13種殺菌劑對水稻胡麻葉斑病防效研究

馮愛卿, 朱小源, 汪聰穎, 陳凱玲, 封金奇,楊健源, 林曉鵬, 陳 深

(廣東省農業科學院植物保護研究所, 廣東省植物保護新技術重點實驗室, 廣州 510640)

由稻平臍蠕孢Bipolarisoryzae(Breda de Haan)Shoem侵染引起的水稻胡麻葉斑病(rice brown spot)[1]是世界性水稻病害,在各國稻區均有不同程度的發生。1945年孟加拉國曾因該病流行造成水稻大面積失收而引起大饑荒[2],我國2004年、2008年、2009年、2010年在廣西邕寧、江蘇連云港市東海縣、廣西賀州昭平、河北唐海縣均有大面積發生的報道[3-4]。該病可在水稻整個生育期侵染地上部各個器官,主要為害葉片和谷粒。胡麻葉斑病在葉片及葉鞘上的典型癥狀為:初期多呈褐色芝麻粒狀,病斑邊緣黃暈明顯,后期病斑中央為灰褐色至灰白色,邊緣褐色,嚴重時能相互連結形成不規則的大病斑,可致全葉枯死,植株早衰;谷粒早期受害,嚴重時全粒呈灰黑色造成秕谷,谷粒質脆易碎,嚴重影響水稻的產量和品質。感病田塊一般減產10%～30%,嚴重者減產50%以上甚至絕收[5]。以前通常認為該病主要是由于土地貧瘠、長期高溫干旱或缺鉀等原因造成,通過施肥、補硅、鉀等改善栽培條件即可達到防控效果[5-7]。 Phelps等[8]證明土壤營養元素的缺乏并不是導致胡麻葉斑病發病的全部因素,即使進行了充分合理的施肥,在菌源充足,適合的天氣條件下仍能大發生。近年來,由于菌源累積、感病品種的普遍種植、稻種頻繁調運、耕作方式和氣候的改變,該病害有上升流行的趨勢。筆者在協助2018年全國農業技術推廣服務中心開展的水稻穗期病害調查中發現,在來自廣東、湖南的45個水稻病害樣本中,有30個樣本檢測到胡麻葉斑病菌,占檢測樣本的66.67%。

稻平臍蠕孢與稻瘟病菌均屬半知菌絲孢綱絲孢目暗色孢科,兩者侵染水稻后發病癥狀雖有些相似,但早在1964年陳永萱等[9]已證明兩者在碳、氮營養成分利用上有差異,發病規律、發病條件均不同。因此,在防治方法、管理措施上應有一定的區別。由于以往傳統觀念上多認為該病為次要病害,在藥劑防治方面可參照稻瘟病,所以有關研究報道不多。甕巧云等[10]室內試驗證明50%腐霉利可濕性粉劑、75%百菌清懸浮劑、15%三唑酮懸浮劑對胡麻葉斑病菌的抑制率分別為100%、82.8%和74.7%。秦忠等[11]用30%苯甲·丙環唑乳油(愛苗)在抽穗前7 d左右和齊穗期各噴施1次,對該病有顯著防效。韓民利等[12]研究表明,用30%苯甲·丙環唑乳油(世苗)在水稻破口前4～7 d和齊穗期各噴施1次,可有效控制水稻生長后期胡麻葉斑病的發生。潘連富等[13]、趙朝明等[14]用70%丙森鋅可濕性粉劑防控胡麻葉斑病有較好的防效,且增產明顯。以上國內有關水稻胡麻葉斑病防控藥劑的研究一般只針對單一藥劑或2～3種藥劑,且大都是通過室內菌絲生長抑制數據或大田自然發病進行驗證,缺乏化學單劑、復配劑、生物制劑對其防效、作用特性的綜合性研究。目前對胡麻葉斑病的研究進程與該病害田間日漸發生嚴重的現實相比,在防控藥劑、技術研究方面相對滯后,力度有待進一步加強。

