播期与密度对棉花黄萎病的影响

郭志军， 冯自力

(中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳 455000)

棉花黄萎病是一种土传真菌维管束病害，前人研究结果表明大丽轮枝菌(VerticilliumdahliaKleb.)是我国棉花黄萎病的主要致病菌[1]。大丽轮枝菌具有寄主范围广、存活时间长、易受寄主变化和环境影响而产生新生理小种的特点，以致棉花黄萎病在实际生产中很难被彻底根治[2-3]。棉花黄萎病的发生一般会导致棉花减产10%～30%，严重棉田减产可达80%以上，甚至绝收，严重威胁和阻碍着棉花生产的发展。

长期生产实践表明，选育并种植抗病品种是防治棉花黄萎病的一种高效措施，但选育抗病品种周期较长，进展较慢[3-4]。前人也尝试过农业防治、化学药剂防治、生物防治以及有机肥防治等方法，虽取得了一些成效，但都有一定的局限性，不适合在生产中大面积、长期应用[5]。目前，通过调整栽培措施对棉花黄萎病进行防治的报道尚不多见。孙君灵等研究发现，适当晚播会使棉花黄萎病的侵染和扩展受到抑制，黄萎病发生较轻[6]。刘存敬认为，黄萎病病情指数并未随着播期的改变而呈现出规律性变化[7]。本研究分别设置2个播期试验和1个密度试验，研究播期和密度对棉花黄萎病的影响，论证通过调整播期和种植密度对棉花黄萎病进行防治的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为转Bt基因早熟常规棉品种——中棉所50，转基因抗虫常规棉品种——中棉所60。

1.2 试验设计

2017年于河南省安阳市白璧镇中国农业科学院棉花研究所试验农场东场试验基地(以下简称东场)和南场试验基地(以下简称南场)开展播期和密度试验，试验地均为黏性土壤，肥力较高且均匀，中等致病田。田间管理同当地常规大田棉花生产管理。

2个播期试验和1个密度试验中，每个处理均设3个重复，每个重复6行区，8 m行长，等行距0.8 m，田间随机区组排列。播期试验播种密度为7.5万株/hm2，密度试验播期为5月1日。

播期试验(1)：在东场，以中棉所50为供试材料，设置5个播期处理，即5月15日、5月26日、6月5日、6月16日、6月26日。

播期试验(2)：在南场，以中棉所50和中棉所60为供试材料，分别设置5月1日、5月26日、6月16日3个播期处理。

密度试验：在东场，以中棉所60为供试材料，设置5个密度处理，即7.50万、11.25万、15.00万、18.75万、22.50万株/hm2。

1.3 病害调查

于8月中旬黄萎病发生高峰期，每个小区选取中间4行，按照全国统一病情分级标准(表1)进行调查，计算病情指数[8-9]。

病情指数=(∑级数×每级的病株数/调查总株数×4)×100%。

表1 棉花黄萎病5级划分标准

1.4 数据分析

采用Excel 2010和Statistix 8.1分析软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同播期下棉花黄萎病发生情况

由图1播期试验(1)的结果可以看出，不同播期下中棉所50的病情指数排序为5月15日>5月26日>6月5日>6月16日>6月26日，其中以5月15日发病最严重，病情指数为61.2。随着播期的推迟病害发生逐渐减轻，6月26日晚播的棉花发病最轻，病情指数为27.7。方差分析表明，6月26日播期的病情指数显著低于前4个播期，其中3个播期的病情指数均低于5月15日播期的病情指数，但差异不显著。结果表明，推迟播期可有效减轻棉花黄萎病危害的发生。

图2播期试验(2)结果表明，供试材料中棉所50、中棉所60在不同播期下的病情指数排序均为5月1日>5月26日>6月16日，也呈现出随着播期的推迟，棉花病害发生严重程度逐渐减轻。方差分析结果表明，2个品种6月16日播期的病情指数均显著低于5月1日播期的病情指数，5月26日播期的病情指数也低于5月1日的病情指数，但差异不显著。结果表明，推迟播期可以有效减轻棉花黄萎病危害的发生。

