張 亞 劉 青 劉雙清 廖曉蘭,3*
(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410128;2植物病蟲(chóng)害生物學(xué)與防控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南長(zhǎng)沙 410128;3湖南省生物農(nóng)藥與農(nóng)藥制劑加工工程技術(shù)研究中心,湖南長(zhǎng)沙 410128)
草莓灰霉病是危害草莓生產(chǎn)的重要病害,每年由該病造成的經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)10%~30%,有的甚至高達(dá)89%(Ugolini et al.,2014)。該病的寄主范圍廣泛,不僅可以侵染草莓,而且還可侵染番茄、黃瓜、辣椒、葡萄等多種植物(Williamson et al.,2007;Zhang et al.,2014)。生產(chǎn)上防控草莓灰霉病的方法主要包括農(nóng)業(yè)防治(清除病殘?bào)w、調(diào)控溫濕度、通風(fēng)透光、紫外照射)、生物防治(以菌制菌)、化學(xué)防治(利用合成農(nóng)藥)等,其中化學(xué)防治具有見(jiàn)效快、節(jié)約成本等優(yōu)勢(shì),一直是控制草莓灰霉病的重要方法(Rosslenbroich & Stuebler,2000;Huang et al.,2012;吉沐祥 等,2013;Shao et al.,2015;Aqueveque et al.,2016;Janisiewicz et al.,2016)。目前防治草莓灰霉病的化學(xué)藥劑主要有多菌靈、腐霉利、異菌脲、嘧霉胺等,但長(zhǎng)期大量使用化學(xué)藥劑不僅污染土壤,破壞生態(tài)平衡,造成農(nóng)藥殘留,而且容易使病菌產(chǎn)生抗藥性(Hunter et al.,1987;Yourman & Jeffers,1999;Dianez et al.,2002)。研究表明,草莓灰霉病菌對(duì)多菌靈、腐霉利、異菌脲、乙霉威、嘧霉胺等藥劑已經(jīng)產(chǎn)生了抗藥性,因此迫切需要通過(guò)復(fù)配技術(shù)降低草莓灰霉病菌的抗藥性,延緩藥劑的使用壽命(周明國(guó)等,1990;韓巨才 等,2004;陳莉 等,2007;禮茜 等,2007;陳仁 等,2015)。
啶酰菌胺是一種線粒體呼吸抑制劑,通過(guò)抑制線粒體電子傳遞鏈上琥珀酸輔酶Q還原酶活性達(dá)到控制病菌菌絲生長(zhǎng)的作用,其作用機(jī)理與其他酰胺類和苯甲酰胺類殺菌劑類似(顏范勇 等,2008;馮小龍,2016)??┚嫱ㄟ^(guò)抑制葡萄糖磷?;嘘P(guān)的轉(zhuǎn)移酶,最終導(dǎo)致病菌死亡,其作用機(jī)理獨(dú)特,與現(xiàn)有殺菌劑無(wú)交互抗性(楊玉柱和焦必寧,2007)。這兩種藥劑都是生產(chǎn)上常用于防治草莓灰霉病的化學(xué)藥劑,本試驗(yàn)擬通過(guò)復(fù)配技術(shù)篩選出對(duì)草莓灰霉病菌具有增效作用的復(fù)合物,并進(jìn)行田間防效試驗(yàn),旨在為今后防控草莓灰霉病提供用藥依據(jù)。
室內(nèi)毒力測(cè)定和田間藥效評(píng)價(jià)于2016~2017年分別在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院生物農(nóng)藥工程中心和衡陽(yáng)市衡東縣新塘鎮(zhèn)草莓種植示范基地進(jìn)行。
供試菌株為草莓灰霉病野生菌株(Botrytis cinerea),由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院生物農(nóng)藥課題組從發(fā)病的草莓病果上分離獲得純種菌株(劉雙清 等,2016)。
供試藥劑為98.51%啶酰菌胺原藥,購(gòu)自上海秦巴化工股份有限責(zé)任公司;98%咯菌腈原藥,購(gòu)自北京伊諾凱科技有限公司;50%啶酰菌胺可濕性粉劑(推薦用藥濃度為0.60 mg·mL-1),購(gòu)自巴斯夫(中國(guó))有限公司;50%咯菌腈可濕性粉劑(推薦用藥濃度為0.05 mg·mL-1),購(gòu)自先正達(dá)(蘇州)作物保護(hù)有限公司;50%腐霉利可濕性粉劑(推薦用藥濃度為0.80 mg·mL-1),購(gòu)自海南正業(yè)中農(nóng)高科股份有限公司;乙醇、丙酮、吐溫-80、葡萄糖、瓊脂、NaOH、HCl等化學(xué)試劑購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
參考方中達(dá)(1998)的方法配制馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基)。
