稻虾田旱青立病发生原因及防治措施

    余承良　唐桂林　黄占亮

    

    摘要 ? ?近年来，稻虾田快速发生发展的同时，水稻旱青立病（颖壳不闭合，直穗病）也连年发生。旱青立病发生原因很多，本文采用排除法，并根据他人对有机砷影响穗发育方面的研究成果，认为有机砷毒害可能是稻虾田旱青立病发生的主要原因，并提出稻虾田该病的防治措施，以期为稻虾田旱青立病的防治提供参考。

    关键词 ? ?稻旱青立病;发生原因;防治措施

    中图分类号 ? ?S435.111 ? ? ? ?文献标识码 ? ?B

    文章编号 ? 1007-5739（2020）19-0116-04

    近年来，江淮地区稻虾综合种养发展很快，寿县从2016年的666.7 hm2猛增到2019年底的8 267.8 hm2。但快速发展的同时，出现了一个不容忽视的问题，即每年都有一定面积的稻虾田出现水稻旱青立病（颖壳畸形不闭合、直穗病），给水稻生产带来较大危害，同时也影响稻虾综合种养技术的健康发展。

    目前，旱青立病没有统一的定义，本文建议给旱青立病的定义是：水稻在栽插后至孕穗前期，长期受到外界一种或者几种不良因子的影响，这些逆境因子综合作用达到一定阈值后，导致主穗、枝梗及颖壳畸形的一种系统性生理病害[1]。其发生症状类似已经报道的由60Co或者化学试剂诱变、农杆菌导入DNA等产生的颖壳畸形及穗畸形突变体[2-3]。

    在实际工作中，必须分清水稻高温热害和旱青立病。由于二者都在穗期表现症状，特别是有时混合发生，在文献报道及指导农业生产、田间鉴定、技术培训时，有人会将旱青立病当作是高温热害。其实从发生症状、发生原因、发生时间、发生特点上甄别，二者是截然不同的2种生理性病害。水稻高温热害一般是指在水稻抽穗结实期，气温超过水稻正常生育温度上限，影响正常开花结实，造成空壳率及秕粒率上升而减产甚至绝收的一种农业气象灾害;其不会出现抽不出穗、穗和颖壳畸形等症，且病株在大田中一般是平均分布。现将旱青立病的发生症状、发生原因及防治措施总结如下。

    1 ? ?旱青立病的发生症状

    主要症状是水稻在抽穗前表现正常，至抽穗时茎叶往往突然呈浓绿色、粗硬，严重的稻穗迟迟不抽出，成为包穗或半包穗，穗粒少，穗轴、枝梗弯曲。病株有时有高节位分枝，通常一株生1个分枝，少数可达 3 个分枝，分枝穗大多都正常，极少畸形，且分枝节上有倒生根，类似恶苗病。病穗上间生少数健粒，多数颖壳内外颖开张不闭合;部分外颖顶端弯曲，包住内颖的顶部并向内颖一侧突出，像老鹰嘴。有的病穗内外颖增大，使一颖花成为3～4片，少数多达5～8片;或由于小穗梗伸长受阻，使2～3个颖花簇生在一起，外观很像一朵多瓣花。出穗后病穗大都直立不下垂，农民称为“张口瘪”，黄熟期植株仍然保持青绿色。病株在大田里不平均分布，呈点条状。20世纪50年代，日本学者户义次将其命名为贪青和旱贪青。20世纪70年代，浙江学者报道浙江、江西等地发生该病，命名为青立和旱青立[4]。现在也有部分学者按其发生症状，直接稱为水稻颖壳畸形不闭合症[1]。该病在美国南部发生较重，被称为直穗病。

    2 ? ?旱青立病在稻虾田的发生情况

    2.1 ? ?发生历史及面积

    2017年寿县稻虾田开始出现旱青立病后，2018年和2019年都有一定面积发生。2019年在丰庄镇、堰口镇、刘岗镇、双桥镇等地，稻虾田均出现旱青立病。据不完全统计，2019年稻虾田有12块共20.16 hm2发病，发生品种有N两优1998、Y两优2号等6个。

