玉米茎基腐病防治研究进展
发布日期:2021-06-07 信息来源:《农药》2021年第4期 作者:沈广爽1b,于淑晶1a,郭宁2,周贤龙3,边强1a(1.南开大学 a.农药国家工程研究中心;b.生命科学学院生物实验教学中心;2.河北省农林科学院植物保护研究所,农业部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室,河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心;3.燕化永乐(乐亭)生物科技有限公司)

 

       玉米茎基腐病又称玉米青枯病,在世界各地玉米产区均有发生。我国自70年代以来均有不同程度的发生,目前已成为继玉米大、小斑病、丝黑穗病后又一玉米主要病害。随着机械化技术发展,农业上广泛采用秸秆全量还田技术,将玉米茎基腐病病残体及病原菌带回农田,造成病原菌积累,使该病害危害逐年加重。8月份高温高湿的环境条件,特别是雨水,是该病害发生和流行的重要因素。而缺乏抗性品种,玉米连作、无有效防治药剂等因素均促进该病害的流行。

       我国玉米种植区土壤及气候环境丰富多样导致该病害病原菌的复杂性,玉米易感病生育期遇上适宜的发病条件引起该病害的大发生和流行。该病害的病原菌十分复杂,已报道玉米茎腐病的病原菌有20余种,我国茎腐病主要病原菌为镰孢菌(Fusarium spp.)和腐霉菌(Pythium spp.)。该病害由多种病原菌单独或复合侵染,给抗病育种和病害防治带来很大困难。

       该病害是一种全生育期侵害的病害,通常在玉米灌浆期开始发病,乳熟末期至蜡熟期为显症高峰,因此该病的病原菌侵染时期很长,多数杀菌剂作为种子包衣处理持效期达不到病害防治周期,导致防治效果不理想。一般年份田间发病率在15%左右,气候条件适宜时发病率最高可达80%,甚至造成绝产,且发病后造成倒伏,严重影响机收。在品质方面,病原菌产生如脱氧雪腐镰刀菌烯醇等有害物质,对人、畜造成严重的危害。目前,该病害有逐年加重的趋势,已经对我国的玉米生产乃至粮食安全构成了严重的威胁。本文主要对玉米茎基腐病的防治措施进行论述,以期为该病害有效防治提供理论依据。

1  用于防治玉米茎基腐病的化学药剂

       截至2020年12月30日,从中国农药信息网查询得知,目前登记用于防治玉米茎基腐病的制剂共有85种,其中单剂12种,混剂73种。从表1中可以看出:当前用于防治玉米茎基腐病的化学药剂种类较多,单剂较少,复配制剂远超于单剂数量,说明该病害防治的难度,需要用复配制剂提高防治效果。

       已登记玉米茎基腐病防治的药剂共有甲氧基丙烯酸酯、三唑类等8种,主要集中在咯菌腈、精甲霜灵、福美双、嘧菌酯等4种杀菌剂,这4种杀菌剂占了很大比例;按照剂型分类共有6类,主要集中在悬浮种衣剂、种子处理悬浮剂等2种剂型上,分别为71、10种,此外微乳剂、悬浮剂、种子处理微囊悬浮剂、种子处理干粉剂各1种。按照使用方法,全部为种子处理剂,使用方法单一,无苗期茎叶喷雾杀菌剂。缺少生物防治措施,无生物防治登记药剂。

表1  当前登记用防治玉米茎基腐病的化学药剂

 

       注:FS,种子处理悬浮剂;FSC,悬浮种衣剂;CF,种子处理微囊悬浮剂;ME,微乳剂;SC,悬浮剂;DS,种子处理干粉剂。 

2  玉米茎基腐病的化学防治

       李巧云等将40%五氯硝基苯与50%福美双可湿性粉剂按质量比1∶1混配,对玉米茎基腐病具有显著增效作用,增效系数为2.08,田间防效为77.68%~85.36%,高于单剂的防效,且具有明显的增产效果。郭宁等采用阿维菌素+咯菌腈进行种子包衣对该病害防治效果最好。周建波等田间试验表明,4.23%甲霜灵·种菌唑微乳剂种子处理对玉米苗期茎基腐病有较好的防治效果,120、100 mL/100 kg种子高浓度处理防效在70%以上,可以提高玉米产量。马立功研究表明,Baytan Plus 200FS 120 mL/100 kg种子处理对玉米茎基腐病防治效果为85.8%;Lamardor 400FS 60 mL/100 kg种子、满适金(3.5%咯菌·精甲霜)FSC 150 mL/100 kg种子和卫福(40%萎锈·福美双)FSC 500 mL/100 kg种子处理,防效分别为81.6%、80.0%和76.2%,4种药剂防效无显著性差异,均可提高玉米的产量。郭建国等以5.4 g a.i./100 kg种子包衣防治效果高达82.98%。韩成卫等田间人工接种试验表明,适乐时(2.5%咯菌腈FSC)1∶500拌种,防效效果最好为64.2%。汤蒙蒙田间根埋法接种禾谷镰刀菌,结果表明:2.5%咯菌腈、4.23%种菌唑·甲霜灵、60 g/L戊唑醇、30 g/L苯醚甲环唑药剂拌种防治效果相对较好,防治效果均为57.13%。马金慧等研究表明,0.2%噻虫·咯菌·苯甲对玉米茎基腐病的防效最好,防效为72.5%。孙斌等采用11%精甲·咯·嘧菌悬浮种衣剂(药种比1∶2,000)对玉米茎基腐病的防治效果最佳,为73.7%;其次为6.25%精·甲·咯菌腈悬浮种衣剂(1∶4,000)、25%噻·咯·霜灵悬浮种衣剂(1∶600),防治效果分别为68.4%、66.7%,三者之间差异不显著。杨克泽等通过田间试验证实了可溶性硅肥与18%吡唑醚菌酯SC混合喷施的防治效果大于单喷,各处理均能提高病害的防效,硅肥浓度越大,防效和产量越高,其中2,000 mg/L的可溶性硅+18%吡唑醚菌酯的防效最好(64.0%),增产最为明显。马海林等采用感茎腐病玉米品种瑞丰168包衣处理,结果表明精甲霜灵+咯菌腈种衣剂处理后对玉米茎基腐病最高抗性可提高11.94%。王志伟田间试验表明,6%噁霉灵·咯菌腈(5∶1)悬浮种衣剂15、18 g a.i./100 kg种子以及6%噻呋酰胺·咯菌腈(2∶1)悬浮种衣剂9、12 g a.i./100 kg种子拌种,对玉米茎基腐病具有一定的防治效果。 

