13种杀菌剂对水稻胡麻叶斑病防效研究

冯爱卿, 朱小源, 汪聪颖, 陈凯玲, 封金奇,杨健源, 林晓鹏, 陈 深

(广东省农业科学院植物保护研究所, 广东省植物保护新技术重点实验室, 广州 510640)

由稻平脐蠕孢Bipolarisoryzae(Breda de Haan)Shoem侵染引起的水稻胡麻叶斑病(rice brown spot)[1]是世界性水稻病害,在各国稻区均有不同程度的发生。1945年孟加拉国曾因该病流行造成水稻大面积失收而引起大饥荒[2],我国2004年、2008年、2009年、2010年在广西邕宁、江苏连云港市东海县、广西贺州昭平、河北唐海县均有大面积发生的报道[3-4]。该病可在水稻整个生育期侵染地上部各个器官,主要为害叶片和谷粒。胡麻叶斑病在叶片及叶鞘上的典型症状为:初期多呈褐色芝麻粒状,病斑边缘黄晕明显,后期病斑中央为灰褐色至灰白色,边缘褐色,严重时能相互连结形成不规则的大病斑,可致全叶枯死,植株早衰;谷粒早期受害,严重时全粒呈灰黑色造成秕谷,谷粒质脆易碎,严重影响水稻的产量和品质。感病田块一般减产10%～30%,严重者减产50%以上甚至绝收[5]。以前通常认为该病主要是由于土地贫瘠、长期高温干旱或缺钾等原因造成,通过施肥、补硅、钾等改善栽培条件即可达到防控效果[5-7]。 Phelps等[8]证明土壤营养元素的缺乏并不是导致胡麻叶斑病发病的全部因素,即使进行了充分合理的施肥,在菌源充足,适合的天气条件下仍能大发生。近年来,由于菌源累积、感病品种的普遍种植、稻种频繁调运、耕作方式和气候的改变,该病害有上升流行的趋势。笔者在协助2018年全国农业技术推广服务中心开展的水稻穗期病害调查中发现,在来自广东、湖南的45个水稻病害样本中,有30个样本检测到胡麻叶斑病菌,占检测样本的66.67%。

稻平脐蠕孢与稻瘟病菌均属半知菌丝孢纲丝孢目暗色孢科,两者侵染水稻后发病症状虽有些相似,但早在1964年陈永萱等[9]已证明两者在碳、氮营养成分利用上有差异,发病规律、发病条件均不同。因此,在防治方法、管理措施上应有一定的区别。由于以往传统观念上多认为该病为次要病害,在药剂防治方面可参照稻瘟病,所以有关研究报道不多。瓮巧云等[10]室内试验证明50%腐霉利可湿性粉剂、75%百菌清悬浮剂、15%三唑酮悬浮剂对胡麻叶斑病菌的抑制率分别为100%、82.8%和74.7%。秦忠等[11]用30%苯甲·丙环唑乳油(爱苗)在抽穗前7 d左右和齐穗期各喷施1次,对该病有显著防效。韩民利等[12]研究表明,用30%苯甲·丙环唑乳油(世苗)在水稻破口前4～7 d和齐穗期各喷施1次,可有效控制水稻生长后期胡麻叶斑病的发生。潘连富等[13]、赵朝明等[14]用70%丙森锌可湿性粉剂防控胡麻叶斑病有较好的防效,且增产明显。以上国内有关水稻胡麻叶斑病防控药剂的研究一般只针对单一药剂或2～3种药剂,且大都是通过室内菌丝生长抑制数据或大田自然发病进行验证,缺乏化学单剂、复配剂、生物制剂对其防效、作用特性的综合性研究。目前对胡麻叶斑病的研究进程与该病害田间日渐发生严重的现实相比,在防控药剂、技术研究方面相对滞后,力度有待进一步加强。

