呂軍 王東偉 王劍 唐蓓 張德詠 劉勇 成飛雪

摘要

水稻根結(jié)線蟲病近年來對我國的水稻生產(chǎn)造成了嚴重危害。探索低成本、高效安全的水稻根結(jié)線蟲病防治方法對減少其危害具有極其重要的意義。本研究通過田間小區(qū)試驗評價了光合細菌微生物菌劑與噻唑膦協(xié)同使用對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果及對水稻生產(chǎn)的影響。結(jié)果顯示，利用光合細菌微生物菌劑1 L/667m2與10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2協(xié)同作用能顯著降低稻田擬禾本科根結(jié)線蟲2齡幼蟲種群密度，減少發(fā)病株率與根結(jié)指數(shù)，35 d和70 d對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果分別達到76.94%和89.99%，與10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2單劑處理在發(fā)病株率以及70 d防治效果、蟲口減退率等不存在顯著差異。利用光合細菌微生物菌劑與噻唑膦協(xié)同使用后，可減少噻唑膦藥劑對水稻生長產(chǎn)生的抑制作用，增加作物產(chǎn)量，其增產(chǎn)率達到19.48%，顯著高于10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2單劑的使用效果。試驗表明通過光合細菌微生物菌劑與噻唑膦協(xié)同應(yīng)用，能減少化學殺線劑的使用，降低線蟲抗藥性的產(chǎn)生和環(huán)境污染的風險。此外，通過聯(lián)合使用還能解決微生物殺線劑速效性差、防效較低等缺點，不失為一種高效綠色的水稻根結(jié)線蟲病防治方法。

??關(guān)鍵詞

水稻根結(jié)線蟲病;光合細菌微生物菌劑;噻唑膦;協(xié)同作用;防治效果

中圖分類號：

S435.11

文獻標識碼：B

DOI：10.16688/j.zwbh.2020566

Synergistic effect of photosynthetic bacteria microbial agent and fosthiazate to rice rootknot nematode disease

L Jun1，WANG Dongwei2，WANG Jian3，TANG Bei2，ZHANG Deyong2，LIU Yong2，CHENG Feixue2*

（1. Pingjiang Plant Protection and Quarantine Station， Yueyang City， Hunan Province， Yueyang

414500， China; 2. Institute of Plant Protection， Hunan Academy of Agricultural Science，

Changsha410125， China; 3. Agricultural Economy and Regional Planning Research Institute，

Hunan Academy of Agricultural Science， Changsha410125， China）

Abstract

Rice rootknot nematode disease is one of the serious diseases in rice production in recent years. It is very important to explore a lowcost， effective and safe method for the disease control. In this study， synergistic effects of photosynthetic bacteria microbial agent and fosthiazate to control rice rootknot nematode disease were evaluated by field trials. The results showed that photosynthetic bacteria at 1 L/667m2 combined with fosthiazate 10% GR at 0.10 kg/667m2 could not only significantly reduce the population density of the second stage juveniles of Meloidogyne graminicola in paddy field， but also reduce the incidence and rootknot index. The control efficacies of rice rootknot nematode 35 d and 70 d were 76.94% and 89.99%， respectively， and there was no significant difference in the rate of infected plants， the control efficacy of 70 days and the decline rate of M.graminicola population compared with the treatment of 10% fosthiazate GR at 0.15 kg/667m2. Meanwhile， the use of photosynthetic bacteria microbial agents combined with fosthiazate can reduce the inhibitory effect of fosthiazate on rice growth and increase the rice yields. The yield increase rate reached 19.48%， significantly higher than that of fosthiazate 10% GR at 0.15 kg/667m2. The results indicated that using combination of photosynthetic bacteria microbial agents and fosthiazate can reduce the use of chemical nematicides and decrease environmental pollution， and reduce the resistance of nematodes. In addition， the combined use of microbial nematicides can solve the problems of poor quickacting and low control effect of microbial nematicides， which can be regarded as an efficient and green method.

