硝酸稀土對小麥白粉病的防治作用

武英鵬，張作剛，劉明宇，原宗英，侯 玉

（1.山西省農業科學院植物保護研究所，山西太原030032；2.山西農業大學農學院，山西太谷030801）

由布氏白粉菌（Blumeria graminis f.sp.tritici）引起的小麥白粉病是威脅小麥生產的主要病害之一。一直以來，種植抗病品種和使用殺菌劑是防治該病害的2個主要措施[1]。在抗性基因有效性方面，近年測定 Pm 4a，Pm 4b，Pm 13，Pm 20，Pm 21，Pm XBD，Pm 2＋6，Pm 4＋8，Pm 2＋M Li，Pm 4b＋M Li，Pm 5＋6，Pm 1＋2＋9為山西省小麥白粉病菌的有效抗病基因，各生態區應針對毒性基因的變化動態，結合農藝性狀選用合適的抗性基因進行轉育[2-3]。目前，藥劑防治還是控制小麥白粉病的主要措施，自20世紀70年代以來，我國一直使用三唑酮等三唑類殺菌劑來控制病害的嚴重發生[4]。由于小麥白粉病菌變異快、繁殖迅速，加上長期以來藥劑的單一使用，加速了其抗藥性的產生。夏燁等[5]報道了2002年山西省麥區21個小麥白粉病菌分離物對三唑酮的抗藥性監測結果，平均抗藥性水平為敏感菌株的24.34倍，最高抗藥性水平為敏感菌株的92.16倍，抗性菌株的頻率達80.95%。為此，需要尋找更好的防治辦法。

施用適量的稀土元素可防治植物病害。稀土對水稻枯萎病、白菜軟腐病[6]、黃花菜葉枯病[7]、葉斑病和銹病[8-10]、棉花枯萎病[11]、小麥全蝕病[12]等的作用均有報道。章健等[13]重點研究了稀土元素對作物病原細菌和真菌的作用；章健等[14]在培養基上觀察了La2O3對水稻基腐病、生姜青枯病、水稻白葉枯病3種細菌菌落的抑制作用，并報道了La2O3對油菜菌核病病菌生長及其生化性狀的影響；何冬蘭等[15]將稀土應用于發酵法生產靈芝菌絲時，證實了高濃度的鑭和鈰對靈芝菌絲生長有抑制作用；王怡平等[16]研究表明，當LaCl3和CeCl3質量濃度超過50 m g/L后開始表現對酵母菌生長的抑制；褚海燕等[17]研究了鑭對紅壤微生物區系的影響，證明鑭對純培養細菌、放線菌和真菌均有極強的毒害作用。

本試驗選取農業常用的硝酸稀土作為試劑，研究了保護處理、誘抗處理、治療處理3個方面對小麥白粉病的防治效果、發生動態、病斑大小的影響，以期為應用稀土防治植物病害提供理論依據。同時，探索利用稀土與粉銹寧殺菌劑混配的作用效果，對降低病菌的抗藥性、延長殺菌劑的使用年限、減少殺菌劑的使用量、保護生態環境及開發新型藥劑等具有現實意義。

1 材料和方法

1.1 供試藥劑

硝酸稀土（≥38%），陜西依農農業科技有限公司生產，是由輕稀土元素鑭、鈰、鐠、釹等2種以上硝酸鹽組成的無機混合物；粉銹寧（15%超微可濕性粉劑），上海升聯化工有限公司生產；吐溫-80，天津市恒興化學試劑制造有限公司生產。

1.2 供試菌種和材料

小麥白粉病菌（Blumeria graminis f.sp.tritici）來源于山西省小麥田間植株有性世代閉囊殼，經子囊孢子釋放后獲得[18]，用掃抹法接種感病寄主銘賢169擴繁備用。

1.3 測量儀器

游標卡尺，杭州工具量具有限公司制造。

1.4 供試植株的培育

試驗于2012年在山西農業大學園藝學院大棚中進行。首先選擇籽粒飽滿的小麥種子1 350粒，其中，75粒用2 000 m g/L硝酸稀土浸種，其余用清水浸種，均浸種3 h；然后在裝有沙壤土的營養缽中每缽均勻點播25粒小麥種子，覆土3 cm，澆足底水，覆膜保溫、保濕，待長至2葉期備用。

