湖南省玉米引种品种抗病性鉴定分析

胡细贵，郭思佳，易图永，罗红兵，陈烈臣*，刘铣初

（1郴州市农科所，湖南郴州 423042；2湖南农业大学植物保护学院，长沙 410128；3湖南农业大学农学院，长沙 410128；4张家界百农生物科技开发有限公司，湖南慈利 427200）

玉米病害的发生、流行与品种抗病性密切相关，而大面积种植感病品种是病害流行的重要原因。已有研究表明，玉米不同品种对病害的抗性存在差异，选育和种植抗病品种是防治玉米病害最经济有效的措施，而品种抗病性的鉴定则是抗病育种的重要环节［1］。目前玉米纹枯病是我国玉米产区一种普遍发生的病害。20世纪70年代以来，随着玉米种植面积的迅速扩大和高产栽培技术的不断推广，该病发展蔓延较快，病情逐渐加重，且大多省份均有发生［2］。在南方玉米种植区，一般年份发病率为40%左右，严重时达70%，个别地块或品种高达100%［3］。在西南玉米种植区，由于玉米生长期气温高、湿度大，纹枯病已成为玉米第一大病害。多数研究者认为，玉米纹枯病的病原菌为立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）［4，5］。玉米小斑病属于世界性流行病害，在热带湿润和亚热带地区广泛发生。玉米小斑病的病原菌为玉蜀黍平脐孺孢（Bipolaris maydis），可在玉米全生育期发生，主要为害玉米的叶片、叶鞘、苞叶和果穗，发病严重时造成果穗腐烂，导致严重减产甚至绝收［6］。玉米茎腐病俗称玉米青枯病，主要通过镰刀菌属（Fusarium spp.）和腐霉菌属（Pythium spp.）等真菌性或细菌性病原菌单独或复合侵染植株根系，造成根部和茎基部腐烂。病株根系发育不良，茎基部变软，茎部及地面上1～3节间多出现黑色软腐，严重者倒伏，茎髓部空松，颜色由白色变为浅粉色，果穗下垂，穗柄柔软，籽粒干瘪，脱粒困难。玉米茎腐病为土传病害，一般可造成减产10%～20%［7］。

对主要病害进行抗性鉴定是玉米新品种跨区域引种和推广的重要环节，是确保新品种生产安全性的基础［8］。2017年，根据湖南省农业农村厅《湖南省主要农作物品种引种备案实施办法》（湘农发［2017］48号），湖南省农业农村厅种业管理处委托湖南省作物学会组织湖南省玉米工程技术研究中心、湖南省植物病理学会，联合郴州市农科所、张家界百农生物科技开发有限公司进行湖南省玉米引种品种纹枯病、小斑病、茎腐病的抗病性鉴定，其中郴州、张家界负责自然诱发鉴定，湖南省植物病理学会负责人工接种鉴定，根据病害调查情况，进行病情指数鉴定与抗性评价，鉴定结果作为湖南省引种备案的依据之一。

本文对2017—2020年湖南引种的玉米品种进行抗病性鉴定分析，以为湖南省玉米品种引种、备案、推广提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 品种来源

品种来自西南春玉米组及中低海拔组玉米新品种选育相关单位，其中2017、2018、2019、2020年鉴定的玉米品种数分别为88、116、79、55个。

1.2 自然诱发鉴定

自然诱发鉴定设两个点，分别在湖南西北部的慈利县锣鼓村和南部的郴州市华塘镇郴州市农科所试验基地。选择排灌方便、肥力均匀的田块，采取随机区组排列，每小区种植4行，每行20株，重复3次，密度为54 000株/hm2，每隔5个品种种植2行感病品种作为诱发品种，四周保护行种植感病品种。试验期间只防虫，不防病，其他耕作管理与当地大田生产相同。

1.3 人工接种鉴定

人工接种鉴定设在长沙县长安村湖南农业大学教学试验基地。

（1）玉米纹枯病。参照四川省《玉米抗纹枯病性田间鉴定技术规程》（DB51/T1366-2011），制备纹枯病菌的高粱粒接种体。以通过鉴定的抗病、感病品种作为对照，在玉米大喇叭口期的傍晚或阴天，将高粱培养物以每株2粒的用量接种在玉米植株基部由下往上数第3或第4可见叶鞘内侧。接种前后保持土壤湿润2～3 d，每份鉴定材料接种25株。

