稻曲病菌球数量及发生位置对北方常规粳稻产量和品质的影响

潘争艳 姜秀英 缪建锟 马亮 蒋洪波 董立强 刘博 韩勇 白元俊*

（1辽宁省水稻研究所，沈阳 110101；2辽宁省农业科学院 植物保护研究所，沈阳 110161；第一作者：pzhyma@126.com；*通讯作者：cycbyj@126.com）

由Ustilaginoidea virens（Cooke）Tak.引起的稻曲病长期以来被认为是水稻生产上危害较弱的病害[1-2]。但近年来，随着水稻栽培模式的改变、氮肥施用量的增加及高产品种和杂交稻的大面积推广，稻曲病发生的频率越来越高[3-6]。成为继稻瘟病和白叶枯病之后的又一严重威胁水稻优质高产的重要病害[7]。科研人员对稻曲病菌侵染机制[1]，稻曲病对稻米结实率、千粒重[8]和种子发芽能力[9]的影响，以及稻曲球中分离到的ustiloxins和ustilaginoidins等真菌毒素对人类和动物健康[10-12]的影响机制进行了较多研究。

稻曲病独特病症表现给病情严重度的分级和产量损失的测算造成不小困难[13]。一般情况下，进行水稻品种抗性评价大多数是以单穗上稻曲球数量和产量损失率为指标，很少考虑稻曲病发生部位和数量对稻米品质的影响。本研究以感稻曲病品种辽粳401为试验材料，分析单穗上稻曲球数量以及稻曲球发病部位对水稻产量及其构成因素、稻米蒸煮品质和食味品质的影响，以为水稻品种抗病性评价以及稻曲病发生对稻米产量和品质损失评估提供依据。

1 材料与方法

1.1 参试材料

供试品种为辽粳401，由辽宁省水稻研究所育成，多年综合评价稻曲病抗性级别为S，2020年病穗率为23.67%。供试品种于2020年4月20日播种，5月25日插秧，10月8日收获，种植面积200 m2，整个生育期内不进行化学防治。

1.2 稻曲病发生情况调查

成熟期按照单穗上菌球数量和菌球所在穗位进行稻曲病发病情况调查，分别计算病穗率。穗位划分按照董明辉[14]的方法进行，辽粳401的一次枝梗一般是12～15个，穗顶端的3～4个一次枝梗作为穗位上部，穗中部的4～6个一次枝梗作为穗位中部，穗基部的4～6个一次枝梗作为穗位下部。

1.3 稻米产量和品质测定

1.3.1 产量构成因素

成熟期收集种植面积内含有稻曲球的稻穗，按照单穗菌球数及所在穗位的不同进行收集，取整丛无稻曲球的稻穗为对照。自然风干后每个处理取长势一致的50穗，每10穗为1个重复，测定结实率和千粒重，计算理论产量损失率。

1.3.2 品质构成因素

将各处理样本用NP-4350型风选机等风量风选，取300 g送农业农村部食品质量监督检验测试中心（武汉）测定外观品质（垩白粒率）、碾磨品质（糙米率、精米率和整精米率）和食味品质（直链淀粉含量和蛋白质含量）。

1.4 数据处理

试验数据用Microsoft Excel 2007软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 辽粳401单穗菌球数量与菌球发生位置调查

成熟期对辽粳401稻曲病发病情况进行调查，其病穗率为23.67%，抗性级别为S。图1表明，随着单穗上菌球数量增加病穗率逐渐降低。单穗上菌球的数量以1～3个为主，单穗上最多出现22个菌球。单穗上1个菌球的稻穗占总发病稻穗的39.29%；单穗上2个菌球的稻穗占总发病稻穗的22.88%；单穗上3个菌球的稻穗占总发病稻穗的13.29%；1～3个菌球稻穗合计占发病稻穗的75.46%。

图1 辽粳401稻曲病菌球数量及发生部位调查结果

稻曲球发病部位调查发现，在穗位上部、穗位中部和穗位下部仅同时发现最多3个菌球，其中，菌球同时出现在穗位中部的病穗最多，单穗上1个菌球的49.71%、2个菌球的37.35%和3个菌球的25.51%出现在穗位中部。

2.2 稻曲球数量和发生部位对辽粳401产量构成因素的影响

表1表明，随着单穗上菌球数量增加，辽粳401的结实率和千粒重逐渐降低。与正常稻穗相比，单穗上产生1个菌球对结实率和千粒重的影响不显著；当单穗上产生2个菌球时，千粒重差异不显著，结实率显著降低4.56%；当单穗上有3个菌球时，结实率显著降低8.34%，千粒重显著降低1.67%；单穗上有6个菌球时，结实率显著降低10.60%，千粒重显著下降5.43%；单穗上有9个菌球时，结实率显著降低16.24%，千粒重显著下降10.58%。随着稻曲球数量的增加，产量损失率从2.71%逐渐增加到35.47%。产量损失率（y）与单穗菌球数（x）相关关系为y=3.2570x-0.7186（R2=0.9703），呈线性关系。