    案例1：2017年9月13日，寿县农业行政执法大队组织专家组到涧沟镇进行农业投入品田间鉴定时调查发现，顾广宝农户，虾塘面积5.3 hm2，种植水稻品种两优688，5月3日育秧，6月3日移栽，调查时水稻处于蜡熟期，穗和颖壳畸形，大田中点片状发生。基肥施25%复合肥375 kg/hm2，没有使用过农药。株发病率达90%，绝收。

    案例2：2018年9月30日，寿县农业行政执法大队组织专家组到窑口镇粮台村孟德宏农户稻虾田进行农业投入品田间鉴定时调查发现，虾塘面积10.6 hm2，栽插品种是隆两优1998和深两优841，没有施肥也没有喷施过农药。5月1日育秧，6月10日移栽。2个品种在大田中混栽，均发病，穗和颖壳畸形，点片状发生。但隆两优1998发病较深两优841严重，发病面积共4.67 hm2，其中绝收面积2.67 hm2。

    2.2 ? ?发生症状及危害

    在稻虾田，该病发生症状和上述旱青立病的症状基本一样，主要表现为穗和颖壳畸形，但均未发现高位分蘖及成穗，也未发现倒生根。旱青立病在大田中出现点条状发生的特点，由于在大田里分布不均匀，且水稻发病后小穗稀少又畸形，实际工作中无法调查结实率。稻虾田如果发生旱青立病，其发生程度比其他稻田更重，一般可减产30%～50%，严重的田块减产80%以上。

    3 ? ?稻虾田发生旱青立病的原因

    引发水稻旱青立病的原因很复杂，既有水稻自身原因，也有外部原因。据报道，目前发现的穗发育和颖壳发育突变体有几十个，且有部分突变体的症状如类树状突变体等，与旱青立病症状十分相似[2-3]。水稻突变体是旱青立病发生的内部原因。引发旱青立病的外部原因目前也不是十分清楚，已知与旱改水田、白土田、污水灌溉及孕穗期高温、药害、土壤重金属危害、病虫害、品种抗逆性差、微量元素缺乏、肥水管理不当等有关[1，4-8]。本文根据有关文献报道，结合寿县近3年来实际发生情况，通过排除法，对稻虾综合种养田旱青立病发生原因分析如下。

    3.1 ? ?与旱改水等土质的关系

    根据有关文献报道及作者多年的调查发现，旱青立病往往在旱改水田和白土田多发[1，4-6]。但稻虾田一般都地势低洼，无旱改水历史;且发病田块也非白土田。说明稻虾田旱青立病的发生与旱改水等土质关系不显著。

    3.2 ? ?与孕穗期高温的关系

    据马义虎等[9]报道，在幼穗分化期，高温会导致花粉发育不良，引起结实率下降，还可能导致部分小花出现发育异常的现象。张宇飞等[10]、鲍广文等[7]、李 ?军等[8]报道，孕穗期高温是引发旱青立病的重要原因。但稻虾田长期灌深水，其穗丛温度比一般稻田穗丛温度低1～2 ℃，寿县近3年水稻孕穗早期没有明显高温天气，周边非稻虾田块水稻生长发育正常，可见非高温引起。寿县2006年发生旱青立病的均是寿县中部地区早麦茬稻，北部的迟麦茬稻和南部的油菜茬稻均未发生[8]。这些发病田块，6月1—5日栽插，7月初应该烤田，但因为长期阴雨，未能烤田;7月10日以后进入孕穗期，8 月10—15日抽穗。从表1可以看出，2006年整个孕穗期有3个平均气温较高时段：7月12—14日，其中气温超30 ℃有2 d;7月18—21日，日均温度达30 ℃以上有1 d;7月29—31日，日均温度30 ℃以上有1 d，均未达到高温热害标准。说明2006年安徽江淮地区水稻旱青立病大发生，不是高温引起，而是由孕穗期长期阴雨寡照，不能有效烤田，造成水稻根部长期处于厌氧状态，砷积累较多造成的。

