油菜根肿病绿色防控技术

邓 越,余垚颖,张 蕾,游 超,黄小琴,张重梅,杨潇湘,周西全,胡孜进,刘 勇*

(1.四川省农业科学院植物保护研究所,成都 610066;2.四川省农业气象中心,成都 610072)

四川省油菜总产位居全国第1,油菜不仅是四川重要的油料作物,更是“天府菜油”的重要原料来源。油菜根肿病由芸薹根肿菌(PlasmodiophorabrassicaeWoron.)侵染引起,近年来,由于气候条件变化和耕作制度的改变,根肿病已经成为四川省油菜生产上的主要病害之一,并在全省稻油轮作区迅速蔓延、暴发成灾,几乎覆盖全省油菜主产区。目前,根肿病发病率为10%～30%,严重时达100%、减产100kg/667m2以上。目前,油菜根肿病已成为制约全省油菜扩面增产的主要生物灾害,严重威胁油菜产业的可持续发展和食用油安全。

适宜的气候和土壤条件是诱发根肿病大规模发生的主要环境因素。结合以往的气象数据以及全省根肿病发生趋势联合分析,2023年油菜播栽期内(9月21～11月10日)呈现明显有利于油菜根肿病侵染的气候特征,进而导致目前全省油菜主要产区油菜幼苗、特别是育苗移栽区的油菜幼苗根肿病感染风险加重。根据气象数据的变化趋势,笔者分析在后期预计出现的气温偏高和雨水偏多气候,可能会进一步加重根肿病的发生和为害。因此,在部分严重发生区域,急需进行油菜根肿病早期预防和发病初期的及早干预,降低油菜根肿病危害和后期的产量损失。关于如何做好四川省油菜种植区油菜根肿病的早期预防和相关干预措施,拟从以下几个方面进行综合阐述。

1 油菜播栽期(9月21～11月10日)呈现明显有利于根肿病侵染的气候特征

1.1 气温变化平稳、温度水平偏高、热量条件充足

油菜播栽期内盆地大部农区的日平均气温多维持在15℃以上波动,气温下降趋势较为平缓。期间,盆地区的平均气温为16～20℃,与常年同期相比,大部农区较常年偏高1℃左右。

1.2 晴好天气多、日照时数偏多明显

油菜播栽期内,盆地区出现无雨日数,除了盆西沿山、盆东北、盆南农区少于30d外,其余大部农区在32～36d,比常年偏多5～10d。

1.3 秋雨出现时间早,强度偏弱但持续时间长

2023年四川省华西秋雨于8月21日开始,始期较常年偏早16d。油菜播栽期内,盆地区主要在9月下旬至10月上旬形成较为突出的持续阴雨,达到秋绵雨气象标准。与常年相比,盆地东北大部、盆中部分地方、盆南部分地方正常偏多2成以上。

1.4 今冬明春(2023 年 12 月至 2024 年 2 月)气候趋势

预计四川省平均气温较常年和去年同期偏高,前冬偏暖,后冬平均气温接近常年。平均降水量接近常年同期,但较去年同期偏多。

2 高度重视油菜根肿病识别,及早进行根肿病预防与防控

从目前全省油菜播栽期内(9月21～11月10日)的气候特征看,呈现明显的温度偏高、雨水持续时间相对较长,这种高温高湿特征,更加有利于油菜苗期根肿病的侵染和危害。特别是后期预计出现的气温偏高和雨水偏多气候,更会加重根肿病的扩展和蔓延。从目前调查的数据看,很多油菜主产区已经出现明显的根肿病苗期严重危害特征,甚至在基质育苗区也出现50%以上植株被根肿病侵染和危害的现状,为此,提出以下油菜根肿病绿色防治技术,希望通过根肿病早期预防和发病初期的及早干预,降低油菜根肿病危害和产量损失。

2.1 油菜根肿病症状识别和适宜发病条件

油菜根肿病菌除了能够侵染油菜之外,还能侵染白菜、萝卜等所有十字花科作物。根肿病菌主要侵染危害油菜地下根系组织,病菌首先通过根毛侵染进入寄主根部组织,随后进一步侵染并进入皮层组织,病菌通过吸收寄主营养并在寄主根系组织中进行大量扩繁。受害植株初期无法通过肉眼判断和识别根肿病危害,病菌只有在根毛组织内经过一段时间的发育后,根部组织明显膨大形成瘤状,并导致根系生长和土壤养分吸收能力受损时,才能通过肿大的根系确定为油菜根肿病,俗称“植物癌症”。根肿病严重危害时在油菜苗期即可导致幼苗枯死。通常,油菜植株在受害初期地上部分没有明显的受害症状,只有当根部组织受害严重并膨大到一定程度,影响到植株水分吸收和传导时,地上部才开始表现出缺水萎蔫状态,刚开始时基部叶片在中午时萎蔫,早晚可恢复。严重时,植株萎焉叶片早晚无法恢复正常后,叶片发黄、植株枯萎直至全株死亡。

