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为探究气候变化（CC）对坦桑尼亚小麦秆锈病（Puccinia graminis f. sp. tritici）动态的影响，研究人员在 2023 年小麦生长季开展研究。结果发现该病在各地区均有发生，北部地区病情更严重，传统品种更易感。研究为制定抗病策略提供依据，助力保障粮食安全。
在坦桑尼亚，小麦作为重要的谷物作物，在保障粮食安全和推动经济发展方面扮演着关键角色。然而，现实却不容乐观，其产量远低于潜在水平，平均产量仅为 1.6 t?ha
-1 ，与全球平均水平 2.7 t?ha
-1以及在改良农业实践下可达的 4.0 t?ha
-1 相比，存在较大差距。造成这种局面的一个关键因素便是小麦秆锈病（Puccinia graminis f. sp. tritici），它就像潜伏在麦田里的 “杀手”，几乎侵袭了坦桑尼亚所有的小麦种植区域，严重制约着小麦生产。
气候的变化对小麦秆锈病的发生和严重程度有着至关重要的影响。在全球范围内，气候的波动，如温度的升降、降水模式的改变以及湿度的变化，都在深刻地影响着小麦秆锈病的流行。在坦桑尼亚，尽管气候因素对小麦秆锈病的影响至关重要，但相关的本地化研究却十分匮乏。过往大多数研究聚焦于更广泛的区域或全球趋势，难以精准地反映坦桑尼亚独特的农业生态环境。为了填补这一空白，来自纳尔逊?曼德拉非洲科技研究所（Nelson Mandela African Institution of Science and Technology）的研究人员开展了一项针对坦桑尼亚小麦秆锈病动态的研究，旨在深入探究气候变化对其的影响，该研究成果发表在《Discover Agriculture》上。
研究人员在 2023 年小麦生长季，选取了坦桑尼亚主要的小麦产区姆贝亚（Mbeya）、伊林加（Iringa）、阿鲁沙（Arusha）、乞力马扎罗（Kilimanjaro）和曼亚拉（Manyara）进行研究。他们精心挑选了 17 个小麦田，这些田块的选择基于历史小麦生产数据、气候变异性和已知的疾病流行情况等因素。在研究过程中，研究人员运用了多种技术方法。首先，采用改良的 Cobb 量表（0 - 9）对小麦秆锈病的发病率和严重程度进行评估，该量表能在小麦生长的关键阶段，如孕穗期和成熟期，对病害程度进行标准化和全面的量化。其次，持续记录研究期间的温度、降水和相对湿度等天气数据，并与坦桑尼亚气象局（Tanzania Meteorological Agency）的历史气候数据进行对比分析。此外，运用随机完全区组设计（RCBD）和方差分析（ANOVA）等统计方法，对不同小麦品种的抗病性差异进行评估，同时利用 Pearson 相关系数分析疾病指标与气候变量之间的关系，还通过建立多元线性回归模型和动态疾病模型来量化气候变量对疾病严重程度的影响，并对未来疾病趋势进行模拟预测。
研究结果如下：
- 气候对小麦秆锈病分布和严重程度的影响：研究发现，坦桑尼亚南北部地区气候差异显著，这种差异直接影响了小麦秆锈病的空间分布和严重程度。北部地区温度较高（23 - 25°C）、湿度适中（55 - 65%），为病害的发展创造了有利条件；而南部地区温度较低（12 - 13°C）、湿度相对较高（55 - 75%），降低了秆锈病发生的可能性。
- 区域间小麦秆锈病发病率和严重程度的差异：不同地区的小麦秆锈病发病率和严重程度存在显著差异。总体而言，平均发病率为 40.2%，平均严重程度为 42.4%。曼亚拉和阿鲁沙地区的病害严重程度较高，而伊林加和姆贝亚地区相对较低。在不同小麦品种中，传统品种比改良品种更容易感染病害，并且在一些地区，高海拔与较低的病害严重程度相关，低海拔地区则相反。
- 小麦品种抗性对秆锈病的影响：通过对不同小麦品种在各个生长阶段的抗病性评估，研究发现传统小麦品种，如 Mamba、Mbayuwayu 和 Juhudi，对秆锈病的抵抗力较弱，Cobb 量表评级高达 8 - 9，表明感染严重。而改良品种如 Riziki、Kariega 和 Njombe 7 表现出中等抗性，评级在 4 - 6 之间。特别值得一提的是，Sifa 品种展现出很强的抗性，评级仅为 1 - 2 ，这表明推广抗性品种，尤其是 Sifa，能有效减轻高风险地区的病害压力。
- 历史气候数据与未来预测：对比当前研究结果和历史气候数据，发现 2023 年种植季的温度和降雨量高于常年，这可能是北部地区病害严重程度上升的原因之一。基于代表性浓度路径（RCP）8.5 情景的模型预测显示，到 2050 年，气候变化可能会加剧小麦秆锈病的发生，预计发病率将增加≥20%，严重程度将上升≥30%，尤其是在温度和湿度较高的地区。
研究结论和讨论部分指出，该研究对理解坦桑尼亚小麦秆锈病动态具有重要意义，为在气候变化背景下制定针对性的管理策略提供了科学依据。研究揭示了气候因素，如温度和相对湿度，对病害爆发的关键影响，这与全球其他地区关于气候对小麦锈病影响的研究结果相呼应，强调了区域气候差异在调节小麦秆锈病流行中的作用。同时，研究发现传统小麦品种的易感性，凸显了扩大小麦育种计划、培育既抗病又适应气候变化品种的紧迫性。这不仅有助于保障坦桑尼亚的小麦生产和粮食安全，还为其他面临类似气候挑战的地区提供了宝贵的经验。此外，研究还强调了政策制定者、推广服务机构和农民之间合作的重要性，通过实施气候智能型农业实践、加强病害监测和预警系统，共同应对气候变化和小麦秆锈病带来的双重威胁。
综上所述，该研究成果为坦桑尼亚乃至全球在应对气候变化和小麦秆锈病挑战方面提供了重要的参考，为保障粮食安全指明了方向。未来，需要进一步开展长期的疾病监测，探索综合病虫害管理（IPM）方法，利用遗传和基因组工具加速培育气候适应性强的小麦品种，并加强国际合作，共享知识和资源，共同应对这一全球性的农业挑战。
