董繼廣 姜軍俠 白偉 房愛省 仵均祥
摘要?[目的]明確不同玉米品種對病蟲害的抗性。[方法]于2017年8—9月,在陜西省楊凌示范區(qū)國家玉米區(qū)域試驗站對72個供試玉米品種的病蟲害抗性進行調(diào)查。[結(jié)論]72個供試品種對玉米病蟲害的抗性程度差異很大,且在玉米灌漿初期和乳熟期,不同品種之間抗性程度的排序變化較大。2號品種受害最輕,危害率僅為8.33%,是所有供試品種中唯一受害株率小于10%的品種。[結(jié)論]初步明確了不同玉米品種對病蟲害的抗性程度,為優(yōu)良抗病蟲玉米品種的選育提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞?玉米;品種抗性;大斑病;紅葉病;玉米螟
中圖分類號?S435.13文獻標(biāo)識碼?A
文章編號?0517-6611(2019)16-0174-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.16.050
開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID):
Investigation?on?Resistance?to?Diseases?and?Insect?Pests?of?Maize?Varieties?in?Yangling?National?Area?of?Shaanxi?Province
DONG?Ji?guang1,JIANG?Jun?xia2,BAI?Wei2?et?al?(1.College?of?Plant?Protection,Northwest?A&F?University,Yangling,?Shaanxi712100;2.Shaanxi?Agricultural?Inspection?and?Testing?Center,Xi′an,?Shaanxi?710003)
Abstract?[Objective]?To?clarify?the?resistance?of?different?maize?varieties?to?diseases?and?insect?pests?.[Method]?From?August?to?September?in?2017,?the?resistance?of?72?maize?varieties?to?pests?and?diseases?in?Yangling?Demonstration?Zone?of?Shaanxi?Province?was?investigated.[Result]The?resistance?level?of?72?varieties?varied?greatly?to?corn?pests?and?diseases,?and?the?order?of?resistance?level?of?different?varieties?changed?greatly?in?the?early?filling?stage?and?milk?ripening?stage?of?maize.No.2?variety?was?the?lightest?with?the?damage?rate?of?8.33%,?which?was?the?only?strain?with?a?rate?of?less?than?10%?of?all?72?varieties?tested.[Conclusion]The?resistance?level?of?different?maize?varieties?to?pests?and?diseases?was?preliminarily?determined,?which?provided?an?important?basis?for?the?breeding?of?maize?varieties?with?excellent?resistance?varieties?of?pests?and?diseases.
Key?words?Corn;Resistance?of?varieties;Northern?corn?leaf?blight;Maize?red?leaf?disease;Corn?borer
