王泓力,王 巖,吳曰福,劉朋飛,劉愛華,高 山,樓兵干*

(1.浙江大學(xué)生物技術(shù)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物病蟲分子生物學(xué)重點實驗室,杭州 310058;2.新疆林業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代林業(yè)研究所,烏魯木齊 830052;3.新疆林業(yè)科學(xué)院森林生態(tài)研究所,烏魯木齊 830063;4.塔里木大學(xué)農(nóng)學(xué)院,阿拉爾 843300)

梨火疫病是由解淀粉歐文氏菌Erwiniaamylovora引起的一種細(xì)菌性病害,是國際檢疫性病害,同時也被我國列入一類農(nóng)作物病蟲害[1-2]。自1780年在美國紐約首次發(fā)生梨火疫病以來[1],由于遠(yuǎn)距離運輸感病苗木以及人類或動物的遷徙行為,該病現(xiàn)已傳播擴散到北美洲、歐洲、澳洲、非洲和亞洲等地區(qū)[2]。梨火疫病主要危害薔薇科仁果類植物如梨、蘋果、山楂、海棠等[1-2]。由于被感染的花朵、嫩枝和病葉迅速變黑枯萎,如同被火燒過,故名“火疫病”。其發(fā)展速度快,發(fā)生范圍廣,危害程度強,可在短時間內(nèi)造成極大的經(jīng)濟損失[3-4]。

對于未發(fā)生梨火疫病的地區(qū),預(yù)防該病害的發(fā)生首先要嚴(yán)格執(zhí)行植物檢疫措施,對于已經(jīng)發(fā)生該病害的區(qū)域,化學(xué)防治仍是目前最常用最有效的手段。20世紀(jì)以來,世界范圍內(nèi)最常用的化學(xué)防治藥劑為銅制劑和抗生素類藥劑[5-6]。20世紀(jì)50年代之前,美國主要通過各種銅制劑來防治梨火疫病。由于各種銅制劑釋放的銅離子會影響作物的花粉萌發(fā)和花粉管生長,影響結(jié)實率[7-9],故美國和韓國等國家如今只限于在果樹休眠期間使用銅制劑。1952年在美國密蘇里州的梨樹花期首次使用鏈霉素防治梨火疫病,起到了非常顯著的防控效果[10]。此后在美國加利福尼亞州、密蘇里州等地區(qū)陸續(xù)有成功應(yīng)用的案例。研究表明,農(nóng)用鏈霉素是防治梨火疫病的主要殺菌劑,在花期合理施用鏈霉素對火疫病的防控效果可達(dá)90%以上[4]。但因長期大量使用,近年來,已有耐鏈霉素的梨火疫病菌菌株被陸續(xù)報道,鏈霉素的抗性菌株能在含有200 mg/L鏈霉素的選擇性培養(yǎng)基上生長,有些菌株甚至能夠耐受1 000 mg/L濃度的鏈霉素[11]。且因其同時作為人類、動物疾病的治療藥劑,為降低“超級細(xì)菌”產(chǎn)生的風(fēng)險,歐洲限制農(nóng)用鏈霉素的使用,目前歐洲仍主要利用銅制劑來控制梨火疫病[12]。2016年6月14日,我國農(nóng)藥登記部門宣布不再接受農(nóng)用鏈霉素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的登記應(yīng)用[13]。2021年4月22日,中華人民共和國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《全國農(nóng)業(yè)植物檢疫性有害生物分布行政區(qū)名錄》[14]中明確指出,在新疆維吾爾自治區(qū)以及甘肅省已有梨火疫病的發(fā)生。在新疆庫爾勒地區(qū),由于感病寄主‘庫爾勒香梨’的廣泛種植,近年來梨火疫病發(fā)病面積廣,總產(chǎn)量一度腰斬。銅制劑的藥害問題和農(nóng)用鏈霉素的禁用使得防控梨火疫病的難度大大增加,故開展梨火疫病的有效替代藥劑篩選與研究刻不容緩。

本研究以溫室盆栽杜梨苗為試驗材料,測定12種藥劑和5種藥劑3種濃度對梨火疫病的預(yù)防和治療效果,以及4種藥劑對梨火疫病的預(yù)防持效期和病害不同潛伏期治療效果,以期篩選出防治效果好,使用濃度低,持效期長的殺菌劑,為后續(xù)防治梨火疫病大田試驗示范和推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1供試菌株

