几种生物制剂对小麦根腐病菌的毒力

张 博,刘 苹,张悦丽，马立国，祁 凯，李长松，齐军山

(1.山东省农业科学院植物保护研究所/山东省植物病毒学重点实验室，山东济南 250100;2.山东省农业科学院农业资源与环境研究所，山东济南 250100)

小麦根腐病是小麦整个生育期间均可发生的重要病害，一般可导致小麦减产20%～30%，严重时达50%以上，严重影响小麦产量[1]。该病由多种土壤传播病原菌单独或混合侵染引起，以禾谷镰刀菌和蠕孢菌引起的根腐较为普遍。近些年，由腐霉菌引起的根腐病日趋频繁，在小麦出苗至分蘖和返青拔节期发生严重，一般造成缺苗断垄，分蘖减少，叶片萎蔫，植株矮化，严重时引起根部和茎基部腐烂，造成植株倒伏、甚至枯死，降低产量[2]。目前，防治该病害主要利用三唑类杀菌剂进行拌种[3]，既能减少根际周围病原菌数量，同时通过内吸作用抑制病菌的侵入和扩展，药效能持续至小麦拔节期[4]。随着种子包衣技术的发展，以新型内吸性杀菌剂为活性成分的种衣剂得到了进一步应用[5-7]。研究表明，25 g·L-1咯菌腈、60 g·L-1戊唑醇防治小麦根病效果明显[8]， 30 g·L-1苯醚甲环唑悬浮种衣剂对小麦根病防效较好[9]。这些化学制剂虽然效果显而易见，但其负面影响不容忽视，如药剂的超量使用对土壤中有益微生物种群的破坏，所含重金属等对环境的污染[10]；三唑类杀菌剂还会抑制大麦种子萌发和幼苗的生长，造成缺苗断垄[11]。为减少化学制剂的施用量，本研究采用菌丝生长法测定6种生物制剂对小麦根腐病病原菌禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)、刺腐霉菌(Pythiumspinosum)和小麦根腐离蠕孢菌(Bipolarissorokiniana)的毒力，为该病害的生物防治提供理论依据和田间指导。

1 材料与方法

1.1 供试菌株及小麦品种

禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)、刺腐霉菌(Pythiumspinosum)和小麦根腐离蠕孢菌(Bipolarissorokiniana)，由本研究室分离、纯化、鉴定并保存；小麦品种为济麦22，由山东省农科院作物研究所提供。

1.2 供试制剂

(1)3%多抗霉素可湿性粉剂，山东信邦生物化学有限公司生产；(2)80%乙蒜素乳油，上海田秀才生物科技有限公司生产；(3)2%春雷霉素液剂，北兴化学工业株式会社生产；(4)0.5%几丁聚糖水剂，成都特普科技发展有限公司生产；(5)1%申嗪霉素悬浮剂，上海农科生物制品股份有限公司生产；(6)60 g·L-1甲壳胺水剂，山东阿波罗集团有限公司生产。

1.3 室内毒力测定

供试制剂对供试菌株毒力的测定采用菌丝生长法[12-14]：初次筛选按照供试制剂推荐浓度进行，选出有效药剂；二次筛选将有效药剂与灭菌PDA培养基均匀混合，配制成不同浓度梯度，倒入培养皿(直径9 cm)中制成含药培养基平板，灭菌水作对照，每个浓度重复3次。在预培养的禾谷镰刀菌、刺腐霉菌和小麦根腐离蠕孢菌菌落边缘打取菌饼(直径0.5 cm)，挑出置于PDA平板中间，分别在25 ℃(刺腐霉菌)和28 ℃(禾谷镰刀菌和离蠕孢菌)暗培养7～10 d，采用十字交叉法测量菌落直径，计算抑制率并运用DPS进行数据处理分析，得到EC50值。

