刘 勇,周 俗,刘 丽,陈莉敏,张 玉,刘 刚,道里刚,肖冰雪,史长光,李远忠,李世洪
(1.四川省草原科学研究院,四川 成都 611731; 2.四川省眉山市洪雅县农业和畜牧局,四川 眉山 620300)
青贮玉米是重要的禾本科饲草之一,营养价值高,牲畜喜食,在全国大部分地区均有种植,尤其黑麦草-青贮玉米轮作系统在农区占有较大比重。研究发现,青贮玉米病害主要有条形柄锈菌锈病(Pucciniasorghi)、大斑凸脐蠕孢大斑病(Exserohilumturcicum)、玉蜀黍平脐蠕孢小斑病(Bipolarismaydis)和玉米节壶菌褐斑病(Physodermamaydis)等4种[1-6]。4种病害造成青贮玉米减产、品质下降。近年来,随着青贮玉米人工种植面积不断扩大,4种病害在四川、贵州、云南等地种植区均有逐年加重的趋势,各病害在发病严重时导致青贮玉米减产10%~20%[7-9],重者达50%以上甚至颗粒无收。因此,培育和推广青贮玉米抗病性品种是青贮玉米病害绿色防控的主要任务。笔者在自然条件下调查10个青贮玉米品种的抗病性,并进行评价,以期为玉米抗病育种提供理论依据。
试验共收集10份青贮玉米品种,分别是玉草1号、玉草2号、玉草3号、郑青贮1号、豫青贮23、雅玉青贮26、雅玉8号、雅玉青贮04889、罗单6号和大天1号,其中,罗单6号和大天1号由云南大天种业有限公司提供,郑青贮1号、豫青贮23由河南省大京九种业有限公司提供,其余品种由四川西南科联种业有限责任公司提供。
试验于2017年4~9月,同时在四川省成都市大邑县韩场镇和眉山市洪雅县中堡镇两地进行。韩场镇辖区属于亚热带季风气候,气温温和湿润,雨量充足,年平均气温15℃,降水量在1 300 mm。洪雅县地处四川盆地西南边缘,属中亚热带湿润气候,年降水量1 435.5 mm,年无霜期307 d,年平均气温16.6℃。
翻地除杂,施用含N、P2O5、K2O各15%、总养分≥45%的复合肥93.5 g/m2作底肥,拔节期追施尿素22.5 g/m2。小区面积6 m×6 m,各小区间隔1 m,4次重复,设置试验小区共40个,使用面积1 960 m2。2017年4月22日小区播种,点播,行距为0.5 m,播种量60 000株/hm2,播深2~3 cm。于播种15日后开始调查各小区青贮玉米自然发病情况,以后每隔15 d调查1次。
每小区随机调查50株植株,调查整株病害发生情况,按公式计算[10]。
采用病害分级标准分类法对青贮玉米进行抗病性评价,参照文献[1]的标准对锈病严重度进行分级:0级无症状;1级,孢子堆覆盖叶面积<5%;2级,孢子堆覆盖叶面积5%~15%;3级,孢子堆覆盖叶面积16%~25%;4级,孢子堆覆盖叶面积26%~50%。剩余3种病害参照陈秀蓉等[8]的标准对其严重度进行分级:0级,无症状;1级,病斑面积<5%;2级,病斑面积占叶面积6%~20%;3级,病斑面积占叶面积21%~40%;4级,病斑面积占叶面积41%~70%;5级,病斑面积占叶面积71%以上。根据病级的不同,将青贮玉米品种分为3类:0~1级为抗病品种(0%~5%),用R表示;2~3级为中抗品种(6%~25%),用MR表示;4~5级为感病品种(26%以上),用S表示。
采用SPSS 18.0统计分析软件,经LSD多重比较法,对青贮玉米品种之间4种病害的发病率和严重度进行差异显著性分析。
青贮玉米不同品种对锈病的抗病性有较大的差异。青贮玉米锈病的发病率在0~35%,罗单6号和大天1号发病率最高,分别为26.2%和32.4%,与其余青贮玉米品种有显著差异;严重度在0~30,大天1号严重度最高,为28.1。病级分类和系统聚类分析方法表明,对青贮玉米锈病表现抗性(R)的品种有3个、中抗(MR)的有5个,感病(S)的有2个(表1)。
表1 青贮品种对锈病的抗性
注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同
