玉米丝黑穗病对玉米产量损失程度研究

高立起 石爱丽 董立 王书卿 梁士民 赵立新

摘要：为了进一步探明玉米丝黑穗病对玉米产量造成的损失程度，对5个感玉米丝黑穗病品种进行发病情况观察及对产量损失影响程度的测定。经2个试验点调查发现，每个品种感病后部分病株都有分化穗的能力，一般分化穗株占病株数0.51%~14.64%，并且分化穗全部在病穗上位叶。其中病株分化穗表现为可授粉穗能够正常结实，并有商品价值；可授粉结实但灌浆不足，无商品价值；可授粉仅有粒型但未能灌浆；分化穗未能授粉等类型。结果表明少量病株分化穗株具有一定的结实能力，病株分化穗株结实产量比病株率减少损失0.13%~1.27%，因此玉米丝黑穗病产量损失率小于发病率。

关键词：玉米；丝黑穗病；病株分化穗株；玉米产量；损失程度

中图分类号：S435.131文献标志码：A论文编号：2013-0911

0引言

玉米丝黑穗病自1919年在中国东北首次报道以来，20世纪70年代后期，玉米丝黑穗病成为中国春玉米产区的重要病害[1]。以北方春玉米区、西南丘陵山地和西北玉米区发病较重，近年来部分夏玉米区也有发生[2]。一般年份发病率在5%~10%，个别地块达60%以上，影响玉米产量的提高。通常认为玉米丝黑穗病发病率等于产量损失率[3]。20世纪80年代以来白金铠等主要对抗病品种鉴定利用、病菌生理生化、药剂防治方面研究报道较多，对玉米丝黑穗病关于产量损失程度研究未见报道[3-4]。笔者根据近年调查发现有部分玉米植株，出现病穗后在同株上位叶又可见发育的穗，且部分穗具有结实性。根据此问题进一步探明玉米丝黑穗病对玉米造成产量损失影响程度，为玉米丝黑穗病研究和育种应用提供依据[5]。

1材料与方法

1.1供试材料

选用感至高感玉米丝黑穗病品种：‘绿马201、‘方玉46、Q142、‘唐抗5号、‘L杂16[6]。玉米丝黑穗病菌2011、2012年采自承德县新杖子。菌种保存和菌土配制方法：病菌穗秋季晾干，不加温库房内越冬保存，冬后搓碎过筛，为菌粉[7]。

1.2试验设计及接菌

对所选品种采用大区种植，不设重复。试验地点选在历年来玉米丝黑穗病发病较重的区域丰宁县风山镇和承德县新杖子试验地进行[8]。为促使发病播种期比正常早播7~10天。菌土配制选择潮湿细土，菌土比例浓度0.2%。每穴播种2粒，播种后按穴覆盖配制好的菌土100 g[9]。出苗后不间苗自然状态生长，管理同生产田。

1.3病株分化穗株分级

为区分病株分化穗各类症状和产量表现，结合实际制定玉米丝黑穗病株分化穗株产量损失测定分级标准：0级为健株穗；1级为感病株，可分化穗有不同程度结实，籽粒饱满度是健株穗的80%~90%，具有商品价值；2级为感病株，可分化穗有不同程度结实，籽粒饱满度是健株穗的60%~70%，勉强够商品价值；3级为感病株，可分化穗有部分结实，籽粒灌浆程度差，色泽淡，籽粒秕，无商品价值；4级为感病株，可分化穗，授粉后籽粒未发育成健全粒，颜色极淡，无胚乳，粒型瘪；5级为感病株，可分化穗，未能授粉，只具有穗轴胚型[10]。

1.4调查测产方法

田间调查在9月初玉米乳熟期开始调查丝黑穗发病、株高等情况，并对发病株病穗上位分化穗的植株进行标记。玉米成熟时单穗收获，干燥后单穗室内考种、测产、统计。

1.5数据分析

产量结果计算方法，健穗标准计算产量：健株穗（设为对照）穗粒重(kg)为30穗的平均值；总折合产量=实际调查总株数×健穗平均粒重；减产率（病株率）=(病株数×健穗平均粒重/总折合产量)×100%。

病株分化穗株结实计算产量：1~2级结实穗数为1、2级穗数之和；1~2级总穗粒重=1级穗数×平均穗粒重+2级穗数×平均穗粒重；减除1~2级后减产率=[(病株数×平均健穗粒重-1、2级总穗粒重)/总折合产量] ×100%；比病株率计产减少损失=[减产率（病株率）-减除1~2级后减产率/减产率（病株率）]×100%。

