谷春艳 ,潘 锐 ,白 杨 ,2,杨 雪 ,王学峰 ,臧昊昱 ,陈 雨 ,高同春 *
(1.安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所,合肥 230031;2.安徽农业大学植物保护学院,合肥230036)
小麦赤霉病(Fusariumhead blight)主要是由禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)引起的一种危害性很强的真菌病害,也是我国乃至世界小麦产区的重要病害。这已成为小麦生产中最具威胁的病害之一[1-4]。小麦赤霉病不仅对小麦产量造成严重影响,造成巨大的经济损失,且感病籽粒中含多种真菌毒素,严重影响小麦品质和食品安全,危害人畜健康[5-7]。
由于小麦赤霉病抗性种质资源有限,抗性机制较为复杂,小麦赤霉病抗性改良进程较慢,难以将农艺与抗病性相结合,生产中尚未获得高抗赤霉病的品种,无法满足生产中对抗性品种的需求[8-9],因此,化学防治一直是控制小麦赤霉病流行的主要手段[10]。过去,小麦生产中主要依赖化学药剂,如苯并咪唑类杀菌剂,尤其是多菌灵及其复配制剂等进行病害防治,但由于常年使用多菌灵,导致抗药性急速上升,防效下降严重,甚至防治失败[11-12]。为更有效地防治小麦赤霉病,近年来市场上涌现出一批新型杀菌剂,如咪鲜胺、戊唑醇、氰烯菌酯、氟唑菌酰羟胺、丙硫菌唑等。为了筛选出防治小麦赤霉病的高效药剂,延缓赤霉病菌抗药性,笔者选择小麦生产中使用的咪鲜胺、戊唑醇、氟环唑、氰烯菌酯、丙硫菌唑、氟唑菌酰羟胺和多菌灵等7种主要杀菌剂作为研究对象,通过比较这7种杀菌剂对小麦赤霉病菌的室内毒力及田间防效,筛选出防治小麦赤霉病菌的高效药剂,同时为生产中的科学防控提供理论依据。
供试菌种:禾谷镰孢菌,分离自安徽省小麦田病株样本,纯化鉴定后经致病性检测为强致病力菌株,保存在安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所农药毒理学与抗药性实验室。用PDA培养基(马铃薯20.0 g、葡萄糖20.0 g、琼脂20.0 g、蒸馏水1 000 mL),于25℃恒温箱内培养。
供试药剂:97%咪鲜胺TC,安徽广信农化股份有限公司;450 g/L咪鲜胺EW,河北省农药化工有限公司;95%戊唑醇TC,拜耳股份公司;430 g/L戊唑醇SC,拜耳作物科学(中国)有限公司;97%氟环唑TC,江苏蓝丰生物化工股份有限公司;25%氟环唑SC,青岛中达农业科技有限公司;95%氰烯菌酯TC、25%氰烯菌酯SC,江苏省农药研究所股份有限公司;97%丙硫菌唑TC、30%丙硫菌唑OD,安徽久易农业股份有限公司;98%氟唑菌酰羟胺TC、200 g/L氟唑菌酰羟胺SC,瑞士先正达作物保护有限公司;98%多菌灵TC、50%多菌灵WP,江苏蓝丰生物化工股份有限公司。
供试小麦品种:漯麦9号(国审麦2008007),河南省漯河市农业科学院。
小区试验于2020年在安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所试验地进行。试验田土壤为黄棕壤,肥力中等,均匀一致,排灌条件良好,前茬作物为大豆。小麦于2019年11月10日机械播种,播种量为450 kg/hm2,管理条件均匀一致。
采用菌丝生长速率法[13],分别将7种供试原药用适宜的溶剂溶解并配置成5 000 mg/L的母液,然后按照预备实验结果,分别按梯度制备成含梯度质量浓度药剂的PDA平板(表1)。将制备好的小麦赤霉病菌菌块(直径5.0 mm)接种在含药平板中央,放置于25℃恒温箱中培养。每处理设置3个重复,以无菌水作为空白对照。待对照菌落直径长至培养皿2/3时,采用十字交叉法测量各处理平板的菌落直径,按式(1)计算不同药剂对菌丝生长的抑制率,根据抑制率建立毒力回归方程,计算抑制中浓度EC50[14]。
表1 7种供试药剂质量浓度梯度设置
1.4.1 试验设计
为了保证发病充分均一,7种供试药剂的田间防效试验采用人工接种的方法进行[15]。于小麦扬花初期(4月15日)人工接种,24 h后喷药,每个处理2 m2,每个处理3次重复,随机区组排列。试验共设8个处理(含空白对照),供试药剂施用剂量见表2。
表2 供试药剂施用剂量
1.4.2 调查方法
