有机硅助剂在苹果炭疽叶枯病化学防控中的减药增效作用评价

刘安泰 张朝敏 李紫腾 曹克强 孟祥龙 胡同乐

摘要

有机硅助剂具有低毒、易降解的特性，可提高农药的药液展布性和渗透性。本研究分别采用室内离体叶片法和田间试验评价了2种有机硅助剂对吡唑醚菌酯和代森锰锌防治苹果炭疽叶枯病的减药增效作用。室内离体试验结果表明，杀菌剂浓度减半的处理以及模拟雨水冲刷处理均导致吡唑醚菌酯和代森锰锌的防效显著下降;而添加了有机硅助剂后，2种处理的防效显著提高，并且恢复到与正常施药量相同的水平。田间试验结果表明，正常情况下杀菌剂浓度减半后防效显著下降;而施用有机硅助剂后，浓度减半的吡唑醚菌酯和代森锰锌的防效显著高于不施用有机硅的处理。本研究结果表明，施用有机硅助剂可以在减少化学农药实际用量的情况下，保持较高的防效，这对于化学农药的减施增效具有重要意义。

  关键词

有机硅助剂;苹果炭疽叶枯病;减药;防治效果

中图分类号：

S482.92

文献标识码：B

DOI：10.16688/j.zwbh.2020643

Evaluation of increasing control effect and reducing fungicide effect of organosilicon adjuvant on chemical control of Glomerella apple leaf spot

LIU Antai1#，ZHANG Chaomin1#，LI Ziteng1，CAO Keqiang1，MENG Xianglong1*，HU Tongle1*

（College of Plant Protection， Hebei Agricultural University， Baoding071000， China）

Abstract

Organosilicon adjuvant has the characteristics of low toxicity and easy degradation， which can improve the spread and permeability of fungicides. In this study， the indoor in vitro leaf method and the field experiment were conducted to evaluate the effect of two organosilicon adjuvants on pyraclostrobin and mancozeb against Glomerella apple leaf spot. Indoor in vitro experiment showed that both the treatment of halving the concentration of the fungicide and the treatment of simulated rain washing resulted in a significant decrease in the control effect of pyraclostrobin and mancozeb. After the addition of organosilicon adjuvant， the control effect of the two treatments was significantly improved and returned to the same level as the normal dosage. Field experiment showed that the control effect of the fungicide decreased significantly after the concentration of the fungicide was halved under normal application conditions. After the application of organosilicon adjuvant， the control effect of pyraclostrobin and mancozeb with the concentration reduced by half was higher than that of treatment without organosilicon. The above results indicate that the application of organosilicon adjuvant can reduce the actual use of chemical fungicide in the case of maintaining a high control effect， which is of great significance for reducing chemical pesticides and improving the effect.

Key words

organosilicon adjuvant;Glomerella ciagulata;pesticide reduction;control effect

蘋果炭疽叶枯病（Glomerella apple leaf spot，缩写为GLS）由Colletotrichum fructicola引起（有性态为Glomerella cingulata）[1]，是苹果上一种严重的真菌病害，此前主要发生在美国和拉丁美洲等地区[2 4]。2011年，我国江苏省首次报道了该病害，随后该病害迅速蔓延至全国苹果主产区[5]。C.fructicola主要为害‘嘎啦’‘金冠’‘乔纳金’ ‘秦冠’‘Granny Smith’和‘Pink Lady’等品种，而对‘富士’无明显致病力[6 8]。

苹果炭疽叶枯病可以造成果树抗病能力下降，严重影响苹果的产量以及品质。病害发生初期，叶片上有小的黑色病变，在适宜的温度下（30℃以上）病变迅速扩展至2～3 cm，边缘模糊[9 10]。病害发生后期，患病叶片变黑脱落[11]。该病害一旦发生，次年再次发生的概率将大大提高，因此针对苹果炭疽叶枯病的防治措施要以预防为主，即根据该病害的流行规律，在病害发生之前或病害发生初期及时施药，避免病害的大规模发展[12 13]。

前人研究发现，25%吡唑醚菌酯悬浮剂2 000倍液和0.5%倍量式波尔多液对于苹果炭疽叶枯病具有较好的防效[14]。但是长时间使用相同药剂容易导致C.fructicola病菌产生抗药性，因此有必要采取其他措施减少农药的使用量。有机硅助剂是一类表面活性剂，目前广泛应用于农业领域[15]。 它本身无生物活性，在杀菌剂中加入有机硅助剂之后可以增强药剂在叶片上的黏着性，大幅度降低药液的表面张力，增强叶片上药剂的展布性，改善药液对叶片的渗透性[16 17]，有效减少生产中化学药剂的使用[18 19]。

