邢瑜琪 姚衛(wèi)平 戶雪敏 戴紀(jì)琛 張?zhí)珜W(xué) 黃衛(wèi)利 胡小平
摘要 :2019年-2020年,在安徽貴池進(jìn)行了小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的試驗(yàn)示范,并依據(jù)預(yù)測結(jié)果指導(dǎo)大田小麥赤霉病藥劑防治試驗(yàn),以確定最佳的藥劑使用量。試驗(yàn)結(jié)果表明,赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)能夠在最佳防治時期前15 d內(nèi)預(yù)測小麥蠟熟期赤霉病的病穗率,預(yù)測準(zhǔn)確度達(dá)100%。2020年,依據(jù)該監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測結(jié)果及赤霉病病穗率防治指標(biāo),在小麥揚(yáng)花初期及1周后每667 m2分別使用48%氰烯·戊唑醇懸浮劑40 mL和20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑40 mL是防治小麥赤霉病的最優(yōu)藥劑用量,防治效果達(dá)95.32%。
關(guān)鍵詞 :小麥赤霉病; 監(jiān)測預(yù)警; 準(zhǔn)確度; 最優(yōu)藥劑用量
中圖分類號:
S 435.121.45
文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B
DOI: 10.16688/j.zwbh.2020463
Evaluation of control effects of pesticides on wheat scab based on monitoring and early warning system
XING Yuqi1, YAO Weiping2, HU Xuemin1, DAI Jichen1, ZHANG Taixue1, HUANG Weili3, HU Xiaoping1*
(1.College of Plant Protection, Northwest A & F University, Key Laboratory of Integrated Management
of Crop Pests on the Loess Plateau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Yangling 712100, China;
2.Chizhou Agricultural Technology Extension Center, Anhui Province, Chizhou 247000, China;
3.Xi’an Huang’s Biological Engineering Co., Ltd., Xi’an 710065, China)
Abstract
During 2019-2020, we conducted an experimental demonstration of automatic monitoring and early warning for wheat scab in Guichi, Anhui province, and guided the field control of wheat scab based on the predicted results, so as to determine the optimal dosage of the pesticides.The results showed that the automatic monitoring and early warning system could predict the FHB (Fusarium head blight) rate of wheat in waxed-ripening stage 15 days before the optimal control time with the prediction accuracy of 100%.In 2020, based on the prediction results of the monitoring and early warning system and the control index of FHB, phenamacril·tebuconazole 48% SC 40 mL per 667 m2 in the early stage of wheat blooming and pydiflumetofen 20% SC 40 mL one week later are the optimal dosages for preventing and controlling FHB.The control efficacy was 95.32%.
Key words
wheat scab; monitoring and early warning; accuracy; optimal dosage