    3.3 ? ?与品种的关系

    不同杂交稻组合均发生旱青立病，杂交组合之间发生程度有差异，但差异不显著，只有常规糯稻和粳稻很少发生。2019年寿县发生旱青立病的品种有N两优1998、万象优111、两优98816、两优148、Y两优2号、两优713、隆两优1319。据李 ?军等[8]报道，2006年寿县逾60个品种发病，占当时栽培品种的90%以上，未发现抗病品种。吴文革等[11]报道，2006年安徽江淮地区多品种发病，未发现抗病组合。

    黄占亮等[12]报道，2019年在寿县堰口镇棉花原种场开展水稻新品种小区对比试验，该试验田过去是棉花地，旱改水已经10年。该试验共有23个水稻新品种（均未通过审定，正在区试）参试，手插秧。2019年9月20日调查时水稻处于乳熟期。从该试验可以看出，试验地块西部地势低洼，发病的小区（品种）都在田块的西半部，所有品种均发病;东部地势高燥，所有小区（品种）均未发病。证明杂交稻组合间该病发生差异不显著。

    3.4 ? ?与药害的关系

    化学药害主要是除草剂残留对水稻的危害，会造成穗发育障碍，形成畸形穗和畸形颖壳[11]。李春风等[4]、鲍广文等[7]认为，旱青立病的发生与多效唑、2-甲-4-氯、铜制剂使用有关。但稻虾田一般不使用除草剂等农药，也未使用铜制剂。因此，旱青立病的发生与药害无关。

    3.5 ? ?与干旱及水分突然变化的关系

    干旱会引起水稻穗畸形和颖花畸形[13]。但稻虾田长期有水，不存在干旱。水稻孕穗期长期干旱后突遇降水，会造成氧化还原电位下降，使土壤急剧呈还原状态，影响水稻根系对养分的吸收，导致发生旱青立病[6，14]。这种情况在稻虾田也不会存在。

    3.6 ? ?与污水灌溉的关系

    据李春风等[4]报道，污水灌溉会导致水稻旱青立病的发生。稻虾田对水质要求高，使用的都是地下水和上游水库灌溉水，不存在污水灌溉情况。因此，稻虾田发生旱青立病和污水灌溉无关。

    3.7 ? ?与有机砷的关系

    3.7.1 ? ?病穗中砷含量。据张宇飞等[10]报道，经过化验，旱青立病病穗中砷的含量是正常稻穗的10倍以上。病穗中砷含量高，是否导致发生旱青立病，是否是唯一原因，还需要形态学、分子生物学等方面证据进行证明，但完全可以作为旱青立病发生的重要间接证据。

    3.7.2 ? ?淹水狀态下土壤中及水稻组织中砷含量的变化。李园星露等[15]研究表明，同常规水分管理（干干湿湿）比较，全生育期淹水栽培显著增加了土壤中有效态砷的含量，涨幅高达70%，差异显著;孕穗期淹水栽培，土壤中有效砷含量涨幅31%。说明淹水处理能增加土壤中有效态砷的含量。水稻根部砷含量以全生育期淹水栽培最高，其次是孕穗期淹水栽培，分别较常规水分管理提高10.7%和4.9%。另据王 ?钊等[16]研究表明，在淹水条件下，高温会使嗜热微生物成为优势菌群，并促进土壤溶液中砷的甲基化。干湿交替可以降低土壤溶液中砷的水平。王丙烁等[17]研究表明，土壤以及水稻籽粒、茎叶和根系中的砷含量在不淹水条件下较低，在淹水条件下较高。