植物病害防控历史中,在抗病品种缺乏、栽培防控措施效果有限的情况下,化学防治是控制病害最有效、快速的方法。然而,目前国内已登记防治水稻胡麻叶斑病的药剂非常有限,仅有丙森锌和福美双2个单剂和12个配方产品(信息来自中国农药信息网农药登记数据),远远不能满足生产实际需要。本研究采用菌丝生长速率法,测定了13种杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌菌丝生长的抑制作用;在此基础上,开展了人工接种盆栽试验,测定了室内对B.oryzae抑菌效果较好的药剂不同剂量对胡麻叶斑病的预防和治疗效果。旨在筛选出对水稻胡麻叶斑病防效好的药剂,为生产实际中胡麻叶斑病的防控提供更多选择。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试培养基:燕麦番茄汁培养基(番茄汁150 mL,燕麦片40 g,碳酸钙0.6 g,琼脂粉18.75 g,蒸馏水定容至1 000 mL),主要用于水稻胡麻叶斑病菌人工接种盆栽试验产孢和菌丝生长。酵母固体培养基(可溶性淀粉10 g、酵母浸出膏4 g、琼脂粉20 g、蒸馏水定容至1 000 mL),主要用于药剂毒力测定试验菌丝生长。

供试水稻材料:感胡麻叶斑病水稻品种‘新黄占’。

供试菌株:稻平脐蠕孢Bipolarisoryzae(Breda de Haan)Shoem,分离自广西都安稻田病株上。经常规组织分离法获得并按柯赫氏法则进行验证。菌株在酵母固体培养上纯化、燕麦番茄汁培养基产孢后置4℃冰箱备用。病原菌分离与鉴定参考相关文献报道[15-16]。

供试药剂:用于室内毒力筛选供试杀菌剂及处理剂量(有效成分量,下同)见表1，用于盆栽试验筛选预防和治疗效果的药剂及处理剂量见表2。

表1 室内毒力测定药剂名称及处理剂量

表2 用于预防和治疗水稻胡麻叶斑病试验的药剂名称及处理剂量1)

1.2 试验方法

1.2.1杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌室内毒力测定

采用菌丝生长速率法。在无菌条件下,将各供试药剂按表1的处理剂量配制成不同浓度梯度的带药酵母固体培养基,以加无菌水的酵母固体培养基平板为对照。供试菌株接种在培养基平板上,置25℃黑暗条件下培养3 d,用打孔器从菌落边缘打取直径0.5 cm的菌饼,接种到含试验药剂系列浓度及无药的酵母固体培养基平板上,每个处理重复3次,培养4 d后采用十字交叉法测量各处理菌落直径,计算菌丝生长抑制率[17]。

菌丝生长抑制率=(对照菌落生长直径-处理菌落生长直径)/(对照菌落生长直径-菌饼直径)×100%。

1.2.2盆栽试验筛选预防、治疗胡麻叶斑病药剂

选择经室内毒力测定抑菌效果较好的6种药剂和2种常规药剂共8种进行盆栽试验。其中有3个药剂(70%丙森锌WP、50%福美双WP、75%三环唑WP)既进行预防试验,又进行治疗试验,另外5种药剂只进行治疗试验。(预防试验:接菌前处理;治疗试验:接菌后处理)。每种药剂设3个浓度处理,设接种后喷清水(CK1)和不接种喷清水(CK2)对照处理,共35个处理,每处理4个重复(即4盆苗),共140盆苗(育苗盆上下底直径分别为14 cm和10 cm,盘高13 cm),每盆种植20株苗,各供试药剂及处理剂量见表2。

当大部分秧苗长至4～5叶龄时,进行人工喷雾接种。每盆(重复)喷菌液量30 mL(1×105个/mL孢子悬浮液)。接种后置于28℃、RH 95%以上的保湿培养箱中培养24 h,然后喷第1次药,第1次药后7 d喷第2次药作为治疗效果测试(表2中所有药剂)。除喷药当天外其余时间均在温室(28～32℃)中定时喷雾保湿。

对药剂70%丙森锌WP、50%福美双WP、75%三环唑WP还进行了预防效果测试。在接种前先进行喷药剂处理(第1次施药),喷药24 h后接菌;第2次施药在接菌后24 h。其他管理措施与治疗效果测试一致。

防效调查:每株水稻调查上部第2或第3片叶,每盆调查20片叶,每处理共调查80片叶,记录每片叶的病级数,计算病情指数和防治效果。病害分级参照国际水稻研究所胡麻叶斑病品种抗性分级标准[19]。以病斑占叶面积百分比为指标:0级,叶片无病斑;1级,小于1%;2级,1%～3%;3级,4%～5%;4级,6%～10%;5级,11%～15%;6级,16%～25%;7级,26%～50%;8级,51%～75%;9级,76%～100%。按下列公式计算病情指数和防治效果。