1.5 藥液的制備

準確稱取稀土試劑1.5 g于500 m L的燒杯中，用量筒準確量取250 m L水加入其中，不斷攪拌直至完全溶解，即配制成6 000 m g/L硝酸稀土母液。1 200倍粉銹寧以及稀土與粉銹寧混劑也按上述方法配制成所需濃度。在配制好的處理液中加0.01%吐溫-80。

1.6 處理方法

1.6.1 保護作用 先用500，1 000，2 000，3 000 m g/L硝酸稀土及1 200倍粉銹寧、1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土，于小麥幼苗2片葉大小時進行葉面噴施，以噴清水作對照。每一處理和對照重復3次，處理1 d后接種小麥白粉菌，共21個營養缽。

1.6.2 誘抗作用 浸種處理：用2 000 m g/L硝酸稀土浸種75粒，用清水浸種作對照，分別種植于營養缽中，每缽25粒，共6個營養缽。葉面噴施：先用3 000 m g/L硝酸稀土噴葉處理6個營養缽2葉期麥苗后，分別于3，5 d后各接種3個營養缽麥苗，以噴清水3個營養缽麥苗作對照，共9個營養缽。

1.6.3 治療作用 先接種，待植株發病后，再用同1.6.1的藥劑葉面處理，對照噴清水。共21個營養缽。

1.7 接種方法

將接種用的病株在被接種的小麥培養缽上方采用振蕩抖落法接種，并結合葉片摩擦法接種，使分生孢子自然均勻脫落在培養缽中的小麥葉片上。

1.8 調查及測定方法

1.8.1 病情和防效計算 葉片病情分級：0級，未發病；1級，葉片病斑菌絲層覆蓋面積占總面積的1%～5%；2級，葉片病斑面積占總面積的6%～10%；3級，葉片病斑面積占總面積的11%～20%；4級，葉片病斑面積占總面積的21%～40%；5級，葉片病斑面積占總面積大于40%。

病情指數＝（Σ（各級病葉數×該病級值））/（最高病級值×調查總葉數）×100；

防治效果＝（對照病情指數－處理病情指數）/對照病情指數×100%。

1.8.2 防治效果的調查 接種后15 d，在每個培養缽中隨機抽取10株植株，統計第1，2葉片的發病情況，記錄每片葉的病級，間隔15 d再隨機抽取10株植株統計其上所有葉片的發病情況并記錄病級，計算病情指數和防治效果。

1.8.3 發生動態的調查 在每個培養缽中選取長勢良好一致的植株4株，貼上標簽編號，每隔3 d調查一次病葉病級，于 5 月 9，12，15，18，21 日共調查 5 次，分別調查 1，2 葉，1，2，3，4 葉，2，3，4，5 葉，3，4，5，6葉的病級，計算病情指數和防治效果，統計病情的動態變化情況。

1.8.4 病斑大小的測量 在每一培養缽中，兼顧大、中、小隨機抽取3個病斑，每個處理共測量9個病斑，用游標卡尺采用十字交叉法測量病斑的直徑（m m），計算病斑直徑的平均值，統計病斑大小的差異。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥白粉病的防治效果

2.1.1 不同處理對小麥白粉病的保護效果 由表1可知，在5月9日調查時，不同處理保護效果最好的是500m g/L硝酸稀土，其次為1200倍粉銹寧＋3000m g/L硝酸稀土；在5月21日調查時，3000m g/L硝酸稀土誘導1 d對小麥白粉病保護效果最好，其次依次為2 000 m g/L硝酸稀土、1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土、1 200倍粉銹寧、1 000 m g/L硝酸稀土、500 m g/L硝酸稀土。500 m g/L硝酸稀土處理5月9日調查時，病指小、防效好，可能與它們處于試驗田的最外圍、通風性較好、其他植株傳播過來的菌量較少有關。同時也說明植株密植有利于病害的發生，會加重病情。