植物病害防控歷史中,在抗病品種缺乏、栽培防控措施效果有限的情況下,化學防治是控制病害最有效、快速的方法。然而,目前國內已登記防治水稻胡麻葉斑病的藥劑非常有限,僅有丙森鋅和福美雙2個單劑和12個配方產品(信息來自中國農藥信息網農藥登記數據),遠遠不能滿足生產實際需要。本研究采用菌絲生長速率法,測定了13種殺菌劑對水稻胡麻葉斑病菌菌絲生長的抑制作用;在此基礎上,開展了人工接種盆栽試驗,測定了室內對B.oryzae抑菌效果較好的藥劑不同劑量對胡麻葉斑病的預防和治療效果。旨在篩選出對水稻胡麻葉斑病防效好的藥劑,為生產實際中胡麻葉斑病的防控提供更多選擇。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試培養基:燕麥番茄汁培養基(番茄汁150 mL,燕麥片40 g,碳酸鈣0.6 g,瓊脂粉18.75 g,蒸餾水定容至1 000 mL),主要用于水稻胡麻葉斑病菌人工接種盆栽試驗產孢和菌絲生長。酵母固體培養基(可溶性淀粉10 g、酵母浸出膏4 g、瓊脂粉20 g、蒸餾水定容至1 000 mL),主要用于藥劑毒力測定試驗菌絲生長。

供試水稻材料:感胡麻葉斑病水稻品種‘新黃占’。

供試菌株:稻平臍蠕孢Bipolarisoryzae(Breda de Haan)Shoem,分離自廣西都安稻田病株上。經常規組織分離法獲得并按柯赫氏法則進行驗證。菌株在酵母固體培養上純化、燕麥番茄汁培養基產孢后置4℃冰箱備用。病原菌分離與鑒定參考相關文獻報道[15-16]。

供試藥劑:用于室內毒力篩選供試殺菌劑及處理劑量(有效成分量,下同)見表1，用于盆栽試驗篩選預防和治療效果的藥劑及處理劑量見表2。

表1 室內毒力測定藥劑名稱及處理劑量

表2 用于預防和治療水稻胡麻葉斑病試驗的藥劑名稱及處理劑量1)

1.2 試驗方法

1.2.1殺菌劑對水稻胡麻葉斑病菌室內毒力測定

采用菌絲生長速率法。在無菌條件下,將各供試藥劑按表1的處理劑量配制成不同濃度梯度的帶藥酵母固體培養基,以加無菌水的酵母固體培養基平板為對照。供試菌株接種在培養基平板上,置25℃黑暗條件下培養3 d,用打孔器從菌落邊緣打取直徑0.5 cm的菌餅,接種到含試驗藥劑系列濃度及無藥的酵母固體培養基平板上,每個處理重復3次,培養4 d后采用十字交叉法測量各處理菌落直徑,計算菌絲生長抑制率[17]。

菌絲生長抑制率=(對照菌落生長直徑-處理菌落生長直徑)/(對照菌落生長直徑-菌餅直徑)×100%。

1.2.2盆栽試驗篩選預防、治療胡麻葉斑病藥劑

選擇經室內毒力測定抑菌效果較好的6種藥劑和2種常規藥劑共8種進行盆栽試驗。其中有3個藥劑(70%丙森鋅WP、50%福美雙WP、75%三環唑WP)既進行預防試驗,又進行治療試驗,另外5種藥劑只進行治療試驗。(預防試驗:接菌前處理;治療試驗:接菌后處理)。每種藥劑設3個濃度處理,設接種后噴清水(CK1)和不接種噴清水(CK2)對照處理,共35個處理,每處理4個重復(即4盆苗),共140盆苗(育苗盆上下底直徑分別為14 cm和10 cm,盤高13 cm),每盆種植20株苗,各供試藥劑及處理劑量見表2。

當大部分秧苗長至4～5葉齡時,進行人工噴霧接種。每盆(重復)噴菌液量30 mL(1×105個/mL孢子懸浮液)。接種后置于28℃、RH 95%以上的保濕培養箱中培養24 h,然后噴第1次藥,第1次藥后7 d噴第2次藥作為治療效果測試(表2中所有藥劑)。除噴藥當天外其余時間均在溫室(28～32℃)中定時噴霧保濕。

