張 亞 劉 青 劉雙清 廖曉蘭,3*
(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院,湖南長沙 410128;2植物病蟲害生物學(xué)與防控湖南省重點實驗室,湖南長沙 410128;3湖南省生物農(nóng)藥與農(nóng)藥制劑加工工程技術(shù)研究中心,湖南長沙 410128)
草莓灰霉病是危害草莓生產(chǎn)的重要病害,每年由該病造成的經(jīng)濟損失可達10%~30%,有的甚至高達89%(Ugolini et al.,2014)。該病的寄主范圍廣泛,不僅可以侵染草莓,而且還可侵染番茄、黃瓜、辣椒、葡萄等多種植物(Williamson et al.,2007;Zhang et al.,2014)。生產(chǎn)上防控草莓灰霉病的方法主要包括農(nóng)業(yè)防治(清除病殘體、調(diào)控溫濕度、通風(fēng)透光、紫外照射)、生物防治(以菌制菌)、化學(xué)防治(利用合成農(nóng)藥)等,其中化學(xué)防治具有見效快、節(jié)約成本等優(yōu)勢,一直是控制草莓灰霉病的重要方法(Rosslenbroich & Stuebler,2000;Huang et al.,2012;吉沐祥 等,2013;Shao et al.,2015;Aqueveque et al.,2016;Janisiewicz et al.,2016)。目前防治草莓灰霉病的化學(xué)藥劑主要有多菌靈、腐霉利、異菌脲、嘧霉胺等,但長期大量使用化學(xué)藥劑不僅污染土壤,破壞生態(tài)平衡,造成農(nóng)藥殘留,而且容易使病菌產(chǎn)生抗藥性(Hunter et al.,1987;Yourman & Jeffers,1999;Dianez et al.,2002)。研究表明,草莓灰霉病菌對多菌靈、腐霉利、異菌脲、乙霉威、嘧霉胺等藥劑已經(jīng)產(chǎn)生了抗藥性,因此迫切需要通過復(fù)配技術(shù)降低草莓灰霉病菌的抗藥性,延緩藥劑的使用壽命(周明國等,1990;韓巨才 等,2004;陳莉 等,2007;禮茜 等,2007;陳仁 等,2015)。
啶酰菌胺是一種線粒體呼吸抑制劑,通過抑制線粒體電子傳遞鏈上琥珀酸輔酶Q還原酶活性達到控制病菌菌絲生長的作用,其作用機理與其他酰胺類和苯甲酰胺類殺菌劑類似(顏范勇 等,2008;馮小龍,2016)。咯菌腈通過抑制葡萄糖磷?;嘘P(guān)的轉(zhuǎn)移酶,最終導(dǎo)致病菌死亡,其作用機理獨特,與現(xiàn)有殺菌劑無交互抗性(楊玉柱和焦必寧,2007)。這兩種藥劑都是生產(chǎn)上常用于防治草莓灰霉病的化學(xué)藥劑,本試驗擬通過復(fù)配技術(shù)篩選出對草莓灰霉病菌具有增效作用的復(fù)合物,并進行田間防效試驗,旨在為今后防控草莓灰霉病提供用藥依據(jù)。
室內(nèi)毒力測定和田間藥效評價于2016~2017年分別在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院生物農(nóng)藥工程中心和衡陽市衡東縣新塘鎮(zhèn)草莓種植示范基地進行。
供試菌株為草莓灰霉病野生菌株(Botrytis cinerea),由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院生物農(nóng)藥課題組從發(fā)病的草莓病果上分離獲得純種菌株(劉雙清 等,2016)。
供試藥劑為98.51%啶酰菌胺原藥,購自上海秦巴化工股份有限責(zé)任公司;98%咯菌腈原藥,購自北京伊諾凱科技有限公司;50%啶酰菌胺可濕性粉劑(推薦用藥濃度為0.60 mg·mL-1),購自巴斯夫(中國)有限公司;50%咯菌腈可濕性粉劑(推薦用藥濃度為0.05 mg·mL-1),購自先正達(蘇州)作物保護有限公司;50%腐霉利可濕性粉劑(推薦用藥濃度為0.80 mg·mL-1),購自海南正業(yè)中農(nóng)高科股份有限公司;乙醇、丙酮、吐溫-80、葡萄糖、瓊脂、NaOH、HCl等化學(xué)試劑購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