梨火疫病菌XJSZ0102,由浙江大學(xué)生物技術(shù)研究所樓兵干從新疆的山楂上分離純化,并經(jīng)系統(tǒng)鑒定和致病性試驗保存于-70℃冰箱中。

1.1.2供試藥劑

12種供試藥劑商品名和生產(chǎn)廠家見表1。

表1 12種供試藥劑及其生產(chǎn)廠家Table 1 The information of 12 bactericides in pot experiment

1.2 試驗方法

1.2.1接種菌液制備

取保存于-70℃冰箱中的梨火疫病菌XJSZ0102菌株在NA平板上劃線活化培養(yǎng),置于28℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h后,挑取單菌落,接種在NB液體培養(yǎng)基中,于28℃ 150 r/min振蕩培養(yǎng)24～36 h,接種時將菌液用無菌水稀釋調(diào)至濃度為1×109cfu/mL。

1.2.2試驗前供試苗處理

試驗溫室大棚位于新疆庫爾勒市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局育苗中心,大棚設(shè)施條件良好,便于控溫控濕,光照良好。供試杜梨苗為2018年秋移栽的健康無病蟲的盆栽一年生苗(盆高20 cm,內(nèi)徑16 cm),置于溫室大棚中培養(yǎng)。生長季7～14 d澆1次透水,每月施1次復(fù)合肥。試驗前平茬,待新稍長至10～20 cm用于試驗。在接種病原菌前5 d剪掉過長或過短的枝條,留下長勢基本一致的當(dāng)年生枝條。

1.2.312種藥劑及其中5種藥劑3種濃度對梨火疫病盆栽預(yù)防和治療試驗

于2019年3月-4月和2021年3月-4月進(jìn)行12種藥劑(表1)的預(yù)防和治療效果測定。供試濃度分別為:40%春雷·噻唑鋅SC 1 000倍液,72%農(nóng)用鏈霉素SP 4 000倍液,2%春雷霉素AS 500倍液,3%中生菌素AS 400倍液,10%丙硫唑SC 600倍液,50%芬母肽SP 1 000倍液,45%春雷·喹啉銅SC 1 400倍液,20%噻唑鋅SC 400倍液,1%申嗪霉素SC 600倍液,3%春雷素·多粘菌SC 800倍液,撕裂蠟孔菌AS 1 000倍液,0.3%四霉素AS 400倍液,共12個藥劑處理,同時設(shè)置一個陽性對照和一個陰性對照。

預(yù)防試驗:先均勻噴施1 200 mL藥液,48 h后噴霧濃度為1×109cfu/mL的菌液250 mL,接菌后覆膜保濕48 h;以清水代替藥液噴施作為陽性對照,以清水代替藥液和菌液噴施作為陰性對照。每個處理3個重復(fù),每個重復(fù)10盆杜梨苗。

治療試驗:先噴霧濃度為1×109cfu/mL的菌液250 mL,覆膜保濕48 h后,再噴施1 200 mL藥液;以清水代替藥液噴施作為陽性對照;以清水代替菌液和藥液噴施作為陰性對照。每個處理3個重復(fù),每個重復(fù)10盆杜梨苗。

2020年3月-6月對篩選的預(yù)防和治療效果較好的5種藥劑進(jìn)行3種濃度的預(yù)防和治療效果測定,分別為40%春雷·噻唑鋅SC 800、1 000、1 200倍液,2%春雷霉素(加收米)AS 400、600、800倍液,10%丙硫唑SC 400、600、800倍液,3%中生菌素AS 400、600、800倍液,45%春雷·喹啉銅SC 1 000、1 400、1 800倍液,以72%農(nóng)用硫酸鏈霉素SP 4 000倍液為對照藥劑,共16個藥劑處理。同時設(shè)置一個陽性對照和一個陰性對照。每個處理3個重復(fù),每個重復(fù)10盆杜梨苗。試驗方法同上。

