小麦茎基腐病,又叫做冠腐病、旱地脚腐病或者镰刀根腐病,主要是由镰刀菌引起的一种土传小麦病害,有小麦“癌症”之称。该病最早于1940年在澳大利亚首次被发现,后来在全世界传播。截至目前,小麦茎基腐病在世界各地的小麦产区,都引起了严重的小麦病害。
虽说小麦茎基腐病是由镰刀菌引起的,但是能引起该病害的镰刀菌却不止一种,如假禾谷镰刀菌、禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌等镰刀菌都能够引起小麦茎基腐病的发生。不过,由于各地区的环境不同,小麦茎基腐病的病原菌组成也存在差异,其中黄色镰刀菌多发生于温度较低、降水充分的的地区,而假禾谷镰刀菌和禾谷镰刀菌则是温带、亚热带半干旱地区小麦茎基腐病的主要病原菌。
引起小麦茎基腐病的病原菌生存能力十分强悍,它们在面对寒冷冬天等不良环境时,会寻找土壤或植物残体等作为“掩体”,然后以菌丝体或孢子的形式躲藏在“掩体”中。在这种情况下,病原菌可以在不良环境中存活3年之久。待到环境适宜时,病原菌的菌丝体或者孢子便会在土壤表面萌发,然后从小麦的根部和胚芽鞘侵入,进入冠下节间和叶鞘,并通过气孔穿透进入茎表皮组织。
随着小麦的不断生长,病原菌逐渐聚集,当病原菌在小麦茎部定殖后,便会阻塞小麦的维管组织。而维管组织贯穿整个小麦植株,是小麦主要的输导组织,承担着植株体内长距离运输功能,专门运输水分、溶于水中的无机盐和有机养分,直接影响光合产物向籽粒的转移。因此,当病原菌侵染了小麦后,将影响小麦正常生长发育,严重时可引起小麦死亡。
小麦茎基腐病的侵染能力极强,在小麦整个生育期内皆可进行侵染。当小麦在萌芽阶段感染了茎基腐病后,首先种子会发生腐烂,胚根受到损伤,小麦无法正常出苗,如果一些小麦幸运地出苗了,但是根部也会产生褐色或者黑色的病斑,严重时将导致根部腐烂以及小麦死亡。
而在分蘖(niè)拔节期,病原菌将从根部侵染到茎基部,茎基部叶鞘逐步变成暗褐色,最后小麦茎基部变为深褐色,并且在节间产生白色或粉红色霉层,同时叶鞘内部充满灰白色菌丝,严重时茎基部腐烂至折断。
在抽穗灌浆期,小麦茎基部的分蘖节枯死,麦穗出现白穗现象,籽粒秕瘦甚至无籽,而将小麦从田间拔出时,植株的茎基部易折断,植株根部的根毛和主根表皮脱落,根冠部变为黑褐色,造成小麦产量降低。
此外,小麦茎基腐病除了与人类抢小麦吃外,它还会要人命。假禾谷镰刀菌等病原菌可以产生一些有毒的次生代谢物,如脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮等,可以存在小麦穗部。这些次生代谢物具有强烈的细胞毒性和抑制人体免疫的性质,人或牲畜一旦食用了含有这些毒素的小麦会导致剧烈的呕吐,严重时会导致死亡。
如今小麦茎基腐病已经蔓延至全球,在美国、加拿大、澳大利亚、突尼斯和伊朗等国都普遍发生。该病在经济上影响极大,如澳大利亚小麦产业每年因小麦茎基腐病导致的作物损失的大约为8800万澳元,严重时经济损失高达4.3亿澳元,几乎所有小麦种植区都有茎基腐病的发生,造成普通小麦平均减产25%,硬粒小麦平均减产58%。
而中国最早于1996年在江苏发现小麦茎基部出现褐色至褐棕色,于是有人将该病俗称为“酱油杆”,随后该病害不断向河南、河北、甘肃、安徽和山东等多个省份扩展蔓延,蔓延速度极快。以山东省为例,该省于2015年发现小麦茎基腐病,不到7年时间,该病已经侵袭了山东省超过1200万亩的小麦面积,遍及15个市123个县区,减产率超过30%。
目前,小麦茎基腐病已上升至中国主要的小麦病害之一。
然而,目前由于人类对于小麦茎基腐病的病害循环和机理并不清晰,如今仍然不清楚该病是如何在我国各小麦种植省份疯狂传播的。而且该病还是一种土传病害,受土壤影响,农药进入土壤后很快就被稀释中和了,使用化学农药并不能完全起到防治作用。因此小麦茎基腐病至今仍然无法做到彻底解决,已有多个省份将其列为二类病虫害名录,同时也被国家列入急需迫切解决的农业难题。
此外,小麦茎基腐病除了受病原菌影响导致发病外,还有多个“队友”助攻也导致容易引发该病。如小麦连作、秸秆还田、土壤免耕、氮肥过多、碱性土壤和气候湿润等因素都有利于茎基腐病的发生。而且小麦茎基腐病更像是慢性毒药,初期侵染时十分隐秘,在苗期基本没有明显发病症状,需要在拔苗后才能看到,然后在拔节孕穗期症状才逐渐显现,最后灌浆期才呈现“白穗”症状。然而待症状显现后基本已错过最佳防治期,造成小麦严重减产。
通常来说,要想解决农业病害,筛选培育抗病品种向来是首选方法,然而这种方法在小麦茎基腐病上却表现得不尽人意。绝大部分小麦品种面对小麦茎基腐病的侵袭,基本无抵抗能力。近二十年来,我国科研人员对市面推广的超过800个小麦栽培品种进行了抗病性筛选,然而却只筛得几十个有抗性水平的小麦品种,而这些小麦的抗性水平却只表现出中抗。由此可见,我国抗病品种种质资源的匮乏,也是国内小麦茎基腐病泛滥成灾的主要原因。
因此综上所述,由于小麦茎基腐病的致病机理难以解析、多因素诱发该病、发病隐秘以及小麦抗病能力不强等因素,导致小麦茎基腐病的防治十分困难,抗病之路,仍然任重道远。
如今小麦茎基腐病犹如刚入世的“麦兽”,口吞万亩麦田,一副咄咄逼“麦”,誓要占领所有小麦种植区的样子,人类苦于不了解它的弱点,只能暂避锋芒,转入战略防御阶段。在这几十年的防御战中,人类也总结了一些可以减少小麦茎基腐病发生的防御战术:
1、避免秸秆还田,加强土壤翻耕。小麦感染了茎基腐病后,整株都会带有病原菌,而田间染病秸秆如果未经过腐熟而直接还田,会造成病原菌直接接触土壤表层,使得病原菌数量不断增加,加重茎基腐病的发生。因此需要将秸秆清理出田间,并将土壤进行中耕和深翻,在烈日下暴晒,以减少田间病源菌数量。
2、改变栽种方式,合理施肥。根据小麦品种特性适时播种,避免过早播种。同时切忌单子叶作物连作,适时将小麦与油菜、棉花、豆类、烟草和蔬菜等双子叶作物进行轮作。在施肥时减少氮肥的使用,增加磷钾肥的施用,以增强小麦的抗病能力。
小麦在中国已有5000多年的种植历史,是中国的第二大粮食作物,维护小麦种植安全,关乎我国粮食安全。小麦茎基腐病作为一种主要的小麦病害,给中国小麦种植造成了无法估量的损失。维护国家粮食安全已迫在眉睫。然而小麦茎基腐病由于多种因素导致防治困难,因此破解该病仍需群策群力,通力合作,方能为中国小麦种植闯出一条希望之路。