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太白山小麦条锈菌重点野外科学观测试验站

作者:康传义、贺小巍 时间:2009-10-23 12:26:37

 

李振岐和李振声,我国著名的小麦病虫害和育种领域的院士。当提到自己的科研成果时,他们都发自内心地说要感谢试验站。李振声院士在2007年获得国家最高科技奖之后回访母校西北农林科技大学。在母校演讲时,李振声院士说,自己能获国家最高科技奖,是因为“小偃6号”。“小偃6号”能做到高抗病性,与试验站的辛苦监测和提供的科学数据是分不开的,感谢试验站长为小麦条锈病的防治作出的贡献。
“2009年小麦条锈病将大面积爆发,必须做好充分的应急措施。”
2008年12月,来自陕西太白山一座观测试验站的调查分析报告,紧急上报至农业部。
几天后,甘肃兰州,农业部防治小麦条锈病会议在这里紧急召开。全国小麦条锈病防治专家云集于此。由于准备充分,小麦条锈病在发病初期就得到了有效防治。
这一年,我国小麦获得了大丰收。
类似这样的成功预测,已经无数次地从这座简陋的野外观测站发往国家和省级农业部门。这个野外观测站的全称叫做太白小麦条锈菌重点野外科学观测试验站,是西北农林科技大学植保学院设在野外时间最长的一个观测站,从1959年动议选址到1960年正式建站,在太白山的深处,它已经坚守了整整50年。


条锈病大流行催生的试验站
当你问一位农民,种植小麦最害怕什么病虫害时,他会直接告诉你:二黄。

农民说的二黄实际上是蝗虫和黄疸病的简称。蝗虫已经不用多说了,回顾我国几千年的农业发展史,蝗虫总是和大饥荒相伴。在我国历史上,一旦蝗虫爆发,这一年便注定饿殍遍野,民不聊生。

相对于蝗虫,农民俗称的小麦黄疸病,学术上称之为小麦条锈病,知道的可能就很少了。实际上,解放之后,在我国成功地解决了蝗虫危害之后,小麦条锈病便成为危害小麦生长的最大病虫害。在小麦条锈病流行的年份,小麦要减产20-30%,在特大流行年份可导致更大损失,甚至造成颗粒无收。

1950年,小麦条锈病在我国麦区疯狂肆虐,全国当年小麦总产量损失60亿公斤。有人换算说,按照当时人均口粮计算,足够1700万人吃一年。1964年我国小麦锈病再次大流行,损失小麦32亿公斤。

上世纪70年代中期至80年代初期,条锈病再次流行。1983年甘肃、青海、四川、陕西、湖南、安徽、山东、河南、河北等省受灾面积9000万亩,减产小麦10.74亿公斤。1985年,甘肃陇南、陇东条锈病流行,损失小麦3亿多公斤。1990年小麦条锈病再度在甘肃、陕西、四川、河南等地大流行,损失小麦26.5亿公斤。

华阴县一位植保站站长曾用一个故事谈防治条锈病的重要性。在农业部门预测小麦条锈病可能会大规模爆发后,这位站长立刻起草报告,向县上申请2万元防治资金,到了县长办公室时,县计生办主任正在为计生工作申请1万元经费,县长正面露难色。可看到农技站的申请,县长二话没说,在申请上签了字。计生站站长想不通:计划生育是国策,申请1万元都这么难,植保站申请2万元为什么就马上落实了?县长毫不讳言地说,计划生育工作做不好是丢官的事,条锈病防治不好那可是丢脑袋的事。

1950年小麦条锈病引起的农业灾难震撼了新生的共和国。不久,一个专门研究和防治小麦条锈病的全国性协作委员会迅速成立。以后来的中国工程院院士李振声等为代表的西北地区科技骨干,被吸收参加了这一协作攻关队伍。农业部太白小麦条锈菌重点野外科学观测试验站在这样的历史背景下,在国家的支持下,迅速成立。当时的名称为全国小麦条锈病菌生理小种监测高山试验站。

多方考察,定址太白山
实际上,试验站选址太白山还有很多曲折的故事。

小麦条锈病喜低温,在湿润的环境下易生存繁殖。在炎热的夏季和寒冷的冬季,小麦条锈病病菌存活非常困难。因此,在正常情况下,每年在4-6月份病害爆发时收集回来的样本,往往要等到10月份之后才能接种繁殖。即使放在冰箱中,存放4-5个月后,成活率也只能达到20%,样本根本就繁殖不起来。