對藥劑70%丙森鋅WP、50%福美雙WP、75%三環唑WP還進行了預防效果測試。在接種前先進行噴藥劑處理(第1次施藥),噴藥24 h后接菌;第2次施藥在接菌后24 h。其他管理措施與治療效果測試一致。

防效調查:每株水稻調查上部第2或第3片葉,每盆調查20片葉,每處理共調查80片葉,記錄每片葉的病級數,計算病情指數和防治效果。病害分級參照國際水稻研究所胡麻葉斑病品種抗性分級標準[19]。以病斑占葉面積百分比為指標:0級,葉片無病斑;1級,小于1%;2級,1%～3%;3級,4%～5%;4級,6%～10%;5級,11%～15%;6級,16%～25%;7級,26%～50%;8級,51%～75%;9級,76%～100%。按下列公式計算病情指數和防治效果。

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=(對照區病情指數-處理區病情指數)/對照區病情指數×100%。

盆栽試驗于2021年4月-5月進行,2021年4月12日播種。預防處理:4月28日噴第1次藥,4月29日人工噴霧接種,4月30日各處理噴第2次藥,5月11日各處理進行防效調查。治療處理: 4月29日人工噴霧接種,4月30日噴第1次藥,5月7日各處理噴第2次藥,5月11日各處理進行防效調查。

1.3 數據處理與分析

采用SAS 9.0軟件中Procprobit log10 進行室內毒力測試數據分析,計算各殺菌劑有效抑制中濃度(EC50)、95%置信區間、卡方值等相關參數,以衡量不同殺菌劑對病原菌的毒力效果;藥劑對病害的預防和治療效果試驗數據采用Duncan氏新復極差法比較不同處理間的病情指數和防治效果,應用DPS 9.50進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 供試殺菌劑對水稻胡麻葉斑病菌菌絲生長的影響

在5種不同處理劑量下,13種供試殺菌劑對水稻胡麻葉斑病菌菌絲生長的抑制作用見表3。由表3可知:13種藥劑中,70%丙森鋅WP、325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、75%肟菌·戊唑醇WG、23%醚菌·氟環唑SC、50%福美雙WP、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC對病原菌菌絲生長表現出明顯的抑制作用,不同濃度處理的抑制率均達到60%以上,最高可達100%;其次是30%苯甲·丙環唑EC、50%咪鮮胺錳鹽WP、250 g/L嘧菌酯SC、9%吡唑醚菌酯CS;其他3種藥劑對病原菌也有一定的抑制作用,但效果不明顯。其中,400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC在處理劑量為40.00 μg/mL時抑菌率達100%;70%丙森鋅WP、325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、75%肟菌·戊唑醇WG、23%醚菌·氟環唑SC、50%福美雙WP在處理劑量分別為30.80 μg/mL、52.00 μg/mL、5.25 μg/mL、31.30 μg/mL、200.00 μg/mL時抑菌率可達75.18%～87.59%。這6種藥劑的抑菌率明顯好于其他藥劑處理和無菌水對照,說明以上6種藥劑對水稻胡麻葉斑病菌具有一定的防治效果。

表3 13種殺菌劑對水稻胡麻葉斑病菌菌絲生長的抑制效果

2.2 供試殺菌劑對水稻胡麻葉斑病菌室內毒力結果

各藥劑對胡麻葉斑病菌的毒力差異顯著。對該菌毒力最強的殺菌劑是325 g/L苯甲·嘧菌酯SC,其EC50值為 0.000 1 μg/mL;其次是23%醚菌·氟環唑SC、75%肟菌·戊唑醇WG、50%咪鮮胺錳鹽WP,EC50在0.0171～0.063 0 μg/mL;70%丙森鋅WP、50%福美雙WP、9%吡唑醚菌酯CS、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC、30%苯甲·丙環唑EC毒力也較強,EC50在0.116 8～0.660 0 μg/mL;250 g/L嘧菌酯SC毒力中等,EC50為2.027 0 μg/mL。15%井岡霉素SP、40%稻瘟靈EC、75%三環唑WP毒力較弱,EC50為11.265 4～88.283 5 μg/mL(表4)。藥劑氯氟醚·吡唑酯、苯甲·丙環唑及三環唑,數據模型擬合效果差(P<0.05);藥劑苯甲·嘧菌酯根據擬合模型所計算得出的EC50為0.000 1,接近于0,這四者其EC5095%置信區間的參考意義不大所以沒列出。出現以上情況可能與濃度梯度范圍還不夠或藥劑本身的特性有關,有待進一步研究。