正常情况下,根肿病受害植株无法在早期采用外观识别和形态鉴定等方式来直接判断植株是否受到根肿病危害,只有在根肿病菌侵染受害油菜植株根毛、在内部不断增生并达到一定数量后,受害植株地下部根系开始表现出肿大或呈现颗粒状根系组织时,人们才可以根据拔出的根系上的肿大症状上来判别出是油菜根肿病。随着根肿菌的不断侵染和发育,植株地下根系发病部位不断肿大,当患病植株根系无法正常吸收土壤中的水分和养分时,植株地上部组织才出现明显的“晴天中午叶片萎蔫、早晚叶片恢复正常”的早期枯萎现象,只有当这种症状出现后才能直观的从地上部判别出植株被根肿病侵染和危害。然而,当植株出现这种枯萎现象时,传统的化学防控措施基本上已经无法消除已经形成的根肿。

自然条件下,根肿病菌主要以休眠孢子形态依附在土壤和土壤中残留的病残体以及油菜种子表面渡过不良环境。根肿病休眠孢子的抗逆性极强,可在土壤中存活10～20年。因此,土壤带菌是根肿病难以防治的主要原因,在发生过根肿病危害的土壤上继续种植十字花科作物,都将面临根肿病的大流行风险。多年十字花科作物连作尤其会加剧土壤带菌,使得根肿病持续加重。即便是多年不再种植十字花科作物,一旦复种十字花科作物仍可引发严重的流行。此外,根肿病菌的休眠孢子还会借助雨水、病残株、灌溉水、害虫及农事操作等进行传播,一旦环境条件适宜,病原菌在感应到寄主植物的根分泌信号物质时,根肿病菌的休眠孢子便可萌发产生游动孢子并进一步侵染寄主。

土壤环境条件直接影响根肿菌的发育过程,温度、湿度、土壤pH、土壤营养元素以及微生物均能显著影响根肿菌休眠孢子的萌发和侵染。根肿菌休眠孢子在9～30℃温度条件下均可正常萌发和发育,以18～25℃最适宜侵染。尤其以酸性(适宜pH 6.2)和高湿土壤更有利于根肿病发生,只有在土壤含水量低于45%、土壤达到pH 7.2以上时病菌减少危害。土壤相对湿度在50%～98%时有利于根肿病的发展,如果根肿菌侵染早期的土壤湿度过低,根肿病症状也会减轻。酸性土壤会促进根肿菌休眠孢子萌发和后续侵染,而碱性土壤则会抑制病菌休眠孢子萌发和后续的根毛侵染进程。人们还发现土壤钙、硼等元素能起到抑制根肿病扩展的作用,低洼田或水田改旱田或氧化钙(CaO)不足时根肿病发病加重。因此,传统的稻油水-旱轮作模式虽然有利于降低其几乎所有它病虫害的危害,但对于根肿病来说则反而是有利的,因为根肿病菌休眠孢子能够借助水流和农事操作迅速向周边扩散,而且上季水田所创造的高湿环境更加有利于根肿菌休眠孢子的萌发和侵染。四川省2023年的气候特征表明,大部分油菜产区都适合根肿病的生长和危害,特别是高湿、温和的气候和土壤环境条件尤其适合根肿病菌的苗期侵染和危害,因此油菜根肿病存在高发和大流行风险。

2.2 油菜根肿病早期防控策略

由于根肿病特殊的发育条件和侵染特性,一旦病害发生很难有效的进行防控。因此,根肿病防治应该坚持以预防为主,药剂防治为辅的原则,防治的关键时期为播种期和苗期。此外,为了实现根肿病的绿色防控,降低化学农药的使用频次和剂量,根肿病防治还必须注意选择适宜的防治药剂、把握最佳施药方式和防治时期,通过种子处理和苗床土壤处理等早期干预方式积极进行预防,结合推迟油菜播种期和合理的轮作方式来进行根肿病防治。针对不同的栽培模式以及不同时期,提出以下几种绿色防控措施。

2.2.1 种子处理 通过种子包衣可有效消除种子表面携带的病原菌,进而阻止病菌对根毛的侵染,帮助油菜幼苗度过早期的侵染风险。在油菜播种前可以采用1～2倍氰霜唑稀释液处理种子后晾干播种。也可采用四川省农业科学院植物保护研究所专利配方药剂研制的油菜种子包衣剂GZ一号进行种子包衣后播种。

2.2.2 育苗移栽区油菜根肿病苗期防治 推迟油菜播种期:根据当地的油菜种植制度,在不影响油菜产量的前提下,适当推迟7～10d进行播种。通过避开侵染高温方式减轻根肿病发生和为害。

