壳聚糖对稻曲病的防控效果

余山红，王会福，刘 君

(台州市农业科学研究院 生态研究所，浙江 临海 317000)

壳聚糖对稻曲病的防控效果

余山红，王会福，刘 君

(台州市农业科学研究院 生态研究所，浙江 临海 317000)

为明确壳聚糖对稻曲病的防治效果，探索新的生物防治途径，测试了壳聚糖对稻曲病病菌的室内抑菌效率和田间防效。离体抑菌试验结果表明，100 mg·L-1壳聚糖对分生孢子抑制率在4 d内由35.3%逐渐升至94.4%。450 g·hm-2壳聚糖对稻曲病田间防效为57.9%，显著优于常规药剂多菌灵和井冈霉素。壳聚糖无毒、无害、来源丰富，且成本低，是绿色水稻生产中极具应用潜力和有待开发的一种环保型农药。

壳聚糖； 稻曲病； 生物防治； 防效

稻曲病是由半知菌亚门绿核菌属绿核菌引起的一种水稻穗部真菌病害，发生于水稻穗部，为害稻粒，俗称青粉病、黑球病或伪黑穗病。又因该病常发生在水稻生长发育良好的年份，农民误以为是丰年征兆，所以又被称为“丰年谷”或“丰收果”[1]。感染稻曲病的稻粒呈墨绿色或黑色，并散落黄绿色厚垣孢子。病稻的瘪谷率增加，千粒重下降，水稻的商品性与产量均受影响。近20年来，由于中国水稻肥水施用水平的普遍提高和大穗型品种的大面积推广，稻曲病的发生呈现不断加重的趋势，由一个历史上零星、偶发性病害演变成为中国各水稻产区的主要病害之一[2-4]，近年来在日本、印度、美国和东南亚等其他地区均有稻曲病流行的出现或加重的报道[5-7]。稻曲病的发生不但对水稻高产稳产造成威胁，同时由于稻曲病菌能够产生大量毒素，对人、动物和植物的细胞分裂也具有强烈的抑制作用[8-11]，因此对稻米的食用安全和稻田周边食草动物带来潜在威胁。随着食品安全日益受到重视，控制稻曲病的发生并减轻其为害，对保障水稻生产及粮食安全至关重要。

目前我国水稻种植过程中主要依靠多菌灵、戊唑醇、嘧菌酯、铜制剂等化学农药防治稻曲病[12]。随着人们生活水平的提高和对健康的要求越来越高，使得植物病虫害的生物防治和生物农药的研究开发受到重视。目前有关稻曲病的生物防治研究大部分还处于研究试验阶段[13-18]，大田应用较为成熟的仅有井冈霉素及其与芽孢杆菌的混配制剂、蛇床子素、申嗪霉素、嘧啶核苷类抗菌素等少数几种[12]。这些生物制剂要么防效不够理想，要么成本过高，导致其一直无法广泛用于稻曲病的防治，而可用于绿色水稻生产的成本低、防病效果好的生物药剂极为缺乏。

壳聚糖学名为聚氨基葡萄糖，化学名(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是许多低等动物(如虾、蟹和昆虫等)身体以及一些低等植物(如真菌和藻类)的重要成分，在自然界广泛存在。最初是由节肢动物的外壳提取的，制备工艺简单，原料来源广泛，具有无毒、可降解性，良好的生物相容性及抗肿瘤等特殊生理活性，已被广泛应用在医药、食品、化工等多个领域中[19]。在近代研究中还发现，壳聚糖具有广泛的抑菌活性，能抑制真菌[20-21]、病毒[22]和细菌[23]的生长。在诱导植物发生抗病性反应方面也有较好的效果[24-25]。壳聚糖对芦笋茎枯病[26]，番茄根腐病[27]、茎腐病[28]、黑斑病[29]与青枯病[30]，苹果青霉菌[31]，香蕉枯萎病[32]，烟草黑胫病[33]，水稻叶枯病与叶斑病[34]的防治作用已有研究，但其对稻曲病的防治应用鲜见报道。本研究将壳聚糖引入到稻曲病的防治中，旨在扩展壳聚糖的应用范围，明确壳聚糖对稻曲病的防治效果，以期找到一种新的稻曲病的生物防治途径。

1 材料与方法

1.1材料

稻曲病病原菌来自浙江大学生物所。将活化好的稻曲菌块接种于PS培养液中，并在恒温摇床内28 ℃、140 r·min-1条件下振荡培养5～7 d后，以纱布过滤得到分生孢子悬浮液，用血球计数板检测分生孢子浓度后备用。

供试壳聚糖由国药集团化学试剂有限公司生产，脱乙酰度80.0%～95.0%。壳聚糖以1.0%冰醋酸溶解，配成浓度为10 g·L-1的壳聚糖母液备用。

田间试验使用的对照药剂为30%井冈·戊唑醇悬浮剂(江西欧美生物科技有限公司，市售)、20%井冈霉素可溶性粉剂(浙江省桐庐汇丰生物科技有限公司生产，市售)和50%多菌灵可湿性粉剂(上海悦联化工有限公司生产，市售)。

1.2方法

1.2.1 壳聚糖对稻曲病菌分生孢子的离体抑制效果测定

向新鲜的PS培养液中滴加定量的稻曲病菌分生孢子悬浮液和壳聚糖母液，使分生孢子和壳聚糖最终浓度分别达到8.00×107mL-1、100 mg·L-1，以无菌水代替壳聚糖成分作为对照。继续振荡培养，并每隔24 h用血球计数板检测溶液中分生孢子的浓度。