2结果与分析

2.1玉米丝黑穗病发病率及病株分化穗株

表1结果表明，5个品种在承德、丰宁两点玉米群体株数500~5000株均不同程度感玉米丝黑穗病，发病株率从低到高一般在7.01%~56.85%；发病率最高的品种是‘绿马201，两点分别是49.03%和56.85%。各品种在发病株中均有病株分化穗株，说明此现象不是某一品种的特殊性，是所有感病品种的共同特点。5个品种病株分化穗株占发病株的0.51%~14.64%，平均为5.20%；尤以承德点‘方玉46病株分化穗株最高，占病株10%以上。经观察发现病株分化穗株的分化穗100%在病穗上位叶。根据玉米穗分化特性玉米上位穗是先分化依次向下，结果证明同一植株病穗争夺养分能力大于健穗[11]。

2.2病株分化穗株各级分布

表2结果看出，不同年份，不同地点5个品种综合平均值占分化穗株分布为1级9.03%，2级8.39%，3级17.33%，4级25.63%，5级39.71%。‘方玉462012年与2013年2个调查点病株分化穗株1~5级分布都呈随级别增高相应值递增，分化穗不能结实穗数值增加，与综合平均值趋势一致。‘绿马201承德丰宁两点分别在1级的为100.00%和42.86%，分化穗结实率较高。‘唐抗5号也基本与综合平均值趋势一致。‘Q杂142和‘L杂16因分化穗株数偏少，看不出规律性[12]。

2.3玉米丝黑穗病株分化穗产量

按常规方法计算玉米丝黑穗病减产损失率，病株率即为产量损失率。表3结果表明，‘方玉46承德2012、2013年和丰宁按病株率计减产率分别是12.51%、22.39%和28.34%；减除病株分化穗产量后，实际减产率分别是12.47%、22.33%和28.27%，比病株率计产，减少损失率分别是0.32%、0.27%和0.25%。‘绿马201承德和丰宁2013年按病株率计减产率49.03%、和56.86%；减除病株分化穗产量后，实际减产48.53%和56.14%，比病株率计产，减少损失率1.02%和1.27%。‘唐抗5号承德和丰宁2013年按病株率计减产率10.54%和23.19%；减除病株分化穗产量后，实际减产10.44%和23.16%，比病株率计产，减少损失率0.95%和0.13%。‘Q杂142承德和丰宁2013年按病株率计减产率,7.01%和17.92%；减除病株分化穗产量后，实际减产6.99%和17.86%，比病株率计产，减少损失率0.29%和0.33%。‘L杂16承德和丰宁2013年按病株率计减产率23.93%减除病株分化穗产量后，实际减产23.88%，比病株率计产，减少损失率0.21%。总之，从5个品种结果看，同一品种不同地点，都表现出病株分化穗结实有一定产量，病株率大于产量损失率[13]。

2.4玉米丝黑穗病株分化穗株与产量相关性状

表4结果显示，玉米丝黑穗病株分化穗株与产量相关性状如植株高度、穗粒重和百粒重等产量性状显著低于健株穗，在5个品种中同一品种不同年份间，同年度不同品种，同品种不同地点株高均表现是健株>病株分化穗株>典型病株，综合平均值也是病株分化穗株株高介于健株与典型病株中间位置[14]。综合平均穗粒重结果健株211.9 g，病株1级分化穗株86.0 g，比健株低59.41%；病株2级分化穗株31.7 g，比健株低85.04%。百粒重结果，健株平均37.6 g，病株1级分化穗株27.1 g，比健株低27.93%；病株2级分化穗株17.7 g，比健株低52.93%。3级分化穗籽粒灌浆极差，无商品价值；4级分化穗虽授粉未能灌浆；5级穗未能授粉，产量性状为0，故不参加计算。

3结论与讨论

做为春播区玉米主要病害之一的玉米丝黑穗病，20世纪80年代以来白金铠等主要对该病的发生规律、病菌生理生化、抗病品种鉴定利用、药剂防治等方面研究报道较多，对玉米丝黑穗病关于产量损失程度方面研究未见相关报道。本项研究依据5个感玉米丝黑穗品种2个调查点的研究结果，每个品种都不同程度表现出病株分化穗株现象，5个品种总体结果是病株分化穗株占病株0.51%~14.64%。表明所调查品种普遍有病株分化穗株部分结实穗现象。品种间病株分化穗株，可结实穗株等类型均表现出明显差别。

在调查中发现病株分化穗株有部分可授粉穗能够正常结实，并有商品价值；可授粉结实但灌浆不足，无商品价值；可授粉仅有粒型但未能灌浆：分化穗未能授粉等4种表现类型。本研究在此基础上根据分化穗是否能够结实有一定产量和无产量等相关特征，将四种类型划分为1~5个级别。1、2级病株分化穗株结实穗籽粒能够正常成熟，虽然穗偏小，百粒重比正常穗低，但可获得一定产量，具有商品价值，并参与产量计算，减少了产量损失程度。3~5级因灌浆程度差没有完全形成籽粒和虽然分化穗但未能授粉灌浆，未获得产量，不参与产量计算。由此得出致病株分化穗株结实产量比病株率（减产率）减少产量损失0.13%~1.27%。因此，病株分化穗株部分结实穗能正常成熟具有一定产量，表现出产量损失率小于发病株率的结果。

