向日葵籽粒锈斑形成机理研究

党继革 刘春海 王健维 李会国 李涛

文章编号： 1005-2690（2019）09-0042-02       中图分类号： S565.5       文献标志码： B

摘   要：向日葵籽粒锈斑严重影响了向日葵产业的发展，弄清其形成机理是向日葵产业发展的迫切需求。本研究通过3种药物试验，对5个向日葵产区蓟马数量与锈斑形成关系进行了分析和药物防治试验，结果发现减少蓟马数量能有效防治锈斑，蓟马数量与锈斑严重程度成正相关，证明向日葵籽粒锈斑是由蓟马为害形成的挫斑。

关键词：向日葵;籽粒;锈斑“水锈”;形成机理

向日葵原产于美国，具有耐盐碱、抗旱、耐贫瘠等特性，在我国主要分布在内蒙古、新疆、甘肃、黑龙江、吉林等省区[1]。向日葵集观赏、药用、食用等作用于一体，经济价值较高，发展前景广阔。近年来，随着向日葵种植面积不断扩大，病虫害越来越严重，严重影响其产量和质量，制约了向日葵行业的发展[2]。向日葵籽粒銹斑是发生在向日葵籽粒外壳上的一种“病斑”，俗称“水锈”。向日葵籽粒锈斑发生范围广，在全国各个向日葵产区均有发生，因产区和年份不同而异。向日葵籽粒锈斑严重影响了向日葵籽粒的外观商品性，严重者还会引起籽粒霉变，压低葵花籽粒的售价。行业内多数人认为锈斑由不明菌类侵染所致，但并无直接证据表明其发生机理，锈斑对食葵产业产生了严重影响，尤其限制了白籽向日葵产业的发展，因此研究向日葵籽粒锈斑形成机理迫在眉睫。

1   材料与方法

1.1  试验材料

锈斑在白葵品种中表现尤为致命，选取河北双星种业股份有限公司选育的白葵品种“S1312”作为试验材料。

1.2   试验方法

1.2.1   锈斑严重程度等级划分方法

为了使不同研究者间数据能够在同一水平进行比较，按照锈斑严重程度划分成不同等级，具体标准及划分方法见图1、表1。

1.2.2   锈斑成因的初步探究

通常认为锈斑为菌类侵染所致，但经过笔者研究团队细心观察，并非如此。为了确定锈斑的发生机理设计以下试验：选取杀菌药（多菌灵）、高毒杀虫剂（敌敌畏）、抗病毒药（氨基寡糖素）3种药。

在锈斑形成之前，开花初期进行喷药，每个处理喷药5株，设置对照只喷水、不加任何药物处理5株，喷药（水）后套塑料袋密封，待葵花成熟采收后按照表1标准统计锈斑严重程度。

1.2.3   蓟马数量与锈斑严重程度的关系探究

在葵花开花第3天高峰期随机选取同一品种地块20株葵花盘，使用高毒杀虫剂熏蒸然后套塑料袋密封，第二天统计袋中死蓟马数量，计算单盘平均值，等到葵花成熟采收后调查整个地块籽粒锈斑严重程度，按照表1的标准记载。通过以上方法进行不同葵花种植区的数据统计，并分析规律。

2   结果与分析

2.1   锈斑形成机理

观察发现锈斑的最早形成时期是在向日葵开花结束后的7 d内，进一步发现开花初期，大量蓟马分布在花瓣和小花间隙，开花结束后蓟马分布在籽粒间隙，猜想锈斑就是蓟马幼虫挫吸种皮汁液后留下的伤口。

设计3种不同种类药物试验，试验第2天发现高毒杀虫剂处理的袋子中有大量蓟马尸体。最终试验结果表明：用高毒杀虫剂处理的无锈斑（0级）（图2），多菌灵、氨基寡糖素以及对照处理均锈斑极多（4级）（表2）。通过试验以及仔细观察后确定了锈斑就是蓟马为害籽粒幼嫩外壳留下的挫斑。

