编辑推荐:
为探究黄锈病(Puccinia striiformis f. sp. tritici)在面包小麦中的状况及影响因素,研究人员开展调查,发现其与多因素相关,对制定防控策略意义重大。
一、研究背景
面包小麦(Triticum aestivum L.)是全球重要的粮食作物,在埃塞俄比亚,它是继苔麸(Eragrostis tef (Zucc.) Trotter)和玉米(Zea mays L.)之后的第三大谷类作物,对保障国家粮食安全起着关键作用。然而,黄锈病(Puccinia striiformis f. sp. tritici)这一全球性的严重真菌病害,给面包小麦的生产带来了巨大挑战。
在埃塞俄比亚,面包小麦的产量潜力未能充分发挥,实际产量低于潜在产量,部分缺口依赖进口来满足国内需求。在阿姆哈拉地区,黄锈病的高发严重阻碍了面包小麦的生产,尤其在东戈贾姆地区,其平均发病率高达 100%,导致 32% 的产量损失。
尽管黄锈病危害巨大,但在该地区,人们对其分布模式、影响其流行发展的多种因素,以及病害发生状况、流行程度、发病率、严重程度和管理措施等方面的认知存在严重不足。这种知识上的缺口使得农民难以制定有效的防控策略,进而导致产量损失和经济困境。为了提升小麦的抗逆性和生产力,设计出针对宿主、病原体及其相互作用的有效管理方案,迫切需要深入了解黄锈病的发生、分布、相对重要性以及影响其流行发展的因素。在此背景下,相关研究人员开展了此项研究,该研究成果发表在《Journal of Crop Health》上。
二、研究方法
- 调查区域:研究在埃塞俄比亚阿姆哈拉地区的东戈贾姆 zone 进行,选取了恩阿尔杰恩瓦加(Enarj Enawga)和贡查西索埃内西(Goncha Siso Enesie)两个主要的面包小麦产区。这两个地区的农业生态和气象特征差异较大,恩阿尔杰恩瓦加海拔在 1100 - 3200 米之间,年降雨量 1228 - 2000 毫米,年平均温度 22.5 - 25°C;贡查西索埃内西海拔在 500 - 3200 米之间,年降雨量 1200 - 1800 毫米,年平均温度 7.5 - 25°C。
- 田间调查:通过与不同利益相关者进行小组讨论,了解面包小麦生产情况和制约因素,并准备调查问卷收集信息。从每个地区选取 5 个农民协会,每个协会通过 purposive sampling method 选取 10 个农民田地,共评估 100 个田地。调查从 9 月第二周持续到 10 月第一周,在每个田地通过 “X” 型模式沿对角线设置 5 个 1m×1m 的样方,记录病害数据。
- 数据收集:计算病害流行率(感染田地数 / 总评估田地数 ×100%)、发病率(根据 Roelfs 公式计算)和严重程度(通过改良的 Cobb 量表在样方内随机选取 10 株植物记录)。同时收集地理和农艺数据,包括田地坐标、种植品种、前茬作物、种植密度、种植日期、生长阶段、土壤颜色和管理实践等。
- 数据分析:使用 SPSS 软件进行描述性统计分析,将发病率和严重程度数据分类生成二元因变量。通过卡方检验比较变量,利用逻辑回归模型分析黄锈病与自变量之间的关系。
三、研究结果
- 调查田地的主要特征:种植的面包小麦品种多样,Kekeba 和 Kubsa 品种种植面积较大,其中 Kubsa 品种的发病率和严重程度较高,Damphe 品种则较低。大部分田地在 7 月第一周播种,多采用条播方式。前茬作物以苔麸、大麦、蚕豆和小麦为主,连续种植小麦或蚕豆的田地,黄锈病发病率和严重程度较高。不同生长阶段的田地中,开花期发病率较高,抽穗期和开花期严重程度较高。土壤以红色和黑色为主,高种植密度、7 月第二周播种、中等管理水平的田地,黄锈病发病率和严重程度较高。
- 黄锈病流行率:在 100 个被检查的农民面包小麦田地中,72% 的田地感染了黄锈病。贡查西索埃内西地区的黄锈病流行率和平均发病率均高于恩阿尔杰恩瓦加地区。
- 黄锈病发病率:两个地区的黄锈病发病率在 0 - 100% 之间,平均为 58.34%。贡查西索埃内西地区发病率最高,恩阿尔杰恩瓦加地区最低。Kubsa 品种的发病率最高,农民品种最低。7 月第二周播种、撒播、高种植密度、低海拔、前茬为蚕豆的田地,发病率较高。
- 黄锈病严重程度:黄锈病严重程度在 0 - 100% 之间,贡查西索埃内西地区平均严重程度最高,恩阿尔杰恩瓦加地区最低。7 月第二周播种、撒播、高种植密度、高海拔、前茬为蚕豆的田地,严重程度较高。
- 黄锈病发病率和严重程度与自变量的关联:逻辑回归模型显示,地区、播种日期、种植方法、种植密度、生长阶段、播种品种、田间历史、海拔、管理实践和土地耕作频率等自变量与黄锈病发病率和严重程度显著相关,而土壤颜色与病害严重程度无关。进一步分析发现,贡查西索埃内西地区、7 月第二周播种、撒播、高种植密度、抽穗期和开花期、特定品种、特定田间历史、特定海拔范围、中等管理水平和低土地耕作频率等因素,与黄锈病发病率和严重程度的关联概率较高。
四、研究结论与意义
研究表明,黄锈病是面包小麦产区分布广泛且危害严重的真菌病害。不同生物物理因素对黄锈病的流行有显著影响,其流行率和病害强度在不同地区、耕作实践、田间历史、海拔、作物管理实践、种植密度、作物生长阶段、播种方法、品种选择和播种日期之间存在差异。回归模型证实这些变量与黄锈病发病率和严重程度密切相关。
该研究为制定有效的黄锈病管理策略提供了重要依据。通过了解这些影响因素,农民和农业工作者可以采取针对性措施,如选择抗病品种、调整播种日期、优化种植密度和管理实践等,减少黄锈病的发生和危害,提高面包小麦的产量和质量,保障粮食安全。同时,研究也指出需要开展长期调查研究,监测黄锈病动态,进一步明确关键影响因素,为农业生产提供更有力的支持。