郑 研 ,王理想 ,吴怡燃 ,廖 灿 ,何海燕,何 明 ,王书祥 ,李俊凯 ,b
(长江大学,a.农学院;b.农药研究所,湖北 荆州 434025)
小麦赤霉病(Fusariumhead blight,FHB)是由镰刀菌属(Fusariumspp.)等多种真菌引起的真菌病害,常出现于温暖潮湿的温带地区[1]。20 世纪以来,受全球气候变暖、秸杆还田等因素的影响,小麦赤霉病在长江中下游和黄淮海等地区频繁流行,成为该地区最具危害的真菌病害之一,对国家粮食安全危害巨大[2]。小麦感病后出现苗腐、秆腐和穗腐等症状,其中以穗腐危害最为严重,病穗产生脱氧雪腐镰刀烯醇(Deoxynivalenol,DON)、赤霉烯酮(Zearalenone)等已知次生代谢物,多数代谢物能抑制小麦芽鞘的生长,严重时可使小麦产量减产10%~30%甚至绝收[3,4]。其中 DON 是中国小麦赤霉病病菌产生的主要毒素,该毒素不仅对小麦产生强抑制活性,而且还会造成食用病麦的人、畜发生腹泻、呕吐、流产等中毒反应,威胁人、畜健康[5,6]。
国内外防治小麦赤霉病的方法有很多,其中抗病育种可从根源上防治小麦赤霉病。现阶段中国栽培的主要品种中对小麦赤霉病有显著抗性的品种较少[7],其中扬麦33 为新审定的高抗赤霉病的一个新品种。近年含有芽孢杆菌属、链霉菌属等具有抑菌效果的微生物及其代谢物生物制剂受到人们的密切关注,因其杀菌谱较窄,不会对非靶标生物造成明显影响而备受欢迎,但大规模投入生产应用仍需进一步研究[8,9]。因此,目前化学防治仍然是实际生产过程中应对小麦赤霉病危害的主要手段。
目前,中国针对小麦赤霉病的登记制剂共391个,其中单剂211 个,混剂180 个,涉及农药品种有效成分38 个,分为咪唑类、甲氧基丙烯酸酯类、氰基丙烯酸酯类等9 大类[10]。本研究选用不同种类的15 种杀菌剂原药,采用菌丝生长抑制法对其进行了室内毒力测定,并从中筛选出低毒、杀菌效果更为突出的高效杀菌剂复配组合,从而为减缓常规杀菌剂对小麦赤霉病菌的抗药性和减少农药使用剂量提供参考。
本试验所用禾谷镰孢菌株(Fusarium graminearum)由长江大学植物病理实验室提供。
选择生产上常规应用的14 种杀菌剂原药开展室内筛选试验:95%己唑醇原药,连云港立本作物科技有限公司;98%戊唑醇原药,江苏龙灯化学有限公司;95%烯唑醇原药、92%氟硅唑原药,湖北玖丰隆化工有限公司;95%三唑醇原药,湖北速普尔化工有限公司;96.6%苯醚甲环唑原药,湖北双焱化工有限公司;90%丙环唑原药,温州绿佳化工有限公司;97%丙硫菌唑原药,湖北猫尔沃生物医药有限公司;92%吡唑醚菌酯原药,河北锐药生物科技有限公司;96%抑霉唑原药,成都迈恩凯化工有限公司;95%咪鲜胺原药,江苏辉丰生物农业股份有限公司;95%恶霉灵原药,山东京博农化有限公司;95%福美双原药,淄博兆凯商贸有限公司;98%拌种灵原药,湖北鑫鸣泰化学有限公司。
对小麦赤霉病的室内毒力测定,采取菌丝生长速率法[11]进行筛选,计算14 种供试杀菌剂的抑制中浓度(EC50)。
菌丝生长速率抑制法:根据预试验结果选择合适的5~7 个药剂浓度,将配制好的供试样品按比例加入灭菌冷却至55 ℃的PDA 培养基,充分摇匀后倒入9 cm 的灭菌培养皿中,待其凝固接入7 mm 菌饼,每处理设3 次重复,封口后置于28 ℃恒温箱培养。4 d 后采用十字交叉法测定菌落直径,计算菌丝生长抑制率。
菌丝生长抑制率=(对照菌落生长直径-处理菌落生长直径)/(对照菌落生长直径-菌饼直径)×100%。
将菌落的生长抑制率换算成抑制几率作为因变量(y),各药剂浓度(mg/L)转为以10 为底的对数值(x),并用DPS 软件求出各供试药剂的有效抑制中浓度EC50、相关系数(r)及毒力回归方程[12]。
