孔德章,韦启迪
(贵州省农业科学院 农作物品种资源研究所,贵州 贵阳 550006)
荞麦属于廖科荞麦属的药食两用保健作物,起源于中国西南地区,在贵州地区种植广泛,尤其毕节、六盘水等高寒山区更为适宜。荞麦是贵州极具竞争力的区域性产业之一,是贵州多个县的扶贫产业[1]。荞麦产品因其良好的口感和极佳的保健价值越来越受到人们的喜爱,荞麦产业随之发展壮大。同时,荞麦病虫害对其产量和品质的影响也逐渐突显出来。笔者对荞麦病虫害的特征特性及防治措施进行阐述,以期为荞麦产业发展提供参考。
关于荞麦病害的研究国外起步较早,早在1892年,KRIEGER[2]发现主要危害荞麦地上部分的荞麦轮纹病病原为茎点霉属(Phoma)的Phomacalorpreferens,而荞麦病害在我国的报道始见于1966年出版的《吉林省栽培植物真菌病害志》[3]。目前已报道的荞麦病害近20种,主要为真菌病害(多达14种),还包括细菌病害(1种)、病毒病(3种)和线虫病(1种)[4]。
1.1.1 发病症状 引起荞麦立枯病的病原菌为立枯丝核菌(RhizoctoniasolaniKühn)。主要危害地下种子或幼苗基部。已萌发而尚未出土的种子被感染后,表现为黄色或褐色,甚至会导致腐烂。幼苗感病后初期症状为幼苗茎基部出现椭圆形或不规则暗褐色病斑,感病后期病部组织内陷,严重导致幼苗萎蔫甚至死亡[5];而赵江林[6]研究发现,荞麦染病部位出现水泽状,随后逐渐腐烂坏死,最终导致病苗倒伏死亡。
1.1.2 发病原因 荞麦立枯病病原菌腐生性强,多借助土壤或荞麦残体越冬,少数寄居在种子表面或种子组织中。荞麦病残体、带菌种子和土壤等均可成为该病的初侵传染源。温度过高或过低、植株密度大、地势低洼、排水不良、土壤黏重板结以及连作等易诱发该病害[5-6]。卢文洁等[5]研究发现,荞麦立枯病病菌可通过水流、气流、农事操作工具等从幼苗茎基部或根部伤口侵入,或直接穿透荞麦表皮侵入,受侵染病株再次侵染其他植株,经反复侵染导致病害扩散蔓延。
1.2.1 发病症状 该病病菌主要在幼苗期、花蕾期以及开花期危害荞麦。发病初期,叶片出现失绿病斑且边缘界限明显,病斑背面有淡白色霜状霉层,一般叶片发病从下向上,严重时会导致叶片卷曲、枯黄,甚至脱落死亡[7]。
1.2.2 发病原因 ZIMMER等[8]首次报道荞麦霜霉病初侵染是由种子携带的卵孢子萌发产生芽管侵入荞麦幼苗,引起系统侵染,随后在子叶上形成孢子囊和游动孢子,随风、雨、气流反复侵染,进而扩展到整个植株,其发生和流行与发病时的温湿度、降水等有关。
1.3.1 发病症状 该病主要危害荞麦叶片,发病初期在叶面上产生浅绿或黄色的无明显边缘的病斑,且病斑的扩展会受叶脉限制,背面会产生白色霉状物(即分生孢子梗和分生孢子)[7]。
1.3.2 发病原因 荞麦白霉病由异形柱隔孢(RamulariaanomalaPeck)引起[9]。该病菌具有较低的营养需求和较强的环境适应性。李琼等[10]对昭通市荞麦地出现的白霉病进行室内研究发现,菌落在温度4~30℃、pH 3~9、所供试的各培养基上均能生长,孢子的致死温度为65℃,时间为10 min。