參考方中達(1998)的方法配制馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基)。
ME204E分析天平(梅特勒-托利多國際股份有限公司),Eppendorf移液槍(艾本德中國有限公司),LDZX-30E滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠),YJ-VS-2型超凈工作臺(無錫一凈凈化設(shè)備有限公司),MPJ-250型培養(yǎng)箱(上海森信實驗儀器有限公司),電爐(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)以及量筒、玻璃棒、燒杯、三角瓶、直尺、鉛筆、標(biāo)簽紙、封口膜、挑針、容量瓶、接種針、打孔器、培養(yǎng)皿、菜刀、紗布等。
1.3.1 室內(nèi)毒力測定 采用生長速率法測定藥劑對草莓灰霉病菌的抑制作用(凌金峰 等,2016)。取適量丙酮將啶酰菌胺和咯菌腈原藥溶解,制備成濃度為100 μg·mL-1的母液。將啶酰菌胺和咯菌腈分別按照 1∶1、1∶3、1∶4、1∶5、5∶1、4∶1、3∶1、2:1、3∶2的質(zhì)量比配成混合液,無菌水稀釋,并加入適量吐溫-80使藥劑均勻分布于水相中,將藥液與培養(yǎng)基按1∶9的體積比配制成最終含藥量為 0.001、0.01、0.1、1、10 μg·mL-1的含藥平板,同時設(shè)無藥平板為對照。用打孔器在預(yù)培養(yǎng)48 h的菌落邊緣打取菌餅,正面朝下接種到含藥平板上,每處理3次重復(fù),置于20 ℃培養(yǎng)箱中,黑暗培養(yǎng)72 h后,采用十字交叉法測量各處理菌落直徑。計算各處理濃度的抑制率,并采用DPS6.55軟件的專業(yè)統(tǒng)計方法進行生物測定分析,明確啶酰菌胺、咯菌腈及其復(fù)配物的毒力回歸方程,EC50值和相關(guān)系數(shù)。試驗共進行2次。采用Wadley法進行增效作用評價(農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所,2006)。當(dāng)增效系數(shù)SR>1.5為增效作用;0.5≤SR≤1.5為相加作用;SR<0.5為拮抗作用。
式中:A、B分別代表兩種藥劑,a、b分別代表兩種藥劑在混劑中所占比例,ob為實際觀察值,th為理論值。
1.3.2 田間藥效試驗 田間試驗在湖南省衡陽市衡東縣新塘鎮(zhèn)草莓基地進行,選擇草莓灰霉病歷年發(fā)生均勻且發(fā)病較重的大棚,草莓品種為紅顏,株距30~38 cm,土壤肥力中等,草莓長勢均勻一致。試驗共設(shè)5個處理,50%啶酰菌胺可濕性粉劑(T1)、50%咯菌腈可濕性粉劑(T2)、50%啶酰菌胺可濕性粉劑和50%咯菌腈可濕性粉劑復(fù)配物(質(zhì)量比為3∶1,該比例對草莓灰霉病菌的增效作用最明顯)(T3),以50%腐霉利可濕性粉劑為藥劑對照(CK1),清水作為空白對照(CK0)。每處理3次重復(fù),共15小區(qū),采用完全隨機排列,小區(qū)面積10 m2。采用輝騰3WBS-20A型背負(fù)式手動噴霧器均勻噴施藥劑,每小區(qū)施藥液750 mL左右。草莓普遍開花結(jié)果初期,病害發(fā)生前施藥3次,每次間隔7 d,并于第3次施藥后7~10 d,根據(jù)草莓灰霉病田間試驗標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查復(fù)配物對草莓的藥害情況、病果率,計算防治效果。