    3.7.3 ? ?砷对水稻穗发育的影响。据李园星露等[15]报道，土壤中的砷有3种形态，即三价砷、五价砷和二甲基砷，前二者是无机砷，后一种是有机砷。无机砷对人的毒性很大，有机砷对人的毒性小，二甲基砷对植物的毒性比无机砷更强。根据南京农业大学赵方杰团队的研究结果，水稻根系长期处于淹水状态，利于厌氧菌类群硫酸盐还原菌的生存繁殖，并产生大量的二甲基砷。在干湿交替的情况下，产生的二甲基砷又可以被甲烷古菌脱甲基形成甲烷和无机砷，二甲基砷在土壤里和水稻植株体内是动态的。这也是高节位分枝穗一般无颖壳畸形的原因，因为在水稻进入乳熟期后，农民在水分管理上习惯干干湿湿。盆栽试验表明，五价砷和三价砷处理能增加水稻在淹水状态下的不育症状，二甲基砷（70%）是籽粒中主要的砷形态，说明二甲基砷有可能是造成水稻旱青立病的主要原因[18]。水培试验发现，经过二甲基砷处理，水稻会产生典型的旱青立病症状[19]。

    4 ? ?防治措施

    4.1 ? ?加强水浆管理

    干干湿湿的水分管理能明显减轻水稻旱青立病的发生。虾稻田水稻分蘖末期，茎蘖数达300万个/hm2（常规粳稻）时，自然断水落干晒田，保持虾沟水位与大田落差超过15 cm，晒田时保持轻晒，晒田后应及时恢复水位。水稻晒田又称为搁田或烤田，是水稻拔节孕穗期田间水分管理的重要举措。稻虾田晒田总体要求是轻度晒田和短期晒田，即晒田后保证稻田中间不陷脚、田间无裂缝、无发白;晒田时间不宜过长，时间过长容易造成环形沟内龙虾过密而对龙虾造成不利影响。一般孕穗期保持水层3～5 cm，抽穗期保持干湿交替管理，收获前7～10 d断水。

    4.2 ? ?改种常规粳稻

    从寿县历年旱青立病发生情况看，并结合有关文献报道，常规粳稻极少发生旱青立病[6]。因此，易发病稻虾田尽量不种植杂交水稻，可改种常规粳稻。

    4.3 ? ?采取水稻直播栽培方式

    在调查中发现，过去旱青立病发生严重的区域和田块，改为直播稻后，旱青立病不再发生或者发生显著减轻。寿县旱青立病发生严重的乡镇如小甸、李山、刘岗、炎刘、堰口、安丰塘等，近几年改种直播稻后，极少发生旱青立病，2019年也是如此。直播稻很少发病的原因可能是直播稻不会因为移栽产生植伤，植伤可能有利于旱青立病的发生;直播稻田前期以旱为主，不利于水稻根系厌氧菌的繁殖，从而减少有机砷的产生;直播稻根系浅，分布在土壤表层，透气性好，不易吸收土壤深层的重金属砷等有害物质;或许还有其他不明原因。关于直播稻发病显著减轻的原因，建议立项深入研究，或许对揭示旱青立病的发病机制有很大帮助。湖北省彭成林等[20]和李光华等[21]，就稻虾水稻直播田新型肥料的使用和绿色生产技术有过报道。

    4.4 ? ?使用专用有机-无机配方肥

    有研究表明，江淮地区的旱改水田、白土田、澄白土田微量元素缺乏、养分供应不协调，会出现水稻颖壳不闭合现象;反之，施用专用有机-无机配方肥，可减轻危害，但不能从根本上消除[22-24]。

    4.5 ? ?使用混合改良剂硫酸铁和石灰

    根据王丙烁等[17]的研究，砷污染严重的田块，栽秧期施用硫酸铁与石灰混合剂，能明显减少土壤中砷的含量。彭孟军等[25]报道，旋耕耙地时施用熟石灰，能使旱青立病发生程度减轻25%;或者在水稻成活后换水，并施用熟石灰1 500 kg/hm2，可以杜绝旱青立病的发生。

    5 ? ?参考文献

    [1] 胡园园，马友华，胡芹远，等.江淮丘陵地区水稻“颖壳不闭合”现象生理因素浅析[J].中国农学通报，2011，27（21）：22-27.

    [2] 李进波，夏明元，万丙良，等.一个水稻颖壳扭曲突变体的遗传分析与基因定位[J].中国水稻科学，2008，22（6）：658-660.

    [3] 封功能.水稻穗发育相关突变体plal-5、pdfl和tri1的鉴定、基因定位和克隆研究[D].扬州：扬州大学，2013.