1.2.44種藥劑對梨火疫病預(yù)防持效期和不同潛伏期治療效果測定盆栽試驗

2021年3月-6月對防效較好的4種藥劑測定預(yù)防持效期和病害不同潛伏期治療效果,測定方法參考1.2.3 方法,噴菌時間和噴藥時間有變動。

預(yù)防持效期測定:試驗共設(shè)16個藥劑處理組(4種藥劑×4個噴菌時間)、4個陽性對照和4個陰性對照,4種藥劑及試驗濃度分別為:40%春雷·噻唑鋅SC 1 000倍液、3%中生菌素AS 400倍液、10%丙硫唑SC 600倍液、2%春雷霉素AS 600倍液。4種噴菌時間分別為:噴藥后第2天,噴藥后第7天,噴藥后第14天和噴藥后第21天。每個噴菌時間對應(yīng)一個陽性對照和陰性對照。每處理3個重復(fù),每重復(fù)10盆杜梨苗,試驗重復(fù)2次。

病害不同潛伏期治療效果測定:共設(shè)12個藥劑處理組(4種藥劑×3個噴藥時間)、1個陽性對照和1個對照組,4種藥劑及試驗濃度同上。3個噴藥時間分別設(shè)置為:噴菌后2 d,噴菌后4 d,噴菌后6 d。陽(陰)性對照噴菌(水)后2 d用清水代替藥劑噴施處理。每處理3個重復(fù),每重復(fù)10盆杜梨苗,試驗重復(fù)2次。

1.3 病害調(diào)查與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

預(yù)防和治療試驗均于噴霧接種病原菌14 d后調(diào)查病害發(fā)生程度,統(tǒng)計總枝條數(shù)、發(fā)病枝條數(shù)、病斑長度占枝條長度的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)盆栽杜梨苗梨火疫病病害分級標(biāo)準(zhǔn)(表2),計算病情指數(shù),基于病情指數(shù)計算各藥劑的預(yù)防(治療)效果。利用SPSS 21.0的One-way ANOVA方法對個藥劑組之間進(jìn)行差異顯著性分析。

預(yù)防(治療)效果=

表2 梨火疫病溫室盆栽杜梨苗病級分級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grading standard of pear fire blight disease in potted Pyrus betulifolia seedlings

2 結(jié)果與分析

2.1 12種藥劑對梨火疫病的預(yù)防與治療效果測定

試驗結(jié)果表明:不同藥劑對梨火疫病的預(yù)防與治療效果不同,每種供試藥劑對梨火疫病的預(yù)防效果都好于治療效果。在供試的12種藥劑中,對盆栽杜梨苗上梨火疫病的預(yù)防和治療最好的藥劑是40%春雷·噻唑鋅SC,效果分別是95.63%和80.55%,顯著好于其他藥劑;預(yù)防效果大于70%的藥劑有8種,治療效果大于60%的藥劑有7種,預(yù)防效果和治療效果都大于60%的藥劑有6種(不包括72%農(nóng)用鏈霉素SP),分別是40%春雷·噻唑鋅SC、2%春雷霉素AS、3%中生菌素AS、10%丙硫唑SC、50%芬母肽SP、45%春雷·喹啉銅SC(表3)。

表3 12種藥劑對盆栽杜梨苗梨火疫病的預(yù)防和治療效果1)Table 3 Prevention and control efficacies of 12 bactericides on fire blight of potted Pyrus betulifolia seedlings

2.2 5種藥劑3種濃度對梨火疫病的預(yù)防效果和治療效果

對預(yù)防和治療效果都較好的5種藥劑進(jìn)一步進(jìn)行3種濃度的防效測定,結(jié)果表明(表4):不同藥劑之間對梨火疫病的預(yù)防和治療效果存在差異,同種藥劑濃度越高,預(yù)防和治療效果越好。預(yù)防和治療效果最好的是40%春雷·噻唑鋅SC,3種濃度的預(yù)防和治療效果均達(dá)到70%以上,其次是10%丙硫唑SC和2%春雷霉素AS,最低預(yù)防和治療效果達(dá)到50%以上,45%春雷·喹啉銅SC 1 400倍液的預(yù)防和治療效果已經(jīng)下降到50%以下。在所試藥劑的3種濃度中,與72%農(nóng)用鏈霉素SP 4 000倍液預(yù)防效果(81.40%)接近或超過的有40%春雷·噻唑鋅SC 800、1 000、1 200倍液,2%春雷霉素AS 400、600倍液,10%丙硫唑SC 400倍液;與72%農(nóng)用鏈霉素SP 4 000倍液治療效果(76.74%)接近或超過的有40%春雷·噻唑鋅SC 800、1 000倍液,2%春雷霉素AS 400倍液；預(yù)防和治療效果都接近或超過72%農(nóng)用鏈霉素SP 4 000倍液的只有40%春雷·噻唑鋅SC 800、1 000倍液，2%春雷霉素AS 400倍液。

