东北大豆杀菌剂减施增效技术研究

顾 鑫 ，杨晓贺，姚亮亮，高雪冬，张茂明，刘 伟，邱 磊，申宏波，马 迎，丁俊杰

（1黑龙江省农业科学院佳木斯分院/农业农村部佳木斯作物有害生物科学观测试验站/大豆产业体系佳木斯试验站，黑龙江佳木斯 154007；2黑龙江农业职业技术学院，黑龙江佳木斯 154007；3中赢农业科技有限公司，辽宁沈阳 110300）

0 引言

东北春大豆产区是中国大豆的主产区，大豆种植面积一度占全国的50%以上[1]，长年来病害的防治一直以化学防治为主，存在着施用方法不当、施用量大、药剂选择混乱等问题，截止到2018年全国登记的大豆杀菌剂共计54 个，其中防治大豆根腐病的占87.77%，种子处理的占82.69%，采用喷雾防治叶部病害的药剂仅为9种，其中还有防治大豆锈病（东北春大豆区生产上很少发生）的5 种，剩余4 种仅占7.69%，并且只有1种登记的杀菌剂用来防治大豆紫斑病，而大豆菌核病、霜霉病、病毒病和灰斑病等多种局部地区严重发生的病害，目前生产上尚无有效的杀菌剂产品登记[2]，由此可见，东北大豆生产上缺少可选择的登记药剂。

目前，中国农药施用量是世界平均水平的2.5倍，造成了极大的污染与浪费[3]。为了保障农产品的食用安全，保护人们赖以生存的环境，2015 年农业部制定了《到2020年农药用量零增长的行动方案》[4]。为了顺应农业可持续发展的趋势，本研究将生物防治、耕作栽培措施等技术进行集成试验，归纳一种既易于操作又减施增效的东北春大豆杀菌剂减施增效技术，对东北春大豆区杀菌剂的施用起到标准化的作用，对保障农业生产安全、农产品质量安全和生态环境安全，促进农业可持续发展，产生积极而深远的影响。

国内外对杀菌剂的减施增效研究不尽相同，主要从抗病育种、生物防治、物理防治及低毒、高效化学药剂的研制几个方面着手[5]。巴西科学家通过对多菌灵、甲基托布津、腐霉利和氟啶胺这几种杀菌剂单独和轮换使用，来防治大豆菌核病，取得了不错的效果[6]。美国科学家采取短小芽孢杆菌及几种杀菌剂对大豆种子进行处理，发现短小芽孢杆菌与杀菌剂的防效相当，显著降低了大豆猝死综合征的发病率[7]。还有研究发现，对大豆进行水分调节，可以影响大豆对疫霉病的抗性，经过甲霜灵种子处理的大豆植株进行灌溉后可以显著提升抗病性[8]。大豆灰斑病、疫霉病、根腐病及菌核病是中国东北春大豆产区的主要病害[9]，中国科学家目前采取的策略主要是抗病育种及生物防治[10-11]，近些年进行抗病基因QTL定位研究非常多，为分子抗病育种奠定了基础[12]。对大豆根部病害主要研究进行了大量的生防菌株的筛选，筛选出一些防效比较好的根部内生放线菌、木霉菌及枯草芽孢杆菌[13-15]。

抗病育种虽然具有减少农药施用量、可操作性强等优点，但是抗病品种的更新换代跟不上病害变异的步伐，同时抗病品种通常抗1～2种病害，很难做到丰产性与抗病性兼顾。生防菌株大多处于试验阶段，有些成型产品又鱼龙混杂，造成农民选择困难，这就需要对大豆病害防治技术进行集成研究。采用可操作性强、减施增效的技术来弥补。因此，本研究采取以抗病品种为核心，辅以耕作栽培措施及农民可购得效果较好的生物菌肥、菌剂、生物农药进行集成示范，明确农药减施量，病害控制效果，及增产增收情况，解决农民防治大豆病害药剂选择困难、防治效果不好、施用量大对土地污染等问题，以期为东北春大豆可持续生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验于2018 年在黑龙江省农业科学院佳木斯分院进行。试验地常年种植大豆，根腐病发生严重。

1.2 试验材料

试验采用大豆品种为‘合丰55’。中抗灰斑病、抗疫霉病、抗花叶病毒病1 号株系。试验药剂及使用剂量见表1。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验分为3 个处理，每个处理1 hm2。处理1（减施增效处理）：赢丽·星碳菌剂20 g/kg种子拌种；于苗期300 g/hm2喷施枯草芽孢杆菌可湿性粉剂；大豆初花期75 kg/hm2喷施叶面遮盖剂。处理2（常规化学处理）：30%多·福·克悬浮种衣剂种子包衣；大豆初花期喷施3 遍50%多菌灵可湿性粉剂1500 g/hm2。处理3(CK)：不使用任何化学杀菌剂。

表1 试验药剂

1.3.2 调查项目 大豆病害病情指数调查：每小区随机取5 点，每点调查50 株，共调查250 株。调查发病率、病情指数，并计算防效。

（1）根腐病分级标准[16]。0=主根须根健全，无病斑，根瘤多；1=主根上有零星病斑，但不连片，须根上无病斑；2=主根病斑连片，但小于根部周长的1/4，须根略有发病；3=主根病斑大于根部周长的1/4，但小于1/2，须根病斑较多，但不成片；4=主根病斑大于周长的1/2，但小于3/4，须根病斑成片，部分须根脱落；5=整个根部均有病斑包围，根部腐烂，须根近无。