杀菌剂复配效果测定:根据单剂毒力测定结果,挑选出2 种药剂96%抑霉唑和97%丙硫菌唑进行混配[13],有效成分配比为 1∶0、0∶1、5∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶5、1∶7(质量比),每个配比配置成5 个浓度梯度。采用室内菌丝生长速率抑制法测定杀菌组合物的菌丝生长抑制率、毒力回归方程、相关系数(r)、有效抑制中浓度EC50。根据 Sun 等[14]和 Wadley[15]的共毒系数法分别计算不同比例混配药剂的增效系数(SR)和共毒系数(CTC)。
式中,A、B分别为96%抑霉唑和97%丙硫菌唑原药,a、b分别为相应单剂在混剂中含量的比率;当SR≤0.5 时,表示该混剂呈现出拮抗作用;当SR=0.5~1.5 时,表示该混剂呈现出加和作用法;当SR≥1.5时,表示该混剂呈现出增效作用。
式中,A为96%抑霉唑(标准药剂),B为97%丙硫菌唑,M为不同配比的混剂;A(TI)是指A药剂的毒力指数,A(TI)=100;B(TI)为 B 药剂的毒力指数;P(A)为A药剂成分在M混剂中所占百分比;P(B)为B药剂成分在M混剂所占百分比;M(ATI)是M混剂的实际毒力指数;M(TTI)是M 混剂的理论毒力指数;CTC为共毒系数。当CTC>120 为增效作用;CTC<80 拮抗作用;80<CTC<120 为相加作用。
14 种杀菌剂均对小麦赤霉病菌呈现出一定的毒力,但不同杀菌剂之间的毒力差异较大,结果见表1。其中戊唑醇、烯唑醇、苯醚甲环唑、氟硅唑、咪鲜胺、抑霉唑对病原菌菌丝生长的EC50为0.106 6~0.905 9 mg/L,均小于1.000 0 mg/L,表明小麦赤霉病菌对这6 种杀菌剂极为敏感;己唑醇、三唑醇、丙环唑、丙硫菌唑、吡唑醚菌酯的EC50为1.423 6~7.664 2 mg/L,均小于10.000 0 mg/L,表明小麦赤霉病菌对上述杀菌剂较为敏感;恶霉灵、福美双、拌种灵的EC50分别是 17.343 8、11.290 1、84.518 8 mg/L,说明上述药剂抑菌活性较差。
表1 14 种杀菌剂对禾谷镰孢的毒力测定结果
将抑霉唑与丙硫菌唑分别进行1∶0、0∶1、3∶1、5∶1、1∶1、1∶3、1∶5、1∶7 混配。经过计算可知,1∶1、1∶3、1∶5、3∶1、1∶7 配比的SR>1.5,CTC>120,表示抑霉唑与丙硫菌唑在这5 种配比下均具有增效作用;其中 1∶3 和 1∶5 的SR分别为 2.69、4.18;CTC分别为269.33、417.58,表明这2 种配比下的混剂对禾谷镰孢抑制作用明显(表2)。
表2 抑霉唑与丙硫菌唑及其混剂对禾谷镰孢的室内毒力测定结果
菌丝生长速率抑制法的毒力测定结果表明,14种杀菌剂对小麦赤霉病病菌的EC50大小顺序为,咪鲜胺<氟硅唑<烯唑醇<苯醚甲环唑<戊唑醇<抑霉唑<己唑醇<丙环唑<三唑醇<丙硫菌唑<吡唑醚菌酯<福美双<恶霉灵<拌种灵,其中咪鲜胺对菌丝生长的抑制作用最强,EC50为0.106 6 mg/L,与刘程程等[16]试验结果较为一致;拌种灵作为常用的种子保护剂对菌丝的抑制作用最弱,EC50为84.518 8 mg/L。在混剂试验中,采用联合毒力得出1∶3、1∶5 比例下的抑霉唑和丙硫菌唑增效作用最为突出,为混剂筛选试验提供了理论依据。
针对小麦赤霉病的高效杀菌剂筛选仍然是控制小麦赤霉病的主要手段。抑霉唑作为咪唑类杀菌剂具有内吸广谱性,农药登记中常作为水果蔬菜保鲜剂,具有高活性、人畜低毒性的特点,在小麦赤霉病防治方面鲜有报道;丙硫菌唑作为三唑类杀菌剂有很好的内吸、治疗铲除活性,还具有良好的生物生态安全性和杀菌广谱性,可作为理想的混剂使用[17,18]。本试验通过室内联合毒力筛选,验证得出抑霉唑与丙硫菌唑的1∶3 和1∶5 配比下的混剂对于小麦赤霉病菌具有优异的抑制作用,可作为混剂应用于田间防治小麦赤霉病,具有良好的市场开发前景;但本研究的其他混配制剂及大田试验用量和防效有待进一步完善验证。