药后20 d左右,待空白对照充分发病且发病程度不再明显增加时调查病穗数和严重度。每个小区连续调查100个麦穗,根据病穗率与发病严重度计算病情指数,根据病情指数计算防效。小麦赤霉病严重度按照0~7级分级标准进行,分级标准为0级:无病;1级:病穗面积占穗总面积的1/4以下;3级:病穗面积占穗总面积的1/4~1/2;5级:病穗面积占穗总面积的1/2~3/4;7级:病穗面积占穗总面积的3/4以上。
1.4.3 计算方法
病情指数、防治效果按式(2)、(3)计算。
利用SPSS 24.0软件,采用LSD法对试验数据进行差异显著性统计分析。
7种供试药剂对小麦赤霉病菌室内的毒力测定结果见表3。由表3可见,这7种药剂对小麦赤霉病菌的毒力均较强,EC50值为0.101 0~1.105 9 mg/L,其中氟唑菌酰羟胺对小麦赤霉病菌菌丝生长的抑制作用最强,其EC50值仅为0.101 0 mg/L;其次是氰烯菌酯、咪鲜胺和多菌灵,对小麦赤霉病菌的EC50值分别为0.3713、0.586 3和0.627 7 mg/L;丙硫菌唑、戊唑醇和氟环唑对小麦赤霉病菌的EC50值为1.101 6~1.105 9 mg/L。
表3 7种杀菌剂对小麦赤霉病菌的毒力测定结果
不同杀菌剂处理对小麦赤霉病的田间防效见表4。由表4可见,通过人工接种,试验田小麦赤霉病发病严重,空白对照区平均病情指数达到53.83。于接种后24 h施药1次,20 d后调查,结果表明,7种药剂对小麦赤霉病的防效为33.59%~79.31%,其中200 g/L氟唑菌酰羟胺SC和25%氰烯菌酯SC的防治效果最好,显著高于其他药剂,分别为79.31%和77.74%;其次为30%丙硫菌唑OD,防效为72.28%;25%氟环唑SC防效略好于430 g/L戊唑醇SC,而450 g/L咪鲜胺EW和50%多菌灵WP防效较差。
表4 不同杀菌剂处理对小麦赤霉病的田间防效
本研究结果显示,在离体测定条件下,用于防治小麦赤霉病的7种供试药剂对小麦赤霉病菌的抑制能力均较强,EC50值为0.101 0~1.1059 mg/L。其中以氟唑菌酰羟胺对小麦赤霉病菌的毒力最强,其次是氰烯菌酯、咪鲜胺和多菌灵,戊唑醇、丙硫菌唑和氟环唑对小麦赤霉病菌也具有较强的抑制作用。由于不同作用方式的杀菌剂在离体和活体条件下的生物活性可能存在较大差异[16],因此,对7种杀菌剂的常用制剂进行了田间防效验证,在人工接种24 h后喷施药剂,比较不同杀菌剂对小麦赤霉病菌的田间防效。
室内毒力测定结果表明,在离体条件下,咪鲜胺和多菌灵对小麦赤霉病菌的毒力很强,EC50值明显低于丙硫菌唑、戊唑醇和氟环唑,说明安徽省的小麦赤霉病菌已经对多菌灵和咪鲜胺产生了较为严重的抗性。Chen等[17]于2015年已经在安徽省监测到多菌灵抗性菌株,戊唑醇、氟环唑的田间防效降低,可能是由于长时间大量使用苯并咪唑类杀菌剂和甾醇脱甲基抑制剂及复配制剂,导致小麦赤霉病菌产生抗药性,致使防效降低甚至失效。田间试验表明,7种药剂在常规使用剂量下,氟唑菌酰羟胺和氰烯菌酯对小麦赤霉病的防效最好,分别为79.31%和77.74%,显著高于其他药剂;其次为丙硫菌唑,防效为72.28%。在空白对照病指高达53.83时,仅施一次药,三者防效均能达到70%以上,特别是氟唑菌酰羟胺和氰烯菌酯防效均在75%以上。氟环唑、戊唑醇防效明显降低,而咪鲜胺和多菌灵的防效仅为43.8%和33.59%,已经不能有效控制小麦赤霉病菌的危害。
目前,氰烯菌酯已经成为防治小麦赤霉病的主要药剂,不仅防效好而且稳定性好。然而,氰烯菌酯作用单一,尽管目前在田间还没有分离到抗性菌株,但存在一定的抗性风险。随着该药剂在田间大规模使用,禾谷镰孢菌对该药剂的抗性风险也在提高。已有研究表明禾谷镰孢菌对氰烯菌酯的抗药性风险为中至高等水平[18-20],建议不要单独使用。氟唑菌酰羟胺是先正达(中国)有限公司研发的一种新型杀菌剂,属于琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类,对小麦赤霉病具有很好的防治效果[11-12],目前该药剂已经登记用于防治小麦赤霉病。SDHI类杀菌剂被国际杀菌剂抗性委员会(FRAC)鉴定抗药性风险为中至高等水平[21],因此也不建议单独使用。综上所述,为了避免小麦赤霉病菌抗药性群体的形成,延缓抗药性的产生,延长药剂的使用年限,高效防治赤霉病的危害,建议小麦生产中选择不同作用机理的药剂轮换使用,或者使用不同作用靶标的药剂混配形成复配剂,用于防治小麦赤霉病。