1.4.1 发病症状 该病主要侵害荞麦的茎叶。叶片染病后会长出圆形或椭圆形的褐色病斑,有同心轮纹,在后期,病部中央会生出小黑粒点(分生孢子器),导致叶片变为褐色甚至枯萎脱落、死亡。茎秆染病后会产生梭形病斑,由红褐色变成黑色,上面着生黑褐色小点[7]。
1.4.2 发病原因 卢文洁等[11-12]对种植基地的荞麦轮纹病进行调查发现,荞麦轮纹病病原菌菌丝的最适生长温度为25℃,适宜pH值为4~6,在12 h光暗交替条件下生长快,致死温度为53℃,时间为10 min,进一步结合形态学和 rDNA-ITS区序列分析,将引起云南荞麦轮纹病的病原菌鉴定为草茎点霉(Phomaherbarum)。病菌常在病株残体上越冬,待来年经风雨传播危害。
1.5.1 病害症状 荞麦褐斑病主要危害叶片,患病后叶片会出现圆形或不规则形病斑,病斑中央灰绿色至褐色,边缘深褐色,微具轮纹;严重时病斑连成一片,呈不规则形,叶片早枯甚至脱落,叶背病斑在潮湿条件下常密生灰褐色或灰白色霉层,即病原菌分生抱子梗和分生抱子[13]。
1.5.2 发病原因 荞麦褐斑病由荞麦尾孢(CercosporafapopyriNakaterer et Takoimato)引起。孟有儒等[13]研究发现,该病菌在pH 4~13、温度10~35℃以及不同光照下都能生长,但对湿度要求严格,在相对湿度75%以下不能萌发。
1.6.1 发病症状 荞麦被感染后,在发病初期,叶尖或叶缘出现不规则红褐色病斑,病健交界明显,后期病斑逐渐由边缘向叶基部扩展,呈倒V形。
1.6.2 发病原因 卢文洁等[14]对云南省荞麦叶枯病进行调查发现,该病原菌在温度为20~30℃(最适温度为25℃)、 pH为6~9(最适pH为7)时均能生长,致死温度为50℃,时间为10 min;不同光照条件对菌丝生长的影响有显著差异,连续光照最有利于菌丝生长,结合形态学特征与分子鉴定确定该病原菌为链格孢 (A.alternata)。
田小曼等[15]2015年在陕西榆林发现一种与以往报道不同的叶斑病,中间浅褐色,边缘褐色,外围有褪绿晕圈,严重时叶片枯死,其症状与荞麦轮纹病、荞麦褐斑病、荞麦叶斑病相似,将采集到的样品带回实验室进行形态学观察,发现差异较大,结合柯赫氏法验证和rDNA-ITS序列分析,将该病原菌鉴定为荞麦派伦霉叶斑病菌(Peyronelleacalorpreferensi,又名Didymellaheteroderae)。戴芳澜[16]报道荞麦叶斑病病原为荞麦叶点霉(Phyllostictafagopyri),叶片染病后,现圆形病斑,内为灰色,边缘褐色,中间有一圈为青灰色。
感染病毒病的荞麦植株明显矮化,叶片皱缩、卷曲,叶缘不齐,叶片凹凸不平,叶面积缩小近1/3,多发生于天气干燥、蚜虫暴发的年份[17]。
何成兴等[18]于2014年选取西南10个地区17个乡镇秋播苦荞麦地,对引发根结线虫病的根结线虫进行调查发现,危害荞麦的根结线虫种类有南方根结线虫、爪哇根结线虫和花生根结线虫,其中以南方根结线虫为主,患根结线虫病的荞麦植株明显矮小,一般分支和花序会减少、籽粒小而不饱,严重时导致荞麦绝收。此外,荞麦病害还有根腐病、壳二孢疫病、白粉病等,其相关研究鲜有报道。
