抗病誘導劑與殺菌劑混合處理對馬鈴薯晚疫病的防治效果

張鉉哲李媛媛李 璐陳 梅姜 萌張星哲，2

（1 東北農業大學農學院，黑龍江哈爾濱150030；2 黑龍江省農業科學院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）已成為繼水稻、小麥、玉米之后的第四大主糧作物，目前我國馬鈴薯種植面積和年總產量均是世界第一（王立 等，2013）。馬鈴薯晚疫病（Potato late blight）是植物病害中流行速度最快的一種病害，幾乎分布于世界上所有的馬鈴薯種植區，是最嚴重、最具破壞性的植物病害之一，是制約馬鈴薯生產和實現產業化的第一大障礙（楊艷麗 等，2009）。

馬鈴薯晚疫病是由藻物界卵菌綱致病疫霉菌〔Phytophthora infestans（Mont.）de Bary〕 引 起（Chowdappa et al.，2015）。日暖夜涼高濕的環境條件下，病害迅速傳播，嚴重影響馬鈴薯產量和塊莖質量，一般年份減產10%～20%，嚴重年份減產30%以上，造成巨大的經濟損失（宋伯符 等，1996）。目前，抗病育種和使用化學殺菌劑是防治馬鈴薯晚疫病的有效方法（Cooke & Lees，2004），但頻繁使用殺菌劑對環境和人類健康都有不利影響。

植物抗病誘導劑是近年來發展的一類新型植物病害防治劑，它本身沒有殺菌活性，但能夠誘導植物產生系統抗病性（褚明杰和岳永德，2004）。抗病誘導劑在不對環境造成負面影響的情況下能夠減少病害侵染，具有廣譜性、防效相對穩定、無污染等優點，極具應用潛力（陳芳 等，2007）。苯并噻二唑（BTH）、水楊酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）等非生物因子能夠誘導植物對病原菌產生抗性（Durrant & Dong，2006）。β-氨基丁酸（BABA）是一種非蛋白氨基酸（Gamliel & Katan，1992），能夠誘導植物產生對多種病害包括病毒（Siegrist et al.，2000；Cohen，2002）、細菌（Baysal et al.，2005）、 卵 菌（Silue et al.，2002；Hamiduzzaman et al.，2005）及根結線蟲（Oka et al.，2001）的系統抗性，從而使根、葉和果實免遭病害侵襲。余朝閣等（2008）發現BABA 不能抑制灰霉菌生長，卻顯著誘導番茄對灰霉病的抗性。王靜等（2014）研究表明，BABA 誘導處理的馬鈴薯植株在受到晚疫病病原菌侵染時，可以觸發H2O2積累、胼胝質沉積和高度敏感性反應（HR）等防衛反應的發生。

本試驗通過室內抑菌試驗和盆栽試驗研究了BABA、BTH、SA 和MJ 4 種抗病誘導劑誘導馬鈴薯對晚疫病的系統獲得抗性。進一步將篩選得到的最佳藥劑BABA 與化學殺菌劑聯合使用，研究抗病誘導劑與殺菌劑混合處理對田間馬鈴薯晚疫病防效以及對馬鈴薯產量的影響，旨在探討在大田條件下BABA 誘發馬鈴薯抗病性來有效防治晚疫病的可能，為生產上防治馬鈴薯晚疫病提供新的解決思路。

1 材料與方法

1.1 材料

供試馬鈴薯：大西洋微型薯，易感晚疫病品種，由黑龍江省農業科學院克山分院提供。

供試培養基：20%番茄瓊脂培養基和選擇性培養基（徐生軍 等，2009）。

供試菌株：2017 年采自黑龍江省馬鈴薯主產區的晚疫病菌株，菌株LX-1 采自于蘭西縣，KS-30 采自于克山縣，于實驗室分離純化后保存在番茄培養基斜面上備用。

供試藥劑：18.7%烯酰 · 吡唑酯（凱特）水分散粒劑（WG）、50%烯酰嗎啉（阿克白）可濕性粉劑（WP），德國巴斯夫公司生產；68.75%氟吡菌胺 · 霜霉威（銀法利）懸浮劑（SC），德國拜耳作物科學有限公司生產；10%氟噻唑吡乙酮（增威贏綠）可分散油懸浮劑（OD），美國杜邦公司生產；80%代森錳鋅（金絡）可濕性粉劑（WP），利民化工股份有限公司生產；50%氟啶胺（福帥得）懸浮劑（SC），日本石原產業株式會社生產；β-氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水楊酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ），上海生工生物工程股份有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病菌的抑制作用