经过对5个玉米品种标记观察，病株分化穗全部在病穗的上位叶；根据玉米穗分化特点可分化穗是先于病穗分化，或与病穗同时分化的，但玉米抽穗后由于病穗争夺营养能力比分化穗强，由此造成不能正常授粉、灌浆结实。即使能够结实穗，穗粒重和百粒重等与产量相关性状显著低于健株穗。如分化穗1级平均为86 g，比健株穗低59.41%；2级分化穗31.7 g，比健株低85.04%。百粒重，健株平均37.6 g，分化穗株1级27.1 g，比健株低27.93%；分化穗株2级17.7 g，比健株低52.93%。由于受感病植株自身条件和生长环境等诸多因素影响，致使分化穗表现出授粉灌浆不能正常生长发育，以致出现病株分化穗表现为可授粉穗能够正常结实、灌浆不足秕粒和不能授粉穗等类型[15]。

多数研究报道均是提到丝黑穗病发病率高低，通常认为病株率即为产量损失率，笔者认为虽然在病株中可分化穗株、成穗结实量占比率较小，生产中可以忽略不计此问题。但毕竟是玉米丝黑穗病病害症状表现的客观存在，对于玉米丝黑穗病研究和育种应用有一定的参考价值。因此，在玉米丝黑穗病发病症状描述时除有典型病株外，同时还有病株分化穗株中部分可授粉穗能够正常结实，并有商品价值；可授粉结实但灌浆不足，无商品价值；可授粉仅有粒型但未能灌浆：分化穗未能授粉等4种表现类型[16]。根据4种表现型的出现，在表述玉米丝黑穗产量损失时建议定位为产量损失率小于或接近病株率较为妥当。关于在玉米丝黑穗发病株中出现分化穗株，并有以上多种类型是由哪些因素控制的，有待进一步深入研究探讨[17]。

参考文献

[1] 金振国.不同环境条件对玉米丝黑穗病发病率的影响[J].种子世界,2011(9):30-31.

[2] 石爱丽,高立起,张玲,等.夏玉米丝黑穗病菌保存环境与致病力关系研究[J].河北农业科学,2013,17(2):64-67.

[3] 李莉,贾立辉,朴红梅,等.玉米抗丝黑穗病的研究进展[J].玉米科学,2008,19(6):136-138.

[4] 苏前富,王巍巍,宋淑云,等.防治玉米丝黑穗病种衣剂的筛选试验[J],吉林农业科学,2009.34(5):33-34.

[5] 董立,马继芳,郑直,等.3种拌种剂防治玉米丝黑穗病的效果比较[J].中国植保导刊,2012.32(1):52-53.

[6] 白艳丰.玉米丝黑穗病抗性遗传规律应用分析[J].玉米科学,2009,17(6):124-126.

[7] 曹士亮,玉米丝黑穗病遗传育种研究进展[J].黑龙江农业科学,2009(6):157-159.

[8] 张小飞,高增贵,庄敬华,等,玉米丝黑穗病菌致病性分化研究[J].玉米科学,2010,19(2):100-103.

[9] 李宝英,郑铁军,郭玉莲.土壤温湿度及播种期对玉米丝黑穗病发生的影响[J].植物保护,2006(2):121-123.

[10] 张庆文,王一峰,徐佳.玉米丝黑穗病的发病原因与综合防治[J].种子世界,2011(5):31.

[11] 石云素等编著.玉米种质资源描述规范和数据标注[M].北京:中国农业出版社,2006.

[12] 高增贵,张宝艳,张小飞,等.玉米丝黑穗病菌对植株体内内源激素水平改变的影响[J].玉米科学,2011,19(2):80-83.

[13] 马军韬,王殿修,官秀杰,等.6省区玉米丝黑穗病菌遗传多样性分析[J].玉米科学,2008,16(6):139-143.

[14] 刘显君,王振华,刘长华,等.东北地区玉米丝黑穗病菌类型分化的初步研究[J].玉米科学,2008(6):103-107.

[15] 左淑珍,靳学慧,李洪雨,等.玉米丝黑穗病的抗源鉴定及抗性遗传研究[J].黑龙江农业科学,2012(4):8-12.

[16] 郑铁军,李宝英,郭玉莲.玉米丝黑穗病致病力分化研究[J].玉米科学,2006(3):171-175.

[17] 檀国庆,邢跃先,徐明良,等.玉米丝黑穗病带菌现象的发现与验证[J].玉米科学,2009,17(3):120-123.