress curve, AUDPC)計(jì)算相對(duì)防效[16-17]有所不同，但驗(yàn)證了小麥抗感品種間作和混種對(duì)控制感病品種的白粉病有一定效果。

在水稻病害研究方面，傅秀林等[25-26]將特定的農(nóng)藝性狀(株高、抽穗期、熟期、株型等)基本一致但含有不同抗瘟性基因的品種或品系(2個(gè)以上) 的種子按一定比例混種，發(fā)現(xiàn)感病品種較單種感病品種(系)的病相對(duì)減輕，提出了“不同抗瘟類型品種(系)混種組合體”的概念及其選育程序和方法。此方法是否適用于小麥還需進(jìn)一步 探討。

本試驗(yàn)通過定點(diǎn)觀察，發(fā)現(xiàn)抗感品種間作和混種均可影響病害的流行速率，間作和混種抗性組分并不是唯一的影響因素；調(diào)查不同葉位嚴(yán)重度較流行速率能夠更好體現(xiàn)基于生物多樣性原理的控病效果。