將BABA、BTH、SA 和MJ 4 種抗病誘導劑分別配制成10、20、50、100 μg · mL-14 個濃度，設置不加藥劑處理的空白對照，共17 個處理。

抗病誘導劑對晚疫病菌菌絲生長的影響：采用菌絲生長速率法，設置含藥濃度為上述17 種處理的番茄瓊脂培養基平板，每個濃度3 次重復，然后將活化10 d 左右的馬鈴薯晚疫病菌打成直徑為7 mm 的菌餅，用接種針將菌餅倒置在含藥培養基平板中央（菌絲一面向下），20 ℃恒溫培養，接種后10 d 進行調查，采用十字交叉法測量菌落直徑。

抗病誘導劑對晚疫病菌孢子囊萌發的影響：參考王樹桐等（2006）的方法，將馬鈴薯晚疫病菌制成孢子囊懸浮液，調節濃度至10×10 倍顯微鏡下每視野約150～200 個孢子囊，將孢子囊懸浮液與藥液按1∶1 的體積比混勻，使藥液終濃度為上述17種處理濃度，每個處理吸取 15 μL 液體滴于干凈凹玻片上，于23 ℃培養24 h，觀察孢子囊萌發情況，芽管長于孢子囊直徑視為萌發。每個處理3 次重復，每個重復以視野中所見到的孢子囊數為準，統計萌發率。

1.2.2 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病的盆栽防效 抗病誘導劑對晚疫病的防治效果：2017 年10 月在東北農業大學植保溫室中進行，采用1.2.1 中的17 個處理，每個處理種植10 盆馬鈴薯植株，待其長至10～12 片葉時，分別噴施馬鈴薯葉片，施藥3 d 后進行晚疫病病原菌接種，接種方法參照徐生軍等（2009）的方法，用無菌水將晚疫病菌培養平板上的游動孢子囊洗下，經滅菌紗布過濾后制成孢子囊懸浮液，用血球計數板將孢子囊數調為1×105個 ·mL-1，置于4 ℃冰箱中2～3 h 后取出，采用噴霧法接種。接種后7 d 調查病害情況，計算病情指數和防治效果。

抗病誘導劑對馬鈴薯單株產量的影響：待馬鈴薯收獲時，對全部盆栽馬鈴薯進行測產，并進行差異顯著性分析。

1.2.3 田間晚疫病防效測定 將篩選得到的防治效果最佳的抗病誘導劑和適宜濃度，應用于2018 年田間試驗。

試驗于2018 年在黑龍江省農業科學院進行，每試驗小區面積48 m2，共設11 個處理，4 次重復，播種時間為4 月28 日，田間出現中心病株時進行病情指數的基數調查并施藥，之后每隔7 d 施藥1次，共施藥4 次（7 月15、23、29 日和8 月8 日），每次施藥前進行病情指數的調查，并于施藥后7 d再次進行調查。各處理施藥設計見表1，抗病誘導劑按照篩選出的濃度進行噴施，殺菌劑按照推薦劑量噴施〔制劑使用量為：18.7%烯酰 · 吡唑酯WG 1 500 g · （667 m2）-1、50%烯酰嗎啉WP 35 g · （667 m2）-1、68.75%氟吡菌胺 · 霜霉威SC 70 mL · （667 m2）-1、10%氟噻唑吡乙酮OD 20 mL · （667 m2）-1、80%代森錳鋅WP 120 g · （667 m2）-1、50%氟啶胺SC 30 mL · （667 m2）-1〕，采用整株調查法，計算病情指數及防效。

