小盾殼霉對稻、麥紋枯病的室內(nèi)生物活性及田間防效探究

盛桂林，沈旦軍，石 磊，沈迎春*

(1.江蘇省農(nóng)藥總站，江蘇 南京 210036；2.宜興市植保植檢站，江蘇 宜興 214206)

糧食安全是國家安全的重要基礎(chǔ)，水稻和小麥是我國最為重要的糧食作物，產(chǎn)量高低將直接影響我國糧食安全。紋枯病是稻麥生長季常發(fā)病害，以水稻紋枯病為例，該病秧苗期至穗期均可發(fā)病，年產(chǎn)量損失近10億斤，位居水稻各病害之首[1-2]，嚴重威脅我國糧食安全。

稻、麥紋枯病病原均為絲核菌屬真菌，主要通過菌核在土壤中越冬，成為次年或下一季作物的初侵染源。隨著高效密植栽培技術(shù)的推廣和氮肥施用量增加，稻麥紋枯病發(fā)生日趨嚴重。目前尚未發(fā)現(xiàn)免疫或高抗紋枯病品種，田間防治稻麥紋枯病主要依靠三唑類殺菌劑，防效中等、環(huán)境污染、抗性等問題日益突出。盡管生物源農(nóng)藥井岡霉素對紋枯病有一定作用效果，但長時間田間選擇，也出現(xiàn)了抗性菌株。因此，尋找安全、高效的防治藥劑迫在眉睫。

生物防治對環(huán)境友好、人畜安全，不易產(chǎn)生抗藥性，具有廣闊的發(fā)展前景。目前已經(jīng)報道多種生防菌如芽孢桿菌、假單胞菌、放線菌和木霉菌等對稻麥紋枯病有較強的生物防治潛能，但多數(shù)生防菌僅能抑制菌絲生長，對菌核無效，防治紋枯病效果有限。本研究通過室內(nèi)生物活性(毒力)測定和田間藥效試驗，探究生防菌小盾殼霉對稻麥紋枯病菌菌核和菌絲作用效果，以期尋找一種既作用于菌核又作用于菌絲、持效期長、防效好且穩(wěn)定的理想生防菌，為稻、麥紋枯病防控提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 供試藥劑 小盾殼霉ARS01可濕性粉劑，24%己唑·嘧菌酯懸浮劑(2019年稻田對照)，28%井岡霉素A可溶粉劑(2020年稻田對照)和10%己唑醇懸浮劑(麥田對照)。

1.2 供試品種和試驗地情況 水稻(2019年南粳3908、2020年南粳46)，小麥(2019年蘇隆128，2020年寧麥14)，試驗小區(qū)面積0.5×667m2，各處理重復(fù)3次。試驗地為稻、麥輪作田塊，試驗田環(huán)境相對獨立。

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 室內(nèi)生物活性(毒力)測定 稱取2.0g小盾殼霉ARS01(2億孢子/g可濕性粉劑)，放入盛有20g河沙的表面皿中，充分混勻(3個重復(fù))。在每個表面皿中，埋入20個菌核。然后把各表面皿置于20℃的培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)，另外設(shè)置空白對照。4～5周后，從培養(yǎng)箱中取出培養(yǎng)皿，用刀片從菌核中間切開，如果發(fā)現(xiàn)組織變軟，則認定該菌核為腐爛菌核。

1.3.2 田間試驗

1.3.2.1 劑量對稻麥紋枯病防效影響 2019、2020年分別開展小盾殼霉不同劑量對水稻紋枯病和小麥紋枯病防效試驗(表1)。

表1 不同劑量小盾殼霉對稻麥紋枯病防效影響試驗信息表

1.3.2.2 施藥次數(shù)對水稻紋枯病防效影響 試驗設(shè)計不同試驗地在水稻移栽前分別用400g/667m2小盾殼霉ARS01可濕性粉劑土壤處理1、2、3、4次共4個處理，每個處理重復(fù)3次，該試驗在稻麥輪作田塊進行，于每季水稻移栽前或小麥播種前土壤處理1次，以此往前推算，觀察不同處理次數(shù)對防效差異，驗證小盾殼霉ARS01可濕性粉劑在田間具有累積效應(yīng)。