荞麦生长迅速、花期长,已经成为一些害虫过渡阶段的食源。荞麦害虫种类、对荞麦的危害程度、吸引天敌的种类与所在地区、季节、周围种植的环境及周围种植作物的种类有关[19-20]。
张晓娜等[20]于2017—2018年对贵州省4个荞麦主产区荞麦地上节肢动物进行调查发现,荞麦地上害虫种类多达48种,天敌有20种。其中危害严重的害虫有黑唇十脉叶蜂、西花蓟马、桃蚜、红边黄小灰蝶、二斑叶螨,优势天敌为异色瓢虫、三突伊氏蛛、印度细腹食蚜蝇、尼氏真绥螨。
张晓娜等[21]研究发现,为害荞麦的螨虫主要为叶螨科的二斑叶螨、皮氏叶蟎和截形叶螨,其中二斑叶螨是优势种,二斑叶螨的发生与荞麦的生育阶段、可再生性及海拔有关,而与荞麦品种无关,春播荞麦6月份和秋播荞麦9月份、多年生荞麦、低海拔条件下发生数量多。
二斑叶螨主要取食叶背,先从基部老叶开始,后逐渐向上迁移直至顶部新叶和花,荞麦受害初期,叶面出现不规则白色小斑块,后期斑块扩大,颜色为白色、黄色或褐色,最后直至整叶干枯脱落甚至植株枯死[21]。
蚜虫也是荞麦主要害虫之一,在不同地区,危害荞麦的蚜虫种类会有差异。郭荣华等[22]报道甜菜蚜是四川凉山州的重要荞麦害虫之一,甜菜蚜适温性强,在5~30℃均能生长繁殖,在荞麦幼苗期即可迁入危害幼茎和子叶,若真叶被吸食,叶片沿叶背中脉卷缩,严重时会枯死;成株期主要危害枝、叶,叶片卷缩,颜色浓绿,一般不致枯黄和死亡[22]。甜菜蚜若遇气温骤变易死亡。张晓娜等[23]认为荞麦蚜虫的种类有桃蚜、棉蚜和豆蚜3种,其中桃蚜为最重要的蚜虫虫害。桃蚜的发生与荞麦类型、生育阶段及海拔有关。桃蚜对荞麦的危害性甜荞最大,苦荞和米苦荞次之,最小的是多年生荞麦;虫口数量的变化随生育阶段的推移先增加后减少,在开花期达最大;虫口数与海拔成负相关[23]。
荞麦钩蛾为鳞翅目钩蛾科的一种黄色蛾类,主要分布在云南、陕西、宁夏和甘肃等地。荞麦钩蛾属单食性,寄生范围窄,仅危害荞麦,喜食甜荞,苦荞次之,对野荞也取食[24]。陈家龙[24]对荞麦钩蛾经多年观察发现,其昼息夜出,尤以晚上8:00—10:00活动最频繁,在荞麦生育阶段前期,主要危害叶片,当荞麦进入开花结实期,转而危害花序和灌浆籽粒,受害叶片残缺不全甚至全叶食光,被害籽粒仅留下空壳。
西伯利亚龟象以成虫在土壤表层越冬,次年5月下旬开始出土危害,全年危害高峰期在6月下旬至9月上旬,幼虫蛀食根茎,成虫取食叶、茎,尤其喜食嫩叶和花蕾。荞麦被西伯利亚龟象危害后,易被根腐病等病菌浸染而引起腐烂、萎蔫及死亡[25-26]。
近年来,入侵物种草地贪夜蛾对我国作物的危害越来越严重,但鲜有草地贪夜蛾危害荞麦的报道,仅李定银等[27]报道草地贪夜蛾在荞麦寄主植物上能实现生长发育种群繁殖。
关于荞麦病虫害预防的研究鲜有报道,谢成君等[28]根据宁南山区20余年荞麦钩翅蛾发生程度和当地气象资料,构建了荞麦钩翅蛾发生程度预测的3因子(分别为7月、8月上中旬和上年9月上中旬的降雨量)模型和2因子(分别为7月和上年9月上中旬的降雨量)模型,并进行1年预报和22年回测验证表明,3因子模型中短期预报历史拟合率和精确率分别为82.6%、95.7%,2因子模型长期预报历史符合率和精确率分别为73.9%、93.9%。其验证结果显示出运用该模型预测荞麦钩翅蛾的发生具有较高的可靠性。
