不同處理方法對(duì)水稻種傳干尖線蟲(chóng)控制的影響

楊 芳，謝家廉，潘存紅，季紅娟，李少軍，彭云良*，姬紅麗*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西南有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 揚(yáng)州 225007)

【研究意義】水稻干尖線蟲(chóng)(AphelenchoidesbesseyiChristie, 1942)是一種在全世界水稻產(chǎn)區(qū)廣泛傳播的植物病原線蟲(chóng)，侵染水稻后可引起葉片產(chǎn)生“干尖”癥狀或穗子產(chǎn)生“小穗頭”癥狀[1]，使水稻產(chǎn)量損失10%～30%，嚴(yán)重可達(dá)50%[2]。【前人研究進(jìn)展】水稻干尖線蟲(chóng)病是一種種傳病害，在多個(gè)國(guó)家被列為對(duì)外檢疫對(duì)象[1]。線蟲(chóng)隨著種子萌發(fā)和水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，侵入植株并最終進(jìn)入稻穗中繁殖，谷粒成熟后，干尖線蟲(chóng)潛伏在谷粒的穎殼與米粒之間，盤繞成團(tuán)狀，如果種子保持干燥，線蟲(chóng)可存活2～3年[3]。本實(shí)驗(yàn)室前期研究表明，干尖線蟲(chóng)能夠循種子供應(yīng)鏈從品種資源、育種材料、育成品種原原種、原種到生產(chǎn)種傳遞，是造成大面積生產(chǎn)上水稻干尖線蟲(chóng)病的重要源頭[4]。在品種比較和區(qū)域試驗(yàn)中，參試材料攜帶干尖線蟲(chóng)不僅影響其本身的產(chǎn)量表現(xiàn)，線蟲(chóng)隨灌溉水傳播也會(huì)污染試驗(yàn)基地其他材料。進(jìn)行種子處理，切斷干尖線蟲(chóng)傳遞鏈，是防治水稻干尖線蟲(chóng)病等種傳病害最經(jīng)濟(jì)、高效的防治方法之一。張超然、宋雙等研究已報(bào)道了藥劑浸種防治水稻干尖線蟲(chóng)病的作用[5-6]。【本研究切入點(diǎn)】本研究針對(duì)品種選育和種子生產(chǎn)部門的不同需求，試驗(yàn)了非化學(xué)、化學(xué)種子處理方式對(duì)收獲種子中干尖線蟲(chóng)帶蟲(chóng)量的影響。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】此研究將為大面積生產(chǎn)上干尖線蟲(chóng)病害防控提供源頭治理技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

水稻干尖線蟲(chóng)為本實(shí)驗(yàn)室自廣東省金稻種業(yè)有限公司提供的廣8優(yōu)金占種子上分離到的線蟲(chóng)種群，并于胡蘿愈傷組織上培養(yǎng)[7]；帶蟲(chóng)水稻種子寧粳48為寧夏回族自治區(qū)農(nóng)林科學(xué)院提供，常糯1號(hào)為國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系桐城綜合試驗(yàn)站提供，帶蟲(chóng)感病品種金運(yùn)1628為江蘇揚(yáng)州里下河農(nóng)科所提供，殺線蟲(chóng)劑：25 g/L溴氰菊酯乳油、10.5%噻唑膦乳油、90%殺蟲(chóng)單粉劑和75%噻唑膦乳油分別為市售產(chǎn)品。

1.2 藥劑對(duì)離體和種子內(nèi)干尖線蟲(chóng)殺蟲(chóng)活性測(cè)定

離體殺蟲(chóng)試驗(yàn)：將25 g/L溴氫菊酯乳油、10.5%噻唑膦乳油和90%殺蟲(chóng)單粉劑按推薦使用濃度設(shè)置4個(gè)處理濃度：先按2倍處理濃度配制藥劑母液，在2 mL離心管中加入500 μL母液后再加入含100頭左右混合齡期的水稻干尖線蟲(chóng)懸浮液500 μL，使最終體積達(dá)到1 mL，藥劑達(dá)到最終濃度(表1)，500 μL清水和500 μL線蟲(chóng)懸浮液混合作對(duì)照。將含蟲(chóng)離心管放在25 ℃ 50 r/min搖床上震蕩處理48 h后在解剖鏡下鏡檢，加入1滴10 mol/L氫氧化鈉，蟲(chóng)體僵直不活動(dòng)者判為死蟲(chóng)，檢查處理和對(duì)照中死蟲(chóng)及活蟲(chóng)數(shù)，計(jì)算較正死亡率。各處理和對(duì)照均重復(fù)3次。

