水稻稻瘟病的致病机理及防治策略

2023-04-15 10:31樊琳琳
农业灾害研究 2023年11期
关键词:稻瘟病杀菌剂病原菌

樊琳琳

桓仁满族自治县检验检测服务中心,辽宁桓仁 117200

水稻是全球重要的粮食作物之一。然而,水稻稻瘟病会给水稻产量和质量造成巨大的损失。水稻稻瘟病是由隐孢子菌属中的赤霉菌引起的一种严重的病害,其发生率和危害程度在全球范围内十分严峻。因此,研究水稻稻瘟病的致病机理及防治策略具有较高的理论价值和现实价值。

1 研究水稻稻瘟病的致病机理及防治策略的意义

首先,了解水稻稻瘟病的致病机理对制定有效的防治策略至关重要。稻瘟病是由稻瘟菌引起的真菌性病害,其病原菌通过水、土壤和种子等途径传播。了解稻瘟病的传播方式和病原菌在植株中的侵染过程,可以帮助农民预测和控制病害的发生。了解病原菌如何入侵植株、寄生并感染水稻的细胞和组织,有助于针对病原菌的特点和相关生物学过程制定出更有效的防治策略[1]。

其次,研究稻瘟病的致病机理可以帮助农民选择合适的品种抗性育种。通过了解稻瘟病的致病机制,可以发现引起抗病反应的基因和信号途径。这些信息可以指导育种工作,选择具有抗病性的品种或通过基因编辑等技术改良水稻品种的抗性。这不仅可以减少化学农药的使用,保护环境,还能提高水稻产量和质量,确保粮食安全。

最后,研究水稻稻瘟病的致病机理还可以为制定综合防治策略提供依据。稻瘟病是一个复杂的生态系统问题,涉及宿主植物、病原菌、病原虫、环境因素等因素的相互作用。通过深入研究这些因素之间的关系和相互影响,农民可以制定出综合的、可持续的防治策略。例如:结合病害预警系统、合理施肥、轮作制度和生物防治等措施,可以减少病害的发生和传播,并降低对化学农药的依赖。

综上所述,研究水稻稻瘟病的致病机理及防治策略的重要性不可忽视。这不仅可以帮助农民预测、控制和防止稻瘟病的发生,还有助于选择抗病性品种和制定综合防治策略。通过持续的研究和创新,可以提高农业生产效益,确保粮食安全。

2 病原菌概述

病原菌是一类引起植物、动物或人类等生物发生疾病的微生物。其是病原性的真菌、细菌、病毒或其他微生物的统称。病原菌通过不同的传播途径进入宿主生物体内,从而引发疾病。许多病原菌具有特定的生物学特征和病理机制,使其能够在宿主体内寄生、侵染或感染,并对宿主的生理功能产生不良影响[2]。病原菌在生活环境中广泛存在,其可以通过接触、食物、空气、水等途径进行传播。当病原菌与宿主接触时,它们可能通过直接侵入宿主的组织、细胞或器官,或者通过释放毒素、酶或代谢产物引发病变。

2.1 水稻稻瘟病的病原菌

水稻稻瘟病的病原菌属于真菌门赤霉菌属,这种真菌是一种有性繁殖和无性繁殖相结合的真菌,具有易感、高效、广适应性等特点。赤霉菌生长在土壤中,可以通过植株根部吸收到水分和养分进行繁殖。

2.2 赤霉菌在生长过程中的繁殖情况

赤霉菌在适宜的温度和湿度条件下可以快速繁殖,并产生大量的孢子和毒素,这些孢子和毒素会对水稻的健康生长造成威胁。通常情况下,25~35 ℃且湿度超过90%是赤霉菌繁殖的最佳生长条件[3]。赤霉菌从根、茎、叶部的伤口或水孔侵入水稻植株内部,利用植株内部的营养进行生长繁殖,并在植物体内产生特定的酶和毒素,对水稻造成危害。赤霉菌会繁殖到水稻的不同部位,如根系、茎和叶片等,并且感染的部位会产生黑色条纹和褐色小斑点等典型症状。病原菌的繁殖还会导致植物叶片变薄、失去光合作用等影响,使植物养分吸收能力变弱,致使水稻产量降低。

