从年开始，中国科协每年都开展重大科技问题收集评选工作。在今年的30个谜题中，我们发现了小麦:
很多人可能不知道小麦茎秆基腐病，不知道，它又称“小麦癌”，呈逐年快速加重的趋势，已成为我国小麦生产的主要病害之一，对粮食生产安全构成极大威胁。
这是什么病?为什么这么难治愈?
镰刀菌素、小麦的梦魇
小麦茎腐病又称冠腐病、旱地腐脚病或镰状根腐病，主要由镰刀菌引起，是一种土壤传播的小麦病害，被称为小麦“癌症”。这种疾病于年在澳大利亚首次被发现，后来传播到世界各地。迄今为止，小麦秆腐病已在世界各地的小麦产区造成了严重的小麦病害。
小麦茎基腐病照片来源:济南市农村局
虽然小麦茎基腐病是由镰刀菌引起的，但能引起小麦茎基腐病的镰刀菌有禾谷镰刀菌、禾谷镰刀菌和黄镰刀菌三种以上，但由于不同地区环境的不同，导致小麦茎基腐病病原菌组成也有所不同。在亚热带温带和半干旱区，小麦茎秆基腐病的主要病原菌是禾谷镰刀菌和禾谷镰刀菌。
引起小麦茎基腐病的病原菌具有很强的生存能力。它们会在寒冷的冬季等不利环境中寻找土壤或植物残留物作为“庇护所”，然后以菌丝或孢子的形式隐藏在“庇护所”中。在这种情况下，病原体可以在恶劣的环境中存活长达三年。当环境适宜时，病原菌的菌丝或孢子会在土壤表面萌发，然后从小麦的根和胚轴侵入，进入冠下的节间和叶鞘，并通过气孔进入茎表皮组织。
随着小麦的不断生长，病原菌逐渐积累，当病原菌定植在小麦茎秆上时，会阻塞小麦的维管束组织。维管组织贯穿整个小麦植株，是小麦的主要运输组织，负责植株内的长距离运输。它专门输送水分、无机盐和溶解在水中的有机营养物质，直接影响光合产物向籽粒的转运。因此，当病原菌侵染小麦时，会影响小麦的正常生长发育，严重时可导致小麦死亡。
杀了小麦就是杀了人
小麦茎基腐病侵染能力强，可在小麦全生育期侵染。小麦在萌芽期发生茎基腐病，种子先腐烂，胚根受损，小麦不能正常出苗。如果某些小麦幸运地出苗，根部还会长出棕色或黑色的斑点，严重的时候会导致根系腐烂，小麦死亡。
(一)布朗杆;(B)感病植物茎内腔;(C)干瘪的白耳朵;(D)干瘪的麦粒图片来源:参考文献[1]
在分蘖(NIE)拔节期，病原菌从根向茎基部侵入，茎基部叶鞘逐渐变为深棕色，最后小麦茎基部变为深棕色，节间产生白色或粉红色霉菌层，叶鞘布满灰色菌丝。在严重的情况下，茎基将腐烂直至破碎。
抽穗期和灌浆期，小麦茎秆基部分蘖节死亡，小麦穗出现白穗现象，籽粒细而均匀无籽。小麦拔除田间后，植株茎秆基部容易折断，植株根部根毛和主根表皮脱落，根冠变黑变棕，导致小麦产量下降。
另外，人类除了抢夺小麦吃，小麦茎秆腐烂也会致人死亡。假小麦镰刀菌等病原菌可产生一些有毒的次生代谢物，如脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮，这些次生代谢物可存在于小麦的穗中。这些次生代谢物具有高度的细胞毒性和免疫抑制作用，人类或牲畜食用含有这些毒素的小麦可导致严重呕吐，严重时还可导致死亡。
这种疾病现在已经在全球传播，在美国、加拿大、澳大利亚、突尼斯和伊朗经常发生。这种疾病对经济有很大的影响。例如，在澳大利亚小麦工业中，小麦茎基腐病每年造成的作物损失约为88澳元，严重情况下经济损失高达4.3亿澳元。几乎所有小麦产区都发生了茎基腐病，导致普通小麦平均减产25%，硬粒小麦平均减产58%。
在中国，年在江苏省首次发现了小麦茎基部的棕色到棕棕色，导致这种疾病被戏称为“酱油棒”。此后，该病毒在河南、河北、甘肃、安徽和山东等省迅速传播。以山东省为例，年发现了小麦茎基腐病。在不到7年的时间里，该病已影响到山东省多万亩小麦种植面积，覆盖了15个市的个县(区)，减产率达30%以上。目前。小麦秆腐病已成为中国小麦的主要病害之一。
为什么“小麦杀手”如此难以征服?
