李金龙,郭海霞,申雪梅,王吕,姜华,单贵莲,2,段新慧*
(1.云南农业大学 动物科学技术学院,云南 昆明 650000;2.云南省高原特色农业产业研究院,云南 昆明 650000)
青贮玉米具有良好的营养价值,是目前主要应用于饲料生产的玉米品种。青贮玉米的种植可以有效推动我国粮改饲政策的实施,提高种养经济效益,促进我国草食畜牧业科学发展[1]。青贮玉米的生物产量高,粗纤维含量相对较少,茎秆多汁脆嫩,易感染病害[2],因此,种植过程中的病害防治是主要栽培措施之一。化学防治是玉米种植中比较常见的一种方式,但是会对土壤以及玉米造成一定的化学残留,因此,不适宜长期、多次使用[3]。随着人们对现代社会食品安全问题的重视,对农业上的病害防治也提出了更高的要求。因此,我国玉米病害防治由化学防治发展到生物防治,生物防治比重越来越高[4]。
玉米小斑病也称斑点病,属真菌性病害,是危害玉米生产的重要病害之一,主要危害叶片[5],影响青贮玉米的产量和品质。玉米小斑病的生物防治技术在生产实践中已有较多应用,本试验选用黄芩颗粒(细菌稳拿)、真菌360、丁子·香芹酚、哈茨木霉菌等生物制剂,研究不同生物制剂对玉米病害的防治效果,为保证青贮玉米的品质与产量,进一步开展青贮玉米有机种植及有机牛肉生产提供理论依据。
本试验地位于云南省昆明市盘龙区,云南农业大学校内后山试验田,属于北亚热带气候,25°21′N,102°58′E,海拔1 962 m,年平均气温13.4 ℃,年降水量990 mm。土壤肥力中等,pH 5.5,山地红壤。
供试品种为红单10号、曲辰9号、云青5号、云瑞10号和云青2号,共5个青贮玉米品种。
供试生物制剂:有效成分2.1%丁子·香芹酚水剂,河南众人联合农化有限公司生产,用量为1 605 g·hm-2;有效成分10 g/15 g真菌360水分散粒剂,有效成分12 g/15 g黄芩颗粒(又名细菌稳拿,水分散粒剂),香港斯奈尔(国际)植物生命植保有限公司生产,制剂用药量1 000 g·hm-2,800倍液;哈茨木霉菌(水分散粒剂)1亿g-1,成都特普生物科技股份有限公司,用量900 g·hm-2。
随机区组设计,每个玉米品种种植15个小区,小区长约5 m,宽2 m,穴播,种植密度80 800苗·hm-2。播种时间为2020年5月24日,期间未使用化学农药防治病虫草害,人工除草2次,10月24日收获青贮玉米。
小斑病为田间自然发病。在青贮玉米拔节期间(8月14日)、抽穗开花期间(9月18日),分别对玉米按照使用剂量进行4种生物制剂的喷施。每个青贮玉米品种每个制剂处理3个重复;每个品种设3次空白对照(CK),不做任何处理。除试验设计外,各处理其他田间管理方式一致。
每个小区随机调查10株,每株各在上、中、下部位选2片叶子,即每株共选6片叶子,记录调查结果。于第1次施药前(8月14日)及施药后15 d(8月29日)、30 d(9月17日),第2次施药后15 d(10月3日)、30 d(10月18日),共计调查5次(雨天调查时间后移1~3 d)。计算病情指数、评价防治效果。产量调查每个小区随机取5株,地面10 cm以上全部收割,称重,依据种植密度及单株重计算理论产量和防治效果、产量效果。
小斑病分级方法:1级,叶片有无病斑或仅在穗位下部叶片上有零星病斑,病斑占叶面积≤5%;3级,穗位下部叶片上有少量病斑,病斑占叶面积6%~10%,穗位上部叶片上有零星病斑;5级,穗位下部叶片上病斑较多,病斑占叶面积11%~30%,穗位上部叶片上有大量病斑;7级,穗位下部叶片或穗位上部叶片有大量病斑,病斑相连、占叶面积31%~70%;9级,全株叶片基本为病斑覆盖,叶片枯死[6]。
计算病情指数、防治效果和增产效果[7]。
采用Microsoft Excel 2019对数据进行处理,并用SPSS 26软件进行统计分析。