为了评价有机硅助剂能否在防治苹果炭疽叶枯病的过程中起到减药增效的作用，我们分别采用室内离体叶片试验和室外田间试验对杀菌剂结合有机硅助剂防治苹果炭疽叶枯病进行研究，为有机硅助剂提高杀菌剂对苹果炭疽叶枯病的减量增效应用推广提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

供试菌株：苹果炭疽叶枯病菌Glomerella cingulata，河北农业大学植物病害流行与综合防控实验室提供。

马铃薯葡萄糖琼脂（potato dextrose agar，PDA）培养基：马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂粉15 g、蒸馏水1 L。

供试药剂：80%代森锰锌（mancozeb）可湿性粉剂（WP），美国陶氏益农公司;30%吡唑醚菌酯（pyraclostrobin）水剂（AS），江苏省利民化工股份有限公司;有机硅助剂：丝润（Silwet）迈图高新材料（南通）有限公司; STIK2，迈图（上海）贸易有限公司。

仪器及设备：超净工作台（SWCJ1FD），苏州安泰空气技术有限公司;千分之一电子天平，奥豪斯仪器（上海）有限公司;高压湿热灭菌锅（HVA85），日本平山制造公司;智能生化培养箱（SPX280），宁波江南仪器厂;智能背负式电动喷雾器，沛县蓝天植保器械厂。

1.2试验方法

1.2.1孢子悬浮液的制备

将 80 ℃保存的菌株转移到PDA培养基上，27 ℃黑暗培养5 d。 向培养基滴加1 mL无菌水，用灭菌涂布器刮取培养皿中的孢子并用灭菌纱布将孢子过滤至无菌的小型锥形瓶中，160 r/min振荡10 min， 用血球计数板计算孢子浓度，并配成孢子含量1.0×105个/mL的悬浮液备用。

1.2.2离体叶片接种病原菌

2019年6月于河北农业大学果园采集叶龄相同、大小相近的健康苹果树叶片，供试品种为‘嘎啦’。将收集好的叶片用无菌水清洗后使用0.5%次氯酸钠溶液消毒2 min，无菌水清洗3次。在叶片上均匀喷施配好的孢子悬浮液（1.0×105 个/mL），静置30 min后备用。

1.2.3有机硅助剂和杀菌剂组合对室内离体叶片的处理

将预处理好的叶片均匀摆放在托盘中，按表1的方案依次向叶片表面喷施杀菌剂，每组处理药剂总体积均为50 mL。以喷洒清水作为空白对照。雨水冲刷试验中，在药剂喷施处理30 min后，再使用200 mL无菌水模拟雨水分别对每个叶片进行喷洒处理，每个处理9片叶，每个试验重复3次。处理完毕后，将处理好的叶片置于25 ℃保湿培养。接种5 d后对叶片进行病害调查。

1.2.4田间药效试验的果园概况

田间试验分别在河北省和山东省的5个不同的苹果园开展。1号果园位于河北省保定市河北农业大学西校区试验站（以下简称农大果园）;2号果园位于河北省保定市曲阳县下河乡刘家马村（以下简称曲阳果园），3号果园位于山东省烟台市栖霞市官道镇隋家沟村（以下简称隋家沟果园）;4号果园位于山东省烟台市栖霞市官道镇杨树坡村（以下简称杨树坡一果园）;5号果园位于山东省烟台市栖霞市官道镇杨树坡村（以下简称杨树坡二果园）。供试品种均为‘嘎啦’，树龄均为10年，株距×行距=3 m×5 m，园内沙壤土，肥水管理水平基本一致，这5个果园在开展试验的前一年均发生过炭疽叶枯病。

1.2.5田间药效试验设计

分别按照表2的方案进行田间施药处理，每种杀菌剂均设有药剂常量、减半、减半加有机硅助剂3个处理（表2）。农大果园和曲阳果园田间试验从2018年7月初开始到2018年8月中旬结束，隋家沟果园和杨树坡果园从2018年6月底开始到2018年9月底结束，每园喷药3次。共进行5次调查，农大果园和曲阳果园间隔10 d左右调查1次。隋家沟果园、杨树坡果园第1次至第5次调查间隔时间为18、14、12、48 d。其中农大果园于第1、2、4次调查完毕之后施藥，其他果园于第1、3、4次调查完毕后施药。