苗床地消毒处理:在油菜育苗移栽种植区域,无菌苗床地的选择是防控的主要环节。在根肿病发生区域,建议选择前期没有种植过十字花科作物的沙地作为苗床地,以此减轻根肿病的发生和危害;如若必须在油菜根肿病常发区育苗时,建议提前在苗床地撒施少量石灰后进行翻耕,这样能有效提升苗床地土壤pH,同时播种前可以采用1500～2000倍氰霜唑浇透苗床地、或采用2000倍氟啶胺浇透苗床、盖膜七天后再进行播种。

基质育苗减少根部侵染:必须在根肿病重发病区域育苗时,可以将3～5cm蚯蚓粪撒施在苗床地上,然后直接撒播。出苗后2叶期,用氰霜唑2000倍液或1×107CFU/mL芽孢杆菌稀释液淋浇1～2次苗床基质,提高油菜长势和抗性。

毯状育苗机械化移栽:在育苗托盘中装入有机土育苗,采用无菌土育苗和错开根肿病侵染高峰时期的方式,实现降低根肿病危害。

油菜苗带药移栽:根肿病重发区或育苗移栽时发现油菜根部有根肿病危害植株时,可采用1500倍氰霜唑稀释液进行苗床地灌根后再起苗移栽,保护和减少根肿病移栽后病菌的进一步侵染和扩展。针对毯状育苗,可在移栽前用氰霜唑1500倍液淋浇育苗盘后,再上机进行移栽。

2.2.3 直播田块油菜根肿病的早期预防 在传统育苗移栽区域,可以采用直播方式取代传统的育苗移栽方式,并采用“种子包衣处理+推迟播期”进行直播,通过避开播种时高温来减少苗期根肿病的直接侵染。

推迟播种:根据当地的耕作制度,在不影响油菜产量的前提下,直播区推迟10～15d后进行人工撒播或机器直播。

种子包衣与机械化迟直播:在油菜机械化适播区,按照比当地传统播种时间推迟10～15d方式直接采用机器直播,播种后采用50%乙草胺80～100mL/667m2方式喷施乙草胺等封闭型除草剂,降低后期油菜田杂草。

2.3 油菜生长期根肿病防治措施

早期患病植株诱发新根:油菜根肿病发生并已表现明显症状时,再施用化学药剂很难有很好的防治效果。因此,及时关注油菜植株的生长状态,并在油菜植株刚开始出现萎蔫症状时,及时采用植物生根剂+叶面肥喷施植株,诱发患病植株生长新根,恢复和保障植株根系能够正常吸收土壤中的水分和营养物质,实现根肿病的绿色防控和患病植株的功能修复。

2.4 稻油轮作区油菜根肿病防治措施

土壤调理:土壤pH值及钙离子浓度是影响根肿病发生的关键因素之一。通过改善土壤理化性质,提升土壤微生物活性可有效抑制根肿病的发生。针对稻-油轮作模式,在水稻生长季节,水稻移栽7～15d后,按照50kg/667m2用量施用四川省农业科学院植物保护研究所专利配方研制的土壤调理剂SC-1,不仅促进前茬作物生长,同时可以缓慢调节土壤pH值和土壤钙离子浓度、增加土壤有机质含量,改善土壤理化性状,从而达到降低病害发生的目的,起到一季施用、一个产品两季作物受益的增产增收效果。

田间管理:前茬水稻作物后土壤湿度大,有利于根肿病的发生。建议在油菜播种前进行1～2次深耕、翻地、晒田,开好田块的中沟、边沟和腰沟,增加开沟深度,降低田块湿度。

合理轮作:通过十字花科作物与小麦等麦类作物轮作,可以降低根肿病危害,这种轮作方式一定要在禾本科麦类作物种植期间及时防除十字花科杂草。

3 结束语

油菜根肿病是油菜的重要土传病害,病原菌-芸薹根肿菌为专性寄生的原生生物,根肿菌的整个生活史均在地下土壤中完成。因其复杂的侵染习性以及极强的抗逆能力,采用传统的化学防控措施很难控制油菜根肿病的发生和危害。通过系统阐述根肿菌的侵染特征、根肿病症状早期识别和根肿病发生的适宜气候环境和土壤条件,提出预防为主、药剂为辅并结合田间管理的油菜根肿病绿色防控措施,并针对全省不同的油菜栽培模式分别提出了系统的农业、化学和生物防控措施。当前,随着生物技术的不断发展,油菜根肿病抗病育种工作方面也取得了非常大的成果,未来油菜根肿病的绿色防控工作将基于根肿病小种分布和区域发生特征,选育合适的抗病品种,通过大田管理、物理防治、遗传防治与生物防治等多种技术的合理搭配与运用,实现油菜根肿病的长期有效防控。