王跃栋,刘自学,苏爱莲
(北京克劳沃草业技术开发中心,北京100029)
草坪是园林绿化的主要地面植物,发挥着美化环境、保持水土、净化空气和消减噪音等功能。随着我国生态建设的快速发展,草坪的品种日益增多,种植面积不断扩大,草坪草褐斑病(Rhizoctoniasolani)的发生也日趋严重[1]。北京地区主要种植的是冷季型草坪草,由于这类草坪不耐高温,特别是在炎热的夏季,抵抗能力下降,病虫害较多[1]。褐斑病是草坪草的主要病害,严重影响草坪的观赏和利用。草地早熟禾(Poapratensis)是禾本科早熟禾属多年生根茎型草本植物,根茎繁殖力强,再生性好,具有生长年限长、草质细软、颜色光亮鲜绿、绿期长等优点,适合用于公园、庭院、学校等公共场所作观赏草坪的建植,它具有很强的抗寒性[2-5]。
本试验通过对多个草地早熟禾品种(系)在北京地区的种植比较试验,利用该地区的高温、高湿条件评价多个草地早熟禾种质资源的抗病性,旨在为草地早熟禾种质的应用和抗褐斑病育种技术提供依据,为草坪草的品种选择和病虫害管理提供理论依据。
1.1 试验区自然条件与试验地概况 试验在北京克劳沃草业技术开发中心顺义加工基地进行。基地地处北京顺义区西北方向,地势平坦、开阔,光照通风条件良好。顺义区位于北京市东北郊,地处40°00′~40°18′N,116°28′~116°58′E,典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,受冬、夏季风影响,形成春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季天高气爽,冬季寒冷干燥的气候特征,年平均温度8~12℃,全年无霜期190~200d,≥10℃年积温4200℃·d;年降水量600mm左右,75%集中在夏季。试验区土壤为中壤土,速效氮55.6mg/kg,速效磷10.9mg/kg,速效钾133.5mg/kg,有机质2.07%,土壤pH值7.65,容重1.55g/cm3,土壤田间最大持水量为24.57%。
1.2 试验材料 试验材料为草地早熟禾,共31个品种,分别为RUSH、CAMASK、优异、蓝宝、蓝狐、解放者、午夜、TSUNAMT、斯达、公园、陆虎、PERFECTION、奖品、金钱豹、午夜Ⅱ、蓝月、洁泥、新歌莱德、雪狼、橄榄球Ⅱ、使命、蓝鸟、蓝孔雀、蓝钻、阿比、CLEARWATER、抢手股、亚泰兰泰斯、蓝宝石、超级歌莱德、纳苏。试验材料由北京克劳沃草业技术开发中心提供,其纯净度和发芽率符合国际种子质量认证标准(纯净度>98%,发芽率>85%)。
1.3 试验方法
1.3.1 田间设计 采用自然病圃法鉴定。试验于2009年在北京克劳沃草业技术开发中心顺义基地进行。试验小区采用随机区组排列,3次重复,小区面积为2m×3m。
1.3.2 病害调查方法 在草坪发病最严重的7-9月进行,每个品种3次重复,每个小区病害调查方法采用五点取样法[6-8],每点随机调查20株,共100株,计算最终发病率。
1.3.3 评价方法 抗病性评价分别采用聚类分析法、相对抗病指数法和隶属函数法[6-9]。聚类分析以发病率为指标,采用Q型分析,聚类距离为欧氏距离,聚类方法为最短距离法。抗病程度类型划分见表1,抗病类型分为高抗、中抗、感病、中感、高感5类,草地早熟禾抗病性分级标准及评价方法见表1。
式中,Xt为最终平均发病率测定值;Xmax、Xmin为参试材料发病率最终测定值的最大值和最小值。
表1 抗病性评价等级
1.4 数据处理 运用D P S 3.0 1对统计数据进行显著性分析、多重比较和聚类分析。
