關(guān)鍵詞細菌性果斑??;藥劑浸種;阿苯達唑;預防效果;治療效果
瓜類細菌性果斑病是由西瓜噬酸菌引起的一種細菌性病害,主要危害西瓜、甜瓜等葫蘆科作物,屬世界重要檢疫性病害。該病害于1965年由Webb等首次在美國佛羅里達州發(fā)現(xiàn),1989年在美國大暴發(fā),此后在澳大利亞、日本、巴西等國家發(fā)生,危害遍及各大洲。在我國,1990年陜西首次報道瓜類細菌性果斑病,隨后在許多省份相繼報道,2022年我國已有16個省份71個縣發(fā)生該病害,造成嚴重的經(jīng)濟損失,僅海南每年的損失就達5億元。
瓜類細菌性果斑病未發(fā)生區(qū),加強種子種苗檢驗檢疫和制種田產(chǎn)地檢疫是關(guān)鍵;已發(fā)生區(qū),由于缺乏有效的抗病品種,化學防治仍然是目前最常用最有效的手段。20世紀以來,國內(nèi)外防治果斑病最常用的藥劑是農(nóng)用硫酸鏈霉素和銅制劑。因農(nóng)用鏈霉素會通過食物鏈在人體內(nèi)富集,長期大量使用可能威脅人類健康,2018年6月起,在我國已被禁用。有研究表明,許多銅制劑如47%春雷·王銅600倍液、52%王銅·代森鋅800倍液對果斑病菌具有100%殺滅作用。然而,銅制劑的有效成分是無機重金屬元素,不僅影響種子發(fā)芽和根莖伸長,長期大量使用還會造成農(nóng)田土壤的銅污染,給人類健康帶來危害。近年來,由于銅制劑在田間的濫用,導致果斑病菌產(chǎn)生抗性,有些果斑病菌菌株在硫酸銅濃度為700ug/mL時仍能生長。農(nóng)用鏈霉素的禁用及抗銅制劑菌株的出現(xiàn),使得田間防治果斑病的難度大大增加,故篩選防治該病害的有效藥劑是當務之急。
帶菌種子是瓜類細菌性果斑病的重要侵染源,種子帶菌率為0.01%即可引起發(fā)病,果斑病菌在種子上可存活多年,藥劑浸種處理是預防果斑病發(fā)生的重要措施。有的藥劑浸種不僅可以有效減少病害發(fā)生,而且能夠破除種子硬實、加速種子萌發(fā)和提高播種質(zhì)量。如殺菌劑1號浸種西甜瓜預防果斑病,無病壯苗率可提高6.4%,用藥量則可減少42.1%;但有的藥劑浸種后會導致種子活力減弱,抑制種子萌發(fā)。因此,針對不同藥劑的浸種效果研究可以大幅提高作物的經(jīng)濟效益。
助劑本身無生物活性,但與有些藥劑混配后可以增強藥劑黏著力,改善藥液在葉面上的吸附性和滲透性,有利于藥劑減量增效,延緩抗藥性產(chǎn)生,被廣泛用于各類病害的防治。目前市面上常見的農(nóng)用助劑有植物油類、有機硅類和復合型類,前人研究表明,春雷·喹啉銅與橙皮精油助劑混配后,對柑橘潰瘍病的防效顯著好于高濃度的單一藥劑;代森錳鋅濃度減半與有機硅助劑混配后,對蘋果炭疽葉枯病的防效可達到與正常施藥濃度相同的水平;嘧菌酯與復合型增效劑混配后,施藥1次對葡萄霜霉病的防效與單一藥劑施藥2次的防效相當。R91是一種有效成分為8.6%聚乙二醇的助劑,不僅能夠提高藥劑有效成分的活力,使其快速到達病株各部位殺死靶標病菌,還可加快藥劑有效成分在作物中的降解速度,應用前景廣闊。
本研究選用13種化學藥劑進行瓜類細菌性果斑病的藥效試驗,測定13種藥劑浸種不同時間以及苗期噴藥對果斑病的防效,以期篩選出有效防控果斑病且促進種子萌發(fā)的藥劑,明確有效藥劑與應用;選用13種藥劑與助劑混配來提高防效,以期降低農(nóng)藥用量和減少農(nóng)藥污染,明確助劑的減量增效作用,為瓜類細菌性果斑病的化學防控提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。
1材料與方法
1.1供試材料
1.1.1供試菌株
