咯菌腈·精甲霜·噻呋种子处理悬浮剂浸种对棉花苗期病害和黄萎病的防治效果

2021-03-05 02:03岳弘辰马征冯自力冯鸿杰赵丽红张亚林魏锋朱荷琴
中国棉花 2021年11期
关键词:黄萎病空白对照苗期

岳弘辰,马征,冯自力,冯鸿杰,,赵丽红,张亚林,魏锋,*,朱荷琴,*

(1.棉花生物学国家重点实验室/ 中国农业科学院棉花研究所,河南 安阳 455000;2.棉花生物学国家重点实验室郑州大学研究基地,郑州 450000)

棉花病害的发生给棉花生产造成严重损失,其中棉花苗期病害和成株期危害最严重的黄萎病是棉花生产中主要的防治对象[1-2]。苗期棉花抗病能力较弱, 从播种到出苗易受到多种病原菌的侵染,我国棉花苗期主要病害包括立枯病、红腐病、炭疽病、猝倒病等[3]。 棉花苗期病害常造成棉田缺苗断垄,如遇低温回寒天气还可造成大量死苗,致使毁种重播[4]。 在我国,由大丽轮枝菌(Verticillium dahliaeKleb.)侵染引起的棉花黄萎病被称为棉花的“癌症”。 该病原菌变异性强、在土壤中存活时间长、侵染过程复杂,传播途径广泛,加之缺乏优良抗病品种,导致其极难防治,对我国棉花的产量和纤维品质造成严重影响[5]。

众多研究表明,使用化学药剂进行种子处理对棉花病害的全程防治效果显著[3,6-7]。 种子处理悬浮剂(Flowable concentrate for seed treatment,FS)具有防治作物苗期病害和系统性病害, 杀灭地下害虫,促进种苗健康生长, 提高作物产量的功能和优势,广泛适用于水稻、玉米、棉花、大豆等农作物,是一种高效经济的农药产品[8-9]。在生产上单一药剂的重复、大量使用,易导致病原菌抗药性增强,极大地缩短农药的使用寿命[10]。 因此,复配制剂成为当前农药研发和市场推广的重点[11-13]。

咯菌腈·精甲霜·噻呋,在我国登记用于种子包衣防治花生根腐病和白绢病。其中咯菌腈为苯吡咯类杀菌剂,其作用机理是通过影响与渗透压调节信号相关的组氨酸激酶活性来抑制真菌菌丝体生长,作用机理独特,与现有其他杀菌剂无交互抗性,多用于小麦、花生、棉花等根部病害的防治[14]。 精甲霜灵又名高效甲霜灵,属于苯基酰胺类杀菌剂,常与其他药剂复配使用。 该药剂的作用方式是抑制rRNA 的生物合成导致菌丝体无法正常合成蛋白质,最终影响其正常生长而死亡154-155[15]。 噻呋酰胺是一种琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂,主要是通过抑制病原菌的琥珀酸脱氢酶活性干扰病原菌呼吸作用,从而导致其死亡[16-17]。

药剂浸种处理可有效促进种子萌发,提高作物的抗病性,达到保苗增产的效果[18]。 目前,关于咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 能否有效防控棉花苗期病害和黄萎病还未见报道。 因此,本研究将通过室内和田间试验,研究该药剂对棉花种子萌发的影响及其对棉花苗期病害和黄萎病的防治效果,以期为棉花主要病害的防治提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验药剂:6%(质量分数,下同)咯菌腈·精甲霜·噻呋(有效成分质量比为1∶2∶3)FS,登记证号为PD20212720, 由广西田园生化股份有限公司提供。

试验棉花品种:鲁棉研21 号,为耐黄萎病品种。

1.2 田间试验

1.2.1试验设计。 2020 年开展试验,共设置3 个处理, 包括0.2%咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 浸种处理(简称“FS 浸种处理”)、清水浸种处理和空白对照,每个处理设3 次重复。试验选择在中国农业科学院棉花研究所基地(河南省安阳县白璧镇)多年连作棉田进行。 试验地为砂壤土,有机质含量(质量分数)为0.85%,苗病和黄萎病中等发生。 试验小区采用随机区组排列,每个小区面积约为25 m2;棉花于4 月28 日播种,行距80 cm,株距25 cm,每小区种植4 行,每小区定苗约120 株。

