施药频次和间隔期对小麦赤霉病防效及病菌消长动态的影响

摘要

为提高药剂对小麦赤霉病及其脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol， DON）毒素的控制效果， 采用2种杀菌剂研究了施药频次和施药间隔期对赤霉病防效、籽粒DON含量、病菌消长和农药残留量的影响。结果表明： 2次防治对小麦赤霉病和DON毒素的控制效果显著高于1次防治， 且与3次防治间无显著差异;扬花初期第1次防治后第5～7天进行第2次施药， 防治效果显著高于间隔更长时间的处理;第3次防治的实施时间对防效无显著影响。第1次防治后10 d内麦穗中菌量的增长受到显著抑制， 10 d后抑制作用减弱;氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺第1次防治后的第5 天进行第2次防治， 第2次防治后30 d时麦穗中赤霉病菌的含量分别为16.61 μg/100 mg和15.56 μg/100 mg， 显著低于1次防治处理;随着第2次防治时间的后移， 小麦穗部菌量增长呈逐渐增加趋势;第2次防治后第5、10、15、20天进行第3次防治， 麦穗最终带菌量无显著差异。氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺不同频次及间隔期施药处理下， 麦穗中农药含量变化动态基本一致， 以施药当天最高， 随后快速降低;各处理收获时小麦籽粒中农药残留均在安全范围内。

关键词

小麦赤霉病;" 施药频次;" 间隔期;" 防效;" 脱氧雪腐镰刀菌烯醇;" 菌量

中图分类号：

S 435.121.45

文献标识码：" B

DOI：" 10.16688/j.zwbh.2024031

收稿日期：" 20240115""nbsp; 修订日期：" 20240219

基金项目：

国家重点研发计划（2022YFD1400100）

致" 谢：" 参加本试验部分工作的还有江代礼、谭翰杰、张能和纪烨斌等同学，特此一并致谢。

* 通信作者

E-mail：

chenlii@ahau.edu.cn

#

为并列第一作者

Effects of application frequency and interval of fungicides on wheat head blight control and dynamics of pathogen growth

HUANG Hui1，" ZHANG Manyu1，2，" ZHANG Chengqi1，" CHEN Li1*

（1. College of Plant Protection， Anhui Agricultural University， Hefei" 230036， China;

2. Suzhou Academy of Agricultural Sciences， Anhui Province， Suzhou" 234000， China）

Abstract

In order to improve control effect of fungicides on wheat head blight and deoxynivalenol （DON） toxin， impact of application frequency and interval on control effect， DON content in grains， pathogen growth and fungicide residue in wheat ears were investigated by using of two fungicides. The results showed that twice application were significantly more effective than once in controlling wheat Fusarium head blight and content of DON toxin， with no significant difference between two and three times. Applying fungicide on 5-7 day after the first application in the early anthesis stage， the control effect was significantly better than that of treatments with an interval longer than 10 days. The time of the third application had no significant impact on the control effect. The growth of pathogens in wheat ears was significantly inhibited within 10 days after the first application， however， the inhibitory effect weakened after 10 days. When the second application was carried out on the fifth days after the first application with phenamacril and pydiflumetofen， 30 days after the second application， the fungal biomass in wheatear was 16.61 μg/100 mg and 15.56 μg/100 mg， respectively， significantly lower than those control only once. As the timing of the second application was delayed， fungal growth in wheat ears gradually increased. There was no significant difference in final fungal biomass among different intervals for the third control. Regardless of different times or intervals of applications with phenamacril and pydiflumetofen， residues followed a similar dynamic pattern in wheatear， reaching their highest levels on the application day and then rapidly decreasing thereafter. All fungicide residues in grains with various treatments were within safe limits at harvest.