可要做科学研究,就必须保证一年四季都有病菌样本。冬季有“温室”,夏季有“低温室”就成了最基本的需求。然而,新生的人民共和国是在一片废墟上建立起来的,百废待兴,拿不出足够的钱来修建实验室。在这样的情况下,病菌样本的越冬和越夏就成了大问题。  面对现实的困难,路端宜、刘汉文等老一辈研究者在苦苦思索之后,眼前突然一亮:海拔高度是一种天然的温度梯度排列“控制箱”,把实验室建在高海拔的山上,不就解决问题了吗?思路确定之后,老一辈专家们便开始四处考察,寻找最合适的实验站基地。

为寻找到合适的地点,路端宜、刘汉文等老一辈研究者于上世纪50年代末便四处奔波。他们先是想到了华山,可经过考察之后,发现海拔是够了,可是风太大,交通也很不方便,便只好放弃了。后来他们又先后考察了甘肃六盘山、陇县等地,结果都不很满意。

1958年,太白县建立,由于当地有着丰富的林业资源,公路很快修到了太白县。老先生们在考察了海拔近4000米的太白山后,兴奋地说:终于找到你了。1959年站点确定在太白山后,第二年便开始动工修建。由于太白县当地不生产砖,建设用的砖等建材都要从宝鸡运到站上。因为站点选择在了山坡上,当这些建材运到坡底下时,怎么也运不上来了。站上又没有经费,于是研究人员便自己动手,把砖瓦等建材徒手一趟趟地运往站上,一个来回就要四五百米。

曾作为我国唯一的条锈病病菌监测基地
“试验站建立起来后,成为我国第一个条锈病病菌监测基地。”在试验站工作了几十年的袁文焕研究员骄傲地说。已经73岁高龄的袁文焕研究员,1962年便进站工作了。

“试验站虽然建立起来了,可是那时的科研条件艰难得让人难以想像。刚刚建好的试验站说是试验站,可外人看来根本就是一个玻璃房子,三面是玻璃,只有一面是墙。可就是这不到12m2的温室,成了我们科研和休息的唯一地方,我们的研究和休息都是在这个玻璃房子里。晚上透过玻璃可以看到天上的星星,听到田野里的虫鸣。”

交通更是成了大问题。当时杨凌和太白县之间还没通车。科研人员要到试验站去,只能从宝鸡转车。可就在宝鸡也每天只有一班车发往太白县,买不到票是常事。在这种情况下,上百公里的路程,步行便成了家常便饭。

“由于路程比较远,当天还走不到,晚上只能在中途一个叫观音庙的旅店借宿。这个旅店规模有限,有时晚上才能到那里,饭卖完了,那就只能饿着肚子了。”袁文焕研究员回忆说。

不仅要往返于杨凌和太白县之间,由于气候的原因,甘肃的陇南往往是我国北方小麦条锈病的病源区,每年前往陇南考察也就成为实验站工作人员必须的工作。当时交通不方便,为了能够搜集到第一手的小麦条锈病样本,为防治病害作出科学预测,试验站的科研人员们也只能选择以步带车。由于走路太多,试验站的刘汉文老师脚上长满了鸡眼,发展到后来由于鸡眼太多疼得竟不能下地走路,在没有办法的情况下,到哪里都只能骑着自行车了。

虽然条件艰苦,可是由于其独特的地理位置和自然资源,很快便成为我国小麦条锈病研究的重要基地。从1973年起至1986年,全国锈病协作组的所有成员单位均利用该温室进行研究工作,我国目前命名的33个小麦条锈菌生理小种有2/3是在这个试验站发现并鉴定出的。

试验站最热闹的时候还是在1986年以前,当时作为全国唯一一个条锈病病菌监测基地,小麦条锈病的全国性协作委员会成员的所有科研都需要借助这里才能完成。最多的时候,小小的试验站云集几十位全国知名的小麦条锈病研究专家。后来尽管四川、北京、甘肃等地建起了自己的试验站,很少来了,试验站却仍然是全国小麦条锈病菌监测的重要基地之一,每年的全国条锈病菌标样监测有大约1/4的任务在这里完成。

从“马后炮”到“马前卒”
试验站建立起来后,主要的工作之一便是科学的预测和防治小麦条锈病。可是由于在出现和发生之间有一个过程,尤其是当一些有抗体的小麦品种在种植一些年份之后,小麦条锈病小种的变异,产生了新的小种,抗病性小麦品种就会变成易感条锈病品种,失去抗病毒性的小麦品种便有可能会大规模地爆发小麦条锈病。