Key words

rice rootknot nematode disease;photosynthetic bacteria microbial agent;fosthiazate;synergism; control effect

水稻Oryza sativa L.是世界范圍內(nèi)廣泛種植的主要糧食作物，中國是世界上主要的水稻種植區(qū)之一， 水稻產(chǎn)量約占全球水稻總產(chǎn)量的35%[1 2]。擬禾本科根結(jié)線蟲Meloidogyne graminicola是一種嚴重危害水稻生產(chǎn)的植物病原線蟲[3]，在我國海南省三亞市的蔥Allium fistulosum上最先發(fā)現(xiàn)和鑒定了擬禾本科根結(jié)線蟲[4]。目前在我國的河南、安徽、江蘇、江西、四川、湖南、湖北、福建、廣東、廣西、云南等多省市的水稻產(chǎn)區(qū)大面積發(fā)生和危害[5 8]，造成高達73%的水稻產(chǎn)量損失，甚至絕產(chǎn)[9 10]。據(jù)我們2016年 2020年調(diào)查結(jié)果顯示，湖南長沙、湘潭、株洲、常德、益陽、岳陽、衡陽、邵陽和永州等地市均有水稻根結(jié)線蟲病的發(fā)生和危害，且發(fā)病面積逐年擴大，擴散蔓延迅速[11]，已成為嚴重制約湖南直播水稻生產(chǎn)的重要因素。因此，迫切需要尋找高效綠色的水稻根結(jié)線蟲病防控新方法。

長期以來植物線蟲病的防治基本依賴于化學殺線劑，如利用棉隆、氯化苦、石灰氮、辣根素等進行土壤消毒防治線蟲病害，但是由于這些藥劑使用成本高、施用方式繁瑣，且主要用于旱地作物線蟲病害防治，難以應(yīng)用于水稻田根結(jié)線蟲病防治。所以，生產(chǎn)上許多農(nóng)戶利用克百威、滅線磷以及甲拌磷等高毒、高殘留、且嚴重污染環(huán)境的殺線劑來控制水稻根結(jié)線蟲病，隨著人們對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高，這些殺線劑受到嚴格的限制，而逐步退出應(yīng)用市場[12]。光合細菌菌劑是由湖南省植物保護研究所研制的一種微生物殺線蟲劑，不僅能有效抑制作物線蟲病害，還能促進作物生長，增加作物產(chǎn)量。噻唑膦是作物線蟲病害防治中的一種重要殺線劑，被廣泛應(yīng)用于旱地作物線蟲病害防治，但由于其成本較高，其在水稻根結(jié)線蟲病田間防治上的應(yīng)用研究仍較匱乏。本試驗開展光合細菌微生物菌劑與噻唑膦協(xié)同應(yīng)用對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果，旨在找到一種高效綠色、低成本的水稻根結(jié)線蟲病防治技術(shù)。

1材料與方法

1.1材料

供試水稻品種為‘湘早秈45’，購于湖南省樂豐種業(yè)有限公司。10%噻唑膦顆粒劑（GR），日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社;41.7%氟吡菌酰胺懸浮劑（SC），拜耳股份公司。試驗地設(shè)在湖南省岳陽市平江縣安定鎮(zhèn)上黃村（113°35′E，28°42′N）。試驗地為黏性土壤，肥力中等，連續(xù)多年水稻根結(jié)線蟲病嚴重發(fā)生。

1.2方法

1.2.1處理方法

水稻播種：2020年3月19日翻耕整地，劃分小區(qū)，每小區(qū)面積約130 m2，每小區(qū)設(shè)置獨立排灌水溝，隨機區(qū)組排列。水稻播種量為1.50 kg/667m2。3月23日浸種催芽，3月26日播種，播種方式為直播。試驗期間肥水管理及其他病蟲草害防治均與當?shù)剞r(nóng)田管理相同。

藥劑處理：試驗設(shè)置4個處理，分別為10%噻唑膦GR 有效成分0.15 kg/667m2、10%噻唑膦GR 有效成分0.10 kg/667m2 +1 L/667m2光合細菌菌劑、41.7%氟吡菌酰胺SC 有效成分 41.70 g/667m2。 同時設(shè)空白對照處理，每處理3個重復。10%噻唑膦GR兌土撒施，41.7%氟吡菌酰胺SC兌水噴施，于播種前施藥旋耕混勻，保持土壤濕潤，后期田間管理如常。光合細菌菌劑于水稻出苗后15 d開始施用，分3次兌水噴霧，每次間隔7 d。