3 水稻稻瘟病的致病机理

3.1 病原菌感染水稻植株的因素

水稻感染稻瘟病受到水稻品种、生育期、温度、湿度、土壤和病虫害等因素的影响[4]。针对这些因素,可以采取一些措施减少水稻被感染的风险,如选择适宜的品种、进行合理施肥、控制温度和湿度等。

3.1.1 水稻品种不同品种的水稻具有不同的抗病能力,有些品种对赤霉菌的抗性较强,能够抵御病原菌的感染,而有些品种则较易感染稻瘟病。因此,在种植水稻时要考虑到品种选择,选择对稻瘟病抵抗力较强的品种。

3.1.2 生长周期水稻的生长周期也会影响其对赤霉菌的感染情况。在不同的生长阶段,水稻对赤霉菌的抗性也是有所不同的。通常情况下,水稻在分蘖期和灌浆期容易感染稻瘟病。

3.1.3 温湿度温度和湿度是影响稻瘟病发生的重要因素。赤霉菌喜欢高温高湿的环境,通常情况下,温度在25~35 ℃且湿度超过90%。当气温逐渐升高、空气潮湿时,赤霉菌的繁殖能力也会逐渐增强,从而增加水稻感染的风险。

3.1.4 土壤土壤的养分状况和酸碱度也对水稻的感染情况有很大影响。过度施肥和土壤过酸或过碱都会导致水稻根部受损,抵抗赤霉菌的能力变弱,从而增加稻瘟病的感染风险。

3.1.5 病虫害在水稻种植过程中,病虫害的防治也是影响稻瘟病发生的重要因素。若水稻已经被其他病菌或虫害感染,则会降低对稻瘟病的抵抗力,从而容易被赤霉菌感染。

本文根据光程倍增光纤陀螺具有的平行、垂直偏振光交替环行的特性,理论推导陀螺中偏振合束器的有限消光比带来的一次、三次环行状态,然而这使得陀螺的奇偶时隙输出之间具有相关性,所以提出利用这种相关性对零偏进行相关抵消的陀螺信号处理方法,最后采集光程倍增光纤陀螺在室温下的零偏数据进行处理,验证该方法能够有效提高陀螺的精度.本文提出的陀螺信号处理方法利用的是光程倍增光纤陀螺本身具有的奇偶时隙输出之间的相关性,这不会因外界环境的影响而改变,所以,利用该相关性对陀螺零偏进行相关抵消的信号处理方法可为工程应用中光纤陀螺的精度优化提供借鉴.

3.2 稻瘟病的发病过程

稻瘟病是由赤霉菌引起的一种真菌病害,其发病过程可以分为接触期、侵入期、潜育期和发病期4个主要阶段。

3.2.1 接触期接触期是指赤霉菌与水稻植株的初次接触。在适宜的温湿度条件下,赤霉菌的分生孢子会通过风、雨、灌溉水等途径附着在水稻叶片或茎秆表面。这些分生孢子在叶片表面形成一层黏附物,为后续的侵入创造条件。

3.2.2 侵入期侵入期是赤霉菌通过水稻植株的伤口或自然孔口(如气孔)进入植物体内的过程。在适宜的温湿度条件下,分生孢子萌发产生菌丝,这些菌丝通过伤口或气孔进入叶片组织内部。侵入期的成功与否取决于病原菌的致病力、水稻品种的抗病性及环境条件。

3.2.3 潜育期潜育期是病赤霉菌在水稻植株内繁殖和扩展的阶段。赤霉菌在叶片组织内生长繁殖,形成菌丝网络和分生孢子。在潜育期,赤霉菌通过消耗植株的养分和水分维持自身生长,同时分泌毒素干扰水稻的正常生理功能。潜育期的长短因病原菌种类和环境条件而异,一般为数天至数周不等。