原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel軟件進行初步處理,采用DPS6.55軟件的專業(yè)統(tǒng)計方法對室內(nèi)毒力數(shù)據(jù)進行生物測定分析,獲得藥劑的EC50、回歸方程以及相關(guān)系數(shù);采用DPS6.55軟件的試驗統(tǒng)計方法對田間防效數(shù)據(jù)進行單因素完全隨機方差分析,明確不同藥劑處理之間差異。
由表1可知,啶酰菌胺和咯菌腈均對草莓灰霉病菌具有抑制作用,其中咯菌腈的毒力高于啶酰菌胺,其抑制中濃度遠(yuǎn)低于啶酰菌胺。當(dāng)咯菌腈的含量≥啶酰菌胺時,其在復(fù)配物中所占的比例越高,增效系數(shù)越低:當(dāng)啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配比例為1∶1時,表現(xiàn)增效作用;當(dāng)啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配比例為1∶3、1∶4、1∶5時,均表現(xiàn)相加作用。當(dāng)啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配比例為3∶2、2:1、3∶1、5∶1時均表現(xiàn)增效作用,但比例為4∶1時則表現(xiàn)相加作用,這可能跟菌株在培養(yǎng)箱中放置的位置有關(guān)。3∶1復(fù)配的增效系數(shù)為4.47,增效作用最明顯。
由表2可知,啶酰菌胺和咯菌腈按照質(zhì)量比3∶1復(fù)配(T3)可以顯著降低草莓灰霉病的發(fā)病率,對草莓灰霉病具有較好的控制效果,兩年防效均達70%以上,顯著高于腐霉利的藥劑對照。經(jīng)過田間觀察發(fā)現(xiàn),無論是復(fù)配物還是單劑均未對草莓正常生長產(chǎn)生不利影響。
表1 啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配對草莓灰霉病的室內(nèi)毒力測定
表2 啶酰菌胺與咯菌腈復(fù)配對草莓灰霉病的防治效果
草莓灰霉病菌適合度高、變異大、繁殖速度快,是高抗風(fēng)險的病原物,已對多種農(nóng)藥產(chǎn)生了抗性(陳治芳 等,2010)。將作用機理不同的農(nóng)藥進行復(fù)配對延緩草莓灰霉病菌抗藥性具有重要意義。本試驗首次將啶酰菌胺和咯菌腈兩種作用機理不同的藥劑進行復(fù)配,結(jié)果表明啶酰菌胺和咯菌腈以質(zhì)量比3∶1復(fù)配對草莓灰霉病菌的增效作用最明顯,這個結(jié)果不僅有助于延長兩種藥劑的使用壽命,而且豐富了防治草莓灰霉病的新藥劑。啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配時,咯菌腈的量與增效系數(shù)呈反比,但啶酰菌胺的量與增效系數(shù)無明顯規(guī)律,與趙建江等(2016)的研究結(jié)果一致。這一現(xiàn)象可能與Wadley計算方法有關(guān)。本試驗結(jié)果表明,無論啶酰菌胺和咯菌腈如何復(fù)配,其對草莓灰霉病菌都具有相加作用或增效作用,說明二者復(fù)配協(xié)同效果較好,具有開發(fā)潛力,可進一步研制劑型,創(chuàng)制新的農(nóng)藥品種。
本試驗僅研究了啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配物對草莓灰霉病菌的防治效果,而這兩種藥劑對其他病原菌,如疫霉病菌、炭疽病菌、紋枯病菌、黃萎病菌等是否也具有增效作用,值得進一步研究。目前,復(fù)配物的增效機理普遍認(rèn)為是一種藥劑干擾了病原菌對另一種藥劑的解毒和代謝作用(畢秋艷和馬志強,2010)。本試驗暫未考察啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配物的增效機理,究竟是啶酰菌胺還是咯菌腈首先發(fā)揮作用,或是兩者是否同時發(fā)揮作用等,也有待今后研究。
