生物源農藥對馬鈴薯產量及病害防效的影響

冉 平，王玉娟，李繼明，董懷軍，武漢軍

（甘肅省定西市安定區農業技術推廣服務中心，甘肅 定西 743000）

農藥是一種重要的生產資料，在農業生產中必不可少，對農業發展和人類糧食供給做出了巨大的貢獻[1]。生物源天然產物農藥主要是指以植物、動物、微生物等產生的具有農用生物活性的次生代謝產物開發的農藥，一般具有毒性較低、對植物無藥害、有害生物不易產生抗藥性、對環境友善的特點[2]。李凡海和桂清[3]指出生物源農藥既具有化學制劑防治病蟲害的特點，又不易產生殘留和污染，并且不易使病原菌和害蟲等有害生物產生抗藥性，其已逐漸成為農藥行業研究開發的新方向。黃耿[4]指出生物農藥是有機農業最重要的生產投入品之一，其對農業可持續性發展的重要性自是不言而喻，大力推廣和使用生物農藥既是食品安全和農產品質量安全的需要，也是農業生態環境保護的需要，而“公共植保、綠色植保”理念的提出和實踐，也為生物防治和生物農藥的發展提供了平臺和市場空間。郭梅等[5]研究也指出生物源農藥為馬鈴薯晚疫病的無公害防治提供了一條充滿希望的途徑。安定區馬鈴薯種植面積大，常年保持在6.7萬hm2左右[6]，近幾年來，馬鈴薯種植地塊重茬和迎茬現象普遍，各種馬鈴薯病害流行發病嚴重，除晚疫病外，黑痣病和瘡痂病已上升為當地馬鈴薯主要病害，且防控困難，每年對馬鈴薯病害防控投入了大量的化學農藥[7]。一方面，大量使用化學農藥，對農田土壤環境造成了污染；另一方面，部分農藥防效差，連年使用，病菌產生抗藥性[1]。為了大力推進馬鈴薯病害綠色防控工作，減少化學農藥使用量，實現“雙減”目標，進一步驗證生物源農藥在馬鈴薯上的防病效果，引進了3種生物源農藥，與當地常規使用的化學農藥進行對比，研究其對馬鈴薯產量以及經濟效益的影響，探索適宜安定區馬鈴薯綠色防控的新型藥劑，以便更好地做到生物農藥代替化學農藥。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在魯家溝鎮小岔口村的旱川地。土壤類型為黑麻壚土，試驗地海拔1 750 m，年平均降雨量340 mm，年平均氣溫6.3 ℃，≥10 ℃有效積溫2 239.1 ℃，耕層土壤（0～20 cm）含有機質11.25 g/kg，速效氮167 mg/kg，速效磷12.37 mg/kg，速效鉀193 mg/kg。試驗地前茬為馬鈴薯，肥力中等，地力均勻，秋季深耕整地時施用腐熟農家肥2 000 kg/667m2，春季覆膜播種時施用六國化工馬鈴薯復合肥（N∶P2O5∶K2O=10∶15∶20）80 kg/667m2。

1.2 供試材料

供試馬鈴薯品種‘隴薯10號’（一級種），由定西百泉馬鈴薯種業有限公司提供。黑色聚乙烯地膜，厚度0.012 mm，由甘肅宏鑫農業科技有限公司生產。香芹酚（5%水劑）由蘭州世創生物科技有限公司生產；寡糖·鏈蛋白（6%可濕性粉劑）由中國農業科學院植保所廊坊農藥中試廠生產；蕓苔素內酯（0.01%可溶液劑）由上海綠澤生物科技有限責任公司生產。霜脲·錳鋅（72%可濕性粉劑）由上海杜邦農化有限公司生產。

1.3 試驗方法

試驗采用單因子隨機區組設計，設5個處理，3次重復，隨機排列，小區面積40 m2（5 m×8 m），各處理分別是：（1）香芹酚，（2）寡糖·鏈蛋白，（3）蕓苔素內酯，（4）霜脲·錳鋅，（5）清水（CK）。各處理覆膜時間2018年5月8日，播種時間為5月13日，收獲時間10月18日，種植密度57 000株/hm2，其他田間管理措施與當地大田一致。

