我国油菜湿害及其防治措施研究进展

刘红宜，武美燕，朱建强 (长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

我国油菜湿害及其防治措施研究进展

刘红宜，武美燕，朱建强 (长江大学农学院，湖北 荆州 434025)

从油菜的湿害指标，湿害对油菜形态、生理及产量的影响，以及油菜湿害的防治措施等几个方面，综述了我国油菜湿害及其防治措施研究进展。

油菜；湿害；形态；生理；防治措施

油菜是我国排在水稻、小麦、玉米、大豆之后的第五大作物，栽培面积和总产量我国均占世界之首。长江流域是我国油菜主产区，但长江流域地势低洼平坦，春秋两季湿润多雨，降雨量常超过油菜正常需水量，越冬油菜受湿害影响十分普遍，积水量大的稻-油轮作油菜田由于土壤粘重、排水困难、透水性差，湿害尤为严重[1-2]。对于长江流域及同类地区来说，油菜产量不高往往在于渍、产量不稳在于涝[3]。因此，加强油菜湿害防治研究，对提高油菜产量，扩大油菜种植面积，保障我国食用植物油的安全供给和农民收入供给具有重大意义[2]。

1 油菜对土壤湿度的要求和湿害指标

1.1 油菜对土壤湿度的要求

1.2 油菜湿害指标

湿害是指土壤水分达到饱和状态，土壤含水量超过田间最大持水量，造成嫌气环境，植株因氧气亏缺而发生代谢改变，从而导致植株生长发育不良、产量下降的一种灾害。根据湿害发生的动力条件，可将湿害分为洪灾、涝灾和渍灾3种。洪灾是指河流、湖泊、水库等因水失控泛滥淹没或浸泡农田对作物造成的危害。涝害是指降雨量过大，地面积水，淹没作物一部分或全部而造成的危害，此时农田淹水超过作物耐淹水深和耐淹历时。渍灾(渍害)则是地下水位过高引起作物根系层土壤水分含量过高，造成根系层土壤肥力因素失调，进而影响作物正常生长发育的灾害[3，5-6]。湿害指标有形态指标和生理生化指标。形态学指标易受外界影响，而生理生化指标则相对较稳定。对于形态学指标，目前大致分3种：一是由株高、单株绿叶数、有效角果数、每角果粒数、千粒重等性状组成；二是采用单株产量为主要指标；三是由产量三要素(单株角果数、每角果粒数、种子千粒重)构成[7]。对于生理生化指标，试验中一般用某些酶的活性表示，如SOD、CAT、POD等。

1.3 湿害下土壤溶液中养分状况

在湿害环境下，土壤长期处于还原状态，氧化还原电位下降(一般小于200mV)，土壤中产生大量的Fe2+和H+，呈酸性，钾钙等物质容易溶解流失，部分矿质养分有效性发生改变，如硫、锌、铜等有效性下降，磷、硅、铁、锰等有效性升高。淹水时氮的溶出比较多，随着受害时间的延长和基肥施用比例的增加而增加，造成植株营养缺乏。此外，淹水条件下土壤微生物中的好气性细菌(去硝化细菌、氨化细菌等)的正常生长活动受抑制，使土壤有机质分解缓慢、营养物质被矿化、速效养分低、供肥性能差，影响矿质营养供应，导致作物产量低[3，8-9]。

2 湿害对油菜形态、生理和产量的影响

湿害对植物的影响首先作用于根系，影响根系的代谢和生长，进一步影响植株整体的生理和代谢过程，导致植株的形态和生长发生显著变化，从而影响产量和品质[10]。

2.1 湿害对油菜形态特征的影响

在低温、积水缺氧的条件下，有机质分解产生的毒害物质以及油菜根系无氧呼吸产生的乙醇，严重影响油菜根系活力，降低根细胞ATP浓度，从而削弱根系吸收矿质养分的能力，导致营养缺乏，生长缓慢。严重的湿害胁迫不但使根系受损，导致水分吸收下降，还会造成地上部分缺水形成生理性干旱，对油菜生长代谢造成严重伤害[11]。油菜在不同的生育期遭受湿害有不同的表现。油菜种子在萌发阶段遭受湿害，在土壤水分饱和情况下，外界氧气无法进入种子内，种子无氧呼吸产生的CO2抑制胚的生长，出苗缓慢，甚至死苗；苗期湿害可造成油菜根系发育不良甚至腐烂，株高明显降低，外层叶片变红，叶色灰暗，心叶不能展开，幼苗生长缓慢甚至死亡，部分存活的根颜色为褐色，柔韧性下降，根毛少，在发芽后期长出新的不定根；抽薹期遭遇湿害，缺肥的油菜叶小、茎细、根浅，形成抽蔓一柱香、架子搭不起来，足肥的油菜，特别是施大量氮肥的油菜，往往叶大而凹凸，茎青而发扁，形成早封行、晚出头(短柄叶高大、菜心位置低下)、现蕾迟，渍害解除后叶片变黄脱落，易倒伏，病虫害重，产量低；开花阶段，特别是盛花期，如遇连阴雨(影响油菜授粉)，不但导致花器受精不良甚至脱落，角果数的明显下降，而且引起菌核病的暴发；而在角果成熟期间发生湿害，角果发育受阻，干瘪变黄、衰老加速，短时间内(如2d)的持续受渍对油菜生长发育、产量形成以及籽粒含油量影响不大，但随着渍水时间的延长，主花序有效角果数和一级分枝有效角果数呈明显下降趋势；收获阶段遇到连阴雨菜籽发芽霉变，导致丰产不丰收[4，12-17]。