玉米是世界主要的糧食作物之一,在我國,玉米已成為第一大糧食作物,玉米生產(chǎn)的穩(wěn)定性直接影響到我國糧食作物的生產(chǎn)安全和延伸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,玉米生產(chǎn)的豐收對我國糧食安全具有舉足輕重的作用[1-5]。近年來,隨著加工業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)對玉米的大量需求,我國玉米種植面積和產(chǎn)量也呈急劇增長趨勢[6]。玉米在生產(chǎn)過程中受到多種生物和非生物因素的影響,其中病蟲害的發(fā)生和流行是直接影響玉米產(chǎn)量的重要因素之一[7]。
玉米大斑病是玉米生產(chǎn)上常見的葉部病害,由玉米大斑凸臍蠕孢菌[Exserohilum?turcicum?(Pass.)?Leonard?et?Suggs]侵染引起的。在我國西北、東北、華北、西南地區(qū)發(fā)生普遍,一般年份減產(chǎn)20%左右,嚴(yán)重年份減產(chǎn)可達(dá)50%以上[8-11]。紅葉病是我國近年來玉米生產(chǎn)中的一個重要問題,主要是由小麥黃矮病致病病毒、大麥黃矮病毒引起,靠蚜蟲進行傳播,在山東、河南、陜西、甘肅等省份均有不同程度的發(fā)生和危害[12-15]。該病害直接造成玉米產(chǎn)量損失平均為10%~20%,重病田可達(dá)30%左右[16]。
亞洲玉米螟[Ostrinia?furnacalis?(Guenée)]屬鱗翅目螟蛾科,是我國玉米上的主要害蟲之一,也是我國玉米螟的優(yōu)勢種,尤其對穗期玉米危害嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計,每年因亞洲玉米螟造成的危害可使玉米減產(chǎn)達(dá)30%以上[17-20]。
不同玉米品種對玉米病蟲害的抗性不同,了解玉米品種對玉米病蟲害的抗性,對科學(xué)選育優(yōu)良抗性玉米品種,減少玉米病蟲害對玉米危害造成的損失具有重要的理論指導(dǎo)意義和實踐價值[21-26]。鑒于此,2017年8—9月,筆者在陜西省楊凌示范區(qū)國家玉米品種區(qū)域試驗站對該中心種植的來自全國各地的72個玉米品種對病蟲害的抗性進行了系統(tǒng)調(diào)查。
1?材料與方法
1.1?調(diào)查地塊、品種及種植方式
在陜西省楊凌示范區(qū)國家玉米區(qū)域試驗站(108.06°E,34.29°N,海拔560?m)對當(dāng)年種植的來自全國各地的72個玉米品種進行調(diào)查。由于這些品種尚未經(jīng)過正式審定,名稱也未正式確定和發(fā)布,為了避免與后期發(fā)布名稱混淆或產(chǎn)生不必要的混亂,此處編號為1~72號。玉米品種種植時間為2017年6月10—12日,不同品種隨機區(qū)組排列,每個品種種植5行,行長50?m,種植密度?67?500株/hm2,品種之間空1行間距隔離。田間管理完全相同,每個品種重復(fù)3次。
1.2?調(diào)查方法
于8月14—16日(灌漿初期)和9月12—14日(乳熟期)各調(diào)查1次。每個品種各重復(fù)小區(qū)選擇第2、4行進行調(diào)查,每行隨機順行調(diào)查15株玉米,每個重復(fù)小區(qū)共調(diào)查30株玉米。其中第1次調(diào)查時,玉米病害發(fā)生程度很輕,僅少數(shù)植株上可見病害癥狀,故玉米病害的發(fā)生情況未進行調(diào)查。玉米蟲害發(fā)生情況是以玉米螟為主,玉米是否受害以玉米葉片上是否有典型的“鏈珠孔”或玉米植株上是否有幼蟲鉆蛀的“蟲孔”為依據(jù)進行調(diào)查記載。第1次調(diào)查時,正值一年中溫度最高時,也是田間各種害蟲發(fā)生的盛期,除玉米螟外,棉鈴蟲、食葉金龜甲、玉米薊馬、雙斑長跗螢葉甲、蝽象類、葉蟬類、飛虱類等造成的葉片缺刻、孔洞和白點、白斑等也較普遍,但由于造成這些癥狀的害蟲活動性較強,無法確認(rèn)數(shù)量,故發(fā)現(xiàn)植株上有受害葉片,一并進行記載。
第2次調(diào)查時,玉米病害以大斑病和紅葉病占絕對優(yōu)勢,但整體發(fā)病程度很輕,故未進行發(fā)病程度的分級記載,而以整株是否發(fā)病予以記載,最后計算發(fā)病株率,以發(fā)病株率的高低表示品種對該病的抗性程度。其他病害很少見或幾乎沒有,故未進行系統(tǒng)調(diào)查。蟲害仍以玉米螟為主,將莖稈和雌穗受害情況分開記載。其中雌穗被害按照雌穗上發(fā)現(xiàn)的幼蟲數(shù)或被害情況進行記載,當(dāng)發(fā)現(xiàn)被害,但幼蟲已經(jīng)轉(zhuǎn)移時,記為雌穗被害,并記幼蟲1頭,如果發(fā)現(xiàn)被害且幼蟲仍在被害處,則按照實際發(fā)現(xiàn)的幼蟲數(shù)記載;莖稈被害時,除記為莖稈被害外,幼蟲數(shù)根據(jù)在莖稈上發(fā)現(xiàn)的實際蛀孔數(shù)記載。