浸種試驗(yàn)：將不同殺線蟲(chóng)劑稀釋至不同處理濃度，清水做空白對(duì)照，將15 mL處理藥劑或清水加入直徑9 cm培養(yǎng)皿中，每皿再加入帶線蟲(chóng)的寧粳48干燥種子100粒，用干凈玻棒攪動(dòng)，種子沉沒(méi)后，蓋上培養(yǎng)皿蓋，放入25 ℃恒溫箱中黑暗靜置48 h，然后用清水將種子表面的藥劑沖掉，后在通風(fēng)櫥中晾干，在干凈A4紙上用研缽底將穎殼和種子磨開(kāi)，將磨開(kāi)的穎殼和種子倒入直徑9 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，加入15 mL 0.02%吐溫20水溶液，培養(yǎng)皿蓋蓋后置于60 r/min搖床上，25 ℃下黑暗震蕩處理4～6 h；沖洗、收集液體于底部劃線的一次性培養(yǎng)皿中鏡檢，解剖鏡下檢查時(shí)加入1滴10 mol/L氫氧化鈉，蟲(chóng)體僵直不活動(dòng)者判為死蟲(chóng)，記錄不同處理和對(duì)照死蟲(chóng)和活蟲(chóng)數(shù)目，計(jì)算較正死亡率。

1.3 大田防治方法初篩試驗(yàn)

初篩試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理，A1：溫湯浸種，56 ℃水浴15 min，取出后涼水沖洗，陰涼通風(fēng)處風(fēng)干；A2：10.5%噻唑膦乳油1000倍液室溫浸種48 h，清水將種子表面藥劑沖掉，陰涼通風(fēng)處風(fēng)干；A3：80 ℃干燥處理10 h +室溫放置16 h+80 ℃烘箱干熱處理10 h；A4：種子在40 ℃烘箱烘3 h 后溫度調(diào)到60 ℃烘4h，80 ℃烘箱連續(xù)干熱處理16 h；A5：80 ℃烘箱連續(xù)干熱處理24 h；A6：未經(jīng)任何處理的對(duì)照。

常糯1號(hào)和金運(yùn)1628的種子處理在室內(nèi)完成后，播種于江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所試驗(yàn)基地水泥池內(nèi)。播種后，撒上細(xì)土，蓋膜。播種4周后移栽至里下河地區(qū)農(nóng)科所試驗(yàn)基地，移栽時(shí)株距15 cm，行距25 cm，各處理移栽10株×30行，不設(shè)重復(fù)。水稻成熟后，各處理隨機(jī)取30穗，脫粒后按常規(guī)方法檢測(cè)百粒帶蟲(chóng)量[4]。

1.4 種子處理防治水稻干尖線蟲(chóng)小區(qū)試驗(yàn)

用經(jīng)檢測(cè)攜帶干尖線蟲(chóng)的常糯1號(hào)種子進(jìn)行6個(gè)處理，T1：溫湯浸種，56 ℃水浴15 min，取出后涼水沖洗，陰涼通風(fēng)處風(fēng)干；T2：75%噻唑膦乳油7500倍室溫浸種48 h，清水將種子表面的藥劑沖掉，陰涼通風(fēng)處風(fēng)干；T3：75%噻唑膦乳油2500倍液室溫浸種48 h，清水將種子表面的藥劑沖掉，陰涼通風(fēng)處風(fēng)干；T4：種子在40 ℃烘箱烘3 h后溫度調(diào)到60 ℃烘4 h，然后80 ℃烘箱干熱處理16 h；T5：80 ℃烘箱干熱處理10 h+室溫放置16 h+80 ℃烘箱干熱處理10 h；T6：未經(jīng)任何處理的對(duì)照。其中T1為溫湯浸種，T2、T3為藥劑浸種，T4、T5為干熱處理。每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)處理1000粒種子；其中溫湯處理還使用了帶干尖線蟲(chóng)的日本晴種子驗(yàn)證對(duì)發(fā)芽率的影響。

