2000-2019年间我国小麦赤霉病药剂防治效果的分析评价

2020-11-02 02:16邵芳荣
农业灾害研究 2020年4期
关键词:小麦赤霉病化学防治

邵芳荣

摘要 近年来小麦赤霉病在世界范围内呈加重发生的趋势。为了保障国家粮食安全,多地围绕小麦赤霉病防治开展了大量田间试验。从中国知网上检索到2000—2019年间发表的超过350篇相关论文,防治试验在2010—2019年间显著增多,占发表总数的89.35%。苏皖两省的报道最多,占64.33%。化学药剂防治仍是生产上广泛采用的防治手段,占使用药剂种(次)数的95%以上。对这些数据进行梳理和分析,显示现有登记用于小麦赤霉病防治的药剂(包括单剂和混剂)均对该病有防治效果,实际的防效取决于试验时作物的发病压力和相应防治措施的选择,“种对的品种,做对的判断,找对的药剂,用对的方法”几方协同发力才能取得对小麦赤霉病“对的防效”。

关键词 小麦赤霉病;抗病品种;健身栽培;预测预报;化学防治

中图分类号:S435.121.45 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2020)04-0-04

DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.012

1 小麦赤霉病的发生和影响

我国是世界上最大的小麦生产国和消费国,目前年产量超过1.3亿t(2019年总产1.3 106亿t,占全年粮食总产的19.7%)、年消费量超过1.2亿t(2018年消费总量1.2 226亿t),稳定的小麦产能供给对满足民众的食物需求、保障国家长治久安均具有十分重要的作用。

近年来,受全球性气候变化、耕作制度调整及农业生产技术变革等多方面因素的影响,小麦赤霉病(Fusarium head blight,scab)的发生呈愈来愈广泛和愈来愈严重的趋势。不仅欧美的小麦产区发生程度和流行频率在不断加重,在我国原本多见于长江中下游和东北春麦区的这一真菌性病害,也正逐步走向“北扩西移”的路线,江淮流域小麦产区成为赤霉病的多发区和重发区,黄淮北片麦区甚至北部冬麦区也均呈常发态势[1-2]。

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw)等多种镰刀菌引起的一种真菌性病害,主要在小麦扬花初期侵染。病原侵染后在穗部扩展,在籽粒灌浆成熟过程中不断繁殖生长并在籽粒中产生多种真菌毒素,包括脱氧雪腐镰孢菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)、雪腐镰孢菌烯醇(Nivalenol, NIV)和玉米赤霉烯酮(Zearalenol, ZEN)等。这些毒素通过食物链进入人体或牲畜体内后,会造成肌体免疫力下降、致畸致癌、孕妇流产等多种不良反应,对人畜健康有着严重危害。我国为此设置了小麦、玉米等粮食中DON含量不超过1 mg/kg、小麦赤霉病病粒率超过4%时则禁止食用的质量安全阈值。

20世纪以来,我国小麦赤霉病为害情况不断加剧。2000—2019年小麥赤霉病年均发生面积高达6 552.45万亩,见病比例平均达18.22%。其中2000—2009年平均发生面积5 299.5万亩,见病比例15.16%;而2010—2019年平均发生面积增加到7 805.4万亩,见病比例也提高到21.29%,并且出现2003、2010、2012、2015、2016、2018等几个大发生年份,显示小麦赤霉病扩大流行和加快发生的趋势。

由于赤霉病的加重,世界各受影响国均对其治理开展了大量研究。我国在小麦赤霉病流行学、病理学、抗病育种、抗病基因发掘、综合治理技术等方面的研究,均处在世界先进水平[3]。特别是在抗性种质资源的筛选、创制和利用方面,我国从“九五”时期开始系统开展相关研究,至今已获得较大研究进展,为今后有效减少赤霉病危害奠定了较好基础[4-6]。

2 近20年小麦赤霉病药剂防治的整体情况

2.1 田间防治试验报道数量

由于赤霉病对小麦生产的影响逐渐增大,同时威胁到小麦数量和质量安全以及相关产业的发展,因此我国各受影响地区的相关部门开展了大量药剂防治试验,发表了众多相关防治结果。从中国知网搜索引擎上检索到近20年来与小麦赤霉病防治有关的研究论文有350多篇(其中包括一些数据重复发表的文献)。

通过按发表年份进行的梳理,发现我国有关小麦赤霉病田间防治的试验结果发表(发布)存在明显的年度间差异,2000—2009年间收录的相关试验结果较少,年均可检索文献数仅为3.8篇。但在2010年以后却检索获得大量的防治试验结果,年均可检索文献数增至8.9篇,特别是在2015—2019年的5年间,年均更是达到12.8篇(图1)。这说明小麦赤霉病防治越来越受到关注(该情形可能与2010、2012两年度大发生的状况有关)。