2.1 草坪草的感病情况分析 从观测结果可以看出,不同品种的草坪草抗病性存在明显差异,且同一品种不同时间的抗病性也存在差异(表2)。在草地早熟禾整个生育期中,从2 0 0 9年6月开始,草地早熟禾部分品种的草坪草出现褐色梭形、长条形病斑,初期病斑内部呈青灰色水浸状,边缘呈红褐色,9月份草地早熟禾感病植株最多,但新感病植株明显减少。表明在每年的6-9月,平均气温在1 5℃以上,为褐斑病的易发时期。
对北京地区草地早熟禾不同时间发病情况调查数据进行显著性检验,经检验,显著性水平为P<0.0 1,表明草地早熟禾在夏秋季节褐斑病发病率存在极显著差异,发病情况随季节的变化而变化,即褐斑病发病率受夏秋季节变化的影响较大,从6月底到9月初,草坪草褐斑病发病呈上升趋势,9月中旬之后随着天气逐渐转凉,温度下降,草坪草褐斑病发病率也随之降低。
表2 草地早熟禾褐斑病发病情况统计
2.2 抗病性评价
2.2.1 相对抗病指数法 品种间草坪草褐斑病发病率存在显著差异(P<0.05),相对抗病指数在0.70≤I≤1.00的9个品种,分别为RHSH、CAMASK、优异、蓝狐、解放者、午夜、TSUNAMI、PERFECTION和橄榄球Ⅱ(表3、表4),其9个品种间的差异不显著(P>0.05);相对抗病指数在0.50≤I<0.70的品种有6个,分别为公园、蓝月、洁泥、新歌莱德、雪狼和使命,其6个品种间差异也不显著;相对抗病指数在0.10≤I<0.30的品种有9个,分别为陆虎、奖品、午夜Ⅱ、蓝钻、阿比、蓝宝石、超级格莱德、蓝宝和纳苏,其9个品种间的差异也不显著;相对抗病指数I<0.10的品种有6个,分别为金钱豹、蓝鸟、蓝孔雀、CLEARWATER、抢手股和亚泰兰泰斯,6个品种间的发病率差异不显著。
表3 草地早熟禾褐斑病评价鉴定
表4 草地早熟禾抗褐斑病抗性评价
由发病率显著性分析结果可知,相对抗病指数在0.70≤I≤1.00的9个品种与相对抗病指数0.50≤I<0.70的6个品种各品种间的发病率差异不显著,相对抗病指数0.70≤I≤1.00的9个品种还与抗病指数I<0.50的各品种间发病率差异显著,由于其相对抗病指数较高,发病率较低,这9个品种均具有相对较强的抗褐斑病能力,故可以作为草地早熟禾抗褐斑病的最主要的育种材料来源;相
对抗病指数I<0.30的品种由于抗褐斑病能力较弱,比较容易感染褐斑病,对褐斑病非常敏感,不应该作为抗病品种的选育材料。
2.2.2 隶属函数值法根据隶属函数值的大小对31份草地早熟禾材料抗病性进行鉴定(表4),隶属函数值在0.70≤R≤1.00的有9个品种,分别为RUSH、CAMASK、优异、蓝狐、解放者、午夜、TSUNAMI、PERFECTION、橄榄球Ⅱ;隶属函数值在0.50≤R<0.70的有6种,分别为公园、蓝月、洁泥、新歌莱德、雪狼、使命;隶属函数值在0.30≤R<0.50的有1种,为斯达;隶属函数值在0.10≤R<0.30的有11种,为陆虎、奖品、午夜Ⅱ、蓝钻、蓝鸟、蓝孔雀、阿比、蓝宝石、超级歌莱德、蓝宝、纳苏;隶属函数值在R<0.10的有4种,为金钱豹、CLEARWATER、抢手股、亚泰兰泰斯。2.2.3聚类分析根据聚类结果可以将31个品种的抗病性分为5组:第Ⅰ组包括RUSH、TSUNAMI、CAMASK、PERFECTION、午夜、橄榄球Ⅱ、优异、蓝狐、解放者;第Ⅱ组包括公园、蓝月、新歌莱德、洁泥、雪狼、使命;第Ⅲ组为斯达;第Ⅳ组包括陆虎、奖品、蓝鸟、蓝孔雀、蓝宝、金钱豹、午夜Ⅱ、超级歌莱德、蓝宝石、阿比、蓝钻、纳苏;第Ⅴ组包括CLEARWATER、抢手股、亚泰兰泰斯(图1)。
图1 抗病性聚类分析树状
