赵丽丽 ,孟 昊 ,郭 晨 ,宋培玲 ,杨永青 ,李子钦 ,
(1.内蒙古大学生命科学学院,内蒙古 呼和浩特 010021;2.呼伦贝尔农垦特泥河农牧场有限公司,内蒙古 海拉尔 021008;3.内蒙古自治区农牧业科学院植物保护研究所,内蒙古 呼和浩特 010031)
内蒙古是我国春油菜主产区,年种植面积约30万hm2。呼伦贝尔市位于内蒙古自治区东北部,气候温凉、日照充足、昼夜温差大、雨热同期,非常有利于油料作物脂肪的积累[1-2]。2021年呼伦贝尔市油菜种植面积13.9万hm2,主栽品种为生育期较短的早熟和中早熟甘蓝型春油菜[3]。呼伦贝尔农垦集团6个生产队2021年油菜种植面积共4 600.8 hm2,平均产量为1 660.0 kg/hm2,哈达图农牧场和苏沁农牧场2021年油菜种植面积均超1 300.0 hm2,占6个生产队总种植面积的58.7%,上述2个农牧场的油菜单产也位于前列,分别为1 950.0 kg/hm2和1 740.0 kg/hm2,其余4个农牧场产量由高到低依次为特泥河四队、谢尔塔拉八队、谢尔塔拉一队、谢尔塔拉五队,最低产量为1 462.5 kg/hm2。
油菜菌核病在内蒙古呼伦贝尔市发生较为严重,对油菜的产量和品质造成了较大影响。油菜菌核病(sclerotinia stem rot)是世界性油菜真菌病害,其病原菌为子囊真菌核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum),病菌主要以菌核混在土壤、种子或肥料中越夏和越冬[4],易造成油菜植株干枯倒伏、角果减少、千粒重降低,导致油菜减产10%~50%。历史上的最高发病率达80%[5];2016年,菌核病危害造成的油菜产量损失达19.57万t[6]。油菜从苗期至收获期均可发生菌核病,油菜花期田间子囊盘大量萌发,子囊孢子随气流、雨水等传播至油菜花瓣,感病花瓣是油菜菌核病发生的主要传染源。研究发现,油菜菌核病的流行与菌核密度、子囊盘密度、花朵带菌率、油菜病叶率、成熟期茎秆发病株率均呈极显著正相关;同时,降雨量、降雨天数及日照时数等气候因子也是影响油菜菌核病发生的关键因素[7]。目前,油菜菌核病的防治主要是农业防治与化学药剂相结合,常用的化学杀菌剂包括多菌灵、菌核净、腐霉利、戊唑醇等。一般认为,同种药剂在油菜盛花期喷施比在初花期喷施防效更佳,初花期和盛花期两次用药效果优于单次用药,盛花期用药更为关键[8]。国内已有多个省份对油菜菌核病发生情况及杀菌剂对病原菌的田间防效进行了报道[9-11],但内蒙古呼伦贝尔市油菜菌核病的发生规律、防治方法、常用杀菌剂对病原菌的室内毒力等鲜有报道。本试验开展了8种常用杀菌剂对呼伦贝尔农垦集团6个生产队油菜核盘菌的室内毒力测定,以期为田间药剂的使用提供数据支撑,并为制定科学合理的油菜菌核病防治措施提供理论参考。
2021年在内蒙古呼伦贝尔农垦集团谢尔塔拉一队、谢尔塔拉五队、谢尔塔拉八队、哈达图农牧场、苏沁农牧场、特泥河四队6个农牧场采集的发病植株或油菜核盘菌菌核以及2019年采集自苏沁农牧场的2份油菜核盘菌菌核样品和2020年采集自谢尔塔拉一队的1份油菜核盘菌菌核样品。
室内毒力试验采用以下8种试剂:99%戊唑醇(tebuconazole)、98%咪鲜胺(prochloraz)、98%多菌灵(carbendazim)、98%啶酰菌胺(boscalid)、98%嘧菌酯(azoxystrobin)、90%菌核净(dimethachlon)、98%恶醚唑(difenoconazole)、98%腐霉利(procymidon),均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
普通化学试剂:马铃薯葡萄糖琼脂(PDA),购自广东环凯微生物科技有限公司;二甲基亚砜(DMSO)、无水乙醇、次氯酸钠为国产分析纯试剂。
1.3.1 病原菌的分离纯化
收获期分别采集6个生产队的油菜核盘菌菌核,带回实验室后进行分离纯化。菌核样品经10%次氯酸钠、75%乙醇表面消毒,接种于含有500 μg/mL硫酸链霉素的马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基,待菌核萌发白色菌丝后继续纯化培养2~3代,用于室内药剂敏感性试验。
1.3.2 分离物的致病性测定
将油菜种子(三丰66)播种在装有无菌土的营养钵(13 cm×13 cm),每个品种播种3钵,每钵播10 粒,置于 25℃、16 h/8 h(光照/黑暗)条件下,待幼苗生长到3~4片真叶时,用于接种。选取苗龄相同、部位相同、大小一致的健康叶片,用1%NaClO溶液表面消毒后无菌水冲洗干净,吸干表面水分,在叶片的叶脉一侧接种5 mm的菌碟,置于铺有滤纸(无菌水浸湿)的玻璃培养皿,每个处理3次重复,取相同叶片同上处理,只接种5 mm的空白PDA培养基块或在叶脉另一侧接种5 mm的空白PDA培养基块作为阴性对照,于室温培养72 h后,观察叶片染病情况。