一種農(nóng)藥能否用于生產(chǎn),必須要進行室內(nèi)生物活性測試和田間試驗。本試驗兩年的田間試驗結(jié)果表明:啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配對草莓灰霉病的最佳防效可達74.40%,優(yōu)于單一施用的效果。研究表明,復(fù)配物暗羅-丁子香酚對草莓灰霉病的田間防效為73.91%(吉沐祥 等,2009);施用腐霉利7 d對草莓灰霉病的防效為68.05%(張頌函 等,2015);復(fù)配物氟菌-肟菌酯對草莓灰霉病的防效低于70%(武雯 等,2015)。本試驗復(fù)配藥劑的防效高于前人的研究結(jié)果。此外,啶酰菌胺和咯菌腈兩種藥劑已有成熟的合成技術(shù),原材料獲得方便,價格適中,操作簡單,節(jié)省勞力等,為今后的復(fù)配研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。綜合以上幾點,啶酰菌胺和咯菌腈復(fù)配具有開發(fā)和應(yīng)用的潛力,未來可以在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。
畢秋艷,馬志強.2010.殺菌劑復(fù)配存在的主要問題及發(fā)展趨勢.河北農(nóng)業(yè)科學(xué),14(8):64-66.
陳莉,陳琪,丁克堅,檀根甲.2007.草莓灰霉病菌對速克靈的抗性研究.中國農(nóng)學(xué)通報,23(5):334-337.
陳仁,陳群航,杜宜新,俞曉利,陳福如.2015.福州地區(qū)灰霉病菌對腐霉利和嘧霉胺抗藥性測定.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報,30(2):180-183.
陳治芳,王文橋,韓秀英,張小風(fēng),馬志強.2010.灰霉病化學(xué)防治及抗藥性研究進展.河北農(nóng)業(yè)科學(xué),14(8):19-23.
方中達.1998.植病研究法.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社:46-50.
馮小龍.2016.吡唑醚菌酯與啶酰菌胺對番茄灰霉病復(fù)配增效研究〔碩士論文〕.楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué).
韓巨才,劉慧平,閆秀琴,高俊明.2004.灰霉病菌對三種殺菌劑的抗性表現(xiàn)型分布及穩(wěn)定性測定.農(nóng)藥學(xué)學(xué)報,6(3):43-47.吉沐祥,吳祥,束兆林,費志華,陳源,繆康.2009.兩種植物源復(fù)配殺菌劑對草莓灰霉病的防治效果初報.江西農(nóng)業(yè)學(xué)報,21(9):91-92.
吉沐祥,李國平,楊敬輝,肖婷,莊義慶,姚克兵,吳祥.2013.江蘇省設(shè)施草莓病蟲害綠色防控技術(shù)規(guī)程.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),41(8):119-121.
禮茜,嚴(yán)蕾艷,童英富,孔樟量,洪文英,李紅葉.2007.浙江兩地區(qū)草莓灰霉病菌(Botrytis cinerea)對撲海因的抗藥性及其分子機制.果樹學(xué)報,24(3):344-348.
凌金峰,周娟,彭埃天,宋曉兵,程保平,陳霞.2016.吡唑醚菌酯與代森錳鋅對兩種果樹病原菌的聯(lián)合毒力.植物保護,42(5):246-250.
劉雙清,王翀,張亞,廖曉蘭,馬文月,柏連陽.2016.湖南省草莓灰霉病菌遺傳多樣性研究.中國蔬菜,(7):37-43.
農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所.2006.NY/T1156.6—2006農(nóng)藥室內(nèi)生物測定試驗準(zhǔn)則 殺菌劑第6部分:混配的聯(lián)合作用測定.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社:1-3.