荞麦病虫害的生物防治研究鲜有报道,更多的是关于利用荞麦提取物对其他作物病虫害影响的研究。有研究表明,部分香料和柑橘类果皮提取物对荞麦立枯病菌具有抑制作用,香料中生姜、花椒提取物的抑制效果较好,柑橘果皮提取物中沙糖橘抑制效果较好[29-30]。
冯黎莎等[31]研究发现,金荞麦提取物对松赤枯病菌(Pestalotiafunereal)、玉米纹枯病菌(Rhizoctoniasolani)、油菜菌核病菌(Sclerotiniasclerotiorum)、玉米弯胞杆菌[CurvulariaLunata(walk) Boed]、小麦赤霉病菌[Gibberellezeae(schw)]、绿色木霉(Trichodermaviride)都有明显的抑制作用。陈荣林[32]从金荞和苦荞中分离到了内生真菌并进行抑菌试验表明,对黄瓜枯萎病菌(F.oxysporum)、棉腐病菌(P.aphanidermatum)有较强的抑制活性。阮景军[33]利用从苦荞麦中提取的胰蛋白酶抑制剂进行抗病虫害研究,发现能强烈地抑制南瓜蔓枯病、佛手瓜叶枯病、番茄早疫病和辣椒炭疽病等病原真菌菌丝的生长,对甘蓝夜蛾也具有较强毒杀作用。
农业防治在作物病虫害防治上与生物防治一样具有诸多优点且应用价值极大,目前在荞麦病虫害农业防治方面的理论研究尚少。
卢文洁等[5]认为荞麦立枯病的发生与荞麦品种的抗病性密切相关,荞麦种植上可选用抗病虫害强的品种,在播种前采用温汤浸种法用35℃温水对种子浸泡15 min,以减少病害发生。有研究报道在荞麦地施用生物有机肥可以有效降低荞麦褐斑病发病率[34]。
此外,农家肥虽具有肥效长、可改良土壤等优点,但未腐熟的农家肥往往会携带病菌、虫卵而不宜使用。荞麦种植密度过小会增加杂草生长和降低荞麦产量,种植过密导致植株瘦弱而降低抗逆性。长期耕作荞麦会产生连作障碍,加剧荞麦病虫害的发生。田间的杂草、残枝、病株等往往是病菌、害虫在特定时期的暂居场所,不及时清除残枝、病株及清洁田间,会加大荞麦患病虫害的风险。因此,种植荞麦时除了选用良种和播种前进行种子处理,还要注意合理施肥和密植、休耕或轮作及加强田间管理以减少病虫害的发生。
3.4.1 病害
1) 荞麦立枯病。可在播种前用种子量0.5%的50%多菌灵可湿性粉剂进行药剂拌种或用0.1%~0.5%硼酸溶液浸泡种子预防荞麦立枯病[5]。卢文洁等[35]对比7种杀菌剂对荞麦立枯病的田间防治效果得出,在发病初期用99%恶霉灵可湿性粉剂2 000倍液的防效最佳。此外,在苗期或发病初期,可交替选用代森锌可湿性粉剂、乙蒜素乳油、井冈霉素(有效霉素)水剂、甲基立枯磷(立枯磷)乳油、多抗霉素(科生霉素)水剂、嘧菌酯(阿米西达)悬浮剂、福美双·甲霜灵·稻瘟净(立枯净)可湿性粉剂对水喷雾,每隔7 d喷1次,连续施用2~3次[7,36]。