（2）玉米小斑病。用大麦粒制备小斑病菌的接种体。以通过鉴定的抗病、感病品种为对照，在玉米大喇叭口期的傍晚或阴天将长满菌丝的大麦粒放到玉米顶部进行接种，每株5 g，每份鉴定材料接种25株，接种前后保持土壤湿润2～3 d。

（3）玉米茎腐病。采用注射法进行人工接种鉴定。接种孢子液的制备：制作5%绿豆汤培养基，于250 mL三角瓶中每瓶装100 mL灭菌备用。取培养4 d的禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）菌饼接种至上述培养基中，每瓶培养基接种10个菌饼，26℃下震荡培养10 d，用3层无菌纱布过滤去除菌丝，制得接种孢子液，孢子量控制在106个/mL。接种：在玉米植株第二茎节2/3处，以45°角斜向下打孔，打孔不能穿透植株，然后注射制备好的镰孢菌孢子液1 mL入孔内，随后用封口膜将钻孔封紧。

1.4 调查方法

在蜡熟期，对每个品种的全部植株进行调查，根据病情分级进行记载。小斑病重点调查果穗上、下方各3片叶；纹枯病从果穗下第4叶开始往上部叶片调查；茎腐病重点观察茎基部，调查植株茎基部是否中空、发软，髓部颜色是否变色变黑。根据玉米发病程度的分级记载，计算各品种小斑病、纹枯病的病情指数和茎腐病发病株率，最后对3个试验点的调查数据进行结果分析和抗性评价。

1.5 病害分级

玉米纹枯病、小斑病按蜡熟期调查的病情指数划分为高抗、抗、中抗、感、高感5级（表1）；玉米茎腐病按蜡熟期调查的发病株率划分为高抗、抗、中抗、感、高感5级（表2）。

表1 玉米纹枯病、小斑病的抗性水平划分Table 1 Classification of resistance level of maize sheath blight and leaf spot

表2 玉米茎腐病病情分级和抗性评价Table 2 Disease classification and resistance evaluation of corn stalk rot

2 结果与分析

2.1 2017—2020年鉴定点气候情况

湖南为亚热带季风湿润气候，既有光温丰富的特点，又有雨水充沛、空气湿润的特征。湘南一般3月初，湘西北一般为3月20日左右入春，入春后气温回升，常有阴雨低温寡照天气。玉米品种从湘南到湘西北播种期一般在3月中下旬至4月初。玉米出苗后，正是气温回升、雨水增加的季节，既适合玉米的生长，也有利于玉米病害的发生，为玉米病害鉴定提供了良好的气候条件。在玉米生长期，郴州自然诱发鉴定点4—7月的气温为18.6～28.6℃，降水量为233.0～314.1 mm；慈利自然诱发鉴定点4—7月的气温为18.2～28.2℃，降水量为75.6～188.5 mm；长沙人工接种鉴定点4—7月的气温为18.2～28.3℃，降水量为167.5～219.6 mm。纹枯病多发于高温（最适温26～31℃）、高湿（RH＞85%）环境，温度＜20℃、RH＜75%则不利于病菌菌丝的生长；小斑病多发于玉米生长中后期较高温（26～29℃）、高湿的环境；茎腐病发生适于中温（真菌性病害发生最适温23～25℃）、高湿环境或高温（细菌性病害发生最适温30～35℃）、高湿环境。3个鉴定点在玉米生长期的气温、雨水情况都符合3个病害的发病条件。

2.2 鉴定结果

2.2.1 玉米纹枯病

4年的鉴定结果（表3，表4）表明，不同年份的纹枯病高抗和抗病品种数量变化较大，感病品种数量有逐渐增加的趋势。如2017年高抗品种占5.7%，2018年没有高抗品种，2019年高抗品种占8.9%，2020年只占1.8%；2017年抗病品种数量占26.1%，2018年只有0.9%的抗病品种，2019年抗病品种占32.9%，而2020年只有16.4%的抗病品种；2017年感病品种数量占22.7%，2018年占68.1%，2019年占15.2%，2020年增加到40.0%。除引种品种本身的抗性变化外，也与当年玉米生长期间的降水等气候条件有关（郴州2017年降水量1 450.4 mm，2018年降水量1 514.6 mm；张家界2019年降水量1 031.0 mm，2020年降水量1 973.2 mm）。

表3 2017—2018年玉米引种品种抗病性鉴定结果Table 3 Results of identification of maize resistance in 2017—2018

表4 2019—2020年玉米引种品种抗病性鉴定结果Table 4 Results of identification of maize resistance in 2019—2020