被害株率=被害株數(shù)/調(diào)查株數(shù)×100%
莖稈被害率=被害莖稈數(shù)/調(diào)查株數(shù)×100%
雌穗被害率=被害雌穗數(shù)/調(diào)查穗數(shù)×100%
1.3?數(shù)據(jù)處理?試驗數(shù)據(jù)在用Excel處理的基礎(chǔ)上,采用SPSS?21.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,應(yīng)用Duncans新復(fù)極差法進行差異顯著性分析。由于統(tǒng)計分析軟件的技術(shù)原因,72個品種無法一次性進行分析,故分成2組,每組包括36個品種。
2?結(jié)果與分析
2.1?不同玉米品種灌漿初期蟲害發(fā)生情況
2.1.1?蟲害。
從表1可以看出,72個供試品種在灌漿初期,植株遭受蟲害的百分率達(dá)63.94%,遭受玉米螟危害的平均百分率為24.16%。但比較而言,不同品種之間的受害程度差異很大,整體蟲害率和玉米螟危害率均達(dá)顯著水平(F蟲害總體1=7.10,F(xiàn)蟲害總體,2=4.19;F玉米螟1=3.72,F(xiàn)玉米螟,2=3.00)。其中遭受蟲害最重的品種為13號,被害株率達(dá)88.33%;其次為21、24、10、17、20、23,被害株率均在80%以上。遭受蟲害最輕的品種為66號,被害株率為23.89%;其次為25、31、35、36、63、65、72號,被害株率均在45%~50%。
2.1.2?玉米螟。
遭受玉米螟危害最重的品種為23號,被害株率達(dá)51.67%;其次為16、26、14號,被害株率均在40%以上。遭受玉米螟危害最輕的品種為66號,被害株率僅為?2.78%;其次為63、9、12、57、48、69、71、65、8、5、50、39、44、53、45、68、49、67、36、64、18、19、22、20號,被害株率均在20%以下。
2.2?不同玉米品種乳熟期病蟲害發(fā)生情況
從表2可以看出,玉米進入乳熟期后,除玉米螟繼續(xù)發(fā)生較重外,玉米大斑病和玉米紅葉病上升為當(dāng)?shù)赜衩咨a(chǎn)中的主要病害,但總體來看,受當(dāng)?shù)貧夂驐l件和耕作栽培制度等方面因素的影響,病害總體發(fā)生程度很低。
2.2.1?玉米大斑病。
在供試72個品種中,大斑病的平均發(fā)病株率僅為0.62%。大斑病發(fā)病株率最高的品種為13號,發(fā)病株率為7.78?%;其次為14、15、10、66、12、23、24、3、4、6、7、19、31、35、42、49、58、67、72號,發(fā)病株率均在1%~6%;其余53個品種,占全部供試品種的82.22?%,對玉米大斑病是免疫的,即發(fā)病株率均為0。
2.2.2?玉米紅葉病。
在供試72個品種中,紅葉病的平均發(fā)病株率為16.00%。紅葉病發(fā)病株率最高的品種為26和48號,發(fā)病株率均達(dá)40.00?%;其次為41、4、3、63、31、32、33、35、53、55、56、27、29、52、64、25、66、68、54、65、70號,發(fā)病株率均在20?%以上;發(fā)病株率最小的品種為19號,發(fā)病株率僅為?1.11%,近乎免疫;其次為39、40、20、24、38、7、23、9、12、16、21、22、47、10、11、37、34、36、44、46號,發(fā)病株率均在10?%以下。
2.2.3?玉米螟
2.2.3.1?玉米整體被害情況。
從表2可以看出,在供試72個品種中,玉米乳熟期玉米莖稈或雌穗受玉米螟危害的受害株率平均為18.48%,但不同品種之間差異很大。受害最重的品種為30和38號,受害株率均在30%以上,分別達(dá)32.78%和31.11%,其次為13、14、15、17、18、19、20、24、26、27、28、31、32、34、40、42、43、44、45、47、57、69、72號,受害株率均在20%或以上。受害最輕的為2號,被害株率僅為?8.33%,是所有供試72品種中唯一被害率小于10%的品種。其余品種的被害率均在10%~20%。