抑制率=(对照菌落直径-菌饼直径)-(处理菌落直径-菌饼直径)/(对照菌落直径-菌饼直径)×100%

1.4 室内盆栽防治试验

利用小麦粒固体培养基扩繁禾谷镰刀菌和离蠕孢菌，玉米粒固体培养基扩繁刺腐霉菌。禾谷镰刀菌按照3%接菌量、刺腐霉菌和离蠕孢菌按照5%接菌量与灭菌土混匀，分装于花盆(盆径25 cm，土量约2 kg)后种植小麦(济麦22)，每盆10株；待小麦出苗后，将有效药剂配制成不同抑菌浓度进行灌根处理，灭菌水处理作为对照，每处理5次重复；待对照发病充分后，调查发病情况，计算病情指数和防治效果[15]。(1)禾谷镰刀菌病情分级标准：0 级，根部无病斑；1 级，根部有褐色斑点,占根部的1%～10%；3级，少数根部变褐色，晕斑占根部的11%～25%；5级，多数根部变灰黄色, 晕斑占根部的26%～50%；7级，全部根变灰黄色且腐烂, 晕斑占根部的50%以上。(2)腐霉菌病情分级标准：0级，根部生长旺盛，无病斑；1级，根生长良好，水浸状病斑占根部1%～10%；3级，根脆易断，有淡褐色水浸状病斑占根部11%～25%； 5级，根生长势弱，褐色水浸状病斑占根部26%～50%；7级，无新根且根部腐烂，褐色水浸状病斑占根部50%以上。(3)离蠕孢菌病情分级标准：0 级，根部无病斑；1 级，根部出现淡褐色斑点, 梭形病斑占根部茎杆的1%～15%；3级，部分根部变褐色至黑褐色, 梭形病斑占根部茎杆的16%～30%；5级，多数根部变黑褐色, 梭形病斑占根部茎杆的31%～60%；7级，根部变黑甚至腐烂, 梭形病斑占根部茎杆的60%以上。

2 结果与分析

2.1 6种生物制剂对小麦根腐病菌的抑制效果

将供试乙蒜素、几丁聚糖、多抗霉素、春雷霉素、申嗪霉素及甲壳胺按照推荐浓度进行小麦根腐病菌抑菌效果试验，结果如图1所示。

1:乙蒜素; 2:几丁聚糖; 3:多抗霉素; 4:春雷霉素; 5:申嗪霉素; 6:甲壳胺。

1:Ethylicin; 2:Chitosan-1; 3:Polyoxin; 4:Kasugamycin; 5:Phenazine-1-carboxylic acid; 6:Chitosan-2.

图1不同生物制剂对小麦根腐病菌的抑制效果

Fig.1Inhibitoryeffectofdifferentbiologicalagentsonwheatrootrot

由图1可知，6种生物制剂对供试小麦根腐病菌均有抑制作用，其中，1%申嗪霉素的抑菌效果最好，对禾谷镰刀菌抑制率为93.75%，对刺腐霉菌和离蠕孢菌的抑制率均为100%；其次是2%春雷霉素，对离蠕孢菌的抑制率为80%，对禾谷镰刀菌和腐霉菌的抑制率均为100%；60 g·L-1甲壳胺对刺腐霉菌的抑制率为56.25%，对禾谷镰刀菌和离蠕孢菌的抑制率均不足50%。就小麦根腐病菌对供试生物制剂的敏感程度而言，禾谷镰刀菌对春雷霉素和申嗪霉素较敏感，刺腐霉对乙蒜素、春雷霉素和申嗪霉素菌较敏感，离蠕孢菌对乙蒜素和申嗪霉素较敏感。说明不同小麦根腐病菌对6种生物制剂的敏感程度具有差异性。

2.2 生物制剂对禾谷镰刀菌的室内毒力

依据初筛结果，将对禾谷镰刀菌抑菌效果较好的5种制剂设置为不同浓度梯度，春雷霉素为100、75、50、25、10、1 mg·L-1，几丁聚糖为1 000 1、500、200 mg·L-1、100、50 、10 mg·L-1，申嗪霉素为10、5、1、0.5、0.1、0.05 mg·L-1，乙蒜素和多抗霉素均为1 000、100、50、10、1、0.1 mg·L-1，进行对禾谷镰刀菌室内毒力测定，结果如表1所示。

表1 不同生物制剂对禾谷镰刀菌的室内毒力Table 1 Toxicity of biological agents in vitro to Fusarium graminearum

由表1可知，申嗪霉素抑菌效果最好，EC50值为0.350 2 mg·L-1，其次为春雷霉素，EC50值为5.090 9 mg·L-1，几丁聚糖抑菌效果较差。

2.3 生物制剂对刺腐霉菌的室内毒力

依据初筛结果，设计浓度梯度，多抗霉素为100、75、50、25、10、1 mg·L-1，几丁聚糖为1 000、200、150、100、50、25 mg·L-1，申嗪霉素为10、5、1、0.5、0.1、0.01 mg·L-1，乙蒜素和春雷霉素均为100、50、10、1、0.1 mg·L-1，结果如表2所示。

由表2可以看出，申嗪霉素对刺腐霉菌的抑菌效果最好，EC50值为0.152 8 mg·L-1，其次是春雷霉素和乙蒜素，EC50值分别为0.864 5 mg·L-1和2.957 3 mg·L-1，几丁聚糖效果较差。