1.3.3 杀菌剂的室内毒力测定
供试农药用二甲基亚砜配制成浓度为10000μg/mL的母液,使用时再稀释成一定浓度的使用液,加入预先灭菌并冷却至45~50℃的PDA培养基,充分摇匀后倾倒平板。培养基杀菌剂的终浓度见表1。在接种后4 d的菌落边缘取直径5 mm相同菌龄的菌碟,菌面向下接种在含药PDA培养基上,25℃黑暗培养至对照菌丝长满平板时,采用十字交叉法测量菌落直径(mm),每个浓度设置3个平行,以杀菌剂浓度的对数为x、抑制率(%)为y,根据x与 y的线性关系得出其毒力回归方程y=ax+b,计算y=50%时对应的x值,即为有效抑制中浓度EC50值(μg/mL)。
表1 8种防治药剂的室内敏感性测定的终浓度值
1.3.4 数据分析
采用Microsoft Excel 2007、SPSS 26.0和OriginPro软件进行数据计算和分析。
通过室内组织分离法分别从呼伦贝尔市6个生产队分离纯化获得16株油菜核盘菌,按照“年份-生产队名称首字母缩写-序号”编号,小写字母分别代表来自同一地区、不同地块的病原菌;此外纯化培养了2020年和2019年采集的3份核盘菌样品20XR-1a、19SQb、19SQc;共纯化得到 19 株油菜核盘菌(表 2)。
表2 核盘菌样品信息
19株病原物接种油菜离体叶片72 h后均能在油菜叶片上产生明显的褐色、水渍状病斑(图1),说明从田间采集的菌核经分离纯化获得的核盘菌菌株均具有致病性。
图1 分离物对油菜叶片的致病性
以分离自6个生产队的19株核盘菌为供试菌株(表2),对常用的8种杀菌剂进行了室内毒力测定,结果显示,供试8种杀菌剂对油菜核盘菌的EC50值由小到大分别为:98%咪鲜胺<98%多菌灵<98%腐霉利<99%戊唑醇<98%啶酰菌胺<90%菌核净<98%恶醚唑<98%嘧菌酯(图2),试验所选的19株核盘菌对上述杀菌剂的平均 EC50值分别为 0.031、0.078、0.261、0.286、0.362、0.536、0.673、1.380 μg/mL(表 3);由室内毒力试验结果可以得出,内蒙古呼伦贝尔市油菜核盘菌在室内培养条件下对咪鲜胺最为敏感,其次是多菌灵、腐霉利、戊唑醇,这一结果与该地区生产中常用的防治药剂吻合,说明当前采用的防治措施较为有效;同时受试菌株对甾醇脱甲基酶抑制剂类(DMI)杀菌剂中咪鲜胺和戊唑醇的敏感性较高。此外,受试菌株对嘧菌酯的EC50值分布较为分散(图 2),且最大 EC50值为4.177 μg/mL,在生产中交替使用不同类型杀菌剂时,应避免选择嘧菌酯。
表 3(续)
表 3(续)
表3 病原菌室内毒力方程及抑制中浓度(EC50)
图2 呼伦贝尔市油菜核盘菌对8种杀菌剂的室内敏感性
油菜菌核病的危害程度与当地的气象因素密切相关,根据农垦集团每个农牧场观测的降雨情况分析,2021年6—7月呼伦贝尔市降雨量较2020年同期明显偏多,以特泥河实验站气象监测数据为例,2021年6月总降水量为87.9 mm,较上一年增加6.6 mm,但是7月总降水量增加至168.1 mm,而2020年同期降雨量仅为28.1 mm。油菜花期与雨季同期,增加了油菜菌核病的发生率。
目前,使用化学杀菌剂仍是防治油菜菌核病的重要措施,呼伦贝尔农垦集团的6个生产队使用的田间防治药剂主要为腐霉利、多菌灵和菌核净,DMI杀菌剂如戊唑醇、咪鲜胺也在交替使用。除哈达图农牧场于7月上、下旬各喷药1次外,其余生产队的喷药时间集中在6月上旬至7月中旬,此时正值油菜初花期和盛花期,喷药2~3次;6个农牧场中谢尔塔拉一队、五队、八队的菌核病发生率均小于5%,发病率相对较轻;哈达图农牧场的发病率较高,为30%,调查显示该农牧场的喷药时间较晚,推测发病率较高可能与此有关。通过室内毒力测定,本试验结果得出,内蒙古呼伦贝尔市油菜核盘菌对8种常用杀菌剂均处于敏感水平,说明当前生产中多菌灵和菌核净仍可作为该地区防治油菜菌核病的主要杀菌剂。此外,室内毒力试验结果显示,咪鲜胺、戊唑醇、啶酰菌胺对呼伦贝尔市油菜核盘菌的室内抑制效果较为理想,有研究测定了安徽省菌核病菌对12种常用杀菌剂的室内毒力,同样得出戊唑醇和咪鲜胺的抑制效果较好[12]。鉴于我国冬油菜产区已多次报道核盘菌对多菌灵和菌核净产生了较为严重的抗药性,而对DMI类杀菌剂的田间抗药性尚未见报道[13-16],在今后研究中应扩大油菜核盘菌采样范围和供试菌株数量,监测病原菌群体对常用杀菌剂的敏感性变化,同时在生产中可将多菌灵、菌核净与不同作用类型杀菌剂交替使用,以延缓病原菌田间抗药性的产生。
致谢:感谢呼伦贝尔农垦集团对本次论文田间调查及样品采集过程中给予的大力支持和帮助。