2.2.3.2?雌穗被害情況。
從表2可以看出,在供試72個品種中,玉米雌穗遭受玉米螟危害的百分率平均為14.20%,其中受害最重的品種為13號,雌穗被害率高達(dá)?32.22%,也是唯一受害率達(dá)30%以上的品種;其次是14、15、16、17、24、30、34、37、38、40、43、44、45、47、57號,雌穗被害率均在20%以上。雌穗受害最輕的品種為2號,被害率僅為3.33%;其次是49、51、53和60號,受害率均為4.44%,1、3、7、10、11、12、25、50、52、54、56、58、59、61、62、63、64、65、68號,雌穗被害率均在10%以下。
從表3可以看出,在供試72個玉米品種中,蟲量最多的品種是13號,百穗蟲量達(dá)43.29頭;其次是14、15、16、37、38、45、47號,百穗蟲量在30~40頭。蟲量最少的品種是2和57號,百穗蟲量僅為3.33頭;其次是49、53、60號品種,百穗蟲量也僅為4.44頭;1、3、7、10、11、12、25、50、52、54、56、59、61、62、65、68號共16個品種的百穗蟲量均不超過10頭。其余品種的百穗蟲量在10~30頭。此排序結(jié)果與按照雌穗被害率的排序結(jié)果基本一致。
2.2.3.3?莖稈被害情況。
供試玉米品種莖稈遭受玉米螟危害的百分率平均為22.75%,其中受害最重的品種為30號,莖稈被害率達(dá)43.33%;其次是15、17、32、37、38、42、43和44號,莖稈被害率均在30%以上;14、18、19、27、28、29、31、33、34、40、47、52、53、69、72號,莖稈被害率均在25%以上。受害最輕的品種為1和61號,莖稈被害率均為12.22%;其次是2、3、5、6、7、8、9、12、13、16、21、22、23、25、35、41、49、50、54、56、59、63號,莖稈被害率均低于20%。
從表3可以看出,在供試72個玉米品種中,蟲量最多的品種是14、26和30號,百稈蟲量均在50頭以上,分別達(dá)?53.28、54.39和55.50頭;其次是17、32、37、38和41號,百稈蟲量均在40頭以上。蟲量最少的品種是1、2和57號,百稈蟲量分別為12.21、14.43和15.54頭;其次為3、5、7、8、12、16、22、25、35、41、50、59號,百稈蟲量均不超過20頭。此排序結(jié)果與按照莖稈被害率的排序結(jié)果有一定差異。
3?結(jié)論與討論
玉米作為我國重要的糧飼兼用作物和重要的工業(yè)原料,其生產(chǎn)關(guān)系到糧食生產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定繁榮。培育和選用優(yōu)良的抗病蟲玉米品種是玉米病蟲害綜合防治中最有效的措施之一。陜西省楊凌示范區(qū)國家玉米區(qū)域試驗站多年來一直承擔(dān)玉米品種對玉米病蟲害抗性的鑒定工作。該調(diào)查結(jié)果表明,供試的72個玉米品種對陜西省關(guān)中地區(qū)常發(fā)災(zāi)害性的玉米病蟲害總體上表現(xiàn)較強的抗性,其中部分品種對一些病蟲害的危害甚至達(dá)到了免疫,為玉米優(yōu)良抗病蟲品種的選育提供了重要參考。
不同玉米品種對玉米螟的抗性調(diào)查結(jié)果中,按照雌穗或莖稈被害率和按照雌穗或莖稈上的蟲量,所排順序不完全一致,這一方面反映了按照不同指標(biāo)所進行的分類差異,另一方面反映了玉米品種對玉米螟抗性調(diào)查研究的復(fù)雜性。在玉米品種對玉米螟抗性的研究工作中,應(yīng)綜合考慮多方面的因素,才能使調(diào)查結(jié)果更加接近于客觀實際。
該調(diào)查過程中,玉米病蟲害的總體發(fā)生程度較輕,這可能是由于2017年夏季陜西關(guān)中地區(qū)持續(xù)高溫干旱的氣候條件不利于玉米病蟲害的發(fā)生所導(dǎo)致,對玉米品種抗病蟲性的評價可能會產(chǎn)生一定的影響;同時,由于總體上發(fā)生較輕,對病害的調(diào)查記載未進行分級記載,抗性評價結(jié)果不夠細(xì)致。這些問題有待今后進一步研究。
參考文獻
[1] 路立平,趙化春,趙娜,等.世界玉米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].玉米科學(xué),2006,14(5):149-151,156.