1.2.2調(diào)查方法

1.2.2.1根結(jié)線蟲病田間發(fā)病率及線蟲密度調(diào)查

水稻播種35 d和70 d后，每小區(qū)隨機進行五點取樣，對水稻根結(jié)線蟲病發(fā)生情況進行調(diào)查，每點取2蔸水稻植株，每小區(qū)共取10蔸植株及其根際土壤，分別放入取樣袋中帶回實驗室。在實驗室用自來水將水稻根部洗凈后，根據(jù)水稻根部根結(jié)線蟲的發(fā)生和發(fā)病情況，調(diào)查水稻植株發(fā)病株率，并統(tǒng)計根結(jié)指數(shù)，計算不同處理的防治效果。

根結(jié)指數(shù)分級采用Poudyal等[13]的分級標準：根部無根結(jié)，為0級;根部根結(jié)數(shù)量極少且小，不易觀察，為1級;根結(jié)數(shù)量稍多，根結(jié)較小，易觀察，為2級;根結(jié)數(shù)量較多且纏繞在一起，根結(jié)較小，根部功能未受明顯影響，為3級;根結(jié)較大且數(shù)量多，但大部分根系功能尚正常，為4級; 水稻根系25%～49%的根上有根結(jié)，且大部分根系功能受到影響，為5級;50%～74%的根上有根結(jié)，根部功能受到明顯影響，為6級; 75%以上根部有根結(jié)，根部失去正常功能，為7級;無健康根系，但植株仍存活，為8級;整個根部出現(xiàn)腐爛，植株枯萎并趨于死亡，定為9級;整個植株死亡，為10級。根結(jié)指數(shù)=∑（各級病株數(shù)×相應(yīng)級數(shù)）/（調(diào)查總株數(shù)×最高級代表值）×100;防治效果=（對照根結(jié)指數(shù) 處理根結(jié)指數(shù)）/對照根結(jié)指數(shù)×100%。此外，水稻根際土樣室內(nèi)自然風干混勻后，取100 g土樣，利用改進的貝曼漏斗法[14]分離土壤中的擬禾本科根結(jié)線蟲的二齡幼蟲（J2）和雄蟲，在倒置顯微鏡下統(tǒng)計線蟲數(shù)，并計算土壤中擬禾本科根結(jié)線蟲J2蟲口減退率。蟲口減退率=[（對照2齡幼蟲數(shù)量 處理2齡幼蟲數(shù)量）/對照2齡幼蟲數(shù)量]×100%。

1.2.2.2不同處理對水稻生長及產(chǎn)量的影響

水稻播種35 d和70 d后， 每小區(qū)隨機取10株水稻，測量株高和根長。并于水稻生長104 d后測產(chǎn)。每小區(qū)在同一緯度選取面積為1 m2的水稻，收割后調(diào)查水稻產(chǎn)量，計算水稻增產(chǎn)率。增產(chǎn)率=（處理組產(chǎn)量 對照組產(chǎn)量）/對照組產(chǎn)量×100%。

1.2.3數(shù)據(jù)分析

運用SPSS 13.0軟件對所有統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性分析（α=0.05）。

2結(jié)果與分析

2.1光合細菌菌劑與噻唑膦協(xié)同使用對水稻根結(jié)線蟲病田間防治效果

播種35 d調(diào)查結(jié)果顯示（表1），不同藥劑處理對發(fā)病株率、根結(jié)指數(shù)以及土壤中2齡幼蟲的蟲口密度都有顯著影響（P<0.05）。其中10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2單劑 處理效果最好，其發(fā)病株率僅為7.69%，防效達到了84.63%，而空白對照發(fā)病株率高達71.78%。10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2 與光合細菌微生物菌劑協(xié)同作用在發(fā)病株與10%噻唑膦單劑處理沒有顯著差異（P>0.05），而前者處理后田間蟲口減退率顯著優(yōu)于10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2 單劑處理組，達到74.70%。10%噻唑膦GR單劑處理組或噻唑膦GR與光合細菌協(xié)同處理組對發(fā)病株率的抑制效果及對水 稻根結(jié)線蟲病的防治上都顯著好于對照藥劑41.7%氟吡菌酰胺SC 41.70 g/667m2 處理組（P<0.05）。