2.2.2 玉米小斑病

小斑病的高抗品种数量在不同年份表现基本一致（2017年为45.4%，2018年为42.2%，2019为1.3%，2020年为1.8%），而抗性品种数量的增加（2017年为27.3%，2018年为40.5%，2019年为20.3%，2020年为45.5%）与中抗品种数量的减少（2017年为15.9%，2018年为8.6%，2019年为51.9%，2020年为27.3%）是因为引种品种本身的抗性不同，这与几年来病害发生时的温度、降水等气候条件对小斑病的鉴定结果影响较小相一致。因此，小斑病的感病品种在不同年份均有存在，且感病程度基本相同。

2.2.3 玉米茎腐病

茎腐病抗性趋势基本一致，4年参加鉴定的338个品种中，有高抗品种219个、中抗品种70个、抗性品种39个、感病品种7个、高感品种3个，而且随着鉴定年份的增加，高抗品种所占比率逐年减少，如2017年为90.9%、2018年为73.3%、2019年为65.8%、2020年仅占3.6%，这与品种、耕作制度、栽培管理及气候环境条件有关。

3 讨论

3.1 玉米病害的变化

近年来，随着耕作制度（水旱轮作）、耕作方式（旋耕机的使用）的改变以及化肥的使用，玉米病害发生情况也有了变化。并且由于气候的变化，不同年份的玉米纹枯病、茎腐病发生程度也会有较大的差异，这对玉米品种抗病性鉴定的准确性会有一定影响。其次，玉米大斑病、南方锈病发生有所减轻，而粗缩病发生有所加重，也给抗病性鉴定提出了新的要求［9-11］。

3.2 害虫防治的必要性

玉米苗期除小地老虎、黄地老虎危害会造成缺苗外，茎腐病、顶腐病、粗缩病的发生也会造成病害调查株数的不确定性。其次，玉米螟、粘虫、草地贪夜蛾等害虫的为害，也会造成叶片缺刻、缺口和缺失，造成病害调查的不准确性；稻飞虱等害虫的为害也会增加玉米矮缩病、花叶病等的发生。如2017年，在所有参试的品种中，粗缩病总发病株率为0.4%，而其中某一品种粗缩病的发病株率则高达11.7%。因此，在进行玉米病害鉴定时，为保证玉米病害调查的准确性及玉米叶片的完整性，对玉米害虫的及时、有效防治显得很有必要。

3.3 水旱轮作的重要性

南方玉米以纹枯病、粗缩病、矮花叶病、茎腐病、灰斑病、大斑病、小斑病、南方锈病等为主要病害。通过水旱轮作，可减少虫源和菌源。但从田间表现来看，水田湿度大、地下水位高，有利于玉米纹枯病、茎腐病的发生。同时，由于玉米连作可能在土壤中积累某些自毒物质，尤其是在有机质含量和土壤微生物活性降低的情况下，自毒物质不易及时从土壤中分解清除，因此玉米连作2年后，便会出现“化感自毒”现象［12-14］。在生产上玉米连作2～3年后要需与其他作物进行轮作。

3.4 杂草防除的普遍性

杂草是稻飞虱（粗缩病）、蚜虫（矮花叶病）的主要寄主，是病菌的主要来源。玉米播种后应及时用除草剂进行土壤封闭除草，减少害虫寄主。为防止后期杂草生长，减少稻飞虱、蚜虫的传毒机会，在玉米5～8叶期，可及时用玉米除草剂进行定向除草，防止带毒虫源引起粗缩病、矮花叶病等病毒病的发生。

4 结论

湖南省玉米引种品种的抗病性鉴定，从2017年开始，采用自然诱发和人工接种相结合的方法，4年338个品种的鉴定试验表明，纹枯病在不同年份高抗品种数量变化较大，抗性品种逐渐减少，这与当年降水的增加有关；小斑病的高抗品种占比在不同年份表现基本一致，抗性品种增加、中抗品种数量则有所减少；茎腐病的抗性趋向一致，即高抗品种数＞中抗品种数＞抗性品种数＞感病品种数＞高感品种数，而且随着试验年份的增加，高抗品种数逐渐减少，这与品种、栽培管理、耕作制度、环境条件有关。

综合分析，湖南省近4年的玉米引种品种大多数属于高抗茎腐病，抗或中抗纹枯病品种，少数为感或高感纹枯病、小斑病品种。玉米引种品种纹枯病、小斑病、茎腐病的抗性整体表现为中抗品种数＞抗病品种数＞感病品种数＞高抗品种数＞高感品种数，符合生产实际。