李靜納,梁忠厚
(湖南環(huán)境生物職業(yè)技術學院 a.林下藥用植物應用技術湖南省工程研究中心;b.園林學院,湖南 衡陽 421005)
多花黃精Polygonatum cyrtonema又名雞頭參、老虎姜,屬百合科Liliaceae 黃精屬Polygonatum多年生草本植物[1],主要分布于我國的湖南、安徽、貴州、浙江等地[2]。其根可入藥,還可加工成粉末狀調料?,F代醫(yī)學研究結果表明,多花黃精具有降血脂、抗腫瘤、提高人體免疫力、延緩衰老等功效[3-5]。隨著多花黃精的商業(yè)價值不斷被挖掘,其人工栽培面積與日俱增,多花黃精病蟲害的發(fā)生也逐年加重。湖南作為主產區(qū)之一,目前黃精的種植面積達4 667 hm2[2]。據調查,多花黃精在生長過程中受到如根腐病、葉斑病、炭疽病等多種病害的極大威脅,其中多花黃精根腐病的發(fā)病率為12%,嚴重時達24%。發(fā)病初期,植株葉片無明顯癥狀,根部出現水漬狀褐色壞死斑,后期發(fā)病嚴重時,根內部腐爛,葉片由外向內逐漸變黃,最后整株枯死。根腐病影響了多花黃精的產量和品質,造成了嚴重的經濟損失。有關試驗結果表明,鐮刀菌Fusariumspp.是引起根腐病的主要病原菌[6-7]?;瘜W防治是防治根腐病的主要措施,但是化學農藥中的有害物質對中藥材有效成分含量有一定的影響,目前已成為中藥國際化進程中亟待解決的重要問題[8]。因此,在多花黃精栽培過程中,應盡量選擇生物源農藥、礦物源農藥、化學誘抗劑及低毒高效低殘留合成農藥,以減少農藥殘留量,保證多花黃精的質量安全。目前,國內外關于多花黃精根腐病防治技術的研究鮮見報道,有關其他中藥材根腐病化學防治的研究報道較多。有關試驗結果表明,多菌靈、咪鮮胺等對根腐病病菌菌絲生長的抑制效果較好[9-11],使用申嗪霉素防治根腐病也有明顯的效果[12]。為了有效防治多花黃精根腐病,控制病害的流行,選用5 種農藥開展多花黃精根腐病的室內毒力測定和田間藥效試驗,以期篩選出能有效控制多花黃精根腐病的化學藥劑,為多花黃精根腐病的防治提供參考。
試驗地設在湖南環(huán)境生物職業(yè)技術學院林下經濟科研示范基地內。該基地以丘陵為主,海拔72 m。土壤為黃壤,有機質含量較高,pH 為6.0?;貎鹊亩嗷S精于2016年栽植,株行距為50 cm×50 cm,密度為45 000 株/hm2,采用林下套種的方式種植,灌溉模式為滴灌。整個多花黃精生長期間未施用過供試化學藥劑以外的任何其他化學藥劑。
供試根腐病病原菌株為F.foetens、F.hostae、F.spp.,均由試驗地多花黃精根腐病病株中分離獲得。
供試化學藥劑:50%的多菌靈可濕性粉劑(江蘇盛豐生物化工有限公司)、45%的咪鮮胺水乳劑[上海滬聯生物藥業(yè)(夏邑)股份有限公司]、1%的申嗪霉素懸浮劑(上海農樂生物制品股份有限公司)、40%的氟硅唑乳油(江門市大光明農化新會有限公司)、70%的甲基硫菌靈可濕性粉劑[上海滬聯生物藥業(yè)(夏邑)股份有限公司]。
1.3.1 室內毒力測定
2020年9—12月,采用菌絲生長速率抑制法[13-14]進行室內毒力測定。將供試藥劑分別配制成質量濃度為0.01、0.05、0.10、0.50、1.00 mg/L的藥液,各取1 mL 藥液注入經滅菌融化并冷卻至40 ~50 ℃的PDA 培養(yǎng)基(9 mL)中,將藥液與培養(yǎng)基充分混合后倒入直徑為75 mm 的培養(yǎng)皿中,制成含毒平板,以加入1 mL 滅菌水的處理作為對照,每處理重復3 次。待PDA 平板靜置冷卻后,打取直徑為5 mm 的菌餅并置于平板中央,在25 ℃的恒溫箱中進行培養(yǎng)。7 d 后采用十字交叉法量取菌落直徑,計算抑制率(R)。對菌絲生長抑制率和供試各種藥劑的質量濃度對數進行線性回歸分析,求出各供試菌株的EC50值(殺死或抑制50%病原菌萌發(fā)的有效藥劑濃度)。
R=[(D0-D)/D0]×100%。