西瓜噬酸菌A. citrulli QT0801,由浙江大學生物技術(shù)研究所樓兵干教授于浙江省青田縣西瓜果斑病病樣上分離純化獲得,經(jīng)過柯赫氏法則驗證和系統(tǒng)鑒定后置于-70℃冰箱中保存。
1.1.2供試西瓜種子(砧木)
供試西瓜品種為‘勇士’,在生產(chǎn)上用作嫁接西瓜的砧木,種子由杭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供,共2批種子,試驗前經(jīng)瓜類細菌性果斑病菌檢測、育苗觀察和病原菌分離鑒定,一批種子自然攜帶瓜類細菌性果斑病菌,帶菌率為21%,另一批未檢測到瓜類細菌性果斑病菌,為健康種子。
1.1.3供試藥劑
13種供試藥劑的相關(guān)信息見表1。
1.2試驗方法
1.2.1幼苗栽培
采用進口泥炭、礫石和珍珠巖以4:2:1的比例混合均勻后裝入消毒后的30cmX60cm的28穴育苗盤中,每穴播種3粒種子。育苗盤置于植物生長室中,溫度28℃,相對濕度75%,播前澆足水,播后定期澆Hoaglands營養(yǎng)液。
1.2.2藥劑配制
按每種供試藥劑的試驗濃度計算并稱量相應的藥劑于錐形瓶中,加水至1000mL,充分混勻,種子浸種濃度和苗期噴藥濃度見表1。
1.2.3藥劑浸種處理
分別將帶菌種子置于配制好的13種藥劑中,不斷攪動使種子充分接觸藥液,分別浸泡2、12、24h后撈出種子用清水沖洗3次,置于吸水紙上干燥。將干燥后的種子放于鋪有濕潤吸水紙的無菌培養(yǎng)皿中,置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中黑暗條件下催芽3d。以清水處理帶菌種子作陽性對照,以清水處理健康種子作陰性對照。處理后的種子按1.2.1的方法育苗。每處理分4次重復,每個重復84粒西瓜種子。
1.2.4西瓜苗期噴藥對果斑病的防治效果
1.2.4.1接種菌懸液制備
取出-70℃低溫保存的西瓜噬酸菌菌株QT0801在LB固體培養(yǎng)基上劃線活化培養(yǎng),置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后,用滅菌牙簽挑取單菌落,接種于LB液體培養(yǎng)基中,置于28℃的振蕩培養(yǎng)箱中振蕩培養(yǎng)18h。用無菌水稀釋菌懸液至濃度為1×108cfu/mL時(分光光度計測定菌懸液的OD600值為0.5),作為接種菌懸液。
1.2.4.2藥劑預防和治療效果測定
預防效果測定:當健康種子培育的西瓜幼苗長出2片真葉(出苗后15d)時,將配制好的藥劑用小噴霧器均勻噴施于幼苗上,每個處理噴施21.藥液,24 h后噴霧1×108 cfu/mL的菌懸液1L,西瓜幼苗置于L∥D=12h∥12h、相對濕度80%以上的保濕架中保濕培養(yǎng)24h。試驗設置2個對照:以清水代替藥液作為陽性對照,以清水代替藥液和菌液作為陰性對照。每個處理4次重復,每個重復84株西瓜幼苗。
治療效果測定:當健康種子培育的西瓜幼苗長出2片真葉(出苗后15d)時,將1×108cfu/mL的菌懸液1L均勻噴在幼苗上,并置于L∥D=12h∥12h、相對濕度80%以上的保濕架中保濕培養(yǎng),24h后將配制好的藥劑用小噴霧器均勻噴施于幼苗上,每個處理噴施2L藥液。試驗設置2個對照:以清水代替藥劑作為陽性對照,以清水代替藥劑和菌液作為陰性對照。每個處理4次重復,每個重復84株西瓜幼苗。
1.2.5病害調(diào)查與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