表1 施藥設計與施藥時間

1.2.4 田間馬鈴薯產量測定 于2018 年9 月12 日收獲馬鈴薯，每小區取3 壟1 m 寬，測定各處理的產量，包括大中薯質量、小薯質量（大中薯≥50 g、小薯＜50 g）、病爛薯質量，并計算總產量、商品薯率和增產率等。

1.3 調查與數據分析方法

盆栽試驗以葉片為單位進行調查，病情分級標準按肖慶紅等（2017）的方法，0 級：葉片無病斑；1 級：病斑面積占整個葉片面積＜5%；3 級：病斑面積占整個葉片面積6%～10%；5 級：病斑面積占整個葉片面積11%～20%；7 級：病斑面積占整個葉片面積21%～50%；9 級：病斑面積占整個葉片面積＞50%。

田間試驗以整株為單位進行調查，病情分級標準參考方樹民等（2001）的方法，0 級：葉片無任何癥狀；1 級：葉片上有個別病斑；2 級：1/3 以下葉片有病斑；3 級：1/3～1/2 葉片上有病斑；4 級：1/2 以上葉片上有病斑；5 級：幾乎整株枯死。

式中，CK0是對照組的藥前病情指數，CK1是對照組的藥后病情指數，PT0是藥劑處理組的藥前病情指數，PT1是藥劑處理組的藥后病情指數。

采用DPS 7.05 軟件，應用Duncan 氏新復極差法，對試驗數據進行差異顯著性分 析。

2 結果與分析

2.1 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病 菌的離體抑制作用

由表2 可見，4 種不同濃度的抗病誘導劑處理對馬鈴薯晚疫病菌的孢子囊萌發均沒有抑制作用，對病原菌菌絲生長也沒有抑制作用（圖1、2），說明抗病誘抗劑對晚疫病病原菌無直接毒性。

表2 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病菌的離體抑制作用

2.2 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病的盆栽防效

由表3 盆栽試驗結果可見：4 種抗病誘導劑均能較好地誘導馬鈴薯對晚疫病的抗性，降低病害的嚴重度，且隨著抗病誘導劑濃度的升高，抗病性增強。BABA 處理的馬鈴薯植株晚疫病防效明顯高于其他處理，各處理最高防效從大到小的順序依次為BABA ＞BTH ＞SA ＞MJ；BABA 處 理 的 馬鈴薯單株產量也明顯高于其他處理，最高單株產量也表現為BABA ＞BTH ＞SA ＞MJ；50 μg · mL-1BABA 處理的馬鈴薯植株的晚疫病防效與馬鈴薯單株產量均與100 μg · mL-1差異不顯著，說明50 μg ·mL-1的BABA 處理即為適宜處理濃度，以此作為后續田間試驗的濃度劑量。

圖1 馬鈴薯晚疫病菌游動孢子囊的萌發彩色圖版見《中國蔬菜》網站：www.cnveg.org，下圖同。

圖2 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病菌的抑制效果

表3 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病的盆栽防效和馬鈴薯的單株產量

2.3 抗病誘導劑對馬鈴薯晚疫病的田間防效

由表4 可知：連續噴施4 次殺菌劑，處理10對馬鈴薯晚疫病的防治效果最好，平均防效可達81.28%，其次為處理9，平均防效達到76.42%，防效最差的為處理1。不添加抗病誘導劑時，防效最好的藥劑組合為處理5。加入抗病誘導劑BABA 的處理防效均高于單一噴施同種殺菌劑的防效，增效4.23～11.84 個百分點。

表4 不同藥劑組合處理對馬鈴薯晚疫病的防效影響

2.4 抗病誘導劑對田間馬鈴薯產量的影響

由表5 可見：10 種處理組合對馬鈴薯均具有顯著增產作用，其中處理10 的增產效果最好，總產量達2 911.08 kg · （667 m2）-1，商品薯率和增產率分別達到76.45%和60.72%。加入抗病誘導劑處理的總產量與增產率均高于單一噴施同種殺菌劑的產量與增產率，增產率提高了10.66～22.38 個百分點。