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2.2 湿害对油菜生理特性的影响

2.2.1 对光合能力的影响

淹水排走了土壤中的氧气，氧气由大气向土壤中的扩散速度大大降低，淹水后根系活力下降，对水分的吸收速率下降，气孔关闭，蒸腾作用降低，甚至发生叶片萎蔫。气孔关闭是植物在土壤淹水后最先出现的生理反应之一，原因涉及植物营养和激素水平的改变：土壤缺氧，K+吸收减少，气孔关闭；土壤淹水后ABA含量增加，诱导气孔关闭[18～19]。气孔关闭后导致CO2扩散的气孔阻力增加[19]；随着淹水时间的延长，羧化酶活性逐渐降低[20]，叶绿素含量下降，叶片早衰和脱落，光合速率迅速下降[21-22]。油菜各生育期淹水后，均使终花期各功能叶光合速率下降，随着叶位的上升，光合速率下降幅度减小。土壤淹水不仅降低光合速率，光合产物的运输也有所减慢，物质的分配和积累减少[23]。

2.2.2 对植株内源激素的影响

土壤淹水后改变了植物内源激素的合成和运输。土壤淹水后根内GA和CTK合成受阻，加剧叶片衰老和脱落；ABA含量也增加，以增强抗逆性，其中根部ABA经木质部运往地上部；油菜各生育期渍水均产生逆境乙烯，逆境乙烯释放量的增加是油菜渍水初期最明显的一种生理活动，在油菜出现渍害症状之前就已发生，有加速植物衰老的作用[23-25]。

2.2.3 对保护酶系统的影响

在正常情况下，植物细胞内自由基的产生与清除处于动态平衡，体内维持稳定的低水平活性氧，不会伤害细胞，当植物受到逆境胁迫时，这种平衡就被打破。油菜在湿害胁迫下，活性氧大量积累，但SOD、POD、CAT等保护酶系统在植物体内协同作用降低或消除积累的活性氧。SOD作为一种保护性酶，处于抵御活性氧伤害“第一道防线”，清除氧自由基的过多积累，缓解逆境伤害[26]。随着淹水时间的延长，SOD的含量迅速上升，积极消除体内过多的自由基，从而减轻活性氧对油菜的伤害[1]。CAT能将H2O2氧化为H2O和O2，从而彻底消除活性氧对植物的伤害。POD也表现出清除自由基的功效，但其清除能力较弱；当湿害加速膜脂过氧化链式反应使自由基增多超过保护酶系统清除的阀值即当保护酶系统被破坏时，植物体内积累许多有害的过氧化产物。MDA是膜脂过氧化的主要产物，在植株内含量的高低代表了膜脂过氧化水平的高低。在不同的油菜生育期进行淹水处理，MDA含量都出现了不同程度的上升，以花期上升的幅度最大[17]。

2.3 湿害对油菜产量的影响

渍水对油菜等作物的生理及形态造成影响，最终影响作物产量和品质。油菜各生育期遭受渍害均影响油菜产量。就产量构成而言，各生育期渍水处理导致产量下降的主要因素不同。苗期渍水后，成熟期角果数显著下降，粒数和千粒重影响不显著，角果数的减少是油菜苗期渍水产量下降的主要因素。蕾薹期渍水导致成熟期各产量构成均显著下降，角果数降幅最大，其次依次为粒数与千粒重。花期渍水后，角果数及粒数显著降低，已完成受精的角果充实受阻，千粒重显著下降，以角果数降幅最大，其次依次为粒数与千粒重。角果期渍水，千粒重是主要减产因素[13]。