2.2 不同播种密度棉花黄萎病发生情况

图3密度试验结果表明，不同密度处理下病情指数排序为11.25万株/hm2>7.50万株/hm2>15.00万株/hm2>18.75万株/hm2>22.50万株/hm2。在11.25万株/hm2密度下，棉花黄萎病发生最重，病情指数为40.0，其次是7.50万株/hm2；当种植密度高于11.25万株/hm2时，随着播种密度的增加，棉花黄萎病病情指数逐渐减轻；18.75万株/hm2密度下的病情指数显著低于11.25万株/hm2密度处理的病情指数；当种植密度达到22.50万株/hm2时，病情指数显著低于密度为7.50万、11.25万、15.00万株/hm2的病情指数。结果表明，当种植密度高于11.25万株/hm2时，增加棉花的种植密度可以减轻棉花黄萎病危害的发生。

3 结论与讨论

3.1 播期对棉花黄萎病发生的影响

目前，播期对棉花黄萎病发生影响方面的研究较少，张贵研究表明，推迟向日葵播期可以降低向日葵黄萎病的发生程度[10]；孙君灵等认为，适当晚播，棉花黄萎病发生较轻[6]。本研究通过设置2个播期试验，即1个品种、5个播期处理和2个品种、3个播期处理，并且是在相隔距离较远的2个地块来开展，以此来削弱品种和局部环境对抗病鉴定结果的影响。2个播期试验结果均表明，随着播期的推迟，可减轻棉花黄萎病危害的发生。大量研究表明，氧化还原酶如过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等在棉花黄萎病抗性反应中起着重要作用[11-14]，而且棉花在不同生长发育时期，代谢产生的氧化还原酶的数量和酶的活性均会发生变化[15-16]。随着播期的推迟，冠层微环境的改变以及棉花生长发育状况也都可能影响棉花黄萎病的发生和发展。因此，综合以上结果，笔者推测，随着播期的推迟，晚播品种较早播品种生育进程延迟，在发病高峰期，晚播棉花相比早播棉花植株年轻健壮，抗病能力强，因此感病植株较少；另外，推迟播期也可能会促使发病高峰期棉花体内氧化还原酶含量增加，进而增强棉花的抗病能力。推迟播期呈现出的抗病性，也许并非是真正意义上的抗病，而是一种避病现象。

播期试验(1)中，6月26日播期下的病情指数显著低于其余4个播期，防治黄萎病效果显著。然而实际生产中，推迟至6月26日播种，必然导致收获时多数棉铃无法正常成熟吐絮以致影响产量。虽然过迟播种不太现实，但是每推迟一段时间，病情指数确实有逐渐降低的趋势。刘国栋等研究表明，适当晚播可以提高早熟性棉花品种的产量，能提高特定类型棉花品种的铃质量，还可以提高棉花品种的纤维长度[17]。王香茹研究认为，在黄淮海流域综合考虑机采棉对株型、产量、纤维品质和早熟性的要求，建议机采棉的播期推迟10 d左右[18]。因此，推迟播期不一定会减产、减收。在大田生产中，即使播种过迟会对产量和品质产生一定的影响，但推迟播期可以减轻黄萎病发生的危害，还可以挽回部分产量损失，若能在生产实际中找到一个平衡点，可有望通过推迟播期来实现防病增收。

3.2 密度对棉花黄萎病发生的影响

本研究中，当密度大于11.25万株/hm2时，随着密度的增加，病情指数逐渐降低。刘存敬也发现，随着密度的增加，无论发病株率还是病情指数均呈下降趋势[19]。尽管密度试验仅有1年1个点的数据，但也得到了与前人研究相一致的结果[19]，以相互印证。究其原因，可能在于随着密度的增加，群体结构和冠层结构均有所改变，比如为了争光导致植株变高、空气流通不畅、冠层温度升高等[20]，促使棉花产生了更强的抗病性，延缓了黄萎病菌的繁衍速度，最终导致高密度处理下的棉花抗病性有所增强。

棉花黄萎病的发生和发展受很多因素影响，如环境、病原菌生理小种的变异、品种自身的抗病性、病原菌与寄主互作[21-26]等。因此，针对本研究结果的具体理论机制有待进一步的研究证实。

综上所述，通过推迟播期和增加播种密度来防治棉花黄萎病，具有一定的可行性。因此，笔者建议，育种家可尝试加强对早熟、耐密植2个性状的选择力度，并结合推迟播期和加大播种密度的栽培措施来进行品种鉴定，以实现对早熟、高产、优质、抗病的协同选育。此外，在黄河流域推迟播期，还有利于实施麦后直播，以解决粮棉争地的矛盾，同时加大播种密度也和当前机械化收获所倡导的合理密植相契合。