Key words

wheat head blight;" application frequency;" interval;" control effect;" deoxynivalenol;" fungal biomass

小麦赤霉病（wheat head blight）是由镰刀菌复合种（Fusarium graminearum complex）引起的一种世界性流行病害［1］， 不仅会造成小麦产量损失， 还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol， DON）、雪腐镰刀菌烯醇（nivalenol， NIV）等多种真菌毒素污染小麦籽粒， 对人类和其他动物的健康构成严重威胁［2］， 是小麦安全生产的主要限制因素。

近年来， 由于气候变化、秸秆还田等原因， 我国小麦赤霉病发生日益严重。据统计， 2010年-2020年期间， 小麦赤霉病造成的年均产量损失达到55.34万t， 其中以安徽、江苏等沿淮小麦种植区域最为严重［3］。赤霉病引起的小麦籽粒中DON毒素污染情况普遍存在， Yan等［4］于2017年在江苏地区和安徽地区采集的67个小麦样品中， DON及其衍生物的检出率为100%， 平均含量分别为273.30 μg/kg和150.34 μg/kg;2019年， 范楷等［5］从长三角地区收集的120份小麦样品中， 50.8%的小麦样品受到5种以上真菌毒素的污染。

现阶段， 化学防治仍是应对小麦赤霉病的主要手段， 对小麦赤霉病的防治， 选择合适的用药时期非常关键。众多研究表明，在花期对小麦赤霉病进行防治可以显著降低危害水平， 且防治时期越接近花期， 对病情指数和DON毒素的控制效果越好［67］。

一般年份花期及时防治后，病原菌在小麦生育后期的侵染和扩展有限，但2015年在江苏省调查时发现，小麦成熟期遇连续降雨后，田间出现小麦赤霉病病情激增的现象［8］，且有研究称后期受到病原菌侵染会导致成熟籽粒中DON的积累［9］。针对小麦生育后期病害发生现状，急需探究更全面的防治措施，有效防治病害的同时降低毒素污染， 确保粮食和食品安全。

为进一步探究防治小麦赤霉病及DON毒素的施药策略， 本试验以25%氰烯菌酯悬浮剂和200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂为供试药剂， 研究了施药频次、防治间隔期对药剂防治效果、菌量消长规律和药剂残留的影响， 以期为控制小麦赤霉病及DON毒素污染提供科学依据。

1" 材料与方法

1.1" 供试药剂及用量

200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂，瑞士先正达作物保护有限公司;25%氰烯菌酯悬浮剂、96%氰烯菌酯原药，江苏省农药研究所股份有限公司;98%氟唑菌酰羟胺标准品，上海泰坦科技股份有限公司。其中25%氰烯菌酯悬浮剂用量150 mL/667m2，200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂用量57.5 mL/667m2， 药液量50 kg/667m2， 采用背负式喷雾器喷施。

1.2" 供试小麦品种

‘鲁原502’， 该品种对赤霉病高感。所有试验小区均为自然发病， 田间常规种植管理。

1.3" 试验地点

试验于安徽省合肥市庐阳区合肥高新技术农业园（117°12′ E，31°55′ N）进行。

1.4" 试验方法

1.4.1" 施药频次对小麦赤霉病、DON毒素的控制作用及对病菌消长动态的影响

采用200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂和25%氰烯菌酯悬浮剂2种杀菌剂，每个药剂设置1次、2次和3次防治。2022年第1次防治于扬花初期（4月15日）进行，第2、3次防治分别于第1、2次防治后的第5天进行;2023年第1次防治于扬花初期（4月16日）进行，第2、3次防治分别于第1、2次防治后的第10天进行，每个处理4次重复。小区面积为25 m2，随机区组排列，对照区喷施等量清水。

1.4.2" 施药间隔期对小麦赤霉病、DON毒素的控制作用及对病菌消长动态的影响

2次防治时第2次防治时间分别设置在第1次防治（2022年4月15日）后的第5、7、10、15、20、25 天进行;3次防治时， 第2次防治在第1次防治后第5天实施， 第3次防治时间分别设置在第2次施药后的第5、10、15、20 天进行， 每个处理4 次重复。小区面积为25 m2， 随机区组排列， 对照区喷施等量清水。