3.2.4 发病期发病期是稻瘟病症状显现的阶段。在潜育期末,赤霉菌大量繁殖并产生毒素,导致水稻叶片出现病斑。病斑初期为水渍状小点,逐渐扩大并呈现典型的稻瘟病症状,如梭形或椭圆形病斑、病斑中央灰白色、边缘褐色等。随着病斑的扩大和增多,叶片逐渐枯黄、枯萎,严重影响水稻的光合作用和产量[5]。

4 水稻稻瘟病的防治策略

4.1 农业管理上的防治方法

水稻是中国的重要农作物之一,但在生长过程中会受到各种病害的侵袭,其中稻瘟病是比较常见的一种。为了避免和减少水稻稻瘟病的发生,需要综合考虑水稻品种、合理调整水稻的生育期、加强土壤改良等方式,提高水稻的产量和健康,同时保护环境和人们的生命健康。

4.1.1 种植抗病性强的水稻品种种植抗病性强的水稻品种是防治水稻稻瘟病的一种有效方法。目前,已经研发出很多抗病品种,并逐渐普及到各个种植地区。相较于传统品种,抗病品种具有更强的免疫力,能够有效地抵抗多种病原体的侵袭。同时,在实际生产过程中,由于抗病品种本身就具有较高的抗病能力,因此不需要过分地使用杀虫剂、杀菌剂等药物,从而更好地保护环境和人们的健康[6]。

目前,我国广泛使用的水稻抗病品种主要有早籼14、15,嘉育948、两优培九、d优527、天协6号、云稻1、云稻9、松优50等。这些品种的抗病性较强,能够有效地防止水稻稻瘟病的发生和传播。

4.1.2 合理调整水稻的生育期水稻是一种对气温和湿度十分敏感的农作物,其生长周期和气候条件密切相关。在夏季高温多雨的时节,水稻病虫害易发生,尤其是稻瘟病。因此,为了避免这种情况的发生,在种植水稻时应根据气候条件合理调整水稻的生育期。

一般来说,早稻于3月底4月初播种,7月中下旬收获;中稻在4月初至5月底播种,9月中下旬收获。晚稻于6月中下旬播种,10月上中旬收获。对长江以北的地区,宜选择早稻和中晚稻种植;而对长江以南的地区,则适合种植中晚稻和晚稻。同时,在实际生产中,还可以采用垄作和养殖方法,提高水稻的整体生长质量和产量,从而更好地预防和治疗病害。

4.1.3 土壤改良土壤是农作物生长的基础,所种植的水稻是否健康,很大程度上取决于土壤质量。在预防和治疗水稻稻瘟病中,对土壤进行消毒和改良也是非常必要的一步。可以采用生物制剂或化学制剂对土壤进行消毒,杀灭病原体和有害微生物;通过增施有机质的方法,如稻草、堆肥等,改善土壤结构和养分成分,提高水稻的抗病能力。此外,水稻生长需要充足的土壤通气性,还可以采用耕作等措施增加土壤通气性,从而减少有害微生物的滋生和传播。

4.2 化学控制防治方法

化学控制防治方法是目前比较常见的一种水稻稻瘟病防治方法。其中,选用优质的杀菌剂进行喷雾,合理使用杀菌剂,避免出现过量施药或频繁更换药剂的情况等方法,都可以达到有效控制稻瘟病的效果。

4.2.1 杀菌剂的选择杀菌剂的选择是稻瘟病化学防治中的关键步骤。首先,必须确保所选的杀菌剂对水稻安全,不会引发药害或残留问题,从而保障食品安全和环境友好。其次,杀菌剂应具有显著的抑菌效果,对稻瘟病病原菌具有高度的专一性和活性,能够迅速抑制病原菌的生长和繁殖。同时,为了保持长期的防治效果,所选的杀菌剂还应具有较长的持效期,减少频繁施药的必要。

市场上常见的有机磷、三唑酮、多菌灵和叠氮化合物等杀菌剂,在正确选择和使用下,都能够有效地控制稻瘟病的发生和蔓延。在选择时,还需要结合当地的气候条件、土壤环境和稻瘟病的发生规律,以及水稻的品种和生育期等因素,进行综合考虑和评估,确保所选的杀菌剂能够发挥最佳的防治效果。

