條銹病是我國小麥生產面臨的主要病害之一,已被農業農村部列為小麥一類病害,是重點防治對象。甘肅隴南地區是小麥條銹病流行的關鍵區域,也是條銹菌新小種的發源地。該地區菌源每年秋冬季通過西風帶向下游傳播,影響陜西、河南、安徽等小麥主產區。多位從事小麥抗病育種的受訪院士專家表示,應充分利用當地發病條件優勢和科研積累,加強源頭地區科研基礎設施建設,加快抗條銹病小麥品種選育與應用,有效降低下游省份發病率,切實保障我國小麥生產安全。
病害頻繁流行 曾致小麥減產四成
“條銹病嚴重時可導致小麥產量損失達70%,甚至絕收。20世紀50年代,一次大流行曾造成全國小麥減產超過40%?!备拭C省農業科學院植物保護研究所副所長曹世勤長期研究小麥條銹病防控技術。在他看來,銹病防治是保障小麥糧食生產安全的重中之重,我國幾代科研人員持續致力于該病害的防治研究。
“條銹病是與赤霉病等并列的一類病害,主要破壞葉片光合作用,導致千粒重下降。這是一種典型的氣傳性真菌病害,具有發生范圍廣、流行頻率高、產量損失嚴重的特點?!备拭C省農業科學院清水小麥產業技術研究院院長魯清林告訴記者,近年來,小麥條銹病曾于2002年、2017年兩次大范圍流行。2002年波及甘肅等10個省區市,產量損失達10億公斤;2017年在黃淮海麥區流行,產量損失為5億公斤。
科研人員研究發現,小麥條銹病菌主要源自甘肅隴南地區,具體包括隴南、天水等市。為何該地區成為全國條銹病菌的“病窩子”?中國工程院院士許為鋼介紹,從病害流行學角度看,該區域地形復雜多樣,小麥種植海拔從550米到2600米均有分布。冬小麥、春小麥均可在此播種,條銹菌可在該區域完成越冬、越夏的周年循環?!安【鷮崿F冬天在谷地越冬,夏天到山上越夏的閉環?!?/p>
中國工程院院士康振生認為,從條銹菌遺傳多樣性角度看,條銹菌轉主寄主小檗在該區域種類多、分布廣,條銹菌有性生殖在小檗上常年發生、不斷變異產生新小種,導致小麥抗病品種喪失抗性,造成條銹病頻繁流行。目前國內監測和命名的生理小種中,絕大多數首先在天水、隴南監測到,該區域遺傳多樣性最為豐富,是國內條銹菌的毒性基因庫。
在菌源區,條銹病多次大流行導致小麥嚴重減產。曹世勤介紹,自20世紀50年代至今的60余年間,甘肅省中度及偏重度以上減產年份約有36年,占比約60%。2020年以來,隨著各項技術措施較好應用,每年發生面積約150萬畝,約占全省小麥種植面積的1/8。按照條銹菌氣流傳播路徑,每年菌源區影響我國東部麥區陜西、河南等地1億多畝小麥,占全國冬小麥種植面積近1/3。
經費有限 抗病品種研究進展較慢
目前,防治條銹病最根本的辦法仍是選育并推廣抗病品種。然而,現有抗病品種迭代速度難以跟上病菌進化速度,加之氣候變化背景下菌源區不斷擴大,進一步拓展了條銹菌的生存范圍。
——抗病品種難以跟上病菌新小種。曹世勤介紹,目前監測到的條銹菌小種及類型有20多種,我國主要流行小種為“條中34號”“條中32號”。由于條銹菌新毒性菌系不斷出現,大面積種植的哺育品種及主要抗原材料抗性喪失,失去利用價值?!耙话憧共∑贩N種植3到5年,就會因新小種出現和流行導致抗銹性喪失?!辈苁狼诒硎?,抗病品種選育至少需8年以上,而病菌變異速度快于選育進程,導致該區域長期存在抗銹品種追趕新小種的局面。許為鋼指出,下游主產區抗銹品種選育更是“慢半拍”甚至“慢一拍”,條銹病流行壓力較大。當地通過加強“一噴三防”防治銹病,造成大量經濟損失及環境污染。
——氣候變化致核心菌源區呈擴大趨勢。曹世勤介紹,近年來受全球氣候變暖影響,極端天氣多發,區域降水增多、階段性增溫等擴大了條銹菌生存范圍。甘肅條銹菌越夏區過去主要集中在天水市和隴南市,涉及冬小麥種植面積300多萬畝。近年來,越夏區范圍進一步擴大,包括六盤山以西的平涼市莊浪縣和靜寧縣、定西市、臨夏回族自治州和甘南藏族自治州舟曲縣、蘭州市榆中縣、白銀市會寧縣等地,涉及冬小麥種植面積超過500萬畝。
——現有試驗條件落后,難以滿足現實需求。魯清林介紹,其所在銹病防治團隊主要依托天水市清水縣小麥試驗基地開展科研活動,但現有條件難以滿足大規??蒲行枨??!盎赝恋剌^少,核心試驗區僅5畝,且土地不平整,部分田間道路未硬化,大型機械難以進入?!贝送?,試驗用農業機械因造價昂貴,極為短缺?!耙慌_小區播種機、小區收割機平均造價均在40萬元以上?!庇捎诮涃M有限,研究團隊難以擴大試驗規模。
強化源頭治理 建設防治科研基地
受訪專家表示,多年抗銹育種試驗表明,甘肅省隴南地區是我國選育小麥抗病品種和開展抗銹鑒定的最佳區域。以甘肅省農業科學院為主的研究團隊已積累豐富科研數據和相關資料,并推出多個表現優良的抗病品種。
曹世勤介紹,研究團隊自20世紀60年代至今持續跟蹤研究,先后對30000余份小麥品種(系)及抗源材料進行苗期、成株期條銹病抗性鑒定與評價,篩選出1000余份抗條銹病性優異的材料,供省內外育種單位作為親本使用,育成多個抗條銹病性優異的品種。魯清林表示,早期育成的蘭天15號是國內首次利用國際已知抗條銹基因載體品種推出的新品。后續系列品種中,蘭天36號在2022年達到畝產714.25公斤,創下我國旱地小麥高產紀錄;蘭天48號在隴南市禮縣連續3年創造寒旱區冬小麥高產紀錄。目前,蘭天系列品種推廣面積已達全省小麥總面積的近40%,有效控制了銹病向下游大規模流行。
許為鋼等人建議,應支持天水建設全國小麥抗條銹病種質創新與遺傳育種試驗基地,推動全國小麥產區科研人員來此開展抗病育種試驗,及早掌握病源菌繁衍進化情況,降低銹病流行發生概率,筑牢小麥生產安全底線。
天水市清水縣副縣長李軍表示,當地正積極向農業農村部申請創建國家級小麥制種大縣,期盼成功申報科研基地項目,帶動鄉村振興及農業產業升級?!拔覀兊哪繕耸堑?030年,小麥制種基地面積穩定在20萬畝,制種單產提升15%,商品種子年產能達6萬噸?!崩钴娬f。


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