2.2 报道来源地区分布

以论文(报道)第一作者单位进行梳理,显示这些结果的承担单位分布在全国16个省(市),大体折射了不同小麦产区不同的赤霉病发生风险和为害状况(图2)。

已有报道中以江苏省发表的试验结果为最多,占总论文数量的40.17%;其次为安徽省,占比24.16%(两省合计占到发表结果总量的64.33%)。苏皖也是现阶段小麦赤霉病为害风险最大、影响最明显的两个小麦主产省。其次是河南报道占比7.86%、湖北占比7.30%、陕西占5.34%、上海占5.06%、山东占3.93%、浙江占2.81%(这6个省共计占比32.20%)。而来自四川、湖南、河北、黑龙江、北京、重庆、贵州、吉林等8省(市)的报道很少,仅占3.37%。

3 药剂选择和使用的情况

3.1 主要使用药剂种类

检索到的350余篇关于小麦赤霉病田间防效的中文报道中,总计给出了1 557种(次)防治药剂的防效结果(包含生物制剂60种、次,以及生物+化学制剂10种、次)。绝大多数结果是以化学防治为主,涉及药剂的筛选、施药时期和方式对比、调查时期、对品种的不同效果等方面(涉及生物制剂的应用频次占比仅为4.50%)。涵盖目前登记用于小麦赤霉病的所有制剂产品,涉及多菌灵、甲基硫菌灵、戊唑醇、咪鲜胺、福美双、三唑酮、氟环唑、己唑醇、硫黄、井冈霉素、烯肟菌酯、氰烯菌酯、丙硫菌唑等相关的活性成分[7-9]。

按试验药剂使用频次来看,以多菌灵、氰烯菌酯、戊唑醇、咪鲜胺、丙硫菌唑、三唑酮等6种单剂的使用频次为最高,贡献了全部防效数据中的32.76%(包括专门针对这些药剂的防效试验、以及验证其他药剂防效时作为对比药剂的试验结果)。复合制剂以多·酮、戊唑·咪鲜胺、多·戊、戊·福美双、氰烯·戊唑醇、咪鲜·甲硫灵、咪锰·多菌灵等使用频次为最高,贡献了全部防效数据中的33.20%(图3)。这些均是目前生产上普遍推广使用的小麦赤霉病防治药剂。

3.2 单剂田间防效评价

尽管各报道显示不同药剂对小麦赤霉病产生不同的田间防治效果,以期将防效较好的药剂作为推荐药剂用于指导生产者使用。但综合全部试验结果,发现丙硫菌唑、氰烯菌酯、多菌灵、咪鲜胺、三唑酮、戊唑醇等6种使用频次较高的单剂的平均病穗防效分别为82.55%、71.38%、65.07%、65.02%、62.59%、59.83%;平均病指防效分别为88.19%、74.54%、68.42%、69.29%、66.07%、67.80%。各药剂防效的变化范围均十分明显,除了丙硫菌唑、三唑酮因报道结果的数量相对较少,导致防效变幅相对较小外,其他4种单剂的防效结果基本都分布在不足10%或超过90%的范围内(图4)。

从长期、多年、多点、多试验的结果看,上述单剂的赤霉病防效一般在60%~70%之间,说明在适宜的发病压力背景下,这些药剂采用正确的施用方法均可以获得较理想的防控效果,除非在特定的背景下(如区域内病原菌已对某种药剂产生明显的抗药性),否则从大数据层面看其防效差異并不明显。

3.3 复合药剂的田间防效评价

同样发现,氰烯·戊唑醇、咪鲜·甲硫灵、戊·福美双、多·戊、戊唑·咪鲜胺、多·酮等6种使用频次较高的混剂的平均病穗防效分别为74.33%、68.67%、67.19%、66.17%、63.08%、61.96%;平均病指防效分别为80.87%、73.08%、71.25%、67.01%、70.14%、67.40%,已有报道的防效结果基本分布在10%左右到超过90%的范围内(图5)。

与单剂施用的效果相比,似乎混剂的施用并不能带来明显的效果提升,从多年多点试验的结果看,平均防效一般仍在60%~70%的区间内。但考虑到单剂长期使用的病原菌抗性水平的提升(如已证实的多菌灵、诱导获得抗氰烯菌酯的菌株等),混剂仍具有推荐的优势(同时混剂的另一大优势是还有其他病害的兼治效果)。