4.2.2 杀菌剂的用量在使用杀菌剂时,用量是一个需要特别注意的问题。合适的用药量能够保证防治效果,同时避免对环境和水稻产生不必要的负面影响。用量过多不仅浪费资源,还可能对水稻造成伤害,影响产量和品质;而用量过少则可能无法达到预期的防治效果。因此,必须根据当地的气候条件、稻瘟病的严重程度以及水稻的生长阶段来确定合适的用药量。

在喷洒杀菌剂时,必须严格按照产品说明书或农技人员的指导来进行,不可随意增加药剂浓度或用量。同时,为了提高防治效果,可以将杀菌剂与有机肥、生物制剂等其他农药混合使用,形成综合治理方案。这样做能够发挥各种农药的优势,提高防治效果,同时减少对环境的负面影响。用药量不宜超过1.5 kg/hm2。

4.2.3 混合使用其他农药为了提高防治效果,可以在使用杀菌剂的同时,配合使用有机肥、生物制剂等其他农药。这样可以综合发挥各种农药的优势,达到更好的治理效果。例如,有机肥可以改善土壤环境,增强水稻的抗病能力;生物制剂则可以利用生物间的竞争和拮抗作用,减少病原菌的数量和活性。

4.3 生物控制防治方法

生物控制防治方法可以通过利用植物本身的免疫力、使用微生物和共生菌、开发生物农药等方式预防和控制水稻稻瘟病的发生和传播,保证水稻产量和品质。

4.3.1 合理应用生物有益菌生物有益菌是一种可以在植物内部或根际区域生长的微生物,其能够与植物协同共生,促进植物生长和发育,提高植物的免疫力,从而减少水稻稻瘟病等病害的发生。目前,常见的生物有益菌主要包括多种植物生长促进菌、硝化细菌、固氮细菌等。

植物生长促进菌是一类能够利用植物分泌的物质和环境中的氮、磷等元素为植物提供养分的微生物,其能够显著提高植物的根系生长和发育,并促进植物吸收养分,从而增强植物对稻瘟病等病害的抵抗力。硝化细菌则可以将土壤中的铵态氮转化为硝态氮,以方便植物吸收利用。固氮细菌则能够通过与植物共生固氮,为植物提供免费的氮源。因此,通过合理使用生物有益菌,可以改善土壤环境,提高植物的抗性,有效防治稻瘟病。

4.3.2 应用赤霉菌开发的生物农药赤霉菌是一种广泛分布在土壤、植物、动物和人类身上的真菌,有些种类可以作为生物防治菌,对一些植物病原真菌和细菌有拮抗作用目前,已经有很多科研机构对赤霉菌进行了深入研究,并开发出一些高效、安全、环保的生物农药,有效防治水稻稻瘟病。这些生物农药在使用时,几乎不会对土壤和环境造成任何污染,同时也不会对作物和人体造成危害。

4.3.3 利用微生物和共生菌共同防治稻瘟病利用微生物和共生菌共同防治稻瘟病是一种新兴的防治方法,它通过增加土壤微生物的多样性,增强微生物和植物根系的交互作用,从而改善土壤环境,提高水稻植株的免疫力,降低病害的发生率。

常见的微生物有益菌包括革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌等。共生菌则包括植物固氮菌、孢子囊菌、真菌等。这些微生物和共生菌在防治稻瘟病中发挥着重要的作用,能够减少土壤中病原菌的数量,增强植株对养分吸收,促进植物生长和发育。因此,利用微生物和共生菌共同防治稻瘟病是一种高效、环保、可持续的防治技术。通过加强微生物和植物之间的关联,可以建立一个协同互惠的环境,减少化学农药的使用,有效控制稻瘟病。

5 结束语

水稻是我国主要的粮食作物之一,其产量和质量直接关系到国家的粮食安全和人民的生活质量。从病原菌对水稻的危害、水稻稻瘟病的致病机理以及水稻稻瘟病的防治策略等方面进行了探讨。为了更好地保护水稻生产,保障水稻的产量和质量,相关人员需要深化对水稻稻瘟病的认识,不断研发新的防治方法,保障粮食的供应。

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