2.2   蓟马数量与锈斑严重程度的关系

蓟马是昆虫纲缨翅目的总称，颜色呈白色、黄色或棕色，口器挫吸式，能挫破植物表皮，吸取植物汁液，还能取食真菌，传播植物病病毒[3]。

为了研究蓟马在花盘中的数量与锈斑严重程度间的关系，同时也是为了进一步证明锈斑是由蓟马为害所致，在2016—2018年间在5个葵花产区进行研究（见表3）。

由表3可知，随着花盘中蓟马数量的升高，锈斑严重程度随之升高，蓟马与锈斑共存，只要有蓟马的地方均有锈斑发现，蓟马少或没有蓟马的地方，锈斑也轻或无。2016—2018年石家庄和海南各地块单盘平均蓟马数量均较多，锈斑水平高，商品率低;赤峰和通辽地区平均单盘蓟马数量较少，锈斑级别低，适宜白葵生长。

图3可以更清晰直观地看出蓟马数量与锈斑水平之间的关系。平均单盘蓟马数量在100以下，锈斑水平≤3，平均单盘蓟马数量≥100，锈斑水平为级别3或4。整体呈先快速增长后平稳增长的趋势，达到级别4不再上升。

3   讨论

3.1   锈斑形成机理的发现

实际生产中锈斑多发地为阴雨严重地、重茬严重地块，传统认为锈斑是菌类所致，但使用各种杀菌药均无济于事，锈斑丝毫不见减轻。

本研究原理的发现使得锈斑问题得以解决。蓟马咬食后在幼嫩籽粒上形成挫斑，植物体自身发生伤口愈合反应形成瘢痕，由于不同品种的伤口愈合反应程度不同，因此锈斑可能表现出品种差异。花期遇到温暖干燥天气会增加蓟马繁殖量，进而锈斑严重程度会增加。成熟期遇阴雨天菌类发生严重侵染伤口，会导致锈斑加重，甚至籽粒霉变。重茬地块蓟马基数大，前茬大量若虫落入土中化蛹存活，花期虫数量巨大，新茬地蓟马较少，因此重茬地会比新茬地严重很多。

3.2   蓟马数量与锈斑水平的关系

根据观察蓟马具有昼伏夜出的特性，夜间出来取食，白天藏于花间隙，一般活动较少。蓟马因体型小，习性神秘，是昆虫入侵最隐秘的物种之一，也是全球最重要的农业害虫之一，对多种作物的种植者提出了重大挑战。部分侵入性蓟马能造成作物大面积损害，传播病毒性疾病[4]，其中传播的植物性病毒通常有托斯博病毒、伊拉病毒、卡莫病毒、索贝病毒和马克隆病毒属[5]。

温度是影响种群动态的重要环境因子。温度对西花蓟马、花蓟马存活和繁殖的影响研究有一定的进展，结果显示，两种蓟马对温度的适应能力不同，西花蓟马的适宜温度是22 ℃，花蓟马的适宜温度是25 ℃[6]。温暖、干燥气候有利于蓟马繁殖存活，花期为害向日葵籽粒形成锈斑，花期遇到温暖干燥天气会增加蓟马繁殖量，进而锈斑严重程度会增加。成熟期遇阴雨天加重蓟马挫吸伤口的感染，锈斑严重程度增加。

4   结论

通过研究团队细心观察以及试验验证，证明向日葵籽粒锈斑是由蓟马为害形成的挫斑。该试验成功筛选出影响向日葵锈斑的因素，促进病虫害的防治，有利于培育高产优质的白葵品种，进一步推动我国向日葵行业的发展。

参考文献：

[ 1 ] 刘胜利，陈寅初，李万云，等.新疆向日葵科研概况及发展建议[J].新疆农垦科技，2011（4）.

[ 2 ] 曹丽霞，徐利敏，云晓鹏，等.内蒙古地区向日葵主要病虫害发生现状及研究建议[A].内蒙古农业科技，2009 （6）：83-85.

[ 3 ] 张葵，杨建忠，王勇，等.蓟马[A].生物学通报，2008 （43）.

[ 4 ] JG Morse ，MS Hoddle.Invasion Biology of Thrips[J].Annual Review of Entomology，2006.

[ 5 ] David R Jones.Plant Viruses Transmitted by Thrips[J].European Journal of Plant Pathology，2005.

[ 6 ] 盖海涛，郅军锐，孙猛.温度对西花蓟马、花蓟马存活和繁殖的影响[J].植物保护学报，2011（38）：521-526.

（收稿日期：2019-07-15）