表4 5種藥劑3種濃度對盆栽杜梨苗梨火疫病的預(yù)防和治療效果Table 4 Prevention and control efficacies of five bactericides at three kinds of multiple dilutions on fire blight of potted Pyrus betulifolia seedlings

2.3 4種藥劑對梨火疫病預(yù)防效果的持效期

對3種濃度測定中預(yù)防和治療效果都表現(xiàn)較好的4種藥劑測定預(yù)防持效期,2次重復(fù)試驗結(jié)果表明(表5):40%春雷·噻唑鋅SC持效期最長,在4種藥劑中,同一處理時間的預(yù)防效果最好。1)供試的4種殺菌劑,在噴藥后2 d噴菌,預(yù)防效果均在70%以上;在噴藥后7 d噴菌,預(yù)防效果均在60%以上;在噴藥后14 d噴菌,只有40%春雷·噻唑鋅SC的預(yù)防效果在60%以上;在噴藥后21 d噴菌,除40%春雷·噻唑鋅SC的預(yù)防效果在50%以上,其余3種藥劑的預(yù)防效果均在30%以下。2)在噴藥后2、7、14 d和21 d分別噴菌,在同一時間段,預(yù)防效果最好的藥劑都是40%春雷·噻唑鋅SC,均顯著好于其他3種藥劑。3)40%春雷·噻唑鋅SC在噴藥后7 d噴菌的預(yù)防效果好于10%丙硫唑SC和2%春雷霉素AS在噴藥后2 d噴菌的預(yù)防效果,在噴藥后14 d噴菌的預(yù)防效果與2%春雷霉素AS和10%丙硫唑SC噴藥后7 d噴菌的效果相當(dāng),在噴藥后21 d噴菌的預(yù)防效果大于50%,好于其他3種供試藥劑在噴藥后14 d噴菌的預(yù)防效果。

2.4 4種藥劑對梨火疫病不同潛伏期的治療效果

對3種濃度測定中預(yù)防和治療效果都表現(xiàn)較好的4種藥劑測定對梨火疫病不同潛伏期的治療效果,2次重復(fù)試驗結(jié)果表明(表6):接菌后,噴藥時間越早治療效果越好,4種供試藥劑在接菌后同一時期的治療效果中40%春雷·噻唑鋅SC最好。40%春雷·噻唑鋅SC接菌后6 d的治療效果(62.31%)與其他3種藥劑接菌后2 d的防效相當(dāng)。接菌后4 d施藥，除40%春雷·噻唑鋅SC外,其他3種藥劑的治療效果迅速下降,接菌后6 d施藥的治療效果都低于50%。

表5 盆栽杜梨苗上4種藥劑對梨火疫病的預(yù)防效果持效期1)Table 5 Effective duration of four bactericides on fire blight of potted Pyrus betulifolia seedlings

表6 接菌后不同天數(shù)4種藥劑對梨火疫病的治療效果Table 6 Control efficacies of four bactericides on different days after pathogen inoculation on fire blight

3 結(jié)論與討論

本研究測定了12種藥劑和其中5種藥劑3種濃度對盆栽杜梨苗梨火疫病的預(yù)防效果和治療效果,測定了其中4種藥劑對梨火疫病的預(yù)防持效期,并比較了在接菌后不同天數(shù)4種藥劑對梨火疫病的治療效果,結(jié)果表明,每種供試藥劑對梨火疫病的預(yù)防效果都好于治療效果,如40%春雷·噻唑鋅SC 1 000倍液,預(yù)防效果是95.63%,同等條件治療效果為80.55%,又如2%春雷霉素SC 500倍液,預(yù)防效果是80.33%,同等條件治療效果為64.50%,說明對此病的防控應(yīng)高度重視預(yù)防措施。目前世界各地防治梨火疫病要求在花期進(jìn)行藥劑防治,花期最容易感染病原菌,如果花期不進(jìn)行預(yù)防,老病區(qū)花后就會出現(xiàn)大量花腐、枯枝。本研究中,在接菌后 6 d 噴藥,最好的治療效果也只有62.31%。