1.2.2种子处理。 浸种前对棉花种子进行消毒处理,采用75%(体积分数)乙醇浸泡1 min 后用无菌水冲洗干净,接着用2%(质量分数)次氯酸钠浸泡10 min,最后用无菌水冲洗3~5 次,晾干备用。

选取大小均匀的饱满种子,于室温下分别在配制的0.2%咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 药液和清水中浸泡12 h,种子与药液或清水的体积比为1∶2。 然后将种子沥干,置于40 ℃烘箱中干燥48 h 至质量恒定,即得到药液和清水引发的棉花种子[19]。 以未进行浸种处理的种子为空白对照。

1.2.3田间调查。 调查0.2%咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 药液浸种处理对棉花田间出苗率、 苗期病害发生和成株期黄萎病发生的影响。

(1)出苗率测定。 待棉花播种后1 周田间开始出苗,每3 d 调查1 次出苗数量,至不再出苗为止,以最后一次调查为准计算出苗率。

(2)死苗率测定。棉花播种出苗后,在各小区的中间2 行随机选取2 m 行长作为调查区,每3 d 调查1 次死苗数和总株数,至田间不再死苗为止(约30 d),计算死苗率。

(3)苗期病害调查。 棉花苗病病情分级标准参照《农药田间药效试验准则(二) 第93 部分:杀菌剂种子处理防治棉花苗期病害》[20]。 在棉苗1~2 叶期,于每小区中间2 行随机连根拔苗50 株,调查记录病级和发病株数。计算病情指数(DI)和防治效果(E)。 计算:DI=∑ (i×ni)/ (N×imax)×100;E=(DICK-DIT)/DICK×100%。 式中:i为病级,ni为i级病株数,N为样本总株数,imax为最高病级数;DICK为空白对照病情指数,DIT为处理病情指数。

(4)黄萎病调查。 棉花黄萎病的病情分级标准参照《棉花黄萎病抗性鉴定技术规程》[21]。 在播种后第90 天和第105 天各调查1 次, 每次每处理至少调查50 株,调查记录病级和发病株数。病情指数和防治效果的计算方法同苗期病害。

1.3 室内发芽试验

按照国家标准《农作物种子检测规程 发芽试验》(GB/T 3543.4-1995)[22]检测种子发芽率。取800 g经高温灭菌的沙土平铺于塑料发芽盒(200 mm×140 mm×120 mm)内,将上述处理过的棉花种子均匀压入沙土表面, 然后加盖厚约20 mm 的松散沙土,沙床加其饱和含水量60%的水。每个处理50 粒种子,设3 次重复。 将发芽盒置于光照培养箱中培养,培养条件:温度25 ℃,光周期12 h/12 h(昼/夜),光照强度12 000 lx。在播种第4 天,统计棉花种子的发芽数,计算发芽势(GE);在播种第7 天,统计棉花种子的发芽数,计算发芽率(GP)和发芽指数(GI)。 计算公式:GE=n4/N×100%,GP=n/N×100%,GI=∑(Gt/tD)。 式中,n4为规定时间(4 d)内发芽种子粒数,N为供试种子粒数,n为发芽试验终止时发芽种子粒数,Gt为发芽试验终期内每日发芽数,tD为发芽时间(d)。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2019 进行数据整理和计算, 采用SPSS 26.0 软件进行单因素方差分析,以邓肯多重范围检验法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 FS 浸种处理对棉花种子萌发的影响

室内发芽试验结果(表1)表明,与清水浸种处理和空白对照相比,FS 浸种处理可显著提高棉花种子的发芽势、发芽率和发芽指数。播种后第4 天,与清水浸种处理和空白对照相比,该药剂浸种处理的发芽势分别显著提高了17.33 和23.33 百分点;播种后第7 天, 其发芽率仍分别显著提高9.33 和10.66 百分点。 该药剂浸种处理的棉花种子的发芽指数为31.29,显著高于清水浸种处理和空白对照,分别提高14.07%和24.07%。 其中,清水浸种处理的发芽势和发芽率与空白对照相比均无显著差异,但是前者的发芽指数显著高于后者,提高8.76%。