1.2.6病害调查

参照国家标准《农药田间药效试验准则》[20]，第1次施药前调查发病基数，施药后调查发病情况。按分级标准记载发病情况并计算病情指数（disease index， DI）、防治效果和病情发展曲线下面积（area under diseases progress curve， AUDPC）。叶部病级分级标准：0级，无病斑;1级，病斑面积占整个叶片面积的11%以下;3级，病斑面积占整个叶片面积的11%～25%;5级，病斑面积占整个叶片面积的26%～40%;7级，病斑面积占整个叶片面积的41%～65%;9级，病斑面积占整个叶片面积的65%以上。

病情指数、防治效果和AUDPC按下列公式计算：

病情指数=∑（各级病叶数×各病级代表值）/（调查总叶数×最高级代表值）×100;

室内防治效果=（对照病情指數 处理病情指数）/对照病情指数×100%。

AUDPC=∑ n i=1 （Xi+Xi+1）（Ti+1-Ti）/2;

公式中：Xi和Xi+1分别为Ti和Ti+1时间点的DI; n为调查次数。

田间防治效果=（AUDPCCK AUDPCT）/

AUDPCCK×100%;

公式中：AUDPCCK和AUDPCT分别为对照组和处理组的AUDPC。

1.3数据处理

试验采用Microsoft Excel软件进行数据处理，用DPS统计软件的Duncan氏新复极差法进行差异显著性分析，用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析[21]。

2结果与分析

2.1有机硅助剂对离体叶片的减药增效作用

在30%吡唑醚菌酯水剂常量（2 000倍）和80%代森锰锌可湿性粉剂常量（600倍）施药的情况下，叶片的整体发病情况较低，表明推荐用量的吡唑醚菌酯和代森锰锌对苹果炭疽叶枯病具有较好的防效，而吡唑醚菌酯和代森锰锌药量减半之后，离体叶片的病斑面积明显增加，病情指数显著提高（表3），表明低浓度的杀菌剂无法达到理想的杀菌效果。 而吡唑醚菌酯和代森锰锌药量减半分别添加有机硅助剂之后，离体叶片的病斑面积明显下降，防效分别从65.81%和40.79%提高到了98.55%和97.53%（表3），这表明在杀菌剂实际药量减半的情况下，添加有机硅助剂可以将防效恢复到杀菌剂正常药量相同的水平，起到了明显的减药增效作用（图1）。

2.2雨水冲刷对不同药剂组合防效的影响

在不加入有机硅助剂的情况下，雨水冲刷导致30%吡唑醚菌酯水剂常量和80%代森锰锌可湿性粉剂常量施药的叶片病斑面积明显增加（图1），防效分别由100%和97.32%下降到85.78%和64.30%（表3）。而在吡唑醚菌酯中加入有机硅助剂之后，模拟雨水冲刷并没有造成叶片病斑的大面积扩展（图1），防效也重新恢复到100%（表3）;代森锰锌加入有机硅助剂之后，模拟雨水冲刷也没有造成叶片病斑的大规模扩展（图1），防效也恢复到98.77%（表3）。这表明雨水冲刷可能会导致叶片表面的药剂被稀释和冲刷走，而有机硅助剂的加入增加了药剂的黏附性，提高了雨水冲刷条件下药剂的防效。

2.3不同药剂处理对不同地区果园炭疽叶枯病的影响

在所有的果园中，不同药剂处理后病情指数的变化趋势基本一致，30%吡唑醚菌酯水剂2 000倍和80%代森锰锌可湿性粉剂600倍处理的病情指数最小，而药量减半后的吡唑醚菌酯和代森锰锌处理病情指数明显提高，仅低于清水对照。吡唑醚菌酯和代森锰锌的药量减半之后同时加入有机硅助剂可以使病情指数明显下降，在有些果园中可以达到与常量代森锰锌处理相同的病情指数（图2）。

2.4不同药剂处理在不同果园中的田间防控效果

在所有的果园中，30%吡唑醚菌酯水剂2 000倍液处理后的AUDPC最低，防效最高，80%代森锰锌可湿性粉剂常量600倍液处理后的AUDPC次之，防效仅次于吡唑醚菌酯2 000倍施药处理。而杀菌剂的浓度减半之后，在所有的5个果园中，AUDPC都显著增加，并且防效都显著下降。在杀菌剂浓度减半之后再添加有机硅助剂，在所有的5个果园中，AUDPC明显下降，防效显著提高。这表明，在不同地区的不同气候条件下，有机硅助剂都可以起到明显的减药增效作用。