表4 13種殺菌劑對胡麻葉斑病菌菌絲生長的室內毒力

2.3 藥劑的預防和治療效果

2.3.1供試藥劑對水稻的安全性及試驗的有效性

根據盆栽試驗目測調查,各供試殺菌劑在本試驗使用劑量下對水稻安全,未發現有藥害現象。接種13 d調查,接種后噴清水對照區發病充分,病葉病級最高達9級,平均病情指數為81.67。說明菌株毒性和發病環境條件適宜,均達到試驗要求,本試驗結果有效。

2.3.2藥劑預防效果

由表5可知,3種具有預防作用的藥劑隨用藥量增加對水稻胡麻葉斑病的防效均逐漸提高,各藥劑對胡麻葉斑病的防效治果差異顯著。人工噴霧接種噴2次藥后,70%丙森鋅WP在使用劑量945～1 575 g/hm2下防效均在72.00%以上,最高達78.74%;但50%福美雙WP、75%三環唑WP無論在高劑量下還是低劑量下防效均較低,防效均在25%以下。說明在本試驗劑量下以上藥劑中只有70%丙森鋅WP對水稻胡麻葉斑病有較好的預防效果,建議推薦使用劑量為945～1 575 g/hm2。

表5 3種藥劑對水稻胡麻葉斑病的預防效果1)

2.3.3藥劑治療效果

8種藥劑對胡麻葉斑病的治療效果差異顯著。以325 g/L苯甲·嘧菌酯SC效果最好,在195～292.5 g/hm2濃度下防效均在74.00%以上;其次是400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC,在360 g/hm2濃度下治療防效為45.27%,但其他劑量下防效較低;23%醚菌·氟環唑SC在高劑量276 g/hm2時治療效果僅為31.15%;其余5種藥劑防治效果均不理想,防效均在14%以下。說明在本試驗劑量下,上述藥劑中只有325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC對水稻胡麻葉斑病有較好的治療效果,325 g/L苯甲·嘧菌酯SC推薦使用劑量為195～292.5 g/hm2,400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC建議使用劑量為360 g/hm2以上(表6)。