表1表明,在8月14日喷施生物制剂前红单10号已发生小斑病,CK发病最轻,病情指数为22.6,真菌360待处理区最高,病情指数为34.7,显著高于其他小区。随着时间变化,病情指数总体呈现出先增加后降低的趋势,在9月17日达到顶峰,10月18日黄芩颗粒处理病情指数显著低于CK,效果最佳,其次为哈茨木霉菌处理,最差为丁子·香芹酚处理组,显著高于CK。从防治效果看,8月29日哈茨木霉菌处理防效显著高于真菌360处理与黄芩颗粒处理,与丁子·香芹酚处理间无显著差异。9月17日各处理间防效无显著差异,10月18日防效高于10月3日。从总体防治效果来讲,黄芩颗粒处理防效最好(37.5%),显著高于真菌360处理(29.5%),与哈茨木霉菌处理(33.2%)无显著性差异,丁子·香芹酚处理防效(10.3%)显著低于真菌360处理与哈茨木霉菌处理。
表1 4种生物制剂对红单10号小斑病的防治效果
从表2病情指数结果看,在8月14日喷施生物制剂前曲辰9号已发生小斑病,黄芩颗粒待处理区最重,病情指数为26.5,病情指数显著高于CK(21.6),其余待处理区病情指数显著低于CK。9月17日,丁子·香芹酚处理病情指数(47.7)显著高于CK的病情指数(40.1),其余处理均与CK无显著差异,病情得到一定程度的控制。从防治效果看,8月29日防治效果好于9月17日;黄芩颗粒处理总体防效最好(19.5%),显著高于其他处理,其余处理对小斑病无明显防治效果。
从表3病情指数分析结果看,8月14日喷施生物制剂前云青5号均已发生小斑病,对照最重,病情指数为22.5,显著高于哈茨木霉菌处理区(22.4),其他待处理区病情指数显著低于CK与哈茨木霉菌待处理区,病情指数在10月3日最重。从防治效果看,第1次施药无效,第2次施药效果相对较好;总体来看4种处理对青贮玉米小斑病防效均不理想。
表2 4种生物制剂对曲辰9号小斑病的防治效果
表3 4种生物制剂对云青5号小斑病的防治效果
从表4病情指数看,8月14日喷施生物制剂前云瑞10号各小区均已发生小斑病,各试剂待处理区发病均显著高于CK。从总体防治效果看,真菌360处理区防效最好(41.0%),显著高于其他处理,黄芩颗粒处理(23.5%)和丁子·香芹酚处理(20.4%)次之,哈茨木霉菌处理(10.7%)显著低于真菌360处理和黄芩颗粒处理。
表4 4种生物制剂对云瑞10号小斑病的防治效果
从表5可以看出,云青2号小斑病抗病性强,药前及第1次药后均不发病,第2次药后于10月3日调查发现发病明显但不重,黄芩颗粒和真菌360处理的病情指数显著高于其他处理区,丁子·香芹酚与哈茨木霉菌防治效果显著高于其他处理。10月18日,丁子·香芹酚处理与真菌360处理总体病情指数显著高于其他处理,黄芩颗粒、哈茨木霉菌处理和CK间无显著性差异。哈茨木霉菌处理区总体防治效果最好,为5.5%,其他处理均无防效。
表5 4种生物制剂对云青2号小斑病的防治效果
因各品种种质本身差异,药前病情指数有所不同,使用同一生物制剂的防治效果也不相同,忽略品种自身原因,故取各品种的药前病情指数和总体防治效果的均值作对比分析(表6)。施药前各待处理区与CK的病情指数,以及施药后各处理区与CK的总体防治效果无显著性差异。施药前的病情指数会影响最终的防治效果,当用药待处理区病情指数大于CK待处理区时,会出现正向防治效果;当药前病情指数小于CK病情指数,则无防治效果。丁子·香芹酚处理的平均药前病情指数小于CK平均药前病情指数,平均防治效果为负值,对青贮玉米小斑病无防治效果。真菌360、黄芩颗粒和哈茨木霉菌处理的平均防治效果均为正值,有一定防治效果,相比较而言,黄芩颗粒处理防治效果较好,但防治效果仍偏低,仅10.10%。
表6 4种生物制剂对青贮玉米小斑病的总体防治效果