1.4.3" 调查及取样方法

麦穗中菌量和药剂残留量调查取样： 各处理区自第1次施药日起开始取样， 以后每5 d取样1次， 共取样8次。施药日与采样日在同一天时， 菌量调查取样在施药前进行， 残留量调查取样在施药60 min后进行。采用平行跳跃式均匀取样， 每小区采样点25个， 每点采集2个麦穗。

麦穗中杀菌剂残留量测定方法： 将采集的50个麦穗粉碎混匀后，于-18℃冷冻保存备用。采用液相色谱串联质谱法（LC-MS）检测样本中农药含量， 氰烯菌酯样品的提取和残留量测定参照Sun等［10］的方法， 氟唑菌酰羟胺样品提取和残留量的测定参照Rong等［11］的方法。

麦穗中菌量的测定方法： 将采集的麦穗烘干后用小型粉碎机研磨成粉末， 取0.5 g加0.8 mL DNA裂解液， 参照Yin等［12］的方法提取小麦赤霉病菌基因组DNA;以禾谷镰刀菌标准菌株PH-1（来自安徽省主要农作物品种抗病性研究与鉴定中心）的DNA为模板，用特异性引物［13］（EF1： 5′-CCATTCCCTGGGCGCT-3′，EF2： 5′-CCTATTGACAGGTGGTTAGTGACTGG-3′）进行PCR， 扩增产物经TA克隆和测序验证， 提取重组质粒并测定其浓度， 10倍梯度稀释后为模板进行RT-PCR， 以质粒DNA浓度常用对数值为x， 以CT值为y构建标准曲线;取100 mg标准菌株PH-1烘干菌丝提取DNA， 按照10倍梯度稀释后进行RT-PCR， 将得到的CT值代入上述重组质粒的标准曲线中， 获得禾谷镰刀菌DNA浓度的常用对数值， 以菌量的常用对数值为x， 其对应的DNA浓度常用对数值为y， 建立小麦赤霉病菌菌量与其DNA浓度的线性回归方程， 将样品进行RT-PCR， 代入曲线得到麦穗中菌量。

小麦赤霉病病情调查： 于病情稳定后（2022年5月15日， 2023年5月19日）进行病情调查，记载病穗数和病穗严重度， 计算发病率、病情指数和防治效果。病情调查和严重度分级参照GB/T 15796-2011［14］。

小麦成熟后按小区收获， 每小区随机称取收获的籽粒100 g， 粉碎后采用超高效液相色谱串联质谱法（HPLC-MS/MS）检测DON毒素含量，样品中DON的提取方法和检测条件参照Juan等［15］的方法。

1.5" 数据分析

采用IBM SPSS Statistics 26数据处理系统对试验数据进行统计分析， 不同处理组之间应用Duncan氏新复极差法检验进行差异显著性检验;采用Excel软件进行不同杀菌剂对赤霉病病指防效和籽粒DON毒素防效相关性分析并制图。

2" 结果与分析

2.1" 施药频次对小麦赤霉病病情及籽粒中DON毒素含量的影响

2022年的防治试验结果（图1） 表明： 25%氰烯菌酯SC和200 g/L氟唑菌酰羟胺SC在小麦扬花初期防治1次， 病指防效分别为50.12%和57.14%， DON毒素防效分别为57.14%和67.55%;2次和3次防治处理小麦赤霉病病指和DON毒素的防治效果无显著差异， 且均显著高于1次防治。

2023年防治结果与2022年基本一致， 25%氰

烯菌酯悬浮剂2次和3次防治间的病指和DON毒素防效无显著差异;200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂2

次和3次防治间的DON毒素防效无显著差异， 3次防治时的病指防效显著高于2次防治， 两种药剂2

次和3次防治时病指和DON毒素防效均显著高于1次防治;相同防治次数时， 200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂的病指防效和DON毒素防效均高于25%氰烯菌酯悬浮剂（表1）。