我国第一个具有抗病性的小麦品种“蓖麻1号”在种植了几年之后,大规模爆发了条锈病,当时让很多人没想到。试验站经过分析发现是由于条锈病小种的变化,失去了抗病性。虽然在病害出现之后,试验站可以根据小种的变化,诊断出小麦品种感染上了哪一类条锈病小种,可是损失往往已经造成。这种情况下,这种预测往往被有人诟病为“马后炮”。因为试验站在监测小麦条锈病时,一旦发现了小麦品种开始丧失抗病毒性时,往往已经种植在地里,如果药剂再跟不上,会造成较大规模的爆发。

看到这方面的不足之后,试验站便从小麦种子种源的抗病性研究入手,想方设法地努力在抗病性丧失出现苗头的时候就提前作出预警。“马后炮”也因此成为“马前卒”。这一转变,为我国小麦的稳产和丰收奠定了基础,作出了重要贡献。洛夫林系列,上世纪90年代初曾作为一种抗病毒性品种在全国大规模种植,试验站经过跟踪监测发现,新出现了两种条锈病小种(后被命名为CYR28,CYR29)导致其成为易感品种,提前准确地向相关主管部门进行了通报。上世纪90年代末曾大规模种植的小麦品种绵阳系列,在经过长时间跟踪之后,在该品种条锈病大规模爆发之前,试验站也对其进行了科学的预测,最终使该品种的条锈病没有大面积的爆发。

“重点野外科学观测试验站”获农业部命名
由于试验站作出的巨大贡献,2008年农业部把试验站命名为“农业部太白小麦条锈菌重点野外科学观测试验站”。试验站至今已走过了近50个年头。试验站现在的负责人康振生总结说,自建站以来,该站就一直肩负着监测我国小麦条锈菌生理小种变异动态工作,积累了丰富的第一手科技资料、培养了一大批从事锈病研究的优秀科学家,形成了一支技术精干、结构合理、战斗力强的科研队伍。为我国小麦条锈病预测预警和持续控制做出了突出的贡献。作为国家的一个重要小麦条锈病监测点,试验站目前的工作重点有这样几个方面:

小麦条锈病菌生理小种的群体结构和新小种的监测。每年在小麦秋苗期和春季,分别在不同的区域、不同的品种上采集发病的小麦叶片,带回室内用于鉴定。每年标样的鉴定不少于300份。同时将各标样在鉴别寄主上的反应型特征与模式生理小种的反应型进行比较,以确定标样所属的生理小种类型。根据鉴定标样的总数,计算出各小种所占的比例,并由此得出生理小种的群体组成结构。同时,根据标样在鉴别寄主上反应型的特殊性,可得知新生理小种的出现与否。

小麦品种抗条锈病变异的监测。种植抗病品种是防治小麦条锈病最为经济有效的措施,然而因生理小种的出现往往造成品种抗病性的丧失。因此,密切注视小麦品种抗条锈性的变异动态,以便为小麦品种的更换提供科学依据。小麦品种抗条锈病变异的检测可分为大田观测法和品种变异观测圃法来实现。

小麦品种抗条锈性的鉴定。考验一个小麦品种是否适宜大面积推广,主要的指标有4个:产量、品质、适应性、抗病性。在小麦育种领域,而在这四个指标中,抗病性,尤其是抗条锈病是一票否决。只要小麦品种不具备抗病性,产量再高,品质再好,适应性再强都不会得到大规模的推广。因此,了解小麦品种的抗条锈性特征是合理利用品种来防治条锈病的前提,特别是对于新选育的品种,在生产推广前,必须进行抗条锈性鉴定。小麦品种抗条锈性的鉴定可分为苗期鉴定和成株期鉴定。

小麦条锈病流行预测预报。小麦条锈病为气传病害,在条件适宜时,该病流行快、发生范围广、危害重。因此,在缺乏抗病品种的情况下,做好条锈病流行的预测预报,对于小麦条锈病的化学防治尤为重要。为了做好测报,需在小麦不同生长时期对小麦条锈病的发生情况进行调查。

李振岐和李振声,我国著名的小麦病虫害和育种领域的院士。当提到自己的科研成果时,他们都发自内心地说要感谢试验站。李振声院士在2007年获得国家最高科技奖之后回访母校杨凌农业科技大学。在母校演讲时,李振声院士说,自己能获国家最高科技奖,是因为“小偃6号”。“小偃6号”能做到高抗病性,与试验站的辛苦监测和提供的科学数据是分不开的,感谢试验站长为小麦条锈病的防治作出的贡献。

西北农林科技大学的师生现在骄傲地说,一个小小的太白山野外试验站,诞生了两位院士。(康传义、贺小巍)

摘自:《西安晚报》

 

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