各處理在播種前，對種薯進行挑揀晾曬，然后用香芹酚800倍液、寡糖·鏈蛋白500倍液、蕓苔素內酯800倍液、霜脲·錳鋅800倍液和清水拌種，陰干后播種。在馬鈴薯塊莖膨大期（7月25日）進行第1次噴藥，每7～10 d噴施1次，共噴施4次。各處理藥劑噴施用量香芹酚800倍液、寡糖·鏈蛋白1 000倍液、蕓苔素內酯750倍液、霜脲·錳鋅800倍液，對照用清水噴施。

1.4 調查內容

1.4.1 生育期

按出苗期、現蕾期、開花期、成熟期、收獲期調查每一小區[8]。出苗期：小區出苗率達50%的日期，開始出苗后隔天調查。現蕾期：50%的植株現蕾的日期，開始現蕾后隔天調查。開花期：50%的植株開花的日期，開始開花后隔天調查。成熟期：小區50%的葉子變黃的日期，在生長后期每周調查2次。收獲期：塊莖收獲的日期。生育期：出苗期到成熟期的天數。

1.4.2 田間性狀

調查出苗率和大中薯率時，每小區隨機調查10株。大薯：100 g以上；中薯：50～100 g；小薯：50 g以下[9]。按小區實收面積37.4 m2收獲計產。

1.4.3 馬鈴薯早疫病和晚疫病調查及防治效果

調查時間：共進行5次調查，7月22日第1次調查病情基數，每次施藥后7～10 d進行1次調查，最后1次施藥后10 d即9月15日進行第5次調查。

調查方法：每個小區分別采用對角線5 點取樣，每點取3 株，查全部葉片，按下列分級標準（以葉片為單位）記錄、計算防效[10]。

0 級：無病斑；1 級：病斑面積占整個葉面積5%（或1/20）以下；3 級：病斑面積占整個葉面積6%～10%（或1/10）；5 級：病斑面積占整個葉面積11%～20%（或1/5）；7 級：病斑面積占整個葉面積21%～50%（或1/2）；9 級：病斑面積占整個葉面積51%（或1/2）以上。

病情指數＝[Σ（各級病葉數×相對級數值）/（調查總葉數×最高級數值）]×100

防治效果（%）＝[1-（處理區病情指數/空白對照區病情指數）]×100

1.4.4 馬鈴薯黑痣病調查及防治效果

調查時間：共進行2次調查，7月22日調查病情基數，10 月18 日收獲期調查地下莖及塊莖病情指數。

調查方法：每個小區分別采用對角線5 點取樣，每點取3株（挖出調查地下莖及塊莖），調查地下莖及塊莖部病情指數，按下列分級標準記錄[以地下莖（塊莖）為單位]、計算防效[11]。

0級：無絲核菌及潰瘍斑；1級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積5%（或1/20）以下；3級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積6%～10%（或1/10）；5級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積11%～20%（或1/5）；7級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積21%～50%（或1/2）；9級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積51%（或1/2）以上。

病情指數＝{Σ[各級根莖（薯塊）數×相對級數值]/[調查根莖（薯塊）數×最高級數值]}×100

防治效果（%）＝[1-（處理區病情指數/對照區病情指數）]×100

1.4.5 馬鈴薯瘡痂病調查及防治效果

調查時間：共進行2次調查，7月22日調查病情基數，10月18日收獲期調查薯塊病情指數。

調查方法：每個小區分別采用對角線5 點取樣，每點取3株（挖出調查塊莖），調查塊莖的發病情況，按下列分級標準記錄[以根莖（薯塊）為單位]、計算防效[12]。

0 級：薯塊健康，無病斑；1 級：薯塊基本健康，有1～2個零星斑點，所占面積未超過薯塊表面積1/4；2級：薯塊表面有3～5個病斑，所占面積為薯皮表面的1/4～1/3；3 級：薯皮表面有6～10 個病斑，所占面積占薯皮表面積的1/3～1/2；4級：嚴重感病，病斑在10個以上，病斑面積超過薯皮表面積的1/2。