    [4] 李春风，马继武.水稻旱青立病发生特点及原因分析[J].湖北植保，2014（1）：51-53.

    [5] 黄自安，刘小林，倪春耕，等.滁州地区旱青立病的发生与防治[J].安徽农业科学，2010，38（5）：7899-7901.

    [6] 王付山.桐柏县水稻旱青立病发生及预防对策[J].农业科技通讯，2019（5）：187-188.

    [7] 鲍广文，李金宝，杨琎.水稻颖壳畸形不结实原因及预防[J].杂交水稻，2016，31（4）：37-38.

    [8] 李军，余承良，杨进.沿淮旱青立发生危害及原因分析[J].现代农业科技，2007（4）：58.

    [9] 马义虎，杨祥田.高温胁迫对水稻的影响及其对策的研究进展[J].中国农学通报，2015，31（9）：1-8.

    [10] 张宇飞，冯翰林，赵保平，等.江汉平原水稻穗部畸形病的发生原因探析[J].湖北农业科学，2010（6）：1356-1358.

    [11] 吴文革，李泽福，张四海，等.安徽江淮地区2006年中籼水稻结实不良情况调查[J].安徽农学通报，2006，12（13）：85-88.

    [12] 黄占亮，余承良，唐桂林.2019年江淮地区水稻旱青立病发生特点[J].现代农业科技，2020（11）：136-137.

    [13] 余淑文，陈景治.不同生长时期干旱对水稻的影响[J].作物学报，1962（4）：399-408.

    [14] 张重煊，何习光，李华标，等.水稻生理性病害青立病和旱青立病及其防止和补救措施[J].湖北植保，2005（4）：30-31.

    [15] 李园星露，叶长城，刘玉玲，等.不同生育期淹水处理对水稻吸收积累砷、镉的影响[C]//中国环境科学学会.第六届重金属污染防治及风险评价研讨会暨重金属污染防治专业委员会2016年学术年会论文集.厦门：中国环境科学学会，2016：62-68.

    [16] 王钊，崔江慧，陈正，等.淹水-控温模式下砷污染水稻土溶液中砷形态的变化[J].应用生态学报，2013，24（5）：1415-1422.

    [17] 王丙爍，黄亦玟，李娟，等.不同改良剂和水分管理对水稻吸收积累砷的影响[J].农业环境科学学报，2019，38（8）：1836-1843.

    [18] XU X，MCGRATH S，MEHARG A A，et al.Growing rice ae-robically markedly decreases arscnic accumulation[J].Envi-ronmental Science & Technology，2008，42（15）：5574-5579.

    [19] ZHENG M Z，CAI C，HU Y，et al. Spatial distribution of arse-nic and temporal variation of its concentration in rice[J].New Phytologist，2011，189（1）：200-209.

    [20] 彭成林，袁家富，赵书军，等.新型肥料在稻虾共作区直播水稻应用效果初探[J].湖北农业科学，2019（18）：25-28.

    [21] 李光华，陈展鹏，周强，等.稻虾共作两优15直播绿色高产栽培技术[J].湖北农业科学，2019（10）：25-27.

    [22] 胡园园，马友华，胡芹远，等.含中微量元素的有机无机复混肥在防治水稻颖壳不闭合现象上的试验研究[J].磷肥与复肥，2011，26（5）：76-78.

    [23] 张从军，胥清君，张蕾，等.颖壳不闭合水稻专用肥的生产与应用[J].化肥工业，2014，41（5）：16-18.

    [24] 吴志鹏，马友华，宋法龙，等.江淮丘陵地区水稻“颖壳不闭”土壤养分限制因子研究[J].土壤肥料科学，2008（7）：288-292.

    [25] 彭孟军，李概明，伍先锋，等.施用石灰和换水对防治水稻青立病的效果[J].作物研究，2010，24（2）：95-96.

    作者简介 ? 余承良（1977—），男，安徽寿县人，农艺师，从事农业技术推广工作。

    通信作者

    收稿日期 ? 2020-06-04