表1 不同處理對小麥白粉病的保護效果

從5月21日調查結果看，隨著硝酸稀土濃度的增大，防效逐漸加強。在不同質量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土保護效果最好，持久而恒定。1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土次之，均高于1 200倍粉銹寧的效果，說明硝酸稀土對粉銹寧的保護效果有一定增效作用。

2.1.2 不同處理對小麥白粉病的誘抗效果 從表2可看出，3種處理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病的誘抗效果最好，其次依次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導3，5 d。3 000 m g/L稀土誘導3，5 d的病斑中間為黃色，周圍為綠色，可能是由于病原菌從寄主植株組織中攝取的營養物質積聚在病斑周圍，以利于病原菌的存活和擴展蔓延；也可能是前期接菌量大，藥劑處理后植株對病害產生了一系列的生理生化的抗病反應，說明其有誘導抗病作用；浸種效果好于噴葉誘導效果。

表2 不同處理對小麥白粉病的誘抗效果

2.1.3 不同處理對小麥白粉病的治療效果 從表3可以看出，在5月9，21日2次調查時，不同處理對小麥白粉病治療效果最好的均是1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土并未增強1 200倍粉銹寧的治療效果。

表3 不同處理對小麥白粉病的治療效果

總體看，隨著稀土濃度的增大，防效逐漸加強，不同質量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土治療效果最好；隨時間的延長各治療處理的防效均降低。

2.2 不同處理對小麥白粉病發生動態的影響

2.2.1 保護處理對小麥白粉病發生動態的影響從圖1可以看出，在5月12日第2次調查時，不同保護處理的防效均大幅下降，之后上升。3 000 m g/L硝酸稀土誘導1 d，后期的保護效果較好，5月18日防效達41.63%，5月21日防效達46.85%。

2.2.2 誘抗處理對小麥白粉病發生動態的影響由圖2可知，不同誘抗處理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病葉片的保護效果最好，5月18日和21日防效分別為25.46%，55.90%；其次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導5，3 d，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導5 d，5月18日和21日防效分別為50.91%，54.32%，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導3 d，5月18，21日防效分別為22.8%，43.32%，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導5 d，后期的誘抗效果更好。

3000m g/L硝酸稀土誘導3，5d，前期防效差，可能是由于接菌量大；后期防效較好，說明3 000 m g/L硝酸稀土有誘導抗病作用。

2.2.3 治療處理對小麥白粉病發生動態影響 5月9，12，15，18，21 日 5 次調查，1 200 倍粉銹寧防效依次為48.21%，39.57%，51.13%，46.86%，49.34%；3 000 m g/L硝酸稀土防效依次為43.06%，51.16%，47.47%，46.86%，43.54%。1200倍粉銹寧＋3000m g/L稀土防效依次為50.82%，41.52%，32.57%，28.00%，32.16%；500 m g/L硝酸稀土防效依次為55.98%，35.47%，32.26%，13.34%，24.53%；1 000 m g/L硝酸稀土防效依次為37.87%，28.30%，16.81%，8.96%，25.27%；2 000 m g/L硝酸稀土防效依次為43.06%，43.79%，33.81%，27.83%，38.56%。

不同治療處理對小麥白粉病發生動態的防效較好的依次為1 200倍粉銹寧、3 000 m g/L硝酸稀土，防效較持久穩定。總體上，隨稀土濃度的增大，防效增強。但前期防效硝酸稀土500m g/L＞1000m g/L，可能是由于其在試驗田的最外圍、通風性較好、其他植株傳播過來的菌量較少。整體上，各處理前期的治療效果較好。

隨時間的遞延，硝酸稀土治療處理的防效表現出先下降后上升，第4次調查時降至最小值，之后上升。可能是由于試劑要發揮作用需要一定的時間，在前期由于植株已經發病，在與病菌的競爭中藥劑處于劣勢，而后期藥劑發揮藥效，防效上升，從中也可以看出藥劑施用后到發揮藥效的時間（圖3）。