發病率（%）=（發病塊莖數/調查總塊莖數）×100

病情指數= [∑（各病級塊莖數× 該病級代表值）/（調查總塊莖數×最高級代表值）]×100

防治效果（%）=（對照病情指數-處理病情指數）/對照病情指數×100

2 結果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯生育期的影響

由表1可看出，不同處理對馬鈴薯的生育期有較為明顯的影響，各處理的生育期均較清水（CK）處理長。各處理生育期以寡糖·鏈蛋白處理和霜脲·錳鋅處理為最長，是131 d，較清水（CK）處理長16 d。在播期相同情況下，各生物源農藥對馬鈴薯的處理較清水（CK）處理都能延長其生育期，保持葉片持綠性，進而提高馬鈴薯產量。

2.2 不同處理對馬鈴薯出苗率的影響

不同處理的馬鈴薯出苗率為98.8%～99.7%。各處理出苗率與對照差異不顯著。使用生物源農藥對馬鈴薯種薯進行拌種后，其出苗率之間差異不顯著，香芹酚、寡糖·鏈蛋白和蕓苔素內酯對馬鈴薯出苗率的影響與當地普通藥劑霜脲·錳鋅和清水（CK）處理對馬鈴薯出苗率的影響一致，可以在生產中進行馬鈴薯拌種處理。

2.3 不同處理對馬鈴薯產量、大中薯率的影響

由表2 可知，不同處理的馬鈴薯大中薯率為63.2%～71.3%。香芹酚、寡糖·鏈蛋白和蕓苔素內酯處理的大中薯率與對照差異達顯著水平，但各生物源農藥處理之間大中薯率差異不顯著。各處理的大中薯率均較對照高，以寡糖·鏈蛋白處理的大中薯率最高，為71.3%，較清水（CK）處理高8.1 個百分點。因此，生物源農藥處理可提高馬鈴薯的大中薯率，提高商品率，在同等條件下，提高種植馬鈴薯的經濟效益。

表2 不同處理對馬鈴薯產量、大中薯率的影響Table 2 Effects of different treatments on yield and large- and medium-sized tuber rate

各處理的產量均較對照高，以寡糖·鏈蛋白處理的產量最高，為28 808 kg/hm2，較清水（CK）處理增產10 041 kg/hm2，增產率53.5%，其次是香芹酚處理，是27 692 kg/hm2，與清水（CK）處理相比，增產率47.6%。各處理的產量與對照差異達極顯著水平。各生物源農藥處理之間產量差異達顯著水平，依次是寡糖·鏈蛋白、香芹酚和蕓苔素內酯，同時，這些生物源農藥與霜脲·錳鋅處理產量差異達顯著水平。在生產上，采用生物源農藥拌種和田間噴施，可顯著提高馬鈴薯產量。

2.4 不同處理對馬鈴薯晚疫病的防效

從表3 可看出，各處理對馬鈴薯晚疫病的發病率、病情指數及防效的影響達到極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯晚疫病的防控明顯優于對照處理，對照處理的田間發病率和病情指數均顯著高于其他處理，而防效顯著低于其他處理。各處理馬鈴薯晚疫病的發病率以寡糖·鏈蛋白處理為最低，平均是9.5%，較清水（CK）處理低11.7個百分點。病情指數以寡糖·鏈蛋白處理為最低，平均是11.6，較清水（CK）處理低11.7。防效以寡糖·鏈蛋白處理為最好，平均是49.8%。生物源農藥對馬鈴薯晚疫病的防效較其他處理好。

2.5 不同處理對馬鈴薯早疫病的防效

從表4 可看出，各處理與清水（CK）相比，對馬鈴薯早疫病的發病率、病情指數及防效的差異達極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯早疫病的防控明顯優于清水（CK）處理，清水（CK）處理的田間發病率和病情指數均顯著高于其他處理，而防效顯著低于其他處理。各生物源農藥對馬鈴薯早疫病的防效差異達顯著水平，但其防效均低于霜脲·錳鋅。對馬鈴薯早疫病的防治，霜脲·錳鋅優于各生物源農藥。

表3 不同處理對馬鈴薯晚疫病田間防效的影響Table 3 Effects of different treatments on field control effect of potato late blight

表4 不同處理對馬鈴薯早疫病田間防效的影響Table 4 Effects of different treatments on field control effect of potato early blight