1.3.2.3 不同施藥方式對水稻紋枯病防效影響 試驗設(shè)計旱施和水施2種施藥處理小區(qū)，施藥劑量為400g/667m2和800g/667m2，共4個處理，每個處理重復(fù)3次，驗證小盾殼霉在不同大田環(huán)境下(水/旱)的作用效果，確定小盾殼霉是否需要特定的施藥環(huán)境，即水稻田灌水前施藥或灌水后施藥。

旱施：在前茬作物(小麥)收割后、稻田灌水前施藥。根據(jù)每一試驗小區(qū)的劑量要求，稱取小盾殼霉可濕性粉劑。按40L/667m2水的比例與小盾殼霉可濕性粉劑混合均勻，裝入噴霧器。按常規(guī)方法，把藥劑均勻的噴灑于土壤表面，然后用機械方法把表面土壤翻入5～10cm土壤中。

水施：稻田灌水后施藥。按旱施的方法配制藥劑，在稻田灌水后、插秧前(或后)把藥劑均勻的噴灑于水田中。

注：小麥田只能采取旱施施藥。水稻田、小麥田對照藥劑均為莖葉噴霧施藥。

1.4 試驗調(diào)查

1.4.1 室內(nèi)生物活性測定 統(tǒng)計各處理組和空白組的腐爛菌核數(shù)，計算腐爛率f，以校正腐爛率(F)表征其生物活性(毒力)：

f=1/3 x∑(腐爛菌核數(shù)/20)x100%

F=(f處理-f空白)/(1-f空白)x 100%

式中：f處理為試驗組腐爛率，f空白為空白對照組腐爛率。

1.4.2 田間試驗 水稻：每小區(qū)5點直線調(diào)查，每點調(diào)查10穴，計50穴。

小麥：每小區(qū)5點直線調(diào)查，每點調(diào)查10穴，計50穴。

分級標準：

0級：(無病)健株：

1級：葉鞘發(fā)病，或莖稈上病斑寬度占莖稈周長的<1/4；

2級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的1/4～1/2；

3級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的1/2～3/4；

4級：莖稈上病斑寬度占莖稈周長的>3/4；

5 級：病株提早枯死，呈枯孕穗或枯白穗。

病情指數(shù)=∑(各級病株數(shù)×相對級數(shù)值)/(總株數(shù)×最高級數(shù)值)×100%

防治效果=(空白對照區(qū)病情指數(shù)-藥劑處理區(qū)病情指數(shù))/空白對照區(qū)病情指數(shù)×100%

1.4.3 產(chǎn)量測定 試驗田于采收前，每個處理對角線5點取樣，每個點取21穴(1m2)，每個處理取105穴(5m2)。在室外晾干后，測量千粒重、含水量。計算增產(chǎn)率，并對增產(chǎn)率采用鄧肯氏新復(fù)極差法(SSR)/SPSS統(tǒng)計軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果

2.1 室內(nèi)生物活性(毒力)測定 室內(nèi)毒力測定結(jié)果表明，小盾殼霉ARS01對立枯絲核菌和禾谷絲核菌的菌核有較好的抑制效果(表2～3)，校正腐爛率分別為90%(表2)和86.7%(表3)，兩者均>80%，具有較強的致腐毒力。

表2 小盾殼霉對立枯絲核菌(水稻紋枯病)的校正腐爛率

表3 小盾殼霉對禾谷絲核菌(小麥紋枯病)的校正腐爛率

2.2 田間試驗結(jié)果

2.2.1 防治效果

2.2.1.1 小盾殼霉防治小麥紋枯病田間試驗效果 2019、2020年田間試驗分別設(shè)置了400g/667m2、600g/667m2和800g/667m23個試驗梯度，兩年試驗結(jié)果均表明，小盾殼霉對小麥紋枯病有較好的防治效果，劑量與防效呈正相關(guān)，在試驗劑量為400g/667m2、600g/667m2和800g/667m2時，防效均高于對照化學(xué)藥劑10%己唑醇懸浮劑的防效，在400g/667m2劑量時，防效接近87%，在800g/667m2時，防效接近100%(表4)。