[2]?徐春麗,謝軍,王珂,等.中國西南地區(qū)玉米產(chǎn)量對基礎(chǔ)地力和施肥的響應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,51(1):129-138.
[3]?李少昆,趙久然,董樹亭,等.中國玉米栽培研究進展與展望[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,50(11):1941-1959.
[4]?王曉鳴.六種重要玉米病害病原名稱的厘定[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,51(18):3497-3507.
[5]?段燦星,王曉鳴,武小菲,等.玉米種質(zhì)和新品種對腐霉莖腐病和鐮孢穗腐病的抗性分析[J].植物遺傳資源學(xué)報,2015,16(5):947-954.
[6]?孫本喆,郭新平,曾蘇明,等.我國玉米生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].玉米科學(xué),2003(S2):32-33.
[7]?趙聚瑩,屈振剛,賈海民,等.冀南地區(qū)玉米主要推廣品種的病蟲害發(fā)生調(diào)查[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,14(8):119-120,151.
[8]?白金鎧.雜糧作物病害[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1997.
[9]?安鑫龍.玉米大斑病菌生理小種的鑒定和有性態(tài)的誘導(dǎo)[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2001.
[10]?徐秀德,劉志恒.玉米病蟲害原色圖鑒[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2009.
[11]?趙燕.玉米大斑病的發(fā)生特點和綜合防治技術(shù)[J].農(nóng)技服務(wù),2008,25(1):41,62.
[12]?張超,戰(zhàn)斌慧,周雪平.我國玉米病毒病分布及危害[J].植物保護,2007,43(1):1-8.
[13]?周廣和,張淑香.玉米紅葉病的病源和傳播途徑[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),1985(3):92-93.
[14]?王守明.玉米紅葉病的鑒定診斷及防治[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究,2017,7(Z4):20-21,50.
[15]?MILLER?W?A,WATERHOUSE?P?M,GERLACH?W?L.Sequence?and?organization?of?barley?yellow?dwarf?virus?genomic?RNA[J].Nucleic?acids?research,?1988,16(13):6097-6111.
[16]?張惠芳,張月蓮,朱福成.玉米品種抗紅葉病鑒定[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,1991(11):36-37.
[17]?周大榮,王蘊生,李文德.我國玉米螟優(yōu)勢種的研究[J].植物保護學(xué)報,1988,15(3):145-152.
[18]?程魯雪,和淑琪,嚴(yán)乃勝,等.亞洲玉米螟地理種群不同食物及溫度下實驗種群的蛹重研究[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報,2014,36(3):322-326.
[19]?吳立民,陸化森.玉米穗期害蟲種群變動規(guī)律的研究[J].植物保護,1997,23(4):26-28.
[20]?張宏波,田春暉,楊雪清,等.東北地區(qū)亞洲玉米螟危害損失測定模型研究[J].玉米科學(xué),2018,26(4):144-149.
[21]?任巧燕.榆林市榆陽區(qū)玉米品種抗病性及主要病蟲害發(fā)生規(guī)律研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2017.
[22]?黃凱,繆勇,邵正飛.不同玉米品種的抗螟性測定[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報,2014,4(12):33-37.
[23]?朱秋云.玉米品種抗蟲性及其生化機制的初步研究[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.
[24]?趙士文,陳秀琳,陳麗慧,等.陜西省關(guān)中夏玉米后期鉆蛀性害蟲的發(fā)生及不同玉米品種的抗蟲性調(diào)查[J].植物保護,2017,43(5):164-168.
[25]?王群.山東省玉米品種(系)對病害的田間抗性鑒定[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.
[26]?張穎,王海亭,羅梅浩,等.不同玉米品種的抗螟性研究[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2009,43(5):543-547.