ME204E分析天平(梅特勒-托利多國(guó)際股份有限公司),Eppendorf移液槍(艾本德中國(guó)有限公司),LDZX-30E滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠),YJ-VS-2型超凈工作臺(tái)(無(wú)錫一凈凈化設(shè)備有限公司),MPJ-250型培養(yǎng)箱(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司),電爐(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)以及量筒、玻璃棒、燒杯、三角瓶、直尺、鉛筆、標(biāo)簽紙、封口膜、挑針、容量瓶、接種針、打孔器、培養(yǎng)皿、菜刀、紗布等。
1.3.1 室內(nèi)毒力測(cè)定 采用生長(zhǎng)速率法測(cè)定藥劑對(duì)草莓灰霉病菌的抑制作用(凌金峰 等,2016)。取適量丙酮將啶酰菌胺和咯菌腈原藥溶解,制備成濃度為100 μg·mL-1的母液。將啶酰菌胺和咯菌腈分別按照 1∶1、1∶3、1∶4、1∶5、5∶1、4∶1、3∶1、2:1、3∶2的質(zhì)量比配成混合液,無(wú)菌水稀釋,并加入適量吐溫-80使藥劑均勻分布于水相中,將藥液與培養(yǎng)基按1∶9的體積比配制成最終含藥量為 0.001、0.01、0.1、1、10 μg·mL-1的含藥平板,同時(shí)設(shè)無(wú)藥平板為對(duì)照。用打孔器在預(yù)培養(yǎng)48 h的菌落邊緣打取菌餅,正面朝下接種到含藥平板上,每處理3次重復(fù),置于20 ℃培養(yǎng)箱中,黑暗培養(yǎng)72 h后,采用十字交叉法測(cè)量各處理菌落直徑。計(jì)算各處理濃度的抑制率,并采用DPS6.55軟件的專業(yè)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行生物測(cè)定分析,明確啶酰菌胺、咯菌腈及其復(fù)配物的毒力回歸方程,EC50值和相關(guān)系數(shù)。試驗(yàn)共進(jìn)行2次。采用Wadley法進(jìn)行增效作用評(píng)價(jià)(農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所,2006)。當(dāng)增效系數(shù)SR>1.5為增效作用;0.5≤SR≤1.5為相加作用;SR<0.5為拮抗作用。
式中:A、B分別代表兩種藥劑,a、b分別代表兩種藥劑在混劑中所占比例,ob為實(shí)際觀察值,th為理論值。
1.3.2 田間藥效試驗(yàn) 田間試驗(yàn)在湖南省衡陽(yáng)市衡東縣新塘鎮(zhèn)草莓基地進(jìn)行,選擇草莓灰霉病歷年發(fā)生均勻且發(fā)病較重的大棚,草莓品種為紅顏,株距30~38 cm,土壤肥力中等,草莓長(zhǎng)勢(shì)均勻一致。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理,50%啶酰菌胺可濕性粉劑(T1)、50%咯菌腈可濕性粉劑(T2)、50%啶酰菌胺可濕性粉劑和50%咯菌腈可濕性粉劑復(fù)配物(質(zhì)量比為3∶1,該比例對(duì)草莓灰霉病菌的增效作用最明顯)(T3),以50%腐霉利可濕性粉劑為藥劑對(duì)照(CK1),清水作為空白對(duì)照(CK0)。每處理3次重復(fù),共15小區(qū),采用完全隨機(jī)排列,小區(qū)面積10 m2。采用輝騰3WBS-20A型背負(fù)式手動(dòng)噴霧器均勻噴施藥劑,每小區(qū)施藥液750 mL左右。草莓普遍開(kāi)花結(jié)果初期,病害發(fā)生前施藥3次,每次間隔7 d,并于第3次施藥后7~10 d,根據(jù)草莓灰霉病田間試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查復(fù)配物對(duì)草莓的藥害情況、病果率,計(jì)算防治效果。
原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel軟件進(jìn)行初步處理,采用DPS6.55軟件的專業(yè)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)室內(nèi)毒力數(shù)據(jù)進(jìn)行生物測(cè)定分析,獲得藥劑的EC50、回歸方程以及相關(guān)系數(shù);采用DPS6.55軟件的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)田間防效數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素完全隨機(jī)方差分析,明確不同藥劑處理之間差異。
由表1可知,啶酰菌胺和咯菌腈均對(duì)草莓灰霉病菌具有抑制作用,其中咯菌腈的毒力高于啶酰菌胺,其抑制中濃度遠(yuǎn)低于啶酰菌胺。當(dāng)咯菌腈的含量≥啶酰菌胺時(shí),其在復(fù)配物中所占的比例越高,增效系數(shù)越低:當(dāng)啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配比例為1∶1時(shí),表現(xiàn)增效作用;當(dāng)啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配比例為1∶3、1∶4、1∶5時(shí),均表現(xiàn)相加作用。當(dāng)啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配比例為3∶2、2:1、3∶1、5∶1時(shí)均表現(xiàn)增效作用,但比例為4∶1時(shí)則表現(xiàn)相加作用,這可能跟菌株在培養(yǎng)箱中放置的位置有關(guān)。3∶1復(fù)配的增效系數(shù)為4.47,增效作用最明顯。