红单10号鲜草产量在丁子·香芹酚处理与黄芩颗粒处理下效果最好,增产效果分别达16.4%、18.6%,显著高于真菌360、CK与哈茨木霉菌处理下的鲜草产量。曲辰9号的鲜草产量在真菌360处理下显著高于其他处理,达到65 119 kg·hm-2,增产效果19.7%,哈茨木霉菌处理区鲜草产量为62 236 kg·hm-2,显著高于黄芩颗粒处理区(56 211 kg·hm-2)、丁子·香芹酚处理区(54 299 kg·hm-2)和CK(54 368 kg·hm-2)。4种生物制剂处理下的云青5号均较CK增产,真菌360处理下显著高于其他处理,达到86 512 kg·hm-2,哈茨木霉菌处理区鲜草产量(77 785 kg·hm-2)和丁子·香芹酚处理区鲜草产量(75 200 kg·hm-2)显著高于黄芩颗粒处理区(70 567 kg·hm-2)和CK(68 986 kg·hm-2)。黄芩颗粒、哈茨木霉菌处理和CK下,云瑞10号鲜草产量显著高于真菌360处理区,丁子·香芹酚处理与真菌360处理无显著差异。云青2号在真菌360处理下鲜草产量显著高于其他处理,达81 233 kg·hm-2(增产效果3.4%),其次是CK(76 295 kg·hm-2),显著高于其他处理。
表7 喷施4种生物制剂对不同青贮玉米品种产量的影响
忽略品种间差异,以各品种鲜草产量、防治增产量、增产效果的均值进行对比分析(表8),喷施4种生物制剂均较CK增产,其中真菌360处理增产3 737 kg·hm-2;黄芩颗粒与哈茨木霉菌处理下的增产效果相近,丁子·香芹酚处理下的增产效果最低,为2.2%,但4种生物制剂处理下的产量效果无显著性差异。
表8 喷施4种生物制剂对青贮玉米产量的影响
玉米小斑病在玉米病害中时常发生,是造成玉米减产和质量下降的重要原因之一。玉米小斑病是由真菌侵染造成的病害,生产上大多是使用杀菌剂进行防治。目前,应用于生物防治的生物制剂主要包括微生物农药、生物化学农药以及植物源农药3类。可用于防治玉米小斑病的生防菌剂主要有芽孢杆菌[8]、哈茨木霉菌[9]、青霉菌[10]、伯克霍尔德氏菌属[11]等,对小斑病病原菌都有较好的抑制效果,但在生产上很少大面积推广使用,主要以化学防治为主。
本试验结果表明,从连续用药后的防治效果看,最终丁子·香芹酚、真菌360、黄芩颗粒、哈茨木霉菌对红单10号、云瑞10号青贮玉米品种的防治效果最好,但对云青5号基本无防效;曲辰9号使用黄芩颗粒、云青2号使用哈茨木霉菌处理均有防效。本研究得出的结论与前人研究结果有所不同,4种生物制剂对于小斑病的防治有一定效果但不甚理想,可能是因为病情指数初始值存在差异,且有病害增长速率过快、交叉感染、人为误差等因素影响,导致在本研究中无防治效果。另外,防治效果一般具有速效性和时效性,本次调查时间为药后15 d与30 d,亦是造成防治效果偏低的原因,但实际生产中也很难保证在药剂施用短期内收获或补施药剂。根据马佳等[9]的研究表明,哈茨木霉SH2303对玉米小斑病的防治效果普遍较高,但对不同品种玉米、同一品种不同种植地的防效也有所不同,防治效果在42%~78%,其持效期大致在15 d左右。刘勇等[12]研究表明,哈茨木霉菌对青贮玉米小斑病有较好防治效果,且药后14 d的防效大多低于药后7 d的防效。
从田间病情指数和防治效果看,不同生物制剂对不同青贮玉米品种的小斑病防治效果有差异,应与品种本身的种质因素有关。初次调查时,不同玉米品种间小斑病病情指数有较大差别,证明不同玉米品种对小斑病的抗性有较大的差异,这与前人研究相一致[13-14]。而不同的发病条件下使用相同生物制剂,对不同玉米品种的防治效果理应存在差异。从各品种产量综合效果来看,4种生物制剂处理后均较对照增产,但黄芩颗粒处理下对不同品种的保产效果最稳定。从实用方面讲,防治效果最后归根于保产效果,因此,也可用保产效果来评定防治效果。
本试验选用的4种生物制剂为植物源和微生物源药剂,无污染、无残留、安全环保。在防治细菌真菌病害的同时可以促进植物生长,也称之为微生物肥。本试验由于研究条件所限,仅就5个品种青贮玉米小斑病的防治效果作了一些初步研究,还有诸如不同浓度梯度处理、混配处理对青贮玉米小斑病防治效果的影响,与常用化学药剂防效对比、调整调查时间后的相对药效等,均有待于进一步研究。