表5 不同藥劑組合處理對馬鈴薯產量的影響

3 結論與討論

本試驗在抗病誘導劑初篩中，為了研究抗病誘導劑的室內抑菌作用，選用了4 種對馬鈴薯晚疫病抗性誘導效果較好的抗病誘導劑：β-氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水楊酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）。結果顯示各處理孢子囊萌發率和菌絲生長直徑均無顯著差異，不同濃度的抗病誘導劑處理對馬鈴薯晚疫病菌的孢子囊萌發率、菌絲生長均沒有抑制作用。Baider 和Cohen（2003）研究發現BABA 對致病疫霉的孢子囊萌發和菌絲生長無影響；謝丙炎等（2002）也證明，BABA 對疫霉菌無抗菌活性，但同樣誘導甜（辣）椒對疫病的抗性，均與本試驗結果一致。一種化合物既能誘導寄主產生抗性又對病原菌有直接的抑制作用也是可能的，Fischer 等（2009）研究表明，β-氨基丁酸能夠抑制葡萄灰霉病菌的菌絲生長和酵母菌的生長，并隨著濃度增加而抗病性增強。

盆栽試驗中，4 種抗病誘導劑的處理與對照相比，晚疫病病情指數均下降，單株產量都增加（10 μg · mL-1MJ 處理除外），說明4 種抗病誘導劑均誘發了馬鈴薯抗病性的增強，且在一定范圍內隨著抗病誘導劑濃度的升高抗病性增加。BABA 處理的防效和產量明顯高于其他3 種抗病誘導劑，經篩選得出50 μg · mL-1的BABA 處理馬鈴薯葉片對晚疫病具有較高的防治效果，為64.83%，馬鈴薯單株產量為123.11 g。

田間試驗中，在黑龍江省各馬鈴薯種植區防治晚疫病藥劑組合方面，首先推薦使用的是代森錳鋅、氟噻唑吡乙酮、氟啶胺和氟吡菌胺 · 霜霉威（處理5），平均防效可達到75.26%，總產量可達2 699.13 kg · （667 m2）-1。與只用化學殺菌劑相比，BABA 與殺菌劑聯合使用的效果更好，平均防效增加6.02 個百分點、增產11.70 個百分點，最終防效高達81.28%，產量達2 911.08 kg · （667 m2）-1。Liljeroth 等（2010）的研究表明，田間將少量殺菌劑（正常劑量減少20%～25%）與BABA 聯合使用，對晚疫病的防治效果與單獨使用殺菌劑的防效相當，因此可適當減少化學殺菌劑的使用劑量。未來試驗還有待進一步完善改進，比如將低劑量的殺菌劑聯合低劑量的BABA 與全劑量的殺菌劑之間進行對比，觀察兩者是否具有協同作用。研究表明，即使單獨的抗病誘導劑在田間條件下不夠有效，但是與殺菌劑一起使用，可以降低有效控制所需的殺菌劑劑量。Baider 和Cohen（2003）報道，將BABA 和殺菌劑混合使用，對馬鈴薯晚疫病的防治效果明顯好于單獨使用BABA，含有83% BABA的混合使用效果優于其他混合比。因此，加入抗病誘導劑可使殺菌劑用量大幅度降低，并且二者混合使用能有效地誘導馬鈴薯對晚疫病的抗病性和提高晚疫病的防效。同時，田間試驗是在侵染壓力很高的田里進行的，試驗集中于被侵染植物和未經處理的對照地，因此有理由推測，在普通農業領域采用BABA 防治晚疫病菌侵染會更加有效，這也有待進一步試驗。

綜上，噴施BABA 有助于馬鈴薯抵抗晚疫病菌的侵染，提高馬鈴薯的抗病能力，在田間試驗中也具有一定的增效與增產作用，未來可通過BABA與化學殺菌劑聯合使用，以減少晚疫病菌的侵染，達到保產增收的效果。關于抗病誘導劑在大田生產中的應用，仍需大量試驗，其作用機制也需更深入研究。