70 d的調(diào)查結(jié)果表明，10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2 與光合細菌微生物菌劑協(xié)同 處理對水稻根結(jié)線蟲病防治效果達到89.99%，優(yōu)于10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2單劑處理（86.52%），但差異不顯著，可能與前期對土壤中根結(jié)線蟲J2減退率高存在較大關(guān)系。而對照藥劑41.7%氟吡菌酰胺SC 41.70 g/667m2對水稻根結(jié)線蟲病的防效僅38.14%， 顯著低于10%噻唑膦GR單劑處理及噻唑膦GR 與光合細菌微生物菌劑協(xié)同使用效果（P<0.05），說明其在防治水稻根結(jié)線蟲病上的持久性較差。而各處理與對照相比，都能顯著降低土壤中根結(jié)線蟲2齡幼蟲的蟲口密度（P<0.05），減少擬禾本科根結(jié)線蟲對水稻后期的危害。

2.2光合細菌菌劑與噻唑膦協(xié)同使用對水稻生長及產(chǎn)量的影響

處理后35 d調(diào)查結(jié)果顯示，各處理組對水稻株高及根長都存在一定影響，以10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2與光合細菌協(xié)同使用處理組最利于水稻生長，其株高和根長的增長率分別達到6.97%和14.55%，與10%噻唑膦GR單劑（增長率分別為0.31%和7.35%）及對照藥劑41.7%氟吡菌酰胺SC 處理（5.80%和8.52%），差異達到顯著性水平（P<0.05）。

70 d調(diào)查結(jié)果顯示，10%噻唑膦GR處理在后期對水稻生長出現(xiàn)了較大的抑制作用，對水稻根生長抑制尤為明顯。10%噻唑膦GR單劑處理組與對照組相比，株高和根長的增長率分別為 2.01%和 19.03%。而10%噻唑膦GR與光合細菌微生物協(xié)同使用，能顯著減輕噻唑膦對水稻生長的抑制作用（P<0.05），與對照相比，其對水稻株高和根長的增長率分別為 0.66%和 9.31%。

同時由表3可見，水稻有效穗率在各處理組間差異不顯著，但10%噻唑膦GR 與光合細菌菌劑協(xié)同使用對水稻千粒重及產(chǎn)量存在顯著影響（P<0.05），與對照相比，其千粒重與產(chǎn)量增長率分別達到了5.61%和19.48%，顯著高于10%噻唑膦GR單劑處理和對照藥劑41.7%氟吡菌酰胺SC處理組（P<0.05）。