2.3 品种的抗病性与评价方法比较通过对参试的31个品种的草地早熟禾草坪草感病情况的观测评价,并依据抗病性分级标准,得出如表4所示结果。31个品种中RUSH、CAMASK、优异、蓝狐、解放者、午夜、TSUNAMI、PERFECTION、橄榄球Ⅱ9个品种属于高抗;公园、蓝月、洁泥、新歌莱德、雪狼、使命6个品种属中抗;斯达属感病;陆虎、奖品、午夜Ⅱ、蓝钻、阿比、蓝宝石、超级歌莱德、蓝宝、纳苏9个品种属中感;CLEARWATER、抢手股、亚泰兰泰斯3个品种为高感,3种评价方法得出的结果完全一致。金钱豹、蓝鸟、蓝孔雀在3种评价方法中得出的结果不一致,其中蓝鸟、蓝孔雀在聚类分析法与隶属函数法中得出的结论一致,金钱豹的聚类结果与在另外两种方法中得出的结果不一致,这可能是由于评价方法、计算方法的不同而引起。
将相对抗病指数法和隶属函数值法进行比较,对31个品种的测评数据求变异系数进行评价分析。通过比较变异系数发现,相对抗病指数的平均变异系数为66.48%,隶属函数值法得出的平均变异系数为67.24%,两者间的差异不明显。聚类分析法也能较为直观、准确地表现结果的合理性,因此3种方法均可以用来评价草坪抗病性。
通过观测试验,参试的31个品种在其生长过程中都有不同程度的褐斑病发生,不同品种对褐斑病有较明显的差异。草地早熟禾在北京地区褐斑病的染病程度一方面同品种抗病性有关,另一方面与当地气候条件有密切关系,高温、高湿、多雨更易发生褐斑病。
测试结果表明,草地早熟禾不同品种的褐斑病感染率存在显著差异,且不同季节草地早熟禾草坪草褐斑病的侵害率也明显不同。褐斑病感染率受品种和季节的影响显著。褐斑病的发生流行规律一般为气温约30℃左右,空气湿度很高,且夜间温度高于20℃时,易造成病害猖獗[10],在高温高湿季节来临之前,应喷施一遍杀菌剂做好褐斑病预防控制工作。本研究结果为北京地区褐斑病病害的预防、控制提供了重要理论依据,对草坪养护管理具有重要的意义。
通过3种评价方法的比较发现,相对抗病指数法、隶属函数值法与聚类分析法得出的评价结果均能够较准确的表观31份材料的抗病性。在参试的31个品种中属于褐斑病高抗的品种有9种,分别为RUSH、CAMASK、优异、蓝狐、解放者、午夜、TSUNAMI、PERFECTION、橄榄球Ⅱ;属于褐斑病髙感的有3种,分别为CLEARWATER、抢手股、亚泰兰泰斯。
对草坪褐斑病,在种植抗病品种的基础上还要重视预防和病害前期的防治工作。把草坪管理措施和防治措施结合起来,尽量创造有利于草坪生长而不利于病原菌生长的环境,如应注意草坪的水分管理、修剪时间及方法等;在药剂的实施过程中,要将草坪草生长状况、环境条件、管理方式、相应的生长调节剂及杀虫剂的使用等各种因素有机地结合在一起,在使用药剂的过程中应注意药物的混合搭配,不同药理学制剂相互混搭,降低草坪草对药剂的抗性,这样才能得到稳定的、理想的防治效果[10]。
[1] 赵美琦,孙明,王惠敏.草坪病害[M].北京:中国林业出版社,1999:23-85.
[2] 李敏,徐琳,赵美琦.冷季型草坪建植与管理指南[M].北京:中国林业出版杜,2002:30-32.
[3] 方中达.植病研究方法[M].第3版.北京:中国农业出版社,1998.
[4] 董爱香,赵美琦.夏季施氮、钾肥对高羊茅褐斑病的影响[J].草地学报,2002(3):203-206.
[5] 陈海波,刘荣堂.杜广真,等.草坪草褐斑病的研究进展和现状[J].草原与草坪,2002(3):10-14,23.
[6] 太一梅,袁琼芬.小麦品种对小菱条锈病抗病牲试验评价[J].中国植保导刊,2009,29(2):20-22.
[7] 赵俊兴,邢宏宜.陕西棉花区试品种抗枯黄萎病评价[J].西北农业学报,2009,18(1):188-190.
[8] 龙玲,刘红梅.不同小麦品种对条锈病的抗性评价[J].贵州农业科学,2009,37(11):92-94.
[9] 邢小萍,袁虹霞.优质小麦品种(系)对几种主要病害的抗性鉴定与评价[J].河北农业大学学报,2006,40(6):618-621.
[10] 孙淑琴,刘水芳,杨秀荣.天津地区草坪草褐斑病菌生物学特性及生物防治[J].草业科学,2009,26(8):158-162.