2.6 不同處理對馬鈴薯黑痣病的防效

從表5 可看出，對馬鈴薯黑痣病的防效，香芹酚和寡糖·鏈蛋白處理差異不顯著，但二者與蕓苔素內酯、霜脲·錳鋅、清水（CK）處理差異達極顯著水平。各處理與清水（CK）相比，對馬鈴薯黑痣病的發病率、病情指數及防效的差異達極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯黑痣病的防控明顯優于清水（CK）處理。生物源農藥對馬鈴薯黑痣病的防治有顯著影響。

2.7 不同處理對馬鈴薯瘡痂病的防效

從表6可看出，霜脲·錳鋅處理對馬鈴薯瘡痂病的防效好于生物源農藥，達極顯著水平（寡糖·鏈蛋白除外），各生物源農藥之間的防效差異達顯著水平。因此，生物源農藥對馬鈴薯瘡痂病的防效盡管不如化學農藥，但還是有一定的效果。同時，各處理與清水（CK）相比，對馬鈴薯瘡痂病的發病率、病情指數及防效的差異達極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯瘡痂病的防控明顯優于清水（CK）處理。

表5 不同處理對馬鈴薯黑痣病田間防效的影響Table 5 Effects of different treatments on field control effect of potato black scurf

表6 不同處理對馬鈴薯瘡痂病田間防效的影響Table 6 Effects of different treatments on field control effect of potato scab

3 討 論

2015 年，國家農業部提出了“農藥化肥雙減”和“農藥零增長”的概念和目標，大力推廣應用生物農藥、高效低毒低殘留農藥，替代高毒高殘留農藥是主要的技術措施[13]。據統計，由于農藥的使用，每年挽回的糧食作物產量約為總產量的7%[14]。開發應用對有害生物高效、對非靶標生物安全、易分解、且分解產物對環境無損害的生物農藥是替代化學農藥的首選產品之一[15]。隨著人們環保意識的增強，對生態環境無污染的生物源農藥在近幾年的推廣中越來越受到市場的青睞，也符合中國發展生態農業的戰略方針。安定區馬鈴薯種植面積大，各類馬鈴薯病害時有發生。采用優良抗病品種、輪作倒茬、培育健薯等栽培措施能有效預防馬鈴薯病害的發生，但藥物對馬鈴薯病害的防治仍是目前最有效的方法。在馬鈴薯病害防治過程中，該地主要以化學農藥如代森錳鋅、甲霜錳鋅、氟菌·霜霉威、霜脲氰、氫氧化銅等為主，對生物源農藥的使用很少。為進一步驗證生物源農藥對馬鈴薯病害防治的效果，試驗引進生物源農藥香芹酚、寡糖·鏈蛋白和蕓苔素內酯，以當地近幾年來馬鈴薯主發的4 種病害為調查對象，分析研究其對馬鈴薯病害的防治效果。

試驗結果表明，拌種和田間噴施生物源農藥，能延長馬鈴薯的生育期，對馬鈴薯的出苗影響不顯著；對馬鈴薯晚疫病、早疫病、黑痣病、瘡痂病的防效與對照相比差異達極顯著水平，以寡糖·鏈蛋白、香芹酚處理的防效表現最好。可以看出，生物源農藥對馬鈴薯的正常生長發育不會造成影響，但該試驗在馬鈴薯生育期內單一噴施一種生物源農藥防治馬鈴薯病害，從病害防治的原則來看，易產生抗藥性和防治效果不理想的問題。2018 年該地馬鈴薯病害屬中度發生年份，3 種生物源農藥對馬鈴薯病害的防效與對照相比差異達極顯著水平，說明生物源農藥對馬鈴薯病害的防治具有顯著作用，因此，使用生物源農藥是發展綠色生態農業的選擇。該研究結果與相關領域研究具有相似性，李培玲[16]研究指出利用植物免疫蛋白質農藥—6%寡糖·鏈蛋白可濕性粉劑針對大田馬鈴薯進行晚疫病防治，晚疫病推遲10 d 左右發病，對晚疫病具有預防作用；與殺菌劑配合施藥，可以提高化學農藥的藥效。由于該試驗只進行了1 年，試驗數據缺乏相互印證，每年當地氣候條件、病害發生程度等都有很大不同，生物源農藥的防控效果也會有很大差別。因此，在旱作區，應繼續加大對生物源農藥的應用試驗，并嘗試與其他化學農藥在馬鈴薯病害防治中交替配合使用，觀察其防治效果和對馬鈴薯產量的影響。