小麥赤霉病是由禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum和亞洲鐮刀菌F.asiaticum等多種鐮刀菌引起的一種流行性病害[13]。小麥從幼苗期到抽穗期都可受害,主要引起苗枯、莖基腐、稈腐和穗腐,是小麥的重要病害之一。穗部發(fā)病后籽粒皺縮不飽滿,可造成減產(chǎn)40%~60%,發(fā)病嚴(yán)重時甚至顆粒無收[45]。更為嚴(yán)重的是其病原菌產(chǎn)生的雪腐鐮刀烯醇(nivalenol, NIV)、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)、玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEA)等多種真菌毒素嚴(yán)重威脅人畜健康,影響著糧食和食品安全[67]。
目前,我國主栽小麥品種幾乎均為感病品種,化學(xué)防治依舊是解決小麥赤霉病的主要手段[89]。小麥赤霉病的流行程度主要受越冬菌源、氣象條件、寄主感病期及抗病性和耕作方式等因素的影響,并且與抽穗揚(yáng)花期的雨濕條件和子囊殼成熟高峰期的吻合程度密切相關(guān),如果在揚(yáng)花期遇到高溫陰雨天氣,就會造成赤霉病的嚴(yán)重流行[10]。關(guān)于小麥赤霉病監(jiān)測預(yù)警在國內(nèi)外已有一些研究報道,通過預(yù)測模型的建立可以對小麥赤霉病的控制起到積極的作用。Moschini等[11]通過降水量、相對濕度、溫度等氣象因子建立線性回歸方程并成功預(yù)測小麥赤霉病的發(fā)病率;De Wolf等[12]建立了基于氣候因子的小麥赤霉病嚴(yán)重程度的疾病流行風(fēng)險預(yù)測模型;趙圣菊等[13]通過對小麥生長地域進(jìn)行分區(qū)及多年氣象數(shù)據(jù)的記載分析相關(guān)性并建立模型;黃春艷等[14]制定了適用于黑龍江省西北部小麥主產(chǎn)區(qū)非特殊災(zāi)變年份的流行趨勢預(yù)測初始數(shù)學(xué)模型;賈金明[15]建立了黃河中下游小麥赤霉病的氣象指數(shù)并推廣運(yùn)用;張文軍[16]根據(jù)菌源量、小麥品種開花特性和氣象因子等因素建立了關(guān)中地區(qū)小麥赤霉病預(yù)測模型,張平平[17]進(jìn)一步建立了穗表赤霉病菌孢子密度與產(chǎn)殼秸稈密度的關(guān)系模型,并進(jìn)一步研發(fā)了自動監(jiān)測預(yù)測系統(tǒng),該系統(tǒng)自2016年開始在陜西省小麥主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了一定范圍的試驗(yàn)示范,在我國小麥玉米輪作區(qū)大面積推廣應(yīng)用,很好地指導(dǎo)了赤霉病的防治[18]。但對于小麥水稻輪作區(qū),基于赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警指導(dǎo)防治研究工作尚未見報道。關(guān)于小麥赤霉病的藥劑防治國內(nèi)外已有許多研究報道,甾醇脫甲基抑制劑(戊唑醇、葉菌唑等)對小麥赤霉病有很好的預(yù)防和治療作用[1924];氟唑菌酰羥胺是先正達(dá)繼吡唑萘菌胺、氟唑環(huán)菌胺、苯并烯氟菌唑之后上市的第4個SDHI類殺菌劑[25],氟唑菌酰羥胺對禾谷鐮刀菌有優(yōu)異的生物活性[26]。
鑒于以上基礎(chǔ),本研究在安徽貴池開展了針對稻麥輪作區(qū)的小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的準(zhǔn)確性評價試驗(yàn),并依據(jù)預(yù)測結(jié)果指導(dǎo)大田小麥赤霉病藥劑防治試驗(yàn),以明確監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在生產(chǎn)中的重要性,并結(jié)合指導(dǎo)確定最佳的藥劑使用量,為小麥赤霉病的科學(xué)防治提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)地選在安徽省池州市貴池區(qū)秋江街道梅里社區(qū)(30°39′N, 117°25′E),田間栽培小麥品種為‘蘇麥188’。試驗(yàn)所用藥劑為20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑(SC),先正達(dá)公司和48%氰烯·戊唑醇懸浮劑(SC),江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司。小麥赤霉病遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)為西安黃氏生物工程有限公司提供。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的安裝
2019年2月20日,在安徽省池州市貴池區(qū)安裝小麥赤霉病監(jiān)測預(yù)警儀器(編號YBQ0000072)。將儀器固定在麥地里水泥基座上,太陽能板朝南,葉片表面濕潤時間傳感器固定在主干上離地面80 cm高度,有電容絲的正面朝上。打開主控箱電源開關(guān),輸入初始菌源量、抽穗日期和小麥開花期值進(jìn)行系統(tǒng)初始化,通過軟件啟動模型開始計(jì)算。