武雯,成瑋,張顧旭,陸爽,王春.2015.草莓灰霉病田間防治試驗研究.上海農(nóng)業(yè)科技,(2):132-133.
顏范勇,劉冬青,司馬利鋒,石恒.2008.新型煙酰胺類殺菌劑—啶酰菌胺.農(nóng)藥,47(2):132-135.
楊玉柱,焦必寧.2007.新型殺菌劑咯菌腈研究進展.現(xiàn)代農(nóng)藥,6(5):35-39.
張頌函,陳秀,趙莉,顏偉中,方朝陽.2015.6種殺菌劑防治草莓灰霉病的田間藥效評價.世界農(nóng)藥,37(5):47-49.
趙建江,王文橋,馬志強,孟潤杰,畢秋艷.2016.啶酰菌胺與吡唑醚菌酯混配對灰葡萄孢的增效作用.農(nóng)藥,55(3):211-213.
周明國,葉鐘音,杭建勝,劉經(jīng)芬.1990.對多菌靈具有抗性的草莓灰霉病菌菌株形成與分布研究.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,13(3):57-60.
Aqueveque P,C é spedes C L,Alarc ó n J,Schmeda-Hirschmann G,Ca?umir J A,Becerra J,Silva M,Sterner O,Radrig á n R,Aranda M.2016.Antifungal activities of extracts produced by liquid fermentations of Chilean Stereum species against Botrytis cinerea(grey mould agent).Crop Protection,89:95-100.
Dianez F,Santos M,Blanco R,Tello J C.2002.Fungicide resistance in Botrytis cinerea isolates from strawberry crops in Huelva(southwestern Spain).Phytoparasitica,30(5):529-534.
Huang R,Che H J,Zhang J,Yang L,Jiang D H,Li G Q.2012.Evaluation of Sporidiobolus pararoseus strain YCXT3 as biocontrol agent of Botrytis cinerea on post-harvest strawberry fruits.Biological Control,62(1):53-63.
Hunter T,Brent K J,Carter G A,Hutcheon J A.1987.Effects of fungicide spray regimes on incidence of dicarboximide resistance in grey mould(Botrytis cinerea)on strawberry plants.Annals of Applied Biology,110(3):515-525.
Janisiewicz W J,Takeda F,Glenn D M,Camp M J,Jurick I W M.2016.Dark period following UV-C treatment enhances killing of Botrytis cinerea conidia and controls gray mold of strawberries.Phytopathology,106(4):386-394.
Rosslenbroich H J,Stuebler D.2000.Botrytis cinerea—history of chemical control and novel fungicides for its management.Crop Protection,19(8):557-561.
Shao W,Ren W,Zhang Y,Hou Y,Duan Y,Wang J,Zhou M,Chen C.2015.Baseline sensitivity of natural populations and characterization of resistant strains of Botrytis cinerea to fluazinam.Australasian Plant Pathology,44(4):375-383.
Ugolini L,Martini C,Lazzeri L,Avino L D,Mari M.2014.Control of postharvest grey mould(Botrytis cinerea Per.:Fr.)on strawberries by glucosinolate-derived allyl isothiocyanate treatments.Postharvest Biology and Technology,90:34-39.
Williamson B,Tudzynski B,Tudzynski P,van Kan A L.2007.Botrytis cinerea:the cause of gray mould disease.Molecular Plant Pathology,8:561-580.
Yourman L F,Jeffers S N.1999.Resistance to benzimidazole and dicarboximide fungicides in greenhouse isolates ofBotrytis cinerea.Plant Disease,83(6):569-575.
Zhang X,Wu D,Duan Y,Ge C,Wang J,Zhou M,Chen C.2014.
Biological characteristics and resistance analysis of the novel fungicide SYP-1620 againstBotrytis cinerea.Pesticide Biochemistry and Physiology,114:72-78.