式中:D0表示對照菌落直徑;D表示處理菌落直徑。
1.3.2 田間藥效評價
2020年7月,選擇生長狀況基本一致的多花黃精植株,按照各供試藥劑的推薦濃度(45%咪鮮胺水乳劑稀釋1 000 倍、50%多菌靈可濕性粉劑稀釋500 倍、40%氟硅唑乳油稀釋10 000 倍、1%申嗪霉素懸浮劑稀釋1 000 倍、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑稀釋1 000 倍)進行灌根處理,施藥3 次,每次間隔時間為7 d,以清水作對照,每處理各20株,設3 次重復。藥后7 d 和末次藥后7、14 d 統(tǒng)計發(fā)病率及病情指數(I),病情等級(G)的分級標準見表1。藥后30 d 測量多花黃精的株高,并于2020年12月采收并稱量試驗區(qū)內多花黃精的單株根莖鮮質量。
表1 多花黃精根腐病的病情分級標準Table 1 Classification standard of root rot of P.cyrtonema
I=∑(G×NG)/(NT×9)×100。
式中:NG表示G等級的植株數量,NT表示各級植株數量的總和,9 為最重一級的代表值。
E=[(I0-I防)/I0]×100%。
式中:E表示防治效果,I0表示對照區(qū)病情指數,I防表示防治區(qū)病情指數,
1.3.3 田間藥害觀察
末次施藥1、3、7、14、21 d 后,分別觀察各處理多花黃精的生長情況,并記錄其藥害癥狀[15]。
45%咪鮮胺水乳劑、50%多菌靈可濕性粉劑、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑5種殺菌劑對多花黃精根腐病病原菌菌絲生長的抑制效果見表2。由表2 可知,5種殺菌劑對病原菌株的抑制效果差異顯著。45%咪鮮胺水乳劑的抑菌效果最好,不同質量濃度的45%咪鮮胺水乳劑對3個菌株的抑制率均為90.99%,45%咪鮮胺水乳劑是抑制多花黃精根腐病病原菌菌絲生長的理想藥劑;其次為50%多菌靈可濕性粉劑和40%氟硅唑乳油,抑菌率分別為66.85%和65.43%;1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑也具有一定的抑制效果,抑菌率分別為52.48%和35.88%,亦可用于多花黃精根腐病病原菌的防治。
表2 5種殺菌劑對多花黃精根腐病病原菌菌絲生長的抑制效果?Table 2 Effects of 5 fungicides on mycelial growth of root rot of P.cyrtonema
總體而言,隨著藥劑質量濃度的增加,5 種供試殺菌劑對病原菌株的抑制率呈遞增趨勢,不同殺菌劑對同種多花黃精根腐病病原菌株的抑制效果差異顯著,同種殺菌劑對不同多花黃精根腐病病原菌株的抑制效果差異不顯著。1 mg/L 的45%咪鮮胺水乳劑對病原菌株的抑制效果最好,0.05 mg/L 的70%甲基硫菌靈可濕性粉劑對病原菌株F.foetens和F.hostae的抑制效果最差,0.01 mg/L的40%氟硅唑乳油對病原菌株F.spp.的抑制效果最差,抑菌率均為1.66%。
通過菌絲生長速率抑制試驗,求得供試藥劑對不同病菌的毒力回歸方程及EC50,結果見表3。由表3 可知,不同質量濃度的45%咪鮮胺水乳劑、50%多菌靈可濕性粉劑、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑5種殺菌劑對多花黃精根腐病病原菌菌株F.foetens和F.hostae均有顯著的抑制效果(P<0.05);45%咪鮮胺水乳劑、40%氟硅唑乳油和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑對病原菌菌株F.spp.有顯著的抑制效果(P<0.05)。1%申嗪霉素懸浮劑和50%多菌靈可濕性粉劑對多花黃精根腐病病原菌菌株F.spp.的抑菌效果不顯著(P>0.05),因此未選用對應的毒力回歸方程。