種子處理完后即測(cè)試發(fā)芽率：在直徑9 cm培養(yǎng)皿底部墊一張濾紙，各重復(fù)取100粒種子于培養(yǎng)皿中，加清水浸種，25 ℃溫室內(nèi)培養(yǎng)1、2、3、5、和9 d后，檢查和計(jì)算發(fā)芽率。各處理剩余的常糯1號(hào)種子播種在四川省江油市武都鎮(zhèn)育秧田，各處理間起壟隔開(kāi)，播種后，撒上細(xì)土，蓋膜。播種4周后移栽，每個(gè)重復(fù)移栽在2 m×2 m的小區(qū)內(nèi)，株距15 cm，行距30 cm，各處理及重復(fù)隨機(jī)排列，水稻抽穗揚(yáng)花后搭防鳥(niǎo)網(wǎng)。水稻成熟后，各小區(qū)沿對(duì)角線隨機(jī)取50穗，自然風(fēng)干后脫粒。各小區(qū)收獲種子混勻后隨機(jī)取樣3次，每次100粒種子，研磨至種殼剝離后放入直徑9 cm培養(yǎng)皿中，加入15 mL含有0.02%吐溫20的水溶液，置于50 r/min搖床上震蕩過(guò)夜，吸取線蟲(chóng)液于體式鏡下檢測(cè)干尖線蟲(chóng)數(shù)量，3個(gè)重復(fù)平均蟲(chóng)量作為各小區(qū)平均百粒帶蟲(chóng)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

殺蟲(chóng)活性試驗(yàn)中，較正死亡率(%)=(處理死亡率-對(duì)照死亡率)/(1-對(duì)照死亡率)×100%。利用Excel和GraphPadPrism7軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和差異顯著性分析，百分率數(shù)據(jù)先進(jìn)行平方根反正弦轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，多重比較采用Turkey多重比較法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥劑對(duì)離體和種子內(nèi)干尖線蟲(chóng)殺蟲(chóng)活性效果

表1可以看出，噻唑膦表現(xiàn)出高殺線蟲(chóng)活性，其中10.5%噻唑膦乳油500、1000倍稀釋液(有效成份濃度分別為210和105 mg/L)在離體試驗(yàn)中較正死亡率達(dá)到90%以上；在浸種處理中，10.5%噻唑膦乳油1000倍稀釋液(有效成份濃度105 mg/L)和殺蟲(chóng)單各濃度稀釋液(有效成份濃度分別為1800、900、450和225 mg/L)較正死亡率均能達(dá)到90%以上。綜合各藥劑結(jié)果，選擇離體處理和浸種防效都較好的噻唑膦進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

表1 不同藥劑對(duì)離體和種子內(nèi)水稻干尖線蟲(chóng)的殺蟲(chóng)活性

2.2 不同防治方法大田初篩結(jié)果

選擇溫湯浸種、干熱處理等物理方法，并根據(jù)前期藥劑篩選的結(jié)果，選擇內(nèi)吸性藥劑噻唑膦浸種的化學(xué)方法，共設(shè)計(jì)了5種處理方式，于2018年在江蘇揚(yáng)州進(jìn)行了大田防治方法的初篩試驗(yàn)。由表2可以看出，各方法對(duì)干尖線蟲(chóng)都有一定的防治作用，最終百粒蟲(chóng)量均顯著小于對(duì)照。大部分處理方法對(duì)初始蟲(chóng)量較大的品種常糯1號(hào)的效果好于初始蟲(chóng)量較少的品種金運(yùn)1628。

表2 大田初篩試驗(yàn)各處理百粒帶蟲(chóng)量

2.3 不同種子處理方法對(duì)水稻種子發(fā)芽率的影響

由表3顯示，發(fā)芽率試驗(yàn)中，未經(jīng)處理的常糯1號(hào)種子在9 d后累計(jì)發(fā)芽率為79.86%，56 ℃溫湯浸種15 min和干熱處理10 h +16 h時(shí)常溫+干熱處理10 h顯著降低了發(fā)芽率。其他處理累計(jì)發(fā)芽率與對(duì)照無(wú)顯著差異；75%噻唑膦乳油7500倍(有效成分濃度100 μL/L)和2500倍(有效成分濃度300 μL/L)稀釋液浸種處理能夠提高種子發(fā)芽勢(shì)，萌發(fā)處理24 h后發(fā)芽率就達(dá)到40.46%和26.78%，萌發(fā)處理3 d后發(fā)芽率達(dá)到最大值。而其他處理方式發(fā)芽率5 d后才達(dá)到最大值。

表3 不同處理對(duì)日本晴種子發(fā)芽率的影響

由表4可以看出，使用實(shí)驗(yàn)室干燥保存的日本晴種子重復(fù)進(jìn)行溫湯浸種對(duì)種子發(fā)芽率的影響試驗(yàn)，對(duì)照種子發(fā)芽率在浸種4 d后達(dá)到98.58%，溫湯浸種處理種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)較對(duì)照均無(wú)顯著差異。