表6 不同藥劑對水稻胡麻葉斑病的治療效果

3 結論與討論

當前,對于水稻胡麻葉斑病抗病品種缺乏、其他防控措施效果有限,而田間卻日漸發生嚴重的情況下,藥物防治是防控該病的首選應急措施,所選藥物是否有效顯得尤為重要。本研究通過室內毒力測定,結合藥劑的預防和治療效果試驗,首次系統評價了13個新、舊藥劑對水稻胡麻葉斑病的防效,本研究結果與國內部分研究者的結果相似或相符。秦忠等[11]、韓民利等[12]均進行了田間自然發病防效試驗,證明30%苯甲·丙環唑EC可有效控制水稻胡麻葉斑病的發生,與本試驗證明其對胡麻葉斑病菌的毒力較強(EC50為0.66 μg/mL)相符合。潘連富等[13]通過田間自然發病防效試驗,也證明在水稻分蘗封行后以70%丙森鋅可濕性粉劑75～100 g兌水60 kg噴霧,藥后20 d對水稻紋枯病、胡麻葉斑病的防治效果均達100%,30 d后的防治效果也達90%以上。趙朝明等[14]研究表明,在水稻含胎期和齊穗期各噴施1次70%丙森鋅WP,對胡麻葉斑病葉片病斑和谷穗防效分別達94.6%和92.8%, 在含胎期噴施1次對葉片病斑和谷穗防效分別達89.1%和79.1%,且對提高稻谷產量和質量的作用明顯。潘連富等[13]、趙朝明等[14]的研究結果與本研究均證明70%丙森鋅WP對水稻胡麻葉斑病有較好的預防效果,而本試驗的防效在72%～78%,比兩位研究者的稍低些,這可能與試驗方式(自然發病還是人工接種)、菌株差異、使用劑量等因素相關。70%丙森鋅WP是一種保護性殺菌劑,主要作用于真菌細胞壁和蛋白質的合成,能抑制孢子的侵染和萌發,同時能抑制菌絲體的生長,導致其變形、死亡,在穗期使用還能對水稻具有補鋅作用。325 g/L苯甲·嘧菌酯SC為復配內吸性殺菌劑,其中苯醚甲環唑屬三唑類殺菌劑,具有保護、治療和內吸作用,是甾醇脫甲基化抑制劑,抑制細胞壁甾醇的生物合成,阻止真菌的生長,嘧菌酯為線粒體呼吸抑制劑,即通過在細胞色素Bcl向細胞素C的電子轉移,從而抑制線粒體的呼吸,具有保護、鏟除、滲透、內吸作用,抑制孢子萌發和菌絲生長并抑制產孢。400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC是2021年新上市的藥劑。其中氯氟醚菌唑是異丙醇三唑類殺菌劑,為甾醇類生物合成抑制劑的脫甲基抑制劑G1(DMI)亞組,具有較好的內吸傳導性,兼具保護和治療作用;吡唑醚菌酯是甲氧基丙烯酸酯類廣譜殺菌劑,為C3(QoI)亞組,具有作用速度快,施藥后在葉片上形成沉降藥膜,與蠟質層緊密粘連,迅速穿透到葉片中并在葉肉組織內擴散的特點,但該藥劑未在水稻上登記,不能在水稻上使用。本試驗結果證明,70%丙森鋅WP對水稻胡麻葉斑病有較好的預防效果;325 g/L苯甲·嘧菌酯SC對胡麻葉斑病有較好的治療作用。二者作用機制不同,可作為目前水稻胡麻葉斑病田間應急防控的首選藥劑,建議輪換使用兩種藥劑。

丙森鋅和福美雙是目前僅有的登記防治水稻胡麻葉斑病的藥劑,兩者均是保護性為主的殺菌劑。在本研究中已證明70%丙森鋅WP對水稻胡麻葉斑病有較好的預防效果,防效可達78.74%,但治療效果卻較差,所以該藥劑應在發病前或發病初期使用。而福美雙是有機硫類保護性殺菌劑,具有抑菌和殺菌雙重作用,是以預防作用為主兼有治療作用的藥劑,在本研究中,雖然室內毒力測定證明其有較強的毒力,但無論是預防作用試驗還治療作用試驗防效均較低,這可能與設置的使用濃度、使用方法、環境等因素有關,有待進一步研究。23%醚菌·氟環唑SC為氟環唑和醚菌酯的混配殺菌劑,兼具三唑類及甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑的特性,早期使用可阻止病菌侵入,并延緩抗性的產生。在本研究中其室內毒力也較強,治療作用防效為31.15%,屬于防效中等類型,該藥劑可兼防水稻稻瘟病和紋枯病,可作為水稻胡麻葉斑病發病初期備用藥劑輪換使用。75%三環唑WP、40%稻瘟靈EC、15%井岡霉素SP在生產上經常被用作兼防或單獨防治水稻胡麻葉斑病,但在本研究中三者對水稻胡麻葉斑病的室內毒力均較低,預防作用、治療作用防治效果亦十分差,建議生產上引導種植者不要盲目施用。

目前對水稻胡麻斑病防效較好的藥劑十分有限,對于水稻胡麻斑病的防控,一方面需加快抗病基因資源和品種的發掘利用、現有已知成分殺菌劑的田間防效評價和登記;另一方面應加大生物源、植物源、化學制劑等不同成分、不同機制防治藥劑的研發力度,同時探討不同配方施肥技術、營造有利小氣候環境等栽培防控措施與不同防治方法間的組合使用技術,凝練精準、高效的水稻胡麻斑病的綠色防控技術,以延長現有有限高效藥劑的使用年限。