從表3 可以看出,45%咪鮮胺水乳劑的EC50值最小,對3 種病原菌株均有明顯的抑制效果,是防治多花黃精根腐病的理想藥劑。對于多花黃精根腐病病原菌菌株F.foetens和F.hostae,45%咪鮮胺水乳劑的抑菌效果最好,其次為50%多菌靈可濕性粉劑,40%氟硅唑乳油的抑菌效果優(yōu)于1%申嗪霉素懸浮劑,70%甲基硫菌靈可濕性粉劑的EC50值最大,抑制效果最弱;對于多花黃精根腐病病原菌菌株F.spp.,70%甲基硫菌靈可濕性粉劑的抑制效果優(yōu)于40%氟硅唑乳油。
表3 5種殺菌劑對多花黃精根腐病病原菌菌絲生長的毒力回歸方程Table 3 Toxicty regression equations of 5 fungicides against mycelial growth of root rot of P.cyrtonema
5種殺菌劑對多花黃精根腐病的田間防治效果見表4。由表4 可知,第1 次施藥7 d 后,45%咪鮮胺水乳劑和50%多菌靈可濕性粉劑的防治效果最好,分別為59.63%和62.05%;其次依次分別為1%申嗪霉素懸浮劑、40%氟硅唑乳油和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑,各藥劑的田間防治效果差異顯著(F=3.42,P<0.05)。第2 次施藥7 d 后,各藥劑的田間防治效果逐漸上升,各藥劑的田間防治效果間差異不顯著(F=1.99,P=0.104)。第3 次施藥7 d 后,多花黃精的病情指數降為最小,5 種藥劑的防治效果趨于穩(wěn)定,田間防治效果均在80%以上,防治效果良好,且5 種藥劑的防效間差異不顯著(F=0.90,P=0.470)。第3 次噴藥14 d后,病情指數逐漸上升,田間防治效果有所下降,但仍保持在75%以上,各藥劑的防治效果較好,且差異不顯著(F=1.56,P=0.190)。
表4 5種殺菌劑對多花黃精根腐病的田間防治效果?Table 4 Field control effects of 5 fungicides on root rot of P.cyrtonema
5種殺菌劑對多花黃精生長的影響見表5。由表5 可知,50%多菌靈可濕性粉劑處理的平均株高最高,為93.63 cm,其次依次為45%咪鮮胺水乳劑、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素懸浮劑,株高分別為89.75、82.13 和81.33 cm,70%甲基硫菌靈可濕性粉劑的平均株高最低,為80.20 cm。方差分析結果表明,5 種藥劑間平均株高差異顯著(F=5.25,P<0.05),50%多菌靈可濕性粉劑和45%咪鮮胺水乳劑處理的平均株高顯著大于40%氟硅唑乳油處理、1%申嗪霉素懸浮劑處理和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑處理。50%多菌靈可濕性粉劑處理的平均單株根莖鮮質量最大,為21.86 g,70%甲基硫菌靈可濕性粉劑處理的平均單株根莖鮮質量最低。方差分析結果表明,各藥劑處理的平均單株根莖鮮質量間存在顯著差異(F=11.25,P<0.05),50%多菌靈可濕性粉劑處理、45%咪鮮胺水乳劑處理和1%申嗪霉素懸浮劑處理的平均單株根莖鮮質量顯著高于40%氟硅唑乳油處理和50%甲基硫菌靈可濕性粉劑處理。
表5 5種殺菌劑對多花黃精生長的影響?Table 5 Effects of 5 fungicides on P.cyrtonema growth
末次施藥1、3、7、14、21 d 后,多花黃精生長良好,根、莖、葉均未出現任何藥害癥狀。