藥劑浸種試驗中,播種10d后調(diào)查出苗率,21d后調(diào)查病株數(shù)、發(fā)病程度,計算病情指數(shù)及防治效果。苗期噴藥試驗中,接種菌懸液6d后調(diào)查西瓜幼苗發(fā)病情況,計算病情指數(shù)及藥劑的預防和治療效果。瓜類細菌性果斑病病情分級標準見表2,使用Excel 2021和SPSS21.0進行發(fā)芽率、病情指數(shù)和防治效果的數(shù)據(jù)分析,采用鄧肯氏新復極差法在置信度a=0.05水平下進行差異顯著性分析。
2結(jié)果與分析
2.1藥劑浸種對西瓜種子發(fā)芽率的影響
試驗結(jié)果表明,不同藥劑浸種后西瓜種子發(fā)芽率差異顯著(表3)。13種藥劑中,9種藥劑浸種不同時間的發(fā)芽率超過70%,且顯著好于清水浸種,平均發(fā)芽率從大到小依次是1%申嗪霉素SC、10%阿苯達唑SC、40%春雷·噻唑鋅SC、殺菌劑1號EC、0.3%四霉素AS、2%春雷霉素AS、40%納米春雷·噻唑鋅SC、50%芬母肽SP和72%農(nóng)用鏈霉素SP,其中1%申嗪霉素SC浸種不同時間的發(fā)芽率都在80%以上,顯著好于其他藥劑。80%乙蒜素EC浸種對種子發(fā)芽有顯著抑制作用。
同一藥劑不同浸種時間對發(fā)芽率的影響不同。13種藥劑中,50%芬母肽SP、殺菌劑1號EC、80%乙蒜素EC和1%申嗪霉素SC等4種藥劑發(fā)芽率最高的浸種時間是2h;10%阿苯達唑SC、40%納米春雷·噻唑鋅SC、40%春雷·噻唑鋅SC、2%春雷霉素AS、20%噻唑鋅SC、0.3%四霉素AS和20%納米噻唑鋅SC等7種藥劑發(fā)芽率最高的浸種時間是12h;72%農(nóng)用鏈霉素SP和3%中生菌素WP發(fā)芽率最高的浸種時間是24h。
2.2藥劑浸種帶菌種子后的防治效果
試驗結(jié)果表明,不同藥劑間防治效果存在差異或顯著差異(表3),部分處理組子葉出現(xiàn)病斑,病斑大小和數(shù)量不同(圖1),采用藥劑浸種處理后果斑病病情指數(shù)都顯著低于清水浸種,表明藥劑浸種對防治果斑病有顯著效果。13種藥劑中,6種藥劑不同浸種時間的防效都達到70%以上,平均防效從大到小依次是10%阿苯達唑SC、80%乙蒜素EC、40%納米春雷·噻唑鋅SC、72%農(nóng)用硫酸鏈霉素SP、殺菌劑1號EC和3%中生菌素WP。
同一藥劑不同浸種時間的防治效果不同。13種藥劑中,2%春雷霉素AS浸種不同時間的防效差異最大,超過40%;其次是0.3%四霉素AS、50%芬母肽SP和20%噻唑鋅SC,浸種不同時間的防效差異超過20%,這說明針對不同藥劑要選擇最適浸種時間,才能實現(xiàn)防效最大化。此外,每種藥劑浸種2h的防效都不如其浸種12h、24h的防效好。40%納米春雷·噻唑鋅SC、殺菌劑1號EC、3%中生菌素WP、1%申嗪霉素SC、2%春雷霉素AS和50%芬母肽SP等6種藥劑防效最好的浸種時間為12h;80%乙蒜素EC、72%農(nóng)用硫酸鏈霉素SP、40%春雷·噻唑鋅SC、20%噻唑鋅SC、0.3%四霉素AS和20%納米噻唑鋅SC等6種藥劑防效最好的浸種時間為24h;10%阿苯達唑SC浸種不同時間的防效在13種藥劑中均為最好,其浸種12h、24h的防效均為100%。
2.3藥劑對細菌性果斑病的預防與治療效果測定