表1 单穗上菌球数量对辽粳401产量构成因素的影响

从表2可见，稻曲球发生位置不同对水稻产量影响不同，同一数量的菌球在穗位上部出现对产量造成的损失大于在穗位中部和穗位下部出现，相同位置菌球数量增加造成的产量损失逐渐增加。与对照相比，穗位上部仅1个菌球时，千粒重和结实率分别降低2.18%和1.46%，产量损失4.18%；穗位上部仅2个菌球时，千粒重和结实率分别显著降低3.20%和3.61%，产量损失6.37%。穗位上部仅3个菌球时，千粒重和结实率分别显著降低5.84%11.94%，产量损失18.56%，高于单穗上有4～6个菌球造成的产量损失。

表2 菌球发生部位对辽粳401产量构成因素的影响

2.3 稻曲球数量和发生部位对辽粳401稻米品质的影响

从表3可见，与对照相比，单穗上1个菌球对糙米率和精米率没有显著影响，垩白粒率略有降低；单穗上2个菌球时，垩白粒率显著增加7.02%，其他性状差异不显著；单穗上3个菌球时，糙米率、精米率和整精米率分别降低1.78%、2.01%和2.97%，垩白粒率增加14.27%，差异均显著；单穗上6个菌球时，糙米率、精米率和整精米率分别降低3.14%、4.00%和6.34%，垩白粒率和蛋白质含量分别增加27.41%和5.56%，差异均显著；单穗上9个菌球时，糙米率、精米率和整精米率分别降低6.38%、7.62%和11.57%，垩白粒率、蛋白质含量和直链淀粉含量分别增加84.82%17.40%和15.68%，差异均显著。

表3 单穗上菌球数量对辽粳401稻米品质的影响 （单位：%）

表4表明，稻曲球发生在穗位上部对稻米品质的影响大于仅发生在穗位中部或下部，尤其，有3个稻曲球同时且仅发生在穗位上部时，显著降低糙米率2.67%、精米率3.83%和整精米率4.64%，显著增加垩白粒率19.59%、蛋白质含量7.56%和直链淀粉含量4.14%。

表4 菌球发生部位对辽粳401稻米品质的影响 （单位：%）

3 结论与讨论

目前，尚未发现有完全不感染稻曲病的水稻品种，不同品种的抗性也不同。姜志强等[15]研究水稻品种千重浪稻曲病发病情况发现，单穗1～4个病粒的病穗占到了总发病总穗的77.43%。NESSA等[16]对T.Aman的稻曲病发病情况调查表明，其稻穗54%的概率会形成3个或更少的稻曲球，30%的概率会形成1个稻曲球。本研究结果与上述结果相似，辽粳401单穗上出现1～3个稻曲球的病穗率占稻曲病总病穗率的75.46%。同时本研究还发现，辽粳401的稻曲球在穗位中部出现最多，其次是穗位下部。甘林等[17]研究认为，水稻抗性与穗型有关，穗型疏松表现抗病，穗型紧凑表现感病。辽粳401属于半直立穗型，穗位的中下部籽粒较集中，有利于稻曲病病原菌的着落。

稻曲病的发生显著影响水稻产量。孙春来等[18]研究发现，产量损失率随每穗病粒数增加而增加。本研究结果表明，随着辽粳401单穗菌球数量增加，产量损失率从2.71%增加到35.47%。但是，稻曲病发生对辽粳401单穗产量损失率要小于孙春来等[18-19]研究结果，可能与水稻品种不同有关。本研究发现，稻曲球仅发生在穗位上部对稻米产量和品质影响大于仅发生在穗位中部和下部，分析原因可能是稻曲病菌球发生在穗位上部时，一方面，为满足稻曲球自身营养需要，稻曲球在灌浆前期与穗位上部籽粒竞争营养，至籽粒灌浆后期，待穗位上部籽粒灌浆成熟后，稻曲球又与穗位中部和下部籽粒竞争营养，抑制了籽粒的充实；另一方面，穗位上部的稻曲球出现较早，产生的稻曲毒素对籽粒的影响时间更长。

本研究综合稻曲病发生对辽粳401产量和品质影响的数据分析认为，稻曲球数量对辽粳401产量和稻米品质的影响程度可大致分3个分界点，分别是单穗上有3个、6个和9个稻曲球。穗位上部仅有3个稻曲球对辽粳401产量损失率为18.56%，高于单穗上有4～6个稻曲球对辽粳401的产量损失率。所以，本研究认为，在进行水稻品种稻曲病抗性评价时，应考虑加入稻曲球发生位置影响。