1.2.2 壳聚糖对稻曲病的田间防效测定

试验设5个处理，450 g·hm-2壳聚糖，300 mL·hm-2井冈·戊唑醇，937.5 g·hm-2井冈霉素，1 500 g·hm-2多菌灵，以及清水对照，每处理重复3次，随机排列。小区面积80 m2，周围设有保护行。施药时间在8月24日，水稻长势嫩绿，处于破口前5 d，此时稻曲病尚未发生。采用台州市下牌SX-LK16型背负式喷雾器均匀喷雾，对水量为700 L·hm-2。水稻单季稻品种为超级稻甬优12，5月31日播种，6月24日机插移栽。根据气象资料，施药当天多云，风力1级，平均气温30.0 ℃，相对湿度74.0%，施药前48 h内未下雨，此后7 d均为晴或多云天气，总体看对本试验结果没有影响。于水稻黄熟期(11月2日，稻曲病处于病情稳定期)调查稻曲病的发病情况。调查采用5点取样，每点20丛，每小区调查100丛稻，记录每穗稻的曲球数，统计病穗率和病情指数，计算每个药剂处理对稻曲病的防治效果。

病情分级标准参照唐春生[35]。0级，无稻曲球；1级，每穗1个稻曲球；3级，每穗2个稻曲球；5级，每穗3～5个稻曲球；7级，每穗6～9个稻曲球；9级，每穗10个或10个以上稻曲球。另外，观察整个试验期间供试药剂处理后对水稻叶片、植株长势等有无不良影响。用DPS数据处理软件7.05版Duncan新复极差法(DMRT)[36]进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1壳聚糖对稻曲病菌分生孢子的抑制作用

表1显示，分生孢子悬浮液中加入壳聚糖后，在处理组和对照组中数量均迅速下降，但处理组中分生孢子数量下降更快，表明壳聚糖对病菌分生孢子生长产生了抑制。对照组中分生孢子数量也出现下降，应是壳聚糖溶液中醋酸导致培养液pH值降低所致。4 d后壳聚糖(浓度100 mg·L-1)对病菌分生孢子抑制率即达到94.4%，抑菌效果显著。

表1 壳聚糖不同处理时间内的室内抑菌活性

2.2壳聚糖对稻曲病的田间防效

2.2.1 安全性

通过田间观察，在本试验条件下，整个试验期间所有供试药剂处理后对水稻叶片、植株长势等无任何不良影响，药剂安全性好。

2.2.2 防治效果

表2表明，在水稻破口前5 d施用壳聚糖(450 g·hm-2)可显著降低稻曲病的为害，其防效仅次于30%井冈·戊唑醇悬浮剂(300 mL·hm-2)，极显著优于20%井冈霉素可溶性粉剂(937.5 g·hm-2)与50%多菌灵可湿性粉剂(1 500 g·hm-2)。

表2 壳聚糖处理对稻曲病的田间防效

注：同列数据后不同大、小写字母分别表示不同处理间在0.01、0.05水平差异显著。

3 讨论

离体抑菌试验结果表明，壳聚糖能够抑制稻曲病菌分生孢子的生长，4d内100mg·L-1壳聚糖对病菌分生孢子抑制率逐渐升高至94.4%，抑菌效果明显。田间防病试验表明，施用450g·hm-2壳聚糖也能对稻曲病起到较好的防控作用，其防效甚至超过生产上常规药剂多菌灵和井冈霉素。另外，根据测算其防治成本也相当。

已有研究表明，壳聚糖具有较为广谱的抗菌性能，但抑制效果可因所用壳聚糖分子量及其理化性质的不同而异[20]，因此在使用溶解性更好的壳聚糖及溶剂后，其对稻曲病的田间防效还有进一步提升空间。

壳聚糖防控植物病害的机制主要有两种作用方式。一是对病原菌的直接抑制作用。壳聚糖作为甲壳素的多聚阳离子衍生物，可与病原菌细胞表面的带负电的物质成分(如蛋白质等)相互作用，形成聚合物干扰病原菌细胞膜的正常生理功能。同时壳聚糖还可直接进入病原菌细胞内与胞内蛋白质和核酸等物质相互作用，影响细胞的正常代谢，从而抑制病原菌的生长[37]。二是壳聚糖还能诱导植物产生多种抗病性反应。例如几丁质酶的累积，诱导葡聚糖酶的合成，壁物质沉积以及诱导活性[38-40]，从而激发苯丙烷类代谢，产生酚类和异黄酮类植保素以及木质素，在植物抗病中起化学屏障作用和植物抗毒素作用[41]。

施用壳聚糖直接抑制病原菌生长或诱导植物产生抗病反应，是提高植物对病害的抗性，减少化学农药施用量的有效途径。壳聚糖无毒、无害、来源丰富，而且成本较低，是农产品无公害生产中极具应用潜力和有待开发的一种环保型农药和植物抗病诱导物，具有广阔的应用前景。

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收入日期：2017-08-11

浙江省台州市科技计划(14KY01)

余山红(1985—)，湖北红安人，农艺师，硕士，从事植保技术和推广工作，E-mail：277298512@qq.com。

文献著录格式：余山红，王会福，刘君. 壳聚糖对稻曲病的防控效果[J].浙江农业科学，2017，58(10)：1739-1741，1745.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171021

S432.4

B

0528-9017(2017)10-1739-03

(责任编辑张瑞麟)