2.4 生物制剂对离蠕孢菌的室内毒力

依据初筛结果，设计浓度梯度，多抗霉素为100、75、50、25、10、1 mg·L-1，几丁聚糖为80、20、5、1、0.1 mg·L-1，申嗪霉素为1、0.5、0.25、0.1、0.05 mg·L-1，乙蒜素和春雷霉素为100、50、10、2、1 mg·L-1，结果如表3所示。

表2 不同生物制剂对刺腐霉菌的室内毒力Table 2 Toxicity of biological agents in vitro to Pythium spinosum

表3 不同生物制剂对小麦根腐离蠕孢菌的室内毒力Table 3 Toxicity of biological agents in vitro to Bipolaris sorokiniana

由表3可以看出，申嗪霉素对离蠕孢菌的抑菌效果最明显，EC50值为0.134 1 mg·L-1，其次为几丁聚糖和乙蒜素，EC50值分别为1.195 4 mg·L-1和2.342 7 mg·L-1，多抗霉素效果较差。

2.5 室内盆栽防效分析

依据供试生物制剂室内毒力测定结果，设定申嗪霉素浓度为600 mg·L-1、春雷霉素浓度为1 000 mg·L-1和乙蒜素浓度为1 250 mg·L-1，对小麦根腐病菌进行室内盆栽防效试验，结果如表4所示。

由表4可以看出，在盆栽条件下，申嗪霉素和乙蒜素对禾谷镰刀菌的防治效果较好，分别为75.73%和74.68%，二者间无显著差异，春雷霉素的防治效果为47.63%，与前两种制剂差异极显著。对刺腐霉菌防治效果最好的是乙蒜素，防效为86.28%，其次为申嗪霉素和春雷霉素，防效分别为79.07%和66.11%，三者间差异均达极显著水平。三种制剂对离蠕孢菌均有较好的防治效果，以申嗪霉素防治效果最好，为87.68%，乙蒜素的防效次之，为83.25%，春雷霉素的防效显著低于申嗪霉素，与乙蒜差异不显著。

表4 不同生物制剂对小麦根腐病的防治效果Table 4 Control effect of biological agents on wheat root rot disease

同列数据后不同大、小写字母表示不同处理间差异在0.01和0.05水平显著。

Different capital and lower case letters following data in same column indicate significant difference among different treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively.

3 讨 论

申嗪霉素是我国自主研发的新型微生物源农药，主要成分是吩嗪-1-羧酸，由甜瓜根际促生菌荧光假单胞菌M18产生的次级代谢产物，具有高效、安全和广谱的特点，能抑制植物病原菌，同时促进植物生长作用，申嗪霉素在防治水稻、小麦、蔬菜等作物的多种病害及土传病害等方面均有报道[16]。乙蒜素属于植物源仿生型杀菌剂，其分子结构中的S-S=O=O基团与菌体分子中含-SH基的物质反应，从而抑制菌体正常代谢，达到防治病害的效果。具有高效、广谱杀菌功效，能防治真菌、细菌引起的多种病害。春雷霉素属于氨基糖苷类抗生素，是春日链霉菌的次生代谢产物，能防治水稻、马铃薯、蔬菜等作物上的多种病害，最关键的是对人畜无毒，无残留，无污染，符合现代环保要求[17]。本研究以小麦根腐病的主要病原菌禾谷镰刀菌、刺腐霉和小麦离蠕孢菌为研究对象，采用菌丝平皿生长法对6种生物制剂的抑菌效果进行了测定，结果表明，申嗪霉素、乙蒜素和春雷霉素能有效抑制病原菌生长，同时在人工接菌盆栽条件下，证明三种制剂可应用于小麦根腐病的防治中。目前，在生物防治方面，环境微生物和植物提取物也常被用来防治小麦根腐病，如从结缕草根际分离获得3株促生真菌，能通过竞争寄生位点来抑制病原菌Gaeumannomycesgraminis、Bipolarissorokiniana的侵染[18]；生防菌Chaetomiumsp.、Idriellabolleyi和Gliocladiumroseum对B.sorokiniana有明显的抑制效果[19]；用短小芽孢杆菌D82 处理自然带菌和人工接菌的小麦种子，防效可达100%和95%以上[20]；黄瑞香提取物对小麦Fusariumgraminearum有很好的效果[21]；苍耳提取物对小麦根腐病菌也有较好的抑制作用[22]。综上所述，申嗪霉素、乙蒜素和春雷霉素均可与生防微生物或植物提取物配合用于小麦根腐病的防控，以减少农药的用量。

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