然而，由于小麦秆腐病的传播途径和发病机制尚不清楚，目前尚不清楚该病害是如何在中国各小麦种植省份广泛传播的。此外，这种疾病也是一种土壤传播的疾病，受土壤影响。农药进入土壤后，会很快被稀释和中和。化学农药的使用不能完全起到防治作用。到目前为止，小麦的根腐病仍然不能完全解决。许多省份已将其列为二类病虫害，并将其列为国家亟待解决的农业问题。
图片来源:济南市农村局图片来源:济南市农村局
此外，小麦根腐病不仅受病原菌的影响，而且容易由多个“队友”引起。小麦连作、秸秆还田、土壤免耕、氮肥过量、土壤碱性、气候湿润等因素均有利于茎基腐病的发生。
此外，小麦茎基腐病更像是一种慢性毒物，在侵染初期非常隐蔽。苗期基本没有明显症状，拔苗后才会出现，然后在拔节孕穗期逐渐出现，最后在灌浆期出现‘白穗’症状。然而，症状出现后，错过了最佳控制期，导致小麦产量严重。
一般来说，筛选和选育抗病品种是解决农业病害的首选方法。然而，该方法在小麦茎秆基腐病防治方面效果并不理想，大部分小麦品种对小麦茎秆基腐病的侵染没有抗性。近二十年来，我国研究人员在市场上筛选了多个小麦品种进行抗病筛选，但只有几十个具有抗性水平的小麦品种被筛选出来，这些小麦品种的抗性水平仅表现为中等抗性。因此，中国抗病品种种质资源的缺乏也是中国小麦茎基腐病流行的主要原因。
综上所述，小麦茎基腐病的发病机理分析困难，致病因素多，发病隐蔽性强，抗病能力弱，防治难度较大。抗病之路任重道远。
科学防控打持久战
图片来源:河北省植物保护站
今天，麦秆腐就像刚刚进入世界的“麦兽”，吞噬了一万亩麦田，带着一股咄咄逼人的“小麦”，发誓要占领所有的小麦产区。人类苦于不了解其弱点，只能暂时避开边缘，转向战略防御阶段。在这几十年的防御战争中，人类也发展出了许多防御战术，以减少小麦茎秆腐烂的发生:
1.避免秸秆还田，加强土壤耕作
小麦发生茎腐病时，整个植株都会携带病原菌。但如果将受感染的秸秆不经分解直接还田，致病菌会直接接触土壤表面，会增加致病菌数量，加重茎腐病的发生。因此，应将秸秆清除出田间，并将土壤进行耕作和深翻，并将土壤暴晒，以减少田间致病菌数量。
2、改变种植方式，合理施肥
根据小麦品种的特点及时播种，避免过早播种。同时，应避免单子叶作物，双子叶作物如小麦、油菜、棉花、豆类、烟草和蔬菜应在适当时候轮作。为减少茎基腐病发病率，应减少氮肥用量，适当增加磷、钾、锌肥用量。
3.化学药剂处理种子可从源头上提高小麦免疫力
除栽培管理等防治措施外，要从源头做起，做好种衣剂或拌种技术，才能有效防治小麦茎秆腐病，这是绿色防治小麦病虫害的基础。种衣剂和种子包衣是最简单有效的防治手段，如对小麦种子使用苯醚·弗勒姆·噻甲醇悬浮剂种衣剂、戊唑啉·吡虫啉悬浮剂或吡唑·杀菌剂种衣剂包衣或种子包衣处理，可在一定程度上减少病害的发生。
4.加强对绿色期用药的预防
小麦青壮期以根系、长叶和分蘖为主，是决定小麦植株健康和抽穗率的关键时期。因此，在小麦返青前期，可采用含戊唑啉、氟唑羟胺、丙唑和嘧霉唑的药剂喷施小麦茎基，可进一步防治小麦返青期茎基腐病的危害，也可防止鞘枯病和白粉病的发生，防治效果较好。
结论
小麦在中国种植已有多年的历史。是中国第二大粮食作物。维护小麦种植安全事关中国粮食安全。
小麦根腐病是小麦的主要病害之一，给中国小麦种植造成了不可估量的损失。维护国家粮食安全刻不容缓。但由于各种因素的影响，小麦茎秆基腐病的防治难度较大，仍需共同努力，攻克病害，为中国小麦种植开辟一条光明的道路。
参考文献：
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