試驗結(jié)果表明,13種藥劑對果斑病均有不同程度的防治效果,不同藥劑之間防效有差異或有顯著差異(表4),部分處理組子葉出現(xiàn)病斑,病斑大小和數(shù)量不同(圖2)。助劑對照組病情指數(shù)與清水對照組無顯著差異,說明單獨使用8.6%聚乙二醇對病情指數(shù)無顯著影響。在13種藥劑的無助劑處理組中,13種藥劑的預防效果都好于治療效果,說明對果斑病的防治應重視預防措施。預防效果高于60%的藥劑有10種,治療效果高于60%的藥劑有7種,預防效果和治療效果都高于60%的藥劑有7種,依次為IO%阿苯達唑SC、2%春雷霉素AS、40%納米春雷·噻唑鋅SC、40%春雷·噻唑鋅SC、72%農(nóng)用硫酸鏈霉素SP、20%噻唑鋅SC和殺菌劑1號EC。其中,對果斑病的預防效果和治療效果都最好的藥劑是10%阿苯達唑SC,其600倍液的預防和治療效果分別為87.58%、75.70%,顯著好于其他藥劑;40%納米春雷·噻唑鋅SC和2%春雷霉素AS次之,預防效果都超過80%,治療效果都接近70%,二者間無顯著差異;0.3%四霉素AS的預防效果和治療效果都低于40%,顯著低于其他藥劑。
在13種藥劑加助劑的處理組中,有6種藥劑與助劑混配后的預防效果和治療效果都有顯著提高,按增效作用從大到小依次是40%納米春雷·噻唑鋅SC、10%阿苯達唑SC、1%申嗪霉素SC、40%春雷·噻唑鋅SC、72%農(nóng)用硫酸鏈霉素SP和20%噻唑鋅SC。助劑對40%納米春雷·噻唑鋅SC的增效作用最明顯,其預防效果和治療效果分別提高7.85百分點和9.04百分點;其次是10%阿苯達唑SC,其600倍液與助劑混配后預防效果和治療效果分別提高6.54百分點和5.61百分點,預防效果提高到94.12%,治療效果提高到81.31%,都顯著好于其他助劑處理組。80%乙蒜素EC、50%芬母肽SP、0.3%四霉素AS、2%春雷霉素AS、殺菌劑1號EC、20%納米噻唑鋅SC和3%中生菌素WP等7種藥劑與助劑混配后,與無助劑處理組的預防效果無顯著差異。
3結(jié)論與討論
本研究通過測定13種藥劑浸種不同時間以及苗期噴藥對瓜類細菌性果斑病的防治效果,并比較助劑8.6%聚乙二醇對13種藥劑的增效作用,結(jié)果表明:相比苗期治療效果,藥劑浸種和苗期預防對果斑病的防治效果更好。13種藥劑中防治效果最好的是10%阿苯達唑SC,浸種12h對果斑病的防治效果達到100%,苗期預防和治療效果分別為87.58%和75.70%,與助劑8.6%聚乙二醇混配后防效進一步提高,預防效果超過90%,治療效果超過80%,可作為防治果斑病的首選藥劑。此外,40%納米春雷·噻唑鋅SC對果斑病也具有很好的防效,其浸種12h的防效超過90%,苗期噴藥的預防效果超過80%,治療效果超過70%。
目前,果斑病的防治主要有藥劑浸種、田間藥劑噴霧防治等方式。西瓜實際生產(chǎn)中,為破除種子休眠、促進種子萌發(fā),常采用清水浸種催芽。相關(guān)研究表明,種子萌發(fā)過程分為吸漲期、吸水停滯期和重新迅速吸水期三個階段,浸種10~24h屬于種子的吸水停滯期,此時種子主要進行無氧呼吸,需氧量較少且保持平穩(wěn),浸種24h后胚根開始突破種皮,轉(zhuǎn)為有氧呼吸為主,需氧量迅速增加,因此,浸種時間不宜超過24h。浸種過程中有針對性地加入殺菌劑能夠殺滅種子表面攜帶的病原菌,是防治種傳病害的有效措施。董春玲等用殺菌劑1號處理帶菌種子,能夠顯著提高種子發(fā)芽率并對果斑病有很好的防治效果。本研究中,藥劑浸種能夠有效降低果斑病病情指數(shù),即使是13種藥劑中防效最低的20%納米噻唑鋅SC.浸種后也可顯著減輕病害;防效最好的10%阿苯達唑SC,浸種后對果斑病的防效則可達100%。此外,不同藥劑的最適浸種時間不同,浸種時間對于種子發(fā)芽和藥劑防效至關(guān)重要。浸種時間不足,不僅無法清除種子攜帶的病原菌,且種子吸水量達不到萌芽標準,可能導致種子發(fā)芽率偏低;浸種時間過長,種子表面潮濕度增加且內(nèi)部無氧發(fā)酵嚴重,加速了病原菌繁殖并對種子造成損傷。