表4 2019、2020年小盾殼霉防治小麥紋枯病試驗結(jié)果

2.2.1.2 小盾殼霉防治水稻紋枯病田間試驗效果 2019年田間試驗我們設(shè)置了400g/667m2、600g/667m2和800g/667m23個施藥梯度，結(jié)果表明，小盾殼霉對水稻紋枯病具有很好的防治效果，在400g/667m2的劑量時，小盾殼霉對水稻紋枯病的防效達到95%，600g/667m2和800g/667m2時，則防效可到100%，遠高于對照藥劑24%己唑·嘧菌酯懸浮劑85%的防效(表5)。

表5 2019年小盾殼霉防治水稻紋枯病劑量與防效關(guān)系田試結(jié)果

為進一步探究水稻紋枯病防治效果與小盾殼霉使用劑量之間關(guān)系，明確最佳使用劑量，2020年試驗設(shè)置了100～800g/667m2不等的10個試驗劑量。試驗結(jié)果表明，當(dāng)小盾殼霉劑量由100g/667m2上升到250g/667m2時，防效由90%上升到97%，上升幅度較大。當(dāng)劑量超過250g/667m2時，防效上升幅度減緩(圖1)，達到800g/667m2劑量時，防效由97%上升到99%(表6)，各試驗梯度防效均高于對照藥劑28%井岡霉素A可溶性粉劑73%防效。

表6 2020年小盾殼霉防治水稻紋枯病劑量與防效關(guān)系田試綜合結(jié)果

續(xù)表

圖1 2020年小盾殼霉防治水稻紋枯病劑量和防效關(guān)系圖

2.2.2 施藥次數(shù)對防效的影響 為驗證小盾殼霉在田間具有累積效應(yīng)，探究小盾殼霉不同施用次數(shù)與防效關(guān)系，以水稻紋枯病為對象，試驗于水稻移栽前分別施用小盾殼霉土壤處理小區(qū)1、2、3、4次，施藥劑量為400g/667m2。田間試驗表明，無論是連續(xù)4次使用小盾殼霉，還是僅使用1次小盾殼霉，防治水稻紋枯病效果無明顯差異(表7)。

表7 小盾殼霉使用次數(shù)對水稻紋枯病防效的影響

2.2.3 施藥方式(旱施和水施)對防效的影響 為探究小盾殼霉施藥方式對防治效果的影響，以水稻紋枯病為例，試驗于水稻種植前分別采用旱施和水施方法施用小盾殼霉。田間試驗結(jié)果表明，無論是400g/667m2還是800g/667m2劑量，在前茬作物(小麥)收割后、稻田灌水前施藥，與稻田灌水后再施藥相比，2種施藥方式對小盾殼霉防治水稻紋枯病的防效無明顯影響(表8)

表8 小盾殼霉不同施藥方式對防效的影響

2.2.4 增產(chǎn)作用研究 為了探究小盾殼霉在防治稻麥紋枯病時對其產(chǎn)量影響，試驗測定了2019、2020年兩年的試驗區(qū)小麥產(chǎn)量。測產(chǎn)結(jié)果表明，與空白對照相比，施用小盾殼霉對稻麥具有一定的增產(chǎn)作用，但增產(chǎn)幅度不大。隨著用藥量增加，稻麥的產(chǎn)量也相應(yīng)增加，但是增產(chǎn)幅度無顯著差異(表9)。在水稻試驗區(qū)，測產(chǎn)結(jié)果同時表明，用藥次數(shù)、用藥方式對水稻產(chǎn)量的影響無明顯差異(表10)。

