重要粮食病害的管理

植物病理学家Gert van Coller博士和Bradley Flett博士向Pieter Dempsey讲述了一些对南非玉米和小麦生产构成重大威胁的疾病,以及如何控制这些疾病。

重要粮食病害的管理
据Gert van Coller博士说,在过去几年中,一些给冬季降雨地区的小麦农民带来问题的疾病是白粉病和镰刀菌冠腐病。照片:弗兰克-威廉姆斯存档
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玉米是南非最重要的大田作物,占该国大田作物总产量的50%以上。

改良种子技术的使用和可持续农业做法都大大有助于管理对玉米作物的病虫害损害。

然而,该行业仍对这种主要作物生产面临的新威胁保持警惕。

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宿敌归来
在2020/21生产季节,多个产区报告了几例由真菌Aureobasidium zeae引起的玉米眼斑。

这是自1992/93年季节期间在自由州东南部、夸祖鲁-纳塔尔省北部和普马兰加东南部较潮湿的生产地区最初记录到该病以来已知的第一批病例。

农业研究委员会(ARC)谷物作物研究所的高级植物病理学家布拉德利·弗莱特博士说,在1993/94年期间,眼斑更为普遍,严重程度更高,特别是在海德堡地区。

他补充说,这种真菌喜欢凉爽潮湿的气候,这在南非主要的玉米种植区,即自由州的中部和北部并不常见。然而,有一些证据表明,这个季节这种疾病也发生在这些地区。

根据Flett的说法,在大多数情况下,当玉米眼病在开花前两到四周处于营养状态时,会影响植物的叶片,症状并不严重,不需要进行控制。当这种病发生在接近成熟的植物的上部叶片上时,其影响最为严重。

由于上部叶片是有效灌浆所必需的,因此当这些叶片受到严重感染时,可以预期产量损失较小。

最初,症状表现为小的(直径在1毫米到2毫米之间)圆形到椭圆形的病变,颜色从奶油色到棕色,周围有狭窄的晕圈。这些病变可合并在叶片上形成更大的坏死区域。

“在本季度报告的病例中,症状并不严重,产量损失的可能性很小。但是,我知道有农民喷洒杀菌剂来控制这种疾病。”

轮作控制
Flett说,尽管以前的耕地和从未种植过玉米的地方也曾遇到过这种疾病的病例,但轮作可以帮助减少早期感染。

推荐的系统在同一块土地上实行三到四年的玉米生产间隔。然而,这在南非是不切实际的,在那里玉米是种植的主要作物,其他作物是轮种的。

由于玉米生产的经济性,许多南非农民坚持在单一种植系统中种植玉米,这有利于疾病的发展。

Flett说,可以通过与不是眼斑寄主的作物轮作,以及彻底翻耕和销毁收获后的残留物,特别是严重受感染植物的残留物,来减少感染物质的数量。作物秸秆的深耕防止了孢子的产生并促进了分解,从而限制了早季的传播。

寄主植物对玉米赤霉病的抗性对控制眼点很重要,Flett建议种植对该病具有一定抗性的玉米杂交种。然而,由于玉米眼点病的爆发相对较少,南非杂交种尚未对玉米眼点抗性进行专门筛选。

眼斑的化学防治
Flett说,注册用于防治眼病的杀菌剂包括代森锰锌、丙环唑、百菌清和苯菌灵,可在眼病流行且病情严重时使用。

一些研究人员认为,种子处理可以有效地防止a.e zeae。当病害达到流行状态时,在病害发展的早期喷施植株,当感染叶面积小于或等于1%时,将限制进一步侵染。当条件有利于疾病发展时,可能需要进行不止一次的应用。

Flett警告说:“使用杀菌剂来防治眼病的费用可能会高得让人望而却步。”。“杀菌剂的作用还没有得到充分的研究,有些发现似乎与其他发现相矛盾。”

他认为,杀菌剂在眼斑防治中的作用需要进一步研究,以确定其有效性、经济性和何时喷洒。

迄今为止,该病在植物上的严重程度很低,因此没有理由喷洒杀菌剂。不过,农场主们被敦促定期监测有感染迹象的农田,并与当地的植物病理学家联系,或将样本送往ARC的谷物作物研究所,以获取进一步建议。