表1 3 种处理的棉花种子萌发指标比较

2.2 FS 浸种处理对田间棉花出苗及苗期病害的影响

由表2 可知,与空白对照相比,FS 浸种处理和清水浸种处理均显著提高了棉花种子的田间出苗率,分别提高11.00 和10.17 百分点,而药剂浸种和清水浸种处理的田间出苗率无显著差异。在对苗期病害的调查中可以发现,与空白对照相比,该药剂浸种处理可使死苗率显著降低10.67 百分点,而清水浸种处理与空白对照的死苗率无显著差异。在棉苗1~2 叶期, 与空白对照相比,FS 浸种处理可显著减轻苗病发生,其平均病情指数为9.70;清水浸种处理虽也可显著减轻苗病发生,但FS 浸种处理的防治效果(62.46%)要显著高于清水浸种处理(9.67%)。

表2 3 种处理的棉花田间出苗及苗期病害指标比较

2.3 FS 浸种处理对田间棉花黄萎病的防治效果

由表3 可知,田间播种后第90 天,与空白对照和清水浸种相比,FS 浸种处理能显著降低黄萎病的发病率和病情指数,防治效果为37.21%,显著高于清水浸种处理(7.88%)。田间播种后第105 天,该药剂浸种处理的防治效果(23.23%)与第90 天相比虽有所降低,但仍显著高于清水浸种处理(4.08%)。与空白对照相比, 清水浸种处理在播种后第90 天可显著降低黄萎病发病率和病情指数,但是在播种后第105天无显著性差异。

表3 3 种处理对田间棉花黄萎病的防治效果比较

3 讨论与结论

目前防治棉花苗期病害和黄萎病的措施中,抗病品种的选育和推广仍不能满足实际生产需求[2],新疆棉花的栽培措施和盐碱土壤等条件限制了间套作和轮作的应用[23],生防菌受土壤中生物和非生物因素的影响无法在植物根际充分定植和长期存活[24-25]。 而使用化学药剂进行种子处理可以减少种子带菌,同时保护幼苗免受土传病菌的侵染,是防治种传和土传病害十分经济有效的方法132-133[15],对棉花苗病和黄萎病的防治效果显著[6,26]。

药剂浸种处理作为较为传统的种子处理方式,其高效便捷的使用特点受到广大农业生产者的青睐。 武向文等[27]使用32%乙蒜·戊唑醇悬浮剂浸种处理对水稻恶苗病的总体防效可达98.76%, 张亚林等[19]研究表明0.01 mg·L-1油菜素等3 种不同生长调节剂处理对棉花种子萌发和幼苗生长有较强促进作用。

选择作用靶标不同的杀菌剂进行复配筛选并应用于实际生产可有效避免单一杀菌剂长期使用引起的病原菌抗药性问题,是目前农药研发的主流和热点。咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 中,咯菌腈和精甲霜灵是复配药剂中常用的2 种有效成分,两者均为广谱内吸性杀菌剂, 可防治多种种子传播病害[28]。以两者作为复配药剂的主要成分进行种子处理对水稻恶苗病[13]、谷子白发病[29]和棉花立枯病[30]等病害的防治效果显著。 另一主效成分噻呋酰胺,对多种致病真菌均有活性,尤其对由担子菌引起的纹枯病有特效[31]。

本研究初步评估了使用咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 药液(有效成分质量分数为0.2%)浸种处理对棉花苗期病害和黄萎病的防治效果。室内和田间试验结果表明, 使用该药剂进行浸种处理对种子安全,能够促进种子萌发,即显著提高棉花种子的发芽势、发芽率、发芽指数和田间出苗率。从防效方面看, 播种前进行浸种处理能够有效防治苗期病害,防治效果达62.46%; 在播种后第90 天和第105天, 对田间棉花黄萎病的防治效果分别为37.21%和23.23%。

药剂浸种处理本质上是基于渗透调节作用对种子进行引发,使种子在某一浓度的渗透溶液中缓慢吸水,促使萌发期间种子的新陈代谢能够持续进行[32]。 该方法可改善种子品质,增强种子的抗逆性,在农作物生产中可达到防病增产的效果。 但是,对于黄萎病重病田, 为了实现对黄萎病的有效防治,仍应配合使用其他药剂,例如“中棉菌乐土”[33]、棉萎克[34]等。

综上,本研究结果初步表明使用0.2%咯菌腈·精甲霜·噻呋FS 药液进行浸种处理能够促进棉花种子萌发, 并有效防治棉花苗期病害和黄萎病,但是其防治效果的稳定性有待验证。

(责任编辑:杨子山 责任校对:付毓) ●

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