20世纪80年代以来,随着矮秆和半矮秆品种的推广应用和肥水条件改善,中国小麦病害的发生与危害日趋严重[1-2]。在全球范围内广泛发生、危害程度严重的三大病害之一-小麦白粉病,近年来在全国近半数的麦田中发生与流行,尤其是在黄淮平原,频繁多发[3-4]。侵染叶片后,叶片光合效率降低[5],呼吸作用增强,干物质积累减少,子粒产量损失13%～34%,严重时达50%以上[6-7]。白粉病不仅影响光合产物的数量以及向子粒中的运输[8],而且还影响子粒内部贮藏物质的形成,导致病粒品质下降。零散的相关报道指出,生育后期感染白粉病,降低子粒中全氮、总可溶性蛋白质及游离态氨基酸的含量[9],而游离氨基酸含量则与子粒品质密切相关。一直以来,选用抗病品种和使用杀菌剂是防治白粉病的2个主要措施[10]。然而,由于我国小麦品种的遗传基础较为狭窄,抗源匮乏,导致近年来小麦品种的抗白粉病特性丧失速度加快,白粉病的危害日益严重[11-12]。而防治小麦白粉病的重要药剂-三唑类药剂的常年使用,导致白粉菌对三唑类药剂的抗性逐年增强[10]。此外,随着农药残留等问题日益突出,三唑类药剂防治存在弊端,影响食品安全与环境生态安全,生产实践中亟需安全有效的白粉病防控技术。据报道,硅酸盐作为一种安全生态的化学制剂,可以抵抗白粉病菌侵染[13-14],提高植株的抗病能力[15-17]。在水稻和黄瓜生产中的应用表明,硅酸盐不仅能够防控稻瘟病和白粉病的危害[18-20],而且能明显提高产量和品质[21-22]。但硅酸盐对小麦白粉病的防控效果和具体技术如何,目前尚不明确,更未见关于硅酸盐对子粒产量和品质影响的深入报道。鉴于上述,本研究以小麦白粉病多发、重发的黄淮麦区河南夏邑为代表,选择典型地块为基点,探讨硅酸盐对小麦白粉病的防控效果,以及对叶片光合性能、子粒产量和品质的影响,以期探索出安全、简便、实用的白粉病化学防控技术,为缓减白粉病的发生与危害,最终获得优质高产提供科学依据。

1 材料和方法

试验于2010-2011年在河南省夏邑县何营村进行。试验田土质为两合土,耕层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和有效钾含量分别为11.6 g/kg,0.78 g/kg,46 mg/kg,18 mg/kg和163 mg/kg,pH值 7.8。

1.1供试材料

供试材料为黄淮平原麦区种植面积较大的半冬性中熟小麦品种周麦16号(国审麦,中感白粉病和纹枯病)。

1.2试验设计

试验采用随机区组设计,试验因子为硅酸盐种类及喷施的质量浓度。硅酸盐选用2种,即硅酸钠(A1)和硅酸钾(A2);硅酸盐质量浓度设3个水平,即2 g/L(B1),5 g/L(B2)和10 g/L(B3)。每重复有7个处理组合(除硅酸盐处理外,另设1个清水对照CK)。重复4次。小区面积为4 m×7.5 m=30 m2。行距22 cm,18行区。

1.3田间管理

底施尿素225 kg/hm2、磷酸二铵225 kg/hm2,拔节期(3月下旬)追施尿素240 kg/hm2。2010年10月11日播种。播种量为165 kg/hm2。用甲基异柳磷拌种。不同硅酸盐处理于2011年4月3日通过叶面喷施实施。其他田间管理同一般高产田。

1.4测定项目与方法

1.4.1 叶片光合特性 从2011年4月5日始至成熟前,每15 d(即分别在4月5日,4月2日,5月5日,5月2日和6月4日)测定1次叶片光合特性。即在晴朗、无风、光强稳定的条件下,于09:30-11:30,每小区选择5株长势一致且受光方向相同的典型植株,每株选定5片主茎旗叶(旗叶未完全展开前选定最上展开叶),用LI-6400便携式光合仪测定净光合速率(Pn);用SPAD-502叶绿素仪测定总叶绿素含量(SPAD值)。以上测定均重复3次,取其平均值进行统计分析。

1.4.2 子粒产量及其构成因素 成熟时,全小区收获,脱粒,计产。同时,临收获时选取1 m双行的植株,进行考种分析,计算单位面积上的穗数、穗粒数和千粒质量。

1.4.3 子粒蛋白质含量 用凯氏定氮法测定子粒蛋白含量。

1.5统计分析方法

使用Microsoft Excel 2003和DPS V7.05对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1硅酸盐对小麦白粉病的防控效果

观察结果表明,在处理实施初期(4月5日),不论是硅酸钠还是硅酸钾,2 g/L质量浓度处理条件下,均未发现药害现象;5 g/L质量浓度时,部分叶片出现轻微的不同规则点状失绿;而在10 g/L质量浓度下,处理区叶片则出现不规则点状失绿,比5 g/L质量浓度处理的点状失绿叶片多1.5倍左右。截止到挑旗期(4月19日),不同硅酸盐处理的植株均生长出最后两片叶(旗叶和倒2叶),该两叶均属正常叶。除处理实施之初(4月5日)白粉病尚未发生外,在其他各调查时期,不同硅酸盐处理的病情指数为2～6.8,不同处理之间的差异未达显著水平,但各处理与对照的差异均达极显著水平(图1)。尤其是随着生育进程推进,差异越来越大。据灌浆后期(5月28日)观察,不同质量浓度硅酸盐处理区均未发现白粉病病株,功能叶(旗叶-倒三叶)叶色正绿,而CK(喷清水)功能叶上则发现有白粉病病菌孢子,叶片枯黄60%～70%,生理功能丧失。不同硅酸盐或其不同质量浓度处理相比较,以2～5 g/L硅酸钾或2 g/L硅酸钠的防控效果较为突出,旗叶-倒三叶完好,功能正常;10 g/L硅酸钾处理区的倒三叶自叶尖往下失绿20%～30%,5～10 g/L硅酸钠处理区的旗叶-倒三叶自叶尖往下失绿30%～50%,甚至枯死。综合分析认为,采用硅酸盐防控小麦白粉病时,适宜的喷施质量浓度为2～5 g/L,其中,硅酸钾以2～5 g/L、硅酸钠以2 g/L为宜。