3討論

近年來，由于農(nóng)村勞動用工緊缺、工價上漲等原因，具有節(jié)本增收、省時、省力等優(yōu)點的水稻直播栽培方式逐漸受到廣大種植戶的青睞，種植面積不斷擴大。然而直播水稻的栽培條件適宜于擬禾本科根結(jié)線蟲的生長，使其在水稻或其他寄主（主要為水稻田間雜草）根部定殖后快速進行繁殖，并隨著水流、肥料及農(nóng)事活動而迅速擴散，導致水稻根結(jié)線蟲病發(fā)生危害嚴重，擴散蔓延迅速。此外，擬禾本科根結(jié)線蟲寄主范圍廣，在水稻收獲后能繼續(xù)在田間雜草或稻樁上繁殖越冬，導致蟲口基數(shù)大，直播稻在出苗幾天后就會受到侵染危害，20 d左右就開始出現(xiàn)典型病害癥狀，使水稻產(chǎn)量損失嚴重。盡管水稻根結(jié)線蟲病發(fā)生危害嚴重，但是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上能有效防控水稻根結(jié)線蟲病的方法并不多。在植物根結(jié)線蟲病害防治中種植抗病品種是最為經(jīng)濟有效的防治方法，然而對擬禾本科根結(jié)線蟲具有抗、耐性的水稻品種并不多。所以，化學殺線蟲劑在水稻根結(jié)線蟲病防治中仍將發(fā)揮重要作用。目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上旱地作物根結(jié)線蟲病害防治上較常用的辦法是利用棉隆、氯化苦、石灰氮等化學殺線劑進行土壤熏蒸，但是這些方法使用成本高，田間應(yīng)用技術(shù)復雜，導致農(nóng)民接受程度差，限制了其在水稻根結(jié)線蟲病防控中的作用。氟吡菌酰胺是拜耳公司近年來推出的一種殺線蟲新型藥劑，有研究結(jié)果表明，利用12.5 g氟吡菌酰胺與18.0 g吡蟲啉混配對1 kg水稻種子進行包衣處理，對田間水稻根結(jié)線蟲病的防治效果可達58.6%，且可以顯著減少土壤中擬禾本科根結(jié)線蟲2齡幼蟲的數(shù)量，在田間水稻根結(jié)線蟲病防治上具有較大的應(yīng)用潛力[15]。但由于氟吡菌酰胺價格貴，使用成本較高，農(nóng)民較難接受。

噻唑膦是一種具有內(nèi)吸和觸殺作用的低毒殺線蟲劑，對根結(jié)線蟲、孢囊線蟲、根腐（短體）線蟲、莖線蟲等有較好的防治效果。該殺線蟲劑最先由日本石原產(chǎn)業(yè)公司開發(fā)生產(chǎn)，目前該產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，使用成本相對較低。該殺線蟲劑主要用于旱地作物線蟲病害防治，對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果研究較少。芮凱等[16]評價了包括10%噻唑膦GR在內(nèi)的6種殺線蟲劑對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果，表明10%噻唑膦GR有效成分用量0.20 kg/667m2處理對水稻根結(jié)線蟲30 d和60 d的防治效果分別達到了81.63%和78.75%。但是該研究并未涉及噻唑膦對水稻生長及產(chǎn)量等的影響。而我們前期的研究表明，10%噻唑膦GR對控制水稻根結(jié)線蟲病具有較好的防治效果，但是劑量過高會對水稻生長產(chǎn)生較大的影響[17]。同時長期大量使用化學殺線劑，會導致線蟲抗藥性的產(chǎn)生。光合細菌是一種對植物線蟲病害具有一定防治效果的生防微生物制劑，該菌劑對環(huán)境友好無污染。本研究通過田間小區(qū)試驗評價了10%噻唑膦GR與光合細菌微生物菌劑協(xié)同施用對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果。 研究結(jié)果表明，10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2與光合細菌菌劑1 L/667m2協(xié)同施用處理不僅能顯著抑制稻田擬禾本科根結(jié)線蟲2齡幼蟲數(shù)量，35 d和70 d對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果也分別達到了76.94%和89.99%，顯著高于對照藥劑41.7%氟吡菌酰胺SC 41.7 g/667m2對水稻根結(jié)線蟲病的防治效果。利用光合細菌微生物菌劑與噻唑膦協(xié)同作用防治水稻根結(jié)線蟲病，減少化學殺線劑的使用，不僅能減輕噻唑膦對水稻生長的影響，降低線蟲抗藥性產(chǎn)生和環(huán)境污染的風險，還能解決微生物殺線蟲劑在線蟲病害防治上速效性差、防效較低等缺陷，達到取長補短、協(xié)同增效的作用，有效解決水稻生產(chǎn)中根結(jié)線蟲病的危害。所以，兩者協(xié)同施用，對水稻產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的作用，在生產(chǎn)上值得推廣使用。

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收稿日期：2020 10 27修訂日期：2021 01 14

基金項目：

國家自然科學基金（31871941）; 長沙市自然科學基金（Kq2014177）

* 通信作者

Email：cfx937207@126.com