3  玉米茎基腐病的生物防治

       通过筛选防治玉米茎基腐病的木霉菌,选取最有潜力的GDSF1009进行盆栽和田间试验,结果表明表明,木霉菌对该病害防治效果良好,可以促进玉米生长;田间试验表明8~10 g/孔接种木霉菌颗粒防治效果可达到65%,增产2%~11%;木霉菌颗粒剂75 kg/hm2用量下,对田间自然发病的玉米茎基腐病防治效果为27.23%~48.84%,增产率最高为11.7%。木霉菌之所以能防治该病害,原因在于木霉菌可以定殖于土壤和玉米根部中,在整个玉米生长期内均可以控制该病害的侵染,达到持续防控的目的,并可以促进玉米生长。此外也有文献证实,木霉菌可以诱导玉米产生系统诱导抗性来抵抗叶部病害,木霉菌可在玉米根系周围定殖,丰富土壤中微生物的多样性,显著减少病原菌镰刀菌种群数量。

       科研工作者已筛选出多种对该病害病原菌具有拮抗和抑制作用的微生物,如粉红粘帚霉、甲基营养型芽孢杆菌、秸秆和肥料增殖木霉、内生及拮抗生防细菌、放线菌、解淀粉芽孢杆菌等。稻壳炭A和竹制炭B 2种生物炭能显著的降低茎腐病病原菌的侵染危害,对玉米生长具有明显的促生作用。目前生产上无登记防治该病害的生物农药,该病害的生物防治在生产中应用仍需要很长一段路要走。 

4  其他防治

       合理施肥可以有效抑制玉米茎基腐病的发生,李保军等研究表明:氮是影响玉米茎基腐病的首要营养因子,钾次之,连续高量施氮处理发病最重,连续不施钾处理次之,施钾可显著减轻茎基腐病的发生。孔晓民等研究证实钾肥可明显提高玉米抗茎腐病能力, 施用硫酸锌和有机肥也有一定的效果,而高氮复合肥和尿素的防效较差。高增贵等研究证明钙离子明显提高玉米对玉米茎基腐病侵染的防御能力,钙离子和可溶性糖在玉米与病菌互作中,协同调节寄主的防御反应。硅肥、微肥等与杀菌剂一起混用可促进玉米生长发育,增强抗病能力,提高对该病害的防效。

       玉米品种对茎基腐病的抗性存在显著的差异,抗病品种可以降低病害发生率。选择抗性品种是防治该病害的首要考虑的,是防治该病害最为经济、有效的措施。近年来,国家玉米抗鉴团队针对国家玉米品种审定试验,通过一票否决淘汰了生产上具有风险的高感茎腐病玉米品种。很多研究者对腐霉病、镰孢菌种质资源进行鉴定筛选,均筛选到对该病害高抗性的品种,表明我国玉米种质资源中存在较为丰富的抗性资源,但绝大部分抗性材料未得到有效利用。

       此外,还可以通过加强田间管理,调整种植密度,及时清除田间残体,轮作,合理施用钾肥、硫酸锌等,减少氮肥施用等措施控制病害。 

5  玉米茎基腐防治策略

       玉米茎基腐病是典型的土传病害,病原菌种类十分复杂,已报道有20余种。该病害是全生育期侵害的病害,病原菌侵染时期长,加上近年来随着秸秆全量还田,气候变化、免耕等栽培模式造成改病害逐渐加重,最重要的是缺乏有效的防治措施。在今后该病害防治中要重视开发有效的防治手段,加强多种措施结合的防治策略。首先要重视抗病育种,针对我国玉米品种繁多,各省份主推品种不同的情况下,要主推高抗品种,并加强挖掘多抗性的育种技术来应对该病多种病原菌的侵入。第二要重视化学防治,单一药剂难以达到理想防治效果,加强筛选高活性、有增效作用的复合种衣剂,特别要注重内吸性的杀菌剂,开发缓释、持效性长的复合种衣剂,来应对该病害侵染周期长的特点。有必要种衣剂中加入杀虫组分,可在施用后减少地下害虫对玉米破坏,进而减轻玉米苗期茎基腐病的发生。在病害危害较重的地方,结合茎叶喷雾防治。第三要重视生物防治技术应用,为了顺应人们健康和环保发展,探索和应用对人和生态环境安全的生物防治措施,特别是生物菌剂和微肥的复合制剂开发,利用如木霉菌在土壤和玉米根部定殖等特点,在整个玉米生长期内均可以控制该病害的侵染,开发木霉和微肥等复合防治技术。第四要重视轮作、合理施肥、合理种植密度、及时清除病残体等农业措施。该病害目前无有效防治措施,所以要采用多种防治策略同时进行,以期取得理想的防治效果。

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