3讨论

在本研究中，室内离体叶片减药试验结果显示，在杀菌剂药量减半的情况下，加入有机硅助剂可以显著提高对炭疽叶枯病的防治效果，表明有机硅助剂在室内可控条件下具有明显的减药增效作用。由于田间苹果炭疽叶枯病发病需要一定的环境条件[22]，而田间不易控制温度和湿度，因此采用室内离体叶片接种苹果炭疽叶枯病菌的方法，直接观察和记录叶片发病程度和动态。降雨可能会造成叶片上药剂的流失，造成叶片表面药剂浓度下降，导致病害加速发生[23 24]。为了模拟雨水冲刷，我们在室内对施药后的叶片喷洒无菌水，模拟田间降雨过程。结果表明在正常施药的情况下经过雨水冲刷后，叶片的病情指数显著提高，防效显著降低，而加入有机硅助剂之后再经过雨水冲刷可以有效降低叶片的病情指数，显著提高了杀菌剂的防效。这可能是有机硅助剂通过降低喷雾的表面张力，使之低于叶面湿润临界压力之下（约25 mN/m），加快药剂经气孔渗透的速率，利于喷施药剂和模拟雨水冲刷间隔期叶片对药剂的吸收，起到抗雨水冲刷作用，确保药效发挥[25 27]。除此之外，在药剂中加入有机硅助剂还可以提高其黏附性，使雨水不容易将药剂从叶片上冲刷下来，并且使药剂具备更长的持效期，提高药剂的抗雨水冲刷能力[28]。任莉等[29]通过研究发现，模拟降雨显著降低杀菌剂咪鲜胺对核盘菌的抑制作用，但添加有机硅助剂可有效防止模拟雨水处理对咪鲜胺防效的降低作用，提高咪鲜胺的抗雨水冲刷能力，这也与本研究中有机硅助剂提高2种杀菌剂抗雨水冲刷能力的结果一致，说明有机硅助剂在药剂抗雨水冲刷方面具备较好的效果。

为了进一步明确有机硅助剂在田间对苹果炭疽叶枯病的减药增效作用，我们在河北和山东分别选择了2个和3个苹果果园进行了田间防效试验。苹果炭疽叶枯病的发生受包括气象条件在内的多种因素影响，其中降雨和温度都与该病的发生密切相关[30]。本试验中河北山东两地果园虽然均位于华北平原，属于欧亚大陆东岸暖温带半干旱季风性气候，但是保定2个果园位于内陆，而烟台及栖霞3个果园位于沿海地区，降雨和温度等气候条件具有一定差异[31]。在施药的情况下，30%吡唑醚菌酯水剂2 000倍液和80%代森锰锌可湿性粉剂常量600倍液这2个推荐浓度的杀菌剂在5个不同的果园中都具有较好的防效。而当2种杀菌剂的浓度降低到推荐浓度的1/2之后，在所有的5个果园中都发生了大面积的苹果炭疽叶枯病，防效显著下降。而在2个杀菌剂浓度降低到推荐浓度1/2的同时添加有机硅助剂后，在5个果园中杀菌剂的防效都显著提高。这是由于有机硅助剂可以通过缩小雾滴粒径，减少液滴与叶面之间的接触角，从而降低喷雾液的表面张力，增加药液的扩展直径，提高药液的持流量，使喷雾液通过叶面气孔时更易被吸收，最终达到药剂的增效作用[32 34]。

综上所述，本试验通过室内离体叶片试验和田间试验对有机硅助剂在苹果炭疽叶枯病化学防控中的减药增效作用进行了研究，结果表明有机硅助剂的添加不仅可以起到减药增效的作用，并且在減轻雨水冲刷导致的药液流失等方面也具有理想的效果。因此，在苹果炭疽叶枯病的防控实践中，建议使用有机硅助剂与低浓度杀菌剂相结合的方法预防苹果炭疽叶枯病。

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收稿日期：2020 12 01修订日期：2020 12 29

基金项目：

国家重点研发计划（2016YFD0201100）;河北省重点研发计划（20327405D）

* 通信作者

Email：孟祥龙 cugmx@163.com; 胡同乐tonglemali@126.com