表4 溫湯浸種對(duì)干燥日本晴種子發(fā)芽率的影響

2.4 種子處理后對(duì)繁殖種子帶蟲(chóng)量的影響

由表5可以看出，將各處理后的常糯1號(hào)種子直接播種在江油基地后移栽，未經(jīng)處理的對(duì)照植株收獲后種子平均百粒帶蟲(chóng)量為65.22，顯著低于上代種子(百粒蟲(chóng)量309.67)。不同方式種子處理后，稻株繁殖種子的百粒帶蟲(chóng)量均顯著低于對(duì)照植株繁殖種子百粒帶蟲(chóng)量，其中溫湯浸種及兩個(gè)濃度噻唑膦藥劑浸種都可使平均百粒蟲(chóng)量低于1頭，而兩種干熱處理方法種子內(nèi)平均百粒蟲(chóng)量為7.22和1.89頭。

表5 不同種子處理方法處理后植株繁殖種子內(nèi)干尖線蟲(chóng)百粒帶蟲(chóng)量

3 討 論

對(duì)于水稻干尖線蟲(chóng)的防治方法，國(guó)內(nèi)學(xué)者已有一些研究，彭德良[8]提出，對(duì)于種傳線蟲(chóng)病害，用熱水處理病種子能收到很好的防治效果，將種子在56～57 ℃熱水中浸10～15 min(即溫湯浸種)，可防治水稻干尖線蟲(chóng)。楊紅福等[9]用20%咪鮮胺·噻唑膦·戊唑醇懸浮劑浸種，可在防治干尖線蟲(chóng)的同時(shí)防治惡苗病。這些研究主要側(cè)重于對(duì)植株癥狀和產(chǎn)量損失的調(diào)查。鑒于種子帶蟲(chóng)對(duì)干尖線蟲(chóng)病侵染循環(huán)和傳播的重要性，本論文研究了不同種子處理方法對(duì)種子發(fā)芽率，以及萌發(fā)植株繁殖種子帶蟲(chóng)量的影響。綜合室內(nèi)藥劑篩選、大田初篩和小區(qū)試驗(yàn)，以及百粒蟲(chóng)量與發(fā)芽率的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)噻唑膦乳油稀釋液浸種可有效地防治水稻干尖線蟲(chóng)，是較理想的種子處理方法，且操作簡(jiǎn)單，不需要特殊設(shè)備，對(duì)發(fā)芽率無(wú)不利影響，可以結(jié)合生產(chǎn)上浸種處理進(jìn)行，適用大面積生產(chǎn)和種業(yè)公司制種基地種子處理，缺點(diǎn)是處理后廢棄藥液排放不當(dāng)污染環(huán)境。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，56 ℃熱水浸種15 min可以有效減低處理種子后的植株大田繁殖種子的帶蟲(chóng)量，對(duì)于有熱水供應(yīng)且處理種子量不大的育種單位，可以選擇溫湯浸種的方式。但對(duì)于發(fā)芽率本身較低的品種，溫湯浸種可能會(huì)進(jìn)一步降低發(fā)芽率。其原因可能是種子水分含量較高，種子內(nèi)胚并未完全進(jìn)入休眠狀態(tài)，溫湯浸種時(shí)，高溫?zé)崴杆俳覆糠址N殼接觸到種子胚，影響種子胚活性進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)芽率降低，而不同水稻品種種子對(duì)溫度耐受性不同，這也可能是導(dǎo)致溫湯浸種發(fā)芽率低的原因之一。因此應(yīng)用溫湯浸種方法時(shí)應(yīng)加以注意，種子應(yīng)先進(jìn)行干燥處理，并且應(yīng)進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)檢測(cè)浸種對(duì)發(fā)芽率影響后再進(jìn)行大規(guī)模溫湯浸種。葉世青[10]研究發(fā)現(xiàn)，高溫干熱處理種子可滅殺葉瘟、惡苗病、細(xì)菌性褐條病等種傳病害，本研究表明高溫干熱處理對(duì)種傳的干尖線蟲(chóng)病也有較好的防治效果。若水稻種子本身帶病較多，此方法可防治多種種傳病害，但干熱處理影響發(fā)芽率，而且如何結(jié)合大批量種子烘干過(guò)程進(jìn)行干熱處理，值得進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的減少種子帶蟲(chóng)量方法可應(yīng)用于干尖線蟲(chóng)病源頭治理，減少品種選育和繁殖過(guò)程環(huán)節(jié)干尖線蟲(chóng)傳播和危害，為病害的綠色防控提供了新的思路。