2.3 不同處理對小麥白粉病病斑大小的影響

2.3.1 保護處理對小麥白粉病病斑大小的影響從表4可以看出，葉面噴施3 000 m g/L硝酸稀土誘導1 d后，接種的病斑直徑最小，其次為1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土，1 200倍粉銹寧病斑直徑最大。說明硝酸稀土保護處理效果好于1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧的保護效果有增效作用。總體上，隨著稀土濃度的增加，病斑直徑逐漸減小，但500 m g/L硝酸稀土不符合規律，可能是由于其在試驗田的最外圍、通風性較好、其他植株傳播過來的菌量較少的緣故。

表4 保護處理對小麥白粉病病斑大小的影響

2.3.2 誘抗處理對小麥白粉病病斑大小的影響由表5可知，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導5 d后，接種的小麥白粉病病斑直徑最小，其次為2 000 m g/L硝酸稀土浸種，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉3 d誘抗處理的病斑直徑最大，但均好于對照。

表5 誘抗處理對小麥白粉病病斑大小的影響

2.3.3 治療處理對小麥白粉病病斑大小的影響由表6可知，3 000 m g/L硝酸稀土處理的小麥白粉病病斑直徑最小，其次為1200倍粉銹寧＋3000m g/L硝酸稀土，好于1 200倍粉銹寧，說明3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧有增效作用。500 m g/L硝酸稀土病斑直徑最大。總體上，隨著稀土質量濃度的增加，病斑直徑逐漸減小，但2 000 m g/L硝酸稀土不符合規律，可能是由于接菌量少。可以看出，治療處理對病斑直徑的大小影響與保護處理防效一致。

表6 治療處理對小麥白粉病病斑大小的影響

3 結論與討論

保護效果：隨著硝酸稀土質量濃度的增大，防效逐漸加強。在不同質量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土保護效果最好，持久而恒定。1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土次之，均高于1 200倍粉銹寧的效果，說明3 000 m g/L硝酸稀土保護效果好于1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧的保護效果有一定增效作用。對病斑直徑的觀察也證實了這點。從保護處理對小麥白粉病發生動態的影響來看，3 000 m g/L硝酸稀土誘導1 d，后期的保護效果較好。

誘抗效果：從防治效果調查來看，在不同處理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病的誘抗效果最好，其次依次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導3，5 d。從誘抗處理對小麥白粉病發生動態的影響看，也是2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病葉片的保護效果最好，其次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導5，3 d，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導5 d，后期的誘抗效果更好。從誘抗處理對小麥白粉病病斑大小的影響可以看出，處理效果依次為3000m g/L硝酸稀土噴葉誘導5 d，2 000 m g/L硝酸稀土浸種，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導3 d。

治療效果：供試不同處理對小麥白粉病治療效果最好的均是1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土并未增強1 200倍粉銹寧的治療效果。總體看，隨著稀土質量濃度的增大，治療效果逐漸加強，不同質量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土治療效果最好。不同治療處理對小麥白粉病發生動態的防效較好的依次為1 200倍粉銹寧、3 000 m g/L硝酸稀土，防效較持久穩定。但從治療處理對小麥白粉病病斑大小的影響來看，3 000 m g/L硝酸稀土處理的小麥白粉病病斑直徑最小，其次為1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土，均好于1 200倍粉銹寧。說明3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧對病斑的抑制有增效作用。

研究表明[19]，1000，1500，2000，2500，3000m g/L的硝酸稀土可明顯地抑制番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌、番茄葉霉病菌和西瓜枯萎病菌的菌絲生長、孢子形成、孢子萌發，抑制作用隨著處理濃度增加而增大。本試驗中，硝酸稀土也可能通過抑制小麥白粉病菌菌絲生長、孢子形成、孢子萌發而發揮作用。郭尚等[20]研究表明，經浸種處理而萌發的西瓜幼苗，其體內PPO，SOD，CAT活性上升，蛋白質含量增加，抗性增強。說明一方面稀土元素對植物病原菌有直接抑制作用；另一方面稀土元素通過誘導植物產生抗性而作用于病原菌。有關硝酸稀土對小麥白粉病菌作用的生理生化機制尚需進一步研究。

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