不同青贮玉米品种对大斑病的抗病性有着较大的差异。青贮玉米大斑病的发病率在0~30%,玉草1号发病率最高,为27.5%,与其他青贮玉米品种有显著差异;严重度在0~30,玉草1号严重度最高,为26.8,与其余各品种有显著差异(表2)。
表2 青贮玉米品种对大斑病的抗性
病级分类方法表明,对青贮玉米大斑病表现抗性(R)的品种有4个、中抗(MR)的有5个,感病(S)的有1个。
不同青贮玉米品种对玉蜀黍平脐蠕孢小斑病的抗病性有着较大的差异。青贮玉米小斑病的发病率在0~30%,玉草2号发病率最高,为27.9%,与剩余品种有显著性差异;严重度在0~30,玉草2号严重度最高为25.7,与其余各品种有显著差异(表3)。
病级分类方法表明,对青贮玉米玉蜀黍平脐蠕孢小斑病表现抗性(R)的品种有6个、中抗(MR)的有3个,感病(S)的有1个(表3)。
表3 青贮玉米品种对玉蜀黍平脐蠕孢小斑病的抗性
不同青贮玉米品种对玉蜀黍节壶菌褐斑病的抗病性有着较大的差异。青贮玉米褐斑病的发病率在0~30%,罗单6号发病率最高为28.4%,与剩余品种有显著差异;严重度在0~25,罗单6号最高为24.9,与其余品种有显著差异。
病级分类方法表明,对黑麦草离孺孢叶枯病表现抗性(R)的品种有6个、中抗(MR)的有3个,感病(S)的有1个(表3)。
表4 青贮玉米品种对节壶菌褐斑病的抗性表现
青贮玉米是大株高秆作物,大斑病、锈病、小斑病等病害一旦大面积发生流行,田间防治病害难度较大,因此,青贮玉米病害的防治要以推广种植抗病品种为主。有关玉米病害的抗病性研究,学者们针对不同的病害类型,分别研究得到了陕西省商洛市抗大斑病品种4个和中抗品种7个[11-12],河北省农林科学院植物保护研究所抗小斑病品种24个和中抗品种4个[13],且安徽省抗小斑病品种在全省2010年、2011年和2013年审定品种中所占比例达45%~60%[13],西昌学院农业科学学院抗锈病品种6个和中抗品种10个[15]。
贺字典等[16]对57份美国GEM种质资源进行了田间自然发病条件下的抗病性鉴定,共发现玉米褐斑病37份抗病材料8份中抗性材料。试验表明,对青贮玉米大斑病等4种病害,大部分供试材料均表现了良好的抗性,所占比例达80%,诸多报道和研究的结论较为一致,值得在四川省推广及应用。
试验供鉴定的青贮玉米材料在四川省成都市和眉山市种植对4种病害抗病性表现良好,值得在四川省进一步推广及应用。对综合性表现好的品种,应加快选育,安排区试,加速推广,使其在生产上发挥作用。在选择应用时,应根据各地区的主要病害,有针对性地合理利用,扬长避短,因地制宜。抗病性鉴定工作,是为各育种部门提供品种材料的抗病性资料,促进快出品种、出好品种,建议提供鉴定的材料要保证材料的遗传同质性及种子质量,使鉴定结果准确可靠,便与利用。
玉米品种的田间抗病性鉴定与评价,由于研究目的不同,采用的方法有差异,如有研究者采用自然发病研究其品种的抗病性[16-18],也有采用人工接种的方法鉴定和评价品种的抗病性[19-23]结果也有一定差异。笔者采取自然发病对玉米各品种和组合进行抗病性研究,其主要目的是在与生产相结合的情况下,鉴定各青贮玉米品种对当地主要发生的病害的抗病性表现。试验采用自然发病方法,在大田试验因受环境、气候及土壤条件等诸多因素限制,与实际的抗病性可能有一定得差异,同时产量是评价抗病品种的重要经济指标,有待于进一步试验研究。
青贮玉米不同品种对不同病害的抗病性表现不同。10份青贮玉米材料对锈病表现抗性的品种有玉草1号、玉草2号和玉草3号,表现中抗的有郑青贮1号、豫青贮23号、雅玉青贮26、雅玉8号和雅玉04889;对大斑病病表现抗性和中抗的品种有9个,只有玉草1号感病;对褐斑病表现抗性和中抗的品种有9个,只有罗单6号感病;对小斑病表现抗性和中抗的品种有9个,只有玉草2号感病。因此,可以选择供试品种中高抗性材料作为亲本,培育青贮玉米大斑病、小斑病、锈病和褐斑病的抗病性品种。