稻曲病菌精準(zhǔn)侵染時(shí)期研究初報(bào)

楊 皓徐 晗張明鑫閆 晗褚 晉安福濤白元俊董 ?？娊ㄥK

(1.遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,遼寧 沈陽 110161; 2.遼寧省水稻研究所,遼寧 沈陽 110101)

稻曲病是由稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)侵染造成的水稻穗部病害,是世界上水稻三大主要病害之一[1～2]。近十年來,隨著緊穗、大穗型水稻品種的大面積推廣以及氮肥施用水平的提高,稻曲病在水稻主產(chǎn)區(qū)頻繁發(fā)生并且危害日益嚴(yán)重,己經(jīng)成為制約水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的瓶頸之一[3～4]。另外稻曲病菌含有毒素,該毒素可強(qiáng)烈抑制人畜等真核生物的細(xì)胞分裂,同時(shí)對(duì)動(dòng)物的重要內(nèi)臟器官具有急性或慢性損傷。因此,稻曲病不但會(huì)降低水稻的產(chǎn)量與品質(zhì),同時(shí)嚴(yán)重影響稻米的食用安全[5]。

基于稻曲病菌在生物學(xué)方面的諸多特殊性,對(duì)稻曲病許多重大基礎(chǔ)問題諸如生活史、田間傳播途徑、病害流行模式等一直存在諸多爭(zhēng)議[1～4],以至于稻曲病菌的侵染時(shí)期至今未有確切結(jié)論,這給稻曲病的防治帶來很大的困難。作者于2021年在東港病圃基地進(jìn)行了水稻穗苞“套袋—暴露”試驗(yàn),并結(jié)合水稻穗苞發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行分期并定點(diǎn)觀察,試圖明確稻曲病菌精準(zhǔn)侵染時(shí)期,為稻曲病的綜合防治提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種:雜交稻“沈6優(yōu)09”,由東港市示范繁殖農(nóng)場(chǎng)提供。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)基本情況

試驗(yàn)地設(shè)置在遼寧省東港市示范繁殖農(nóng)場(chǎng)病圃。該病圃常年多云寡照,雨水多,濕度大,歷年稻曲病均發(fā)病較重,試驗(yàn)地連續(xù)15年未使用殺菌劑。試驗(yàn)地為稻田土,肥力中等偏上。2021年4月15日育種,5月25日機(jī)械插秧,行距30 cm、穴距18 cm,整個(gè)生育期水肥按照當(dāng)?shù)厣a(chǎn)習(xí)慣管理,蟲害正常防治,不使用殺菌劑。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在水稻孕穗前期對(duì)長(zhǎng)勢(shì)基本一致的水稻穗苞進(jìn)行不同“套袋—暴露時(shí)間”試驗(yàn),同時(shí)記錄水稻穗苞破口時(shí)間,并對(duì)水稻穗苞發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行分類。按照水稻孕穗狀態(tài)分為1～9期,1期為孕穗初期、5期為破口期、9期為齊穗期,孕穗狀態(tài)(圖1)。

試驗(yàn)共設(shè)置15個(gè)組,每個(gè)組分為3個(gè)處理。處理A:暴露1 d;處理B:暴露3 d;處理C:暴露5 d。選擇生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)相近的水稻植株打上彩色標(biāo)簽,便于取下紙袋后套袋。每2株水稻套在1個(gè)硫酸紙袋內(nèi),隔絕外部環(huán)境。每個(gè)處理套50株,共計(jì)2 250株。另設(shè)陰性對(duì)照(CK1)150株水稻一直套袋,空白對(duì)照(CK2)田間自然發(fā)病的水稻不套袋。

通過水稻穗苞發(fā)育狀況的實(shí)時(shí)觀察,于7月20日將試驗(yàn)所需的水稻穗苞全部套袋。7月25日將第1組A1、B1、C1的袋取下;7月26日將暴露1 d A1的袋套上;7月28日將暴露3 d B1的袋套上;7月30日將暴露5 d C1的袋套上。7月26日將第2組A2、B2、C2的袋取下,以第1組類推連續(xù)15 d。待水稻齊穗后將所有硫酸紙袋取下,以免影響水稻正常發(fā)育。

1.4 調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

于水稻成熟期調(diào)查水稻發(fā)病情況。調(diào)查套袋水稻、陰性對(duì)照CK1和空白對(duì)照CK2的病穗數(shù),計(jì)算病穗率。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻曲病菌侵染時(shí)期

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出(圖2～4),處理A組“套袋—暴露”1 d的稻曲病的病穗率呈現(xiàn)近似單峰曲線,從7月27日開始出現(xiàn)病穗,病穗率逐漸升高,高峰期主要集中在7月30日～8月4日,病穗率在5.3%～7.3%,8月5日后病穗率逐漸降低。水稻穗苞暴露3 d和5 d的病穗率高峰在10.7%～16.7%,發(fā)病趨勢(shì)基本一致。一直套袋的陰性處理(CK1)水稻的病穗率為2.0%。

圖 1 水稻孕穗狀態(tài)分期

圖 2 處理A組(暴露1 d)水稻稻曲病發(fā)病結(jié)果

圖 3 處理B組(暴露3 d)水稻稻曲病發(fā)病結(jié)果

圖 4 處理C組(暴露5 d)水稻稻曲病發(fā)病結(jié)果

2.2 稻穗發(fā)育時(shí)期與發(fā)病關(guān)系

通過對(duì)水稻穗苞的發(fā)育狀態(tài)進(jìn)行分期,并結(jié)合病穗率調(diào)查結(jié)果綜合分析,在7月30日～8月4日,這段時(shí)間水稻穗苞主要處于孕穗末期至破口期,病穗率高峰在10.7%～16.7%。8月5日后水稻基本都處于齊穗期時(shí),病穗率逐漸降低。說明稻曲病菌主要侵染時(shí)間為水稻破口前后3 d,稻曲病菌侵染時(shí)間較短且比較集中。

3 結(jié)論與討論

通過對(duì)水稻孕穗前期進(jìn)行“套袋—暴露”試驗(yàn),并結(jié)合稻穗發(fā)育期分期試驗(yàn)結(jié)果表明:在水稻孕穗末期至破口期的水稻稻曲病病穗率最集中。王國(guó)良、沈衛(wèi)新對(duì)稻曲病菌厚垣孢子侵入期的研究認(rèn)為,稻曲病菌主要在水稻孕穗末期至破口期進(jìn)行侵染[6,7],劉永峰的研究結(jié)果也表明稻曲病菌有一個(gè)短暫的侵入期[8],與本試驗(yàn)的結(jié)果相一致,這可能是稻曲病菌與水稻生長(zhǎng)發(fā)育周期的長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化有關(guān)。本試驗(yàn)中一直套袋的水稻植株陰性對(duì)照CK1病穗率為2%,說明有部分稻穗在套袋前,病菌已在水稻植株上完成定殖,但是感病高峰還是集中在孕穗末期至破口期。

目前,防治稻曲病的主要方法是在水稻破口期進(jìn)行化學(xué)藥劑噴施[3,9]。學(xué)術(shù)界推測(cè)在孕穗末期至破口期,稻曲病菌菌絲從穗苞縫隙進(jìn)入稻穗,使水稻罹患稻曲病[3,4]。本研究結(jié)果也表明東港地區(qū)稻曲病菌侵染時(shí)期在7月末至8月初,即為水稻孕穗末期至破口期前后,侵染時(shí)間短且比較集中,該時(shí)期為施藥防治稻曲病的最佳防治時(shí)期。