3.4 病穗防效与病指防效的相关性

多数结果均统计了药剂处理的保穗效果(即减少病穗比例)和降低严重程度(即降低病情指数)两种防效。从大数据分析角度而言,最近20年的药剂防效结果中,病穗防效(防侵染效果)与病指防效(防扩展效果)存在显著的正相关性关系,相关系数均在80%左右(图6~7)。

结果分析说明,尽管各药剂防治试验均对所采用的不同处理药剂进行防效分析,也发现差异性结果,但从大数据角度而言,现有登记用于小麦赤霉病防治的化学药剂间的差异相对较小,单次试验防效与当年当地气候、应用品种、施药时期、用药方式、调查时期等有很大关系。这些药剂的病穗防效与病指防效相关性明显,达80%左右的一致性。因此在今后的防效调查中,可以采用其中一种调查指标即能较准确衡量所用药剂和防治作业的效果。

4 讨论

英国研究人员根据气候变化的模型进行预测,显示我国中部地区小麦赤霉病在2020—2050年间仍将保持扩大发生的趋势,我国围绕小麦赤霉病防控技术的研发仍存在继续加强的必要。

小麦赤霉病发生预测预报的准确性仍有待进一步提高(主要涉及区域的精准天气预测和预报)。在预测预报尚不能十分精准预判某年、某地、某品种的实际发生风险的情况下,任何防治措施都存在一定的主观性和低效性。

单纯依赖品种抗性对抗小麦赤霉病目前还存在几个问题:(1)抗性品种仍相对缺乏,生产上大面积种植的品种仍以敏感品种为主;(2)目前抗性表现相对较好的品种在高发病压力的环境中也难以充分发挥其遗传抗性,通过栽培措施(如健身栽培、调整适宜播期、构建优良的田间环境等),尽管可以在一定程度上减轻病害发生的压力,但具体的可操作模式仍在探索完善之中;(3)小麦赤霉病由多种镰刀菌引起的非专性寄生病害,同时还分别涉及抗侵染、抗扩展、抗毒素积累、抗产量损失等多种不同的抗性机制,“基因对基因”的遗传抗性在很多情况下效果有限[10-12]。

生物制剂目前也获得一些,也有一些防效结果的报道。但由于生物制剂自身对环境的特异性需求,当环境条件难以有效满足时,其控病防病的实际效果也难以保证,生产中的实际利用也较少。因此,小麦赤霉病目前仍以化学药剂防治为主导。

在药剂防治过程中,目前登记用于小麦赤霉病防治的药剂均具有较好的控制表现,种植者可以根据当地市场供应情况选择合适的防治药剂。但应用时需考虑由于病原菌自身适应性变异所带来的抗药性问题,老的药剂随时间的延长可能会降低其防治实效,如多菌灵的防效在一些地区有所降低,氰烯菌酯的控制效果也存在降低的风险[13-18]。为此,不长期采取单一药剂进行小麦赤霉病田间防治是用药推荐的重要原则。

由于药剂防治的实际效果与多种因素有关,包括用药区域在发病敏感时期的天气状况、品种自身抗性水平、作物生长情况、用药时期、用药量、用药次数等都对最终控制效果产生大的影响。综合众多结果看,小麦赤霉病适宜的用药防治时期在齐穗后到初花期前后,过早或过晚均不利药剂防效发挥,用药量也以稍大剂量为宜(特别是首次防治时建议保证充足的药量),盲目减药可能会带来防治效果下降的风险。喷药液量也需要注意,药液量不足难以做到穗层的全面覆盖,但药液量过大则有可能增加穗层湿度反而对控病不利。用药次数也没有明确的规定,种植者应根据各自品种、小麦抽穗扬花之后持续的天气监测、首次防治的质量(包括时间把握、剂量把握等)、区域内连续多年赤霉病发生普遍程度和严重程度等,因地制宜进行确定,以避免不必要的浪费,减缓病原菌抗药性变异的出现,减少粮食中农药的残留。

药品的选择本身也存在差异。由于登记用于小麦赤霉病防治的药剂数量多、生产厂家较多、剂型也各不相同,甚至可能存在含量不足、质量不过关的潜在隐患,因此应选择可靠厂家的产品,以保证用药的质量,避免出现产量损失和资金浪费。

总之,小麦赤霉病的防控在未来仍是小麦生产中的关注焦点,种植者需要“种对的品种,做对的判断,找对的药剂,用对的方法”对小麦赤霉病进行科学合理的控制,以降低风险,提高效益。

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责任编辑:黄艳飞

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