2) 荞麦霜霉病。可在播种前,可用种子量0.5%的70%敌克松粉剂拌种进行预防[37]。在发病初期,可交替选用烯酰吗啉·锰锌(安克·锰锌)可湿性粉剂、霜霉威盐酸盐(普力克)水剂、百菌清可湿性粉剂、代森锌可湿性粉剂、噻霉酮(立杀菌)水乳剂、甲霜灵(瑞毒霉)可湿性粉剂对水喷雾[36]。
3) 荞麦白霉病。可在播种前,用80%乙蒜素乳油5 000倍液浸种24 h后,捞出晾干后播种。在苗期或发病初期,可交替选用代森锌可湿性粉剂、多·硫悬浮剂(灭病威)、腐霉利可湿性粉剂、甲基硫菌灵可湿性粉剂、百菌清(霉必清)可湿性粉剂对水喷雾,隔7~10 d喷1次,连喷2~3次[7,36]。
4) 荞麦轮纹病。在播种前,可选用40%五氯硝基苯粉剂进行拌种预防,用药量为种子量0.4%。在发病初期,可交替选用腐霉利可湿性粉剂、代森锰锌可湿性粉剂、甲基硫菌灵(甲基托布津)悬浮剂、代森锌(培金)可湿性粉剂、多菌灵可湿性粉剂对水喷雾[7,36-37]。
5) 荞麦叶斑病、荞麦褐斑病。在播种前,用种子量0.5%的2%戊唑醇干粉种衣剂进行拌种。也可在发病初期,交替选用甲基硫菌灵悬浮剂、多菌灵可湿性粉剂、腐霉利可湿性粉剂对水喷雾[36]。
6) 荞麦病毒病。在发病前或发病初期,可交替选用宁南霉素水剂、盐酸吗啉胍·铜(病毒 A)可湿性粉剂、菌毒清(菌必清)水剂、硫酸铜·三十烷醇·十二烷基硫酸钠(植病灵)水剂、菇类蛋白多糖(抗毒剂 1号)水剂、混合脂肪酸(耐病毒诱导剂)水剂对水喷施叶面,隔7~10 d喷1次,连喷2~3次[36]。也可用病毒灵对水进行叶面喷雾,以防在相邻叶片和植株间的摩擦感染[17]。
3.4.2 虫害
1) 荞麦蚜虫。在蚜虫发病初期,可交替选用抗蚜威(辟蚜雾)可湿性粉剂、啶虫脒(莫比朗)乳油、吡虫啉(蚜虱净)可湿性粉剂、灭蚜松(灭蚜灵)乳油、乐·氰(蚜青灵)乳油、高渗辛·马(灭蝇王)乳油对水喷雾[36]。
2) 荞麦钩蛾。在幼虫3龄前,可交替选用晶体敌百虫、苏云金杆菌乳剂、甲氰菊酯(灭扫利)乳油、毒死蜱乳油、乐果乳油、溴氰菊酯(敌杀死)乳油、氰戊菊酯(杀灭速丁)乳油对水喷雾防治[36]。
3) 西伯利亚龟象。孟焕文等[25]研究发现,用噻虫嗪拌种结合叶面喷施高效氯氰菊酯能有效防治西伯利亚龟象对荞麦的危害。
针对荞麦叶枯病、根结线虫病、根腐病、壳二孢疫病、白粉病等病害以及荞麦害螨、黑唇十脉叶蜂、西花蓟马、红边黄小灰蝶等虫害的化学防治研究鲜有报道。
目前关于荞麦病害的研究多集中在荞麦病害症状和病原菌的特征特性方面,其致病机理和防治方法缺乏研究。唐晓慧等[38]发现,立枯丝核菌发酵液中存在对苦荞种子萌发和根生长有明显抑制作用的物质,后经确认为立枯丝核菌Rs1代谢物[39],但该物质的化学本质及作用机理等尚不清楚。荞麦病害的防治多为一些经验性方法,防控措施单一,药剂筛选及防控技术缺乏研究。在荞麦虫害方面,缺乏全国性的荞麦害虫调查和系统性的研究,对荞麦害虫的防治多采用经验性的化学防治方法。在今后的研究中,应加强抗病虫害品种的选育,深入开展病害机理、虫害系统性调查和病虫害防治理论尤其是生物防治、农业防治的研究以及大数据病虫害预测诊断系统的开发,从而助推荞麦产业的发展。