2.2" 施药间隔期对小麦赤霉病病情及麦粒中DON毒素含量的影响

由表2可以看出，第2次防治的时间对防治效果有一定的影响， 一般随着第2次防治时间的延迟， 小麦赤霉病病情呈逐渐加重之势， 籽粒中DON毒素含量也有所增加。25%氰烯菌酯悬浮剂第1次防治后第5 天进行第2次防治， 小麦赤霉病的病指防效显著高于其他施药间隔期处理，第1次防治后第5天和第7天再施药处理DON毒素防效无显著差异;200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂第1次防治第5、7天后进行第2次防治， 病指和DON防效均无显著差异。但2种杀菌剂在第1次防治后第10天后进行第2次防治， 小麦赤霉病的病指防效及DON毒素防效均显著降低。

由表3可以看出， 在第2次防治后第5、10、15 天和20 天进行第3次防治， 25%氰烯菌酯SC和200 g/L氟唑菌酰羟胺SC对小麦赤霉病的病指防效和DON毒素防效最低分别达到79.70%和89.02%以上， 且同一药剂各处理间防效无显著差异。

2.3" 施药频次对麦穗带菌量消长动态的影响

氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺防治不同次数后， 麦穗中小麦赤霉病菌菌量的变化趋势如图2所示。

4月15日小麦初花期进行第1次防治时，麦穗中已检测到小麦赤霉病菌，此后随时间推移，不防治对照区小麦穗部赤霉病菌的含量呈“S”形曲线增长，第1次防治后10 d内菌量的增长受到显著抑制，施药后5 d不防治对照、氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺防治区小麦穗部带菌量，分别较4月15日增长404.58%、110.46%和69.28%，施药后10 d，不防治对照、氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺防治区小麦穗部带菌量，分别较4月15增长716.99%、313.73%和263.40%。施药后10 d，药剂对麦穗带菌量增长的抑制作用明显减弱，4月20日-5月20日氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺防治区小麦穗部带菌量平均日增长速率分别为0.651 μg/100 mg和0.641 μg/100 mg，与不防治对照区无显著差异（Pgt;0.05）。4月20日进行第2次防治后，小麦穗部赤霉病菌带菌量的变化趋势和防治1次时相似，施药后10 d内对小麦穗部带菌量增长的抑制作用较强，10 d后抑制作用降低。

氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺防治2次和3次对麦穗部带菌量的控制效果基本一致，5月20日的检测结果显示， 氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺防治3次时小麦穗部菌量较4月15日的空白对照分别增长964.05%和886.27%， 防治2次时分别增长985.62%和916.99%， 2次防治与3次防治对麦穗中菌量增长的影响无显著差异（Pgt;0.05）。

2.4" 施药间隔期对麦穗带菌量消长动态的影响

间隔不同时间进行第2次防治， 小麦穗部带菌量的变化趋势如图3所示。随着第2次防治时间的后移， 小麦穗部带菌量呈逐渐增加趋势， 5月20日菌量检测结果显示，氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺均以第1次施药后第5～10天进行第2次防治对小麦穗部菌量增长的控制作用强，第1次施药后第15天施药对菌量增长的控制作用降低。第1次防治后第5、10 天施药， 氰烯菌酯防治区小麦穗部带菌量较空白对照分别减少37.23%和36.58%， 氟唑菌酰羟胺分别减少41.19%和41.04%;第20 天进行第2次防治， 氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺处理后麦穗中带菌量仅较空白对照分别减少24.57%和32.43%。

间隔不同时间进行第3次防治， 麦穗中菌量仍呈逐渐增长趋势（图4）， 但增长较2次防治减缓。至5月20日， 3次防治的不同处理间麦穗带菌量已无显著差异（Pgt;0.05）。