小麦疾病

小麦是南非冬季降雨生产区种植最广泛的粮食作物,也是南非第二重要的粮食作物。西开普省农业部的植物病理学家格特·范·科勒博士表示,小麦的主要疾病威胁每年都有变化,并且在生长季节高度依赖于天气条件。

白粉病和镰刀菌冠腐病在西开普都是众所周知的,在那里它们已经发生了很多年。

白粉病

Van Coller解释说,在2018年和2019年的生产季节,西开普省的白粉病发病率接近流行水平,但在2020年几乎没有。

尽管如此,这仍然是一个重大问题,因为有利的气候,加上这种疾病的多循环特性(能够在一个季节内完成许多生命周期),很容易导致流行病。

白粉病在小麦植株的叶子和茎上可以看到白色的、蓬松的斑块。

凡·科勒说:“如果气候有利于该病的发生,在生长季节的任何时候,(植物的)地上部分都可能发生致病真菌的感染。”。

这些毛茸茸的斑块,称为菌丝,是真菌菌丝(丝状丝)的基质。在季节的后期,毛绒绒的斑块变成棕色。黑色的斑点,是真菌的子实体,然后变得可见。

根据Van Coller的说法,引起白粉病的真菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)是一种真正的寄生虫,它直接从小麦作物中获取营养,降低其光合作用能力,增加其呼吸作用,从而导致产量下降。

早季感染会减少次生分蘖和穗头的数量,当旗叶和穗头感染时,这种疾病的破坏性尤其大。受感染的籽粒粘稠,籽粒品质降低。

治疗
白粉病可以通过喷施杀菌剂和种植抗病品种来防治。Van Coller强调,化学控制很重要,但必须及时应用,因为如果应用得太晚,它是无效的。

在其他国家,种植抗病品种已被证明可以减少该病的发病率,但目前对当地品种的抗性了解不多。

“虽然与阔叶作物轮作很重要,因为这给寄生病菌的残茬有时间分解,但请记住,真菌孢子可以随风传播许多公里;因此,你的麦田仍然会受到来自其他麦田的孢子的感染。

Van Coller补充说,小麦单作是一种不可取的做法,因为它将小麦幼苗放在受感染的残茬附近。此外,农民应该避免过度施肥,因为已经证明氮肥会增加疾病水平。

冠腐病

镰刀菌冠腐病(FCR)仅在灌浆期可见:茎和头是白色的(死的),几乎不含谷物。

“FCR看起来与另一种被称为全蚀病的重要小麦疾病非常相似,但可以通过仔细拔出有症状的植物,清洗根部的土壤,并从茎上剥离叶子来识别,”Van Coller说。

全蚀病引起广泛的根腐病,而FCR不感染根。叶子被摘除后,在茎干上可以看到,从茎干下部向上延伸出一种深蜜褐色。当然,这两种疾病有可能同时发生在同一种植物上。

在降雨量高于平均水平的时期,由FCR引起的白色茎杆和穗部可能不太常见,尽管茎部感染仍然可见。

引起FCR(伪禾谷镰刀菌,以及在较小程度上的F.culmorum)的真菌通过下部茎区(包括树冠区域和树冠下节间)感染植物,如上所述,茎腐向上发展。

木质部和韧皮部组织中会形成障碍物,扰乱种子根对水分的吸收,使植物依赖浅冠根来吸收水分。

“尽管关于FCR对西开普省粮食产量影响的实际数字仍然缺乏,但我们已经证明了疾病发病率和产量之间的显著负相关,这意味着随着疾病发病率的增加,小麦产量会下降。”

治疗
根据Van Coller的说法,FCR最好的管理方式是轮作,使用油菜、羽扇豆和苜蓿等阔叶作物,因为这些作物不是病原体的宿主。

作物轮作为寄生病菌的残茬提供了分解的时间,从而降低了疾病的压力。而且,虽然传统的耕作方式,如犁耕,确实减少了残茬,但这种做法与保护性农业不相容。

“使用叶面杀菌剂对FCR无效,尽管使用注册化学品进行种子处理对保护幼苗免受感染至关重要。然而,种子处理并不能保护成年植物免受这种疾病的侵害。

电邮Bradley Flett博士至(电子邮件保护),或格特·范·科勒博士(电子邮件保护)

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