3 油菜湿害的防治措施

3.1 选育选用耐湿性强的品种

目前油菜耐湿性育种研究主要集中在耐湿材料鉴定和筛选方面。卢长明等[27]采用冷开水浸泡油菜种子进行缺氧发芽，发现油菜资源的耐湿性具有较大变异，筛选到发芽系数高、耐湿性强的油菜品系。范其新等[28]采用发芽种子缺氧鉴定发现不同来源的甘蓝型油菜耐湿性具有显著的差异，试验表明甘蓝型黑籽的耐湿性比黄籽的强。李真等[29-30]对甘蓝型油菜DH群体的118个株系及其亲本进行苗期耐湿性评价，也筛选到极端耐湿性基因型和极端不耐湿基因型，并进行油菜耐湿性相关QTL分析，在甘蓝型油菜中检测到11个与耐湿系数相关的QTL，在此基础上借助分子标记对耐湿基因型进行选择，可以大大加快油菜耐湿育种的进程。

3.2 农艺措施

(1)整地疏沟 立春后雨季到来之前及时清理沟道，防止雨后受渍。深挖主沟和围沟，健全沟系，力求主、支沟畅通无阻。在阴雨天气结束后要及时进行疏沟沥水，做到主沟、围沟、厢沟沟沟相通，排水通畅，做到雨住田干，降低田间湿度。天气转晴后要及时进行中耕松土，防治杂草，改善土壤通气，促进根系发育[31]。

(2)培土壅根，防止倒伏 油菜发生湿害后地下部分发育受到创伤，中后期可能会表现“头重脚轻”，故春后要保叶护根，在中耕松土、培土壅根的基础上，对春后有旺长趋势的地块，薹期要及时喷施生长调节剂以改善植株型体，增强抗倒伏力[31]。

(3)防治次生灾害 要注意防止次生病害的发生，在发生渍害的田块，在低温高湿条件下易发霜霉病，在高温高湿条件下易发菌核病，并发生根肿病等。对此要及时摘除株底部的黄老病叶，以减少菌核病的菌源；选择晴天交替喷施2～3次多菌灵，或灭病威，或托布津，或代森锰锌等进行预防[31]。

(4)注意水肥耦合性，加强各阶段的营养调控，早定苗、细松土，施磷肥促发根 在追施氮肥的基础上，要适量补施磷钾肥，增加植株抗性[4，6]。

在实际生产中，要根据油菜湿害的发生特点及油菜长势进行综合防治。在排水改良农田土壤、选用耐湿性强的品种和适宜的栽培管理措施的基础上，选择合理的施肥技术措施以减轻涝渍灾害对油菜的影响[6]。为提高油菜产量，油菜遇湿害后的快速恢复显得尤为重要，因此，油菜涝渍灾害的快速恢复将成为油菜湿害研究的一个重要方向。

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10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.08.001

S565.4

A

1673-1409(2012)08-S001-04

2012-07-28

公益性行业(农业)科研专项(201203032)。

刘红宜(1990-)，女，湖北咸宁人，现从事油菜湿害防治研究。

武美燕，E-mail: wumeiyan2002@163.com。

2013年《杂交水稻》征订启事

《杂交水稻》是由国家杂交水稻工程技术研究中心和湖南杂交水稻研究中心主办的、对国内外公开发行的专业技术刊物，刊号：ISSN 1005-3956,CN 43-1137/S。获第二届国家期刊奖提名奖，为历届全国中文核心期刊、中国科学引文数据库(CSCD)核心库来源期刊、《中国核心期刊(遴选)数据库》收录期刊、中国科技论文统计源期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、《中国期刊网》和《中国学术期刊(光盘版)》全文收录期刊、万方数据资源系统数字化期刊群全文收录期刊、湖南省一级期刊、湖南省十佳科技期刊、全国优秀科技期刊、中国期刊方阵双效期刊。主要宣传报道我国及国外杂交水稻研究、应用中的最新成果、进展、动态、技术经验和信息等。辟有专题与综述、选育选配、栽培技术、繁殖制种、新组合、基础理论、国外动态和简讯等栏目。

双月刊，大16开本，96页，逢单月出版，每册定价10元，年价60元。订阅办法：(1)可到当地邮局订阅，邮发代号：42-297。(2)直接向本刊杂志社订阅，另加收挂号费每个订户全年18元整。请将款邮至长沙市马坡岭远大二路736号《杂交水稻》杂志社或信汇中国农业银行长沙马坡岭支行，账户为湖南杂交水稻研究中心，账号18035801040000507(务请注明为杂交水稻2013年杂志款)，邮编410125，电话0731-82872955, 82872954，82872961；E-mail:jhybrice@2118.cn,zjsdzzs@163.com;http://zjsd.cbpt.cnki.net。

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