1.2.2 試驗(yàn)地選擇及管理
選擇地塊平整、排灌方便、地力均勻、管理水平一致、品種相同的麥田作為藥劑防治試驗(yàn)用地。安裝小麥赤霉病遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的田塊作為系統(tǒng)預(yù)測準(zhǔn)確度評價用地,兩種用地前茬作物均為一季中稻,并在小麥5葉期時用15%炔草酯可分散油懸浮劑50 g/667m2和20%氯氟吡氧乙酸乳油30 mL/667m2進(jìn)行化學(xué)除草,除此之外不使用其他任何農(nóng)藥。
1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)共設(shè)置9個小區(qū),每個小區(qū)安排1個處理,其中8個為藥劑處理(A1~A8),1個為空白對照(CK),小區(qū)面積均為66 m2。試驗(yàn)期間防治2次,第1次為小麥揚(yáng)花初期(4月3日)噴施48%氰烯·戊唑醇懸浮劑,第2次為一周后(4月10日)噴灑20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑(表1)。
1.2.4 病穗率調(diào)查及藥劑防治效果
在小麥蠟熟期時,采用五點(diǎn)取樣法,每個樣點(diǎn)隨機(jī)選取40個麥穗,記錄發(fā)病麥穗數(shù),計(jì)算小麥赤霉病的發(fā)病率。根據(jù)國家小麥赤霉病測報技術(shù)規(guī)范(GB/T15796-2011)[27],并將實(shí)際調(diào)查病穗率(DF)進(jìn)行流行等級劃分:0級:DF≤0.1,不發(fā)生;1級:0.1<DF≤10,輕發(fā)生;2級:10<DF≤20偏輕發(fā)生;3級:20<DF≤30中等發(fā)生;4級:30<DF≤40偏重發(fā)生;5級:DF>40大發(fā)生。按公式計(jì)算防治效果。
病穗率=(發(fā)病麥穗數(shù)/調(diào)查總穗數(shù)) ×100%;
病穗率防治效果=(空白對照區(qū)病穗率-處理區(qū)病穗率)/空白對照區(qū)病穗率×100%。
1.2.5 預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確性評價
根據(jù)病穗率分別對實(shí)測調(diào)查結(jié)果和預(yù)測結(jié)果進(jìn)行赤霉病流行等級劃分,計(jì)算實(shí)際調(diào)查病穗率的流行等級和預(yù)測病穗率的流行等級并比較兩者差異,采用肖悅巖[28]的預(yù)測預(yù)報準(zhǔn)確度評價方法即最大誤差參照法檢驗(yàn)預(yù)測的準(zhǔn)確度:
R=1n∑ni=1(1-|F i-A i|M i)×100%。
式中,R為預(yù)測準(zhǔn)確度,F(xiàn) i為預(yù)測結(jié)果的流行等級值,A i為實(shí)際調(diào)查結(jié)果的流行等級值,M i為第i次預(yù)測的最大參照誤差,該值為實(shí)際流行等級值和最高流行等級值與實(shí)際流行等級值之差中最大的值。如實(shí)際流行等級值為2,最高流行等級值與實(shí)際流行等級值之差為3(赤霉病流行等級最高值為5),那么M i值為3。一般認(rèn)為,預(yù)測流行等級與實(shí)際流行等級差值小于1時,為準(zhǔn)確,差值為1時,為基本準(zhǔn)確,大于1時為不準(zhǔn)確。
2 結(jié)果與分析
2.1 小麥赤霉病病穗率監(jiān)測預(yù)警效果
2019年3月25日,監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)首次預(yù)測赤霉病病穗率為62.97%,3月29日修正的預(yù)測病穗率為100%,田間實(shí)際調(diào)查病穗率為97.84%;2020年3月23日,監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)首次預(yù)測赤霉病病穗率為57.27%,3月31日修正的預(yù)測病穗率為100%,田間實(shí)際調(diào)查病穗率為96.23%。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15796-2011將實(shí)際調(diào)查病穗率進(jìn)行流行等級劃分,兩年間預(yù)測等級和實(shí)際流行等級均為5級,根據(jù)肖悅巖[28]的預(yù)測預(yù)報準(zhǔn)確度評價方法兩年預(yù)測的準(zhǔn)確度均為100%。
2.2 藥劑防治效果