（2）大豆灰斑病分级标准[17]。0 级（免疫）：病斑面积占叶面积0%；1 级（高抗）：病斑面积占叶面积0%～1%；2级（抗病）：病斑占叶面积1%～3%；3级（中抗）：病斑占叶片面积3%～6%；4级（感病）：病斑占叶面积6%～12%；5 级（高感）：病斑占叶面积12%～25%；6 级（高感）：病斑占叶面积＞25%。

（3）产量性状调查[18]。于各年大豆收获时，统计每个径流小区内大豆总株数，然后于每个处理分别随机取5点，每点50株，测定每株大豆植株的单株荚数、单株粒数、百粒重及产量。

1.3.3 数据分析 采用Excel及DPS 7.05统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对大豆主要病害的防治效果分析

对3 个处理的大豆根腐病发病情况进行调查，结果（表2）表明，处理1（减施增效处理）的病情指数最低，为17.96%，极显著低于处理2（常规化学处理）和处理3(CK)，同时其防效也为最高，达到64.08%极显著优于处理2。因为处理1采取的拌种菌剂含有光合菌、木霉菌、解淀粉芽孢杆菌、放线菌、地衣芽孢杆菌及侧芽孢杆菌等多种有益微生物，施入土壤中后可以有效抑制有害微生物侵染大豆植株。

对3个处理的大豆灰斑病病情指数调查，结果（表3）表明，处理1（减施增效处理）的病情指数最低，为27.18%，极显著低于处理3(CK)，显著低于处理2（常规化学处理）。同时处理1 的防效最高，达到72.97%，显著优于处理2（常规化学处理）。处理1 在作物易感期喷施叶面遮盖剂，可以于叶片表面形成一层均匀的保护膜，大气中的病菌孢子在向叶面沉降时，不会直接落到叶片表面而是落到遮盖剂的上面，由于病原菌不直接接触叶片表面，形成了物理阻断，病原菌就不会侵染叶片，病原菌在离体条件下存在时间较短，降低了田间病原菌的数量，因此处理1病情指数最低。

表2 3种不同处理对大豆根腐防治效果

表3 3种不同处理对大豆灰斑病防治效果

2.2 不同处理对大豆主要农艺性状及产量的影响

从3个处理的大豆主要农艺性状及产量调查结果（表4），可以看出，处理1（减施增效技术）的增产率为13.02%，极显著优于处理2（常规化学处理），而株高、单株鲜重、产量显著优于处理2（常规化学处理）。根长、根数量、根重量、百粒重、3 粒以上荚数、有效荚数及单株粒数与处理2效果相当。

2.3 不同处理投入与产出效益的分析

从3 个处理的投入与产出效益分析（表5）可以看出，处理1 的投入最多，共计285.00 元/hm2，但最终的纯收入也最多，为11458.20 元/hm2，与处理3(CK)相比盈利782.7 元/hm2；处理2（常规化学处理）与处理3 相比虽然增收280 元/hm2，但盈利只有31 元/hm2；处理3(CK)的投入最少，但其收入也最少。

3 结论与讨论

通过对减施增效技术集成研究发现，虽然前期投入较高，但是收益也相应增加，同时减少了化学农药的施用量，减施增效技术采用的大多为生物菌剂，对环境友好，同时防效也与化学药剂相当，甚至优于化学药剂。韩国、日本等国实行农药减施增效技术主要结合病害综合防治、利用天敌和生物学技术等方法，采用轮作、间作等方式，实现农药减量施用[19]，这与中国的总体思路一致。

长年以来对大豆根腐病的防治主要采取种子包衣及拌种的方法，国内学者已经从根腐病中分离出大豆疫霉菌抗性菌株[20]，抗性菌株对甲霜灵等传统根腐病防治药剂已经产生了抗药性[21]。大多数农药对根瘤菌有毒害作用，这就导致种子的根瘤菌剂包衣和农药包衣相冲突，同时土壤中存在大量的竞争结瘤能力强、固氮能力较弱的土著根瘤菌群，干扰和降低了接种根瘤菌的占瘤率[22]，致使接种根瘤菌剂的增产效果不显著。这也是当前根瘤菌剂广泛应用的瓶颈问题。多年来根瘤菌剂、微生物菌剂市场不规范，以及东北春大豆区积温较低、生物菌剂效果不好，均影响了农民施用菌剂的积极性。本试验结果可以指导农民对东北春大豆区主要病害进行有针对性的生物防治，以达到较好的防治效果。

表4 3种不同处理对大豆主要农艺性状及产量的影响

表5 3种不同处理投入与增收情况分析

虽然本试验没有加入农业防治措施，主要为了与实际生产紧密结合，东北春大豆产区面积极具下滑，效益被水稻、玉米超过，基本很少有地区对大豆进行重茬种植，所以基本都是轮作。本试验采用的菌剂以活性小分子碳为载体，添加的枯草芽孢杆菌和蜡质芽孢杆菌作为生防菌早已被广泛研究和应用[23]，已经被证明在抑制立枯丝核菌菌丝生长[24]。放线菌可产生真菌胞壁水解酶，使病原真菌细胞壁溶解，对致病微生物具有良好抑制作用[25]。添加的哈茨木霉能迅速占据营养空间，有利于抑制病原菌生长。同时哈茨木霉产生的12种抗生素可以杀死一些病原菌[26]。以上菌株可以在大豆根际、体表或体内通过竞争占位有效地抑制土壤病原微生物的侵染，从而达到防病的效果。