2.5" 施药频次和间隔期对药剂残留量的影响

2.5.1" 麦穗中农药的消解动态

不同施药频次处理下，麦穗中农药消解动态基本一致（表4），施药当天麦穗中杀菌剂含量最高，随后快速降低。

第1次防治后第5天，麦穗中氰烯菌酯的含量较施药时降低85.60%，第10天降低96.12%;氟唑菌酰羟胺下降速度稍缓，施药5 d后，麦穗中的含量

下降74.08%。

2.5.2" 小麦籽粒中的农药残留量

收获的小麦籽粒中农药残留量检测结果表明，扬花期防治1次，小麦籽粒中均未检测出氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺的残留量;防治3次后小麦籽粒中农药残留量增加，其中以2次防治后第20天进行第3次防治农药残留量最高，小麦籽粒中氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺分别为0.042 1 mg/kg和0.257 2 mg/kg，但仍在安全范围之内（表5）。

3" 结论与讨论

小麦赤霉病是一种世界性流行小麦病害， 严重危害粮食产量和质量安全。目前化学防治仍是控制小麦赤霉病危害的主要技术措施。安徽省是小麦赤霉病的流行区域， 为了控制赤霉病的危害， 特别是控制灌浆期多雨造成的DON毒素污染问题， 常需多次用药防治。本文用200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂和25%氰烯菌酯悬浮剂2种杀菌剂， 探讨了施药频次和施药间隔期对小麦赤霉病及毒素防效的影响。2022年的试验结果表明， 2次防治的效果显著高于1次防治， 即使在第1次防治后25 d进行第2次防治， 其防效仍高于扬花初期1次防治;2023年的结果也进一步证明，第1次防治后第10天进行第2次防治， 对小麦赤霉病和DON毒素的控制效果显著高于1次防治。而Singh［16］的试验显示，在病害发生程度较轻的年份， 始花期和灌浆初期均进行施药相较于始花期1次施药对赤霉病防效并无显著性提高， 这可能是病害发生程度较低时， 首次施药已抑制病害发展， 后期再次施药效果不明显。

本研究发现扬花初期第1次防治后第5～7天进行第2次防治对小麦赤霉病及DON毒素的防效较好，第10天施药防效显著下降;麦穗中带菌量检测结果也显示氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺均以第1次防治后第5～10天进行第2次防治对小麦穗部菌量增长的控制作用强， 超过15 d施药对菌量增长的控制作用显著降低;麦穗中农药残留量在施药5 d后也显著下降。因此， 在防治小麦赤霉病时， 2次防治的间隔时间应控制在10 d以内。

近年来， 灌浆期降雨引起小麦籽粒DON毒素污染问题引发人们的关注， 许多研究表明在灌浆后期使用杀菌剂能有效减少DON的积累［1718］。本研究发现在第2次防治后间隔不同时间进行第3次防治， 防效间无显著差异， 且与1次防治后第5天进行第2次防治的处理在病情指数防效和DON毒素防效上均无显著差异。这说明在病害重发年份和常发区及时进行第2次防治对控制病害危害极为重要， 病害一般发生年份扬花初期进行第一次防治，第1次防治后第5～7天进行第2次防治即可达到理想的防治效果。因此， 各地应根据预测预报结果， 合理设计药剂防治策略， 才能将病害影响降至最低， 保障小麦安全高效生产。

氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺是我国防治小麦赤霉病的主要药剂， 在生产中一般采用复配或和其他药剂混合使用， 以延缓抗药性的产生和兼治其他病害。本文为了便于试验结果的检测、分析， 分别研究了氰烯菌酯和氟唑菌酰羟胺施用次数及防治间隔时间对赤霉病防治效果、菌量消长及麦穗中农药残留量的影响， 以期为赤霉病的科学防控提供依据， 但试验结果与复配剂或和其他药剂混合使用是否一致， 尚需进一步研究。

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（责任编辑：田" 喆）