由表2可知,啶酰菌胺和咯菌腈按照質(zhì)量比3∶1復(fù)配(T3)可以顯著降低草莓灰霉病的發(fā)病率,對(duì)草莓灰霉病具有較好的控制效果,兩年防效均達(dá)70%以上,顯著高于腐霉利的藥劑對(duì)照。經(jīng)過(guò)田間觀察發(fā)現(xiàn),無(wú)論是復(fù)配物還是單劑均未對(duì)草莓正常生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。
表1 啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配對(duì)草莓灰霉病的室內(nèi)毒力測(cè)定
表2 啶酰菌胺與咯菌腈復(fù)配對(duì)草莓灰霉病的防治效果
草莓灰霉病菌適合度高、變異大、繁殖速度快,是高抗風(fēng)險(xiǎn)的病原物,已對(duì)多種農(nóng)藥產(chǎn)生了抗性(陳治芳 等,2010)。將作用機(jī)理不同的農(nóng)藥進(jìn)行復(fù)配對(duì)延緩草莓灰霉病菌抗藥性具有重要意義。本試驗(yàn)首次將啶酰菌胺和咯菌腈兩種作用機(jī)理不同的藥劑進(jìn)行復(fù)配,結(jié)果表明啶酰菌胺和咯菌腈以質(zhì)量比3∶1復(fù)配對(duì)草莓灰霉病菌的增效作用最明顯,這個(gè)結(jié)果不僅有助于延長(zhǎng)兩種藥劑的使用壽命,而且豐富了防治草莓灰霉病的新藥劑。啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配時(shí),咯菌腈的量與增效系數(shù)呈反比,但啶酰菌胺的量與增效系數(shù)無(wú)明顯規(guī)律,與趙建江等(2016)的研究結(jié)果一致。這一現(xiàn)象可能與Wadley計(jì)算方法有關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,無(wú)論啶酰菌胺和咯菌腈如何復(fù)配,其對(duì)草莓灰霉病菌都具有相加作用或增效作用,說(shuō)明二者復(fù)配協(xié)同效果較好,具有開(kāi)發(fā)潛力,可進(jìn)一步研制劑型,創(chuàng)制新的農(nóng)藥品種。
本試驗(yàn)僅研究了啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配物對(duì)草莓灰霉病菌的防治效果,而這兩種藥劑對(duì)其他病原菌,如疫霉病菌、炭疽病菌、紋枯病菌、黃萎病菌等是否也具有增效作用,值得進(jìn)一步研究。目前,復(fù)配物的增效機(jī)理普遍認(rèn)為是一種藥劑干擾了病原菌對(duì)另一種藥劑的解毒和代謝作用(畢秋艷和馬志強(qiáng),2010)。本試驗(yàn)暫未考察啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配物的增效機(jī)理,究竟是啶酰菌胺還是咯菌腈首先發(fā)揮作用,或是兩者是否同時(shí)發(fā)揮作用等,也有待今后研究。
一種農(nóng)藥能否用于生產(chǎn),必須要進(jìn)行室內(nèi)生物活性測(cè)試和田間試驗(yàn)。本試驗(yàn)兩年的田間試驗(yàn)結(jié)果表明:啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配對(duì)草莓灰霉病的最佳防效可達(dá)74.40%,優(yōu)于單一施用的效果。研究表明,復(fù)配物暗羅-丁子香酚對(duì)草莓灰霉病的田間防效為73.91%(吉沐祥 等,2009);施用腐霉利7 d對(duì)草莓灰霉病的防效為68.05%(張頌函 等,2015);復(fù)配物氟菌-肟菌酯對(duì)草莓灰霉病的防效低于70%(武雯 等,2015)。本試驗(yàn)復(fù)配藥劑的防效高于前人的研究結(jié)果。此外,啶酰菌胺和咯菌腈兩種藥劑已有成熟的合成技術(shù),原材料獲得方便,價(jià)格適中,操作簡(jiǎn)單,節(jié)省勞力等,為今后的復(fù)配研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。綜合以上幾點(diǎn),啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的潛力,未來(lái)可以在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。
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