本研究中,預(yù)防效果和治療效果最好的藥劑都是40%春雷·噻唑鋅SC,效果顯著好于單劑2%春雷霉素AS和20%噻唑鋅SC,藥劑混配不僅擴大了防治譜,降低了抗藥性風(fēng)險,同時具有增效作用,降低用藥量,減少施藥次數(shù)[15]。40%春雷·噻唑鋅SC作為一種復(fù)配藥劑,其主要成分為春雷霉素和噻唑鋅,除梨火疫病外,在同為細(xì)菌性病害的番茄青枯病的防治上,也表現(xiàn)出了較為良好的防治效果:相關(guān)試驗表明,40%春雷·噻唑鋅SC 800倍液灌根處理對番茄青枯病的防效為86.49%,1 000倍液的防效可達(dá)69.68%[16]。對于水稻細(xì)菌性病害水稻白葉枯病,用40%春雷·噻唑鋅SC約40 mL/667m2進(jìn)行處理,其防效可達(dá)71%[17]。對于黃瓜細(xì)菌性角斑病,相關(guān)試驗表明,40%春雷·噻唑鋅SC 800倍液的防效為89.26%,1 000倍液的防效為82.11%[18]?？梢?0%春雷·噻唑鋅SC在植物細(xì)菌性病害的防治上有較大的應(yīng)用潛力。本研究中,40%春雷·噻唑鋅SC 800倍液對梨火疫病的預(yù)防效果達(dá)100%,治療效果達(dá)88.72%,與上述細(xì)菌性病害防治效果相比,同樣表現(xiàn)出了很好的防控效果。

在本研究中,5種藥劑的3種濃度對梨火疫病的預(yù)防和治療效果表明,不同藥劑對梨火疫病防效不同,同一藥劑不同濃度防效不同。因此，在田間防控梨火疫病時應(yīng)該嚴(yán)格按照指導(dǎo)稀釋倍數(shù)稀釋藥劑,不可隨意擴大藥劑稀釋倍數(shù),以免嚴(yán)重降低藥劑防治效果;對于防效好、濃度梯度防效差異小的藥劑如40%春雷·噻唑鋅SC可根據(jù)果園的病情程度選擇不同稀釋倍數(shù),如在中度或重度發(fā)病果園選用1 000倍液防治,輕度發(fā)病果園選用1 200倍液防治,做到精準(zhǔn)防控,降低生產(chǎn)成本。

本研究中,供試的4種藥劑預(yù)防效果的持效期不同,持效期最長的是40%春雷·噻唑鋅SC,噴施21 d后的預(yù)防效果仍高于50%,其他3種藥劑噴施14 d后預(yù)防效果已經(jīng)降到50%以下。在田間梨火疫病防控藥劑選擇時,不僅要考慮到藥劑的防效,同時應(yīng)考慮藥劑持效期,藥劑持效期長則減少打藥次數(shù),降低人工和藥劑成本,減輕環(huán)境污染。

本研究以盆栽杜梨苗作為試驗材料,測定不同殺菌劑對梨火疫病的防治效果,該方法重復(fù)性好,結(jié)果可靠。在田間的花序或離體植物組織上人工接種梨火疫病菌開展活體藥效研究,易受到復(fù)雜多變的環(huán)境影響或離體植物組織自身影響,如雨水沖刷,高溫照射或離體材料的活力強弱等因素;相比而言,盆栽杜梨苗的生長環(huán)境可控且穩(wěn)定,受季節(jié)影響小,其結(jié)果最為接近田間的防控效果,且試驗重復(fù)方便。本研究中通過直接在盆栽杜梨苗上噴霧接種的對照組發(fā)病率與Adaskaveg等在梨花上接種梨火疫病菌的對照組發(fā)病率相當(dāng)[5]。因此,以盆栽杜梨苗作為試驗材料的活體測定方法適用于防治梨火疫病的有效化學(xué)藥劑的篩選研究。

本研究試驗主要在溫室盆栽杜梨苗上進(jìn)行,雖較為接近田間的防控效果,但還是會與田間防控效果有一定的差異,故在本研究基礎(chǔ)上,應(yīng)繼續(xù)在大田開展藥效試驗,在梨火疫病害自然發(fā)生的條件下評價上述藥劑的防控效果后,再進(jìn)行后續(xù)的推廣應(yīng)用。