本試驗中以多花黃精根腐病為研究對象,采用菌絲生長速率抑制和田間灌根法,比較了45%咪鮮胺水乳劑、50%多菌靈可濕性粉劑、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑5種殺菌劑對多花黃精根腐病的室內毒力和田間藥效。室內毒力測定結果表明,不同質量濃度的45%咪鮮胺水乳劑、50%多菌靈可濕性粉劑、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑5種殺菌劑對多花黃精根腐病病原菌菌株F.foetens和F.hostae均有明顯抑制效果。45%咪鮮胺水乳劑的抑菌效果最好,是防治多花黃精根腐病的理想藥劑,其次為50%多菌靈可濕性粉劑和40%氟硅唑乳油,1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑對多花黃精根腐病病原菌菌絲生長也具有一定的抑制作用。田間試驗結果表明,45%咪鮮胺水乳劑、50%多菌靈可濕性粉劑、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素懸浮劑和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑5種殺菌劑對多花黃精根腐病均有良好的防治效果,末次施藥14 d 后,防治效果仍保持在75%以上。在施藥初期,45%咪鮮胺水乳劑和50%多菌靈可濕性粉劑的防治效果較理想,施藥2 ~3 次后,多花黃精根腐病的病情指數明顯下降,田間防治效果逐漸增加,各藥劑的防治效果間差異不顯著,均表現出良好的防治效果。50%多菌靈可濕性粉劑處理的平均株高和鮮質量最高,70%甲基硫菌靈可濕性粉劑處理最低,50%多菌靈可濕性粉劑處理和45%咪鮮胺水乳劑處理的平均株高和鮮質量顯著大于1%申嗪霉素懸浮劑處理、40%氟硅唑乳油處理和70%甲基硫菌靈可濕性粉劑處理,1%申嗪霉素懸浮劑處理的平均鮮質量顯著高于40%氟硅唑乳油處理和50%甲基硫菌靈可濕性粉劑處理。綜上所述,45%咪鮮胺水乳劑、50%多菌靈可濕性粉劑和1%申嗪霉素懸浮劑具有較好的防病效果,可作為生產中多花黃精根腐病的防治藥劑,并建議3 種藥劑交替施用。
咪鮮胺屬于咪唑類廣譜保護性殺菌劑,對子囊菌和半知菌引起的病害具有良好的防治效果[16]。無論是在對病原菌菌落生長速率抑制試驗中,還是在毒力測定中,咪鮮胺均表現出較強的抑菌效果,咪鮮胺可作為防治多花黃精根腐病的主要藥劑,這與張曼等[17]對葫蘆砧木萎蔫病病原鐮刀菌防治藥劑的篩選結果一致。一直以來,多菌靈被認為是防治根腐病的首選藥劑[18-19]。多菌靈屬廣譜內吸性殺菌劑,通過干擾病原菌有絲分裂中紡錘體的形成而起到殺菌作用[20]。游景茂等[21]經研究得出多菌靈亦可作為防治白術根腐病的主要藥劑。氟硅唑屬三唑類廣譜內吸性殺菌劑,通過破壞病原菌細胞膜的結構使細胞死亡,對子囊菌綱和半知菌類真菌有效[21],但過量使用會危害人體健康[22],不建議大面積推廣應用。申嗪霉素是由熒光假單胞菌M18 經生物培養(yǎng)分泌的廣譜生物源農藥[23],高效、低毒、無殘留,可用于防治小麥根腐病,防治效果可達75.73%[24],因此,可作為防治多花黃精根腐病的待選藥劑。甲基硫菌靈是一種廣譜性內吸低毒殺菌劑,在植物體內可轉化成多菌靈[25]。在大田試驗中,甲基硫菌靈易與土壤中的無機銅離子結合,影響藥劑的防治效果,因此,在實際應用中建議慎重考慮使用甲基硫菌靈防治多花黃精根腐病。
隨著化學藥劑種類的不斷更新,生產中防治根腐病的農藥種類越來越多,應進一步篩選不同作用類型的多花黃精根腐病防治藥劑。本研究中僅對單一試驗地的多花黃精根腐病病株進行了試驗,但不同地區(qū)、不同地塊的土壤成分和栽培方式不同,藥劑的使用劑量和防治效果可能會出現較大的差異,因此,應進一步確認不同土壤和栽培方式條件下藥劑對多花黃精根腐病的田間防效。同時,吳依婷等[26]從雪峰山區(qū)野生黃精塊莖中分離出對黃精根腐病有明顯抑制作用的內生細菌,多花黃精健康植株塊莖中是否同樣含有抑制多花黃精根腐病的內生細菌,有待進一步研究。