本研究中,10%阿苯達唑浸種對種子發(fā)芽影響很小,浸種2h、12h、24h后種子發(fā)芽率都顯著高于清水浸種,在實際生產(chǎn)中應選擇最佳防效所需的浸種時間;20%納米噻唑鋅和3%中生菌素浸種2h后種子發(fā)芽率顯著低于清水浸種,延長浸種時間至12h和24h后,種子發(fā)芽率則顯著高于清水浸種,促進種子發(fā)芽,因此實際生產(chǎn)中要浸種足夠時間以保證發(fā)芽率。目前,多數(shù)藥劑浸種處理后無法對果斑病達到100%的防治效果,幼苗期的藥劑噴霧防治也很有必要,本研究中,藥劑的預防效果都好于治療效果,故田間防控果斑病時應高度重視預防措施,出苗后及時噴藥預防,把病害控制在苗期,防止病菌進一步侵染果實,以減輕病害對西瓜產(chǎn)量的影響。
阿苯達唑作為一種咪唑衍生物類藥物,對于小麥赤霉病、水稻紋枯病、稻瘟病,以及瓜類枯萎病等多種植物真菌病害有較好的防治效果。本課題組前期研究表明,阿苯達唑?qū)τ诠项惣毦怨卟【腅C50為0.033ug/mL,遠低于對照藥劑農(nóng)用鏈霉素的7.99ug/mL,表現(xiàn)出很高的生物活性,表明阿苯達唑?qū)τ谥参锛毦『Φ姆揽赝瑯泳哂休^大的應用潛力。本研究中,10%阿苯達唑SC苗期噴藥對于果斑病的預防和治療效果在13種供試殺菌劑中均最好,浸種12h的預防效果高達100%,防控效果突出,可作為禁用藥劑農(nóng)用鏈霉素的首選代替藥劑應用于果斑病的防控。
納米春雷·噻唑鋅是將春雷·噻唑鋅的有效成分加工為納米級顆粒的一種新型納米農(nóng)藥。納米農(nóng)藥顆粒粒徑小、比表面積大,易在植物表面吸附,能夠有效增加藥劑利用率、提高藥效。相關(guān)研究表明,由30%苯甲·丙環(huán)唑、10%呋蟲胺、3.4%阿維菌素混配而成的納米農(nóng)藥與其非納米農(nóng)藥相比,對水稻紋枯病、稻瘟病、稻曲病的田間防治效果都更好,防效分別較原劑型提高4.44百分點、5.67百分點、7.78百分點;由丙硫菌唑和戊唑醇混配而成的納米農(nóng)藥,減少30%用藥量后對于小麥赤霉病的防效仍超過80%,較原劑型提高了10.87百分點。在本研究中,40%春雷·噻唑鋅SC苗期噴藥對于果斑病的預防和治療效果均超過60%,浸種12h的防效超過70%,防控效果較好,而同等試驗條件下,40%納米春雷·噻唑鋅SC的預防和治療效果超過70%,浸種12h的防效則高達90%,對果斑病的防效更高,在田間推廣應用能夠降低用藥量,減少用藥成本,符合我國雙減政策的要求。
聚乙二醇是一類高分子聚合物,在水和多種溶劑中都有良好的溶解度,與藥劑混配后可使藥劑的溶解度和穩(wěn)定性提高,被廣泛應用于藥劑加工領域。相關(guān)研究表明,聚乙二醇可以調(diào)節(jié)納米顆粒在水相環(huán)境中的聚集性,以提高納米顆粒的水相穩(wěn)定性。本研究中,助劑8.6%聚乙二醇對多種藥劑都有不同程度的增效作用。其中對40%納米春雷·噻唑鋅SC增效作用最明顯,但0.3%四霉素AS、50%芬母肽SP、80%乙蒜素EC添加聚乙二醇后則防效有所降低。故并非所有藥劑與助劑8.6%聚乙二醇混配都會提高藥效,在實際生產(chǎn)中,應注意藥劑與助劑的合理搭配,經(jīng)過溫室試驗和田間試驗驗證后再應用于實踐。
本研究采用盆栽西瓜苗作為試驗材料,生長周期較短且穩(wěn)定性較高,能夠得到具有重復性的試驗結(jié)果。但本研究只是在溫室條件下測定了13種藥劑對于果斑病的防治效果,不受天氣等外界因素的影響,故得出的結(jié)果與大田實際藥效可能并不完全一致。因此,仍需在本研究結(jié)果基礎上進一步開展大田試驗,明確上述殺菌劑對于果斑病的田間藥效,再進行后續(xù)的推廣應用。