表9 2019～2020年小盾殼霉對小麥產(chǎn)量影響的測定結(jié)果

續(xù)表

3 討論

小盾殼霉在我國廣泛分布，是一種典型的“以菌克菌”的生物農(nóng)藥，能夠寄生核盤菌屬、小核菌屬和葡萄孢屬等多種植物病原菌，已有產(chǎn)品登記用于防治油菜、向日葵菌核病。本研究通過室內(nèi)生物活性試驗和田間試驗證實，小盾殼霉對稻麥紋枯病作用效果遠高與已登記的對菌核病防治效果，與當(dāng)前稻麥生產(chǎn)使用防治紋枯病藥劑相比，具有革新意義。

為驗證小盾殼霉對稻麥紋枯病防治特性，我們開展了系列試驗。就作用效果而言，多數(shù)生防菌防治稻麥紋枯病防效區(qū)間為50%～75%，化學(xué)殺菌劑多為60%～80%，鮮有藥劑防效>90%報道，本研究通過試驗證明，小盾殼霉對稻麥紋枯病的室內(nèi)作用效果和田間防效均>90%，田間劑量達到600g/667m2時，防效接近100%，防治效果超過當(dāng)前任何一種化學(xué)藥劑和生物農(nóng)藥。就施藥時間而言，多數(shù)生防菌和化學(xué)農(nóng)藥一樣，均于發(fā)病初期施藥[1,6-7]，對施藥者專業(yè)知識要求較高，錯過最佳施藥時間，防治效果大打折扣；本研究發(fā)現(xiàn)小盾殼霉于稻麥移栽(播種)前1周施藥，能夠致腐土壤中絲核菌菌核，無須專業(yè)判斷，簡單可行。就施藥次數(shù)而言，當(dāng)前多數(shù)藥劑包括生物農(nóng)藥和大規(guī)模使用的三唑類殺菌劑等，一般需施藥2～3次以保證防效[6-7]，工作量大，施藥成本高；本研究發(fā)現(xiàn)小盾殼霉只需播種(移栽)前用藥一次即可滿足防治要求，工作量小，成本低。此外，小盾殼霉能有效作用于土壤中的絲核菌菌核，可逐年減少用藥量，達到一種良性循環(huán)的效果，本試驗開展了不同用藥次數(shù)和水稻紋枯病防效關(guān)系試驗，以驗證小盾殼霉ARS01可濕性粉劑在田間具有累積效應(yīng)，但試驗顯示不同處理防效無顯著差異，相關(guān)研究有待進一步開展。

小盾殼霉作為生防菌防治稻麥紋枯病有一定特殊性。與已登記防治油菜、向日葵菌核病相比略有差異，防效上，小盾殼霉防效對油菜、向日葵菌核病防效只有70%～80%，但防治稻麥紋枯病效果卻能穩(wěn)定在>90%，甚至100%；增產(chǎn)方面，小盾殼霉對稻麥的增產(chǎn)效果僅為2%～4%，在蔬菜、油菜和向日葵上，增產(chǎn)效果為5%～20%。下一步，可進一步探究小盾殼霉與絲核菌作用機理以及改良小盾殼霉，使其在保證防治紋枯病效果的前提下，提高對稻麥增產(chǎn)效果。

本研究確定了小盾殼霉對稻麥紋枯病的室內(nèi)和田間防治效果，除一般生物防治低毒、無殘留、無抗性風(fēng)險、環(huán)境友好等優(yōu)點外，小盾殼霉還具有防效高、效果穩(wěn)定、播前用藥等優(yōu)勢，同時，施藥次數(shù)少，施藥方式簡單，兼具增產(chǎn)效果，使其有望成為世界上第一個與三唑類殺菌劑和井岡霉素防治稻麥紋枯病相媲美的微生物農(nóng)藥，對穩(wěn)定稻麥產(chǎn)量，保障國家糧食安全具有重要意義，極具推廣價值。