根據(jù)小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)測結(jié)果和赤霉病防治技術(shù)規(guī)范NY/T 1608[29]規(guī)定的病穗率防治指標(biāo)進(jìn)行防治試驗(yàn)。2020年3月23日,赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測病穗率為57.27%,已超過病穗率防治指標(biāo)5%,分別于4月3日和4月10日噴施48%氰烯·戊唑醇懸浮劑和20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑,在小麥蠟熟期調(diào)查赤霉病病穗率并計(jì)算防治效果。結(jié)果表明,8種藥劑用量組合防治后小麥的發(fā)病率均明顯低于對照組發(fā)病率(表2),A1和A2處理防治后病穗率均為0,防效為100%;A3防治后病穗率為2.10%,防效為97.82%;A4防治后病穗率為4.50%,防效為95.32%。針對當(dāng)前農(nóng)藥使用管理粗放、用藥量大、針對性不強(qiáng)及環(huán)境污染嚴(yán)重等問題,基于有害生物防治指標(biāo)與化學(xué)農(nóng)藥限量標(biāo)準(zhǔn),在綜合考慮生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益的情況下, A4用藥濃度低且可將病穗率控制在防治指標(biāo)內(nèi),因此,篩選出最優(yōu)藥劑用量為在小麥揚(yáng)花初期及1周后每667 m2分別使用48%氰烯·戊唑醇懸浮劑40 mL和20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑40 mL。
3 討論
在2019年小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的試驗(yàn)示范中,該系統(tǒng)能夠在最佳防治時期前15 d內(nèi)預(yù)測出小麥蠟熟期赤霉病的病穗率,預(yù)測準(zhǔn)確度達(dá)100%。因此,2020年我們基于赤霉病監(jiān)測預(yù)警結(jié)果開展了田間藥劑防治試驗(yàn)。結(jié)果表明,兩年間小麥赤霉病田間實(shí)際病穗率分別為97.84%和96.23%,自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)最終預(yù)測值均為100%,預(yù)測值和實(shí)際值均為5級,根據(jù)肖悅巖[28]的預(yù)測預(yù)報準(zhǔn)確度評價方法檢驗(yàn)預(yù)測的準(zhǔn)確度均為100%;基于該監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測結(jié)果開展藥劑防效試驗(yàn)確定的最優(yōu)藥劑用量為在小麥揚(yáng)花初期及1周后每667 m2分別使用48%氰烯·戊唑醇懸浮劑40 mL和20%氟唑菌酰羥胺懸浮劑40 mL。
小麥赤霉病的防控主要依靠化學(xué)藥劑,為了減輕病害帶來的損失,化學(xué)農(nóng)藥的使用劑量和施藥次數(shù)逐漸增加,同時帶來了抗藥性的問題。而小麥赤霉病監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以對病害進(jìn)行及時準(zhǔn)確的預(yù)測,可以有效地指導(dǎo)防治,在一定程度上降低盲目用藥的行為,減少了農(nóng)藥的用量。本研究所用的小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)報器是課題組基于小麥玉米輪作區(qū)赤霉病發(fā)生情況研發(fā)的,已在我國小麥玉米輪作區(qū)大面積推廣應(yīng)用。2016年,陜西省植物保護(hù)工作總站對陜西關(guān)中地區(qū)該系統(tǒng)的預(yù)報準(zhǔn)確性進(jìn)行了評價,預(yù)測準(zhǔn)確率為94.4%[18];2017年,陜西省渭南市華州區(qū)植保站及安徽省淮南市鳳臺縣植保站應(yīng)用評價準(zhǔn)確率分別為96%[30]和100%[31];2018年,陜西省商洛市洛南縣植保站和西安市植保站分別對預(yù)報的準(zhǔn)確性進(jìn)行了評價,準(zhǔn)確率分別為80%[32]和100%[33];2019年,河南省平輿縣對該系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,表明準(zhǔn)確度平均為90.95%,且根據(jù)系統(tǒng)預(yù)測的防治效果達(dá)到85%以上[34]。2019年對安裝在4個省份的預(yù)報器預(yù)測準(zhǔn)確性進(jìn)行評價,綜合準(zhǔn)確率為83.3%[35]。本研究也通過對安裝在安徽貴池區(qū)兩年的赤霉病監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行了評價,對病害預(yù)測的準(zhǔn)確率為100%,可以有效地指導(dǎo)病害的防控工作。由此可見,該系統(tǒng)能及時準(zhǔn)確地預(yù)測出赤霉病的病穗率,同時能夠指導(dǎo)病害防治工作,有效降低農(nóng)藥的使用量,具有良好的應(yīng)用前景。
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