病情指数=Σ(各级病叶数×相对级数值)/(调查总叶数×最高级数值)×100;

防治效果=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数×100%。

盆栽试验于2021年4月-5月进行,2021年4月12日播种。预防处理:4月28日喷第1次药,4月29日人工喷雾接种,4月30日各处理喷第2次药,5月11日各处理进行防效调查。治疗处理: 4月29日人工喷雾接种,4月30日喷第1次药,5月7日各处理喷第2次药,5月11日各处理进行防效调查。

1.3 数据处理与分析

采用SAS 9.0软件中Procprobit log10 进行室内毒力测试数据分析,计算各杀菌剂有效抑制中浓度(EC50)、95%置信区间、卡方值等相关参数,以衡量不同杀菌剂对病原菌的毒力效果;药剂对病害的预防和治疗效果试验数据采用Duncan氏新复极差法比较不同处理间的病情指数和防治效果,应用DPS 9.50进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 供试杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌菌丝生长的影响

在5种不同处理剂量下,13种供试杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌菌丝生长的抑制作用见表3。由表3可知:13种药剂中,70%丙森锌WP、325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、75%肟菌·戊唑醇WG、23%醚菌·氟环唑SC、50%福美双WP、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC对病原菌菌丝生长表现出明显的抑制作用,不同浓度处理的抑制率均达到60%以上,最高可达100%;其次是30%苯甲·丙环唑EC、50%咪鲜胺锰盐WP、250 g/L嘧菌酯SC、9%吡唑醚菌酯CS;其他3种药剂对病原菌也有一定的抑制作用,但效果不明显。其中,400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC在处理剂量为40.00 μg/mL时抑菌率达100%;70%丙森锌WP、325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、75%肟菌·戊唑醇WG、23%醚菌·氟环唑SC、50%福美双WP在处理剂量分别为30.80 μg/mL、52.00 μg/mL、5.25 μg/mL、31.30 μg/mL、200.00 μg/mL时抑菌率可达75.18%～87.59%。这6种药剂的抑菌率明显好于其他药剂处理和无菌水对照,说明以上6种药剂对水稻胡麻叶斑病菌具有一定的防治效果。

表3 13种杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌菌丝生长的抑制效果

2.2 供试杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌室内毒力结果

各药剂对胡麻叶斑病菌的毒力差异显著。对该菌毒力最强的杀菌剂是325 g/L苯甲·嘧菌酯SC,其EC50值为 0.000 1 μg/mL;其次是23%醚菌·氟环唑SC、75%肟菌·戊唑醇WG、50%咪鲜胺锰盐WP,EC50在0.0171～0.063 0 μg/mL;70%丙森锌WP、50%福美双WP、9%吡唑醚菌酯CS、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC、30%苯甲·丙环唑EC毒力也较强,EC50在0.116 8～0.660 0 μg/mL;250 g/L嘧菌酯SC毒力中等,EC50为2.027 0 μg/mL。15%井冈霉素SP、40%稻瘟灵EC、75%三环唑WP毒力较弱,EC50为11.265 4～88.283 5 μg/mL(表4)。药剂氯氟醚·吡唑酯、苯甲·丙环唑及三环唑,数据模型拟合效果差(P<0.05);药剂苯甲·嘧菌酯根据拟合模型所计算得出的EC50为0.000 1,接近于0,这四者其EC5095%置信区间的参考意义不大所以没列出。出现以上情况可能与浓度梯度范围还不够或药剂本身的特性有关,有待进一步研究。

表4 13种杀菌剂对胡麻叶斑病菌菌丝生长的室内毒力

2.3 药剂的预防和治疗效果

2.3.1供试药剂对水稻的安全性及试验的有效性

根据盆栽试验目测调查,各供试杀菌剂在本试验使用剂量下对水稻安全,未发现有药害现象。接种13 d调查,接种后喷清水对照区发病充分,病叶病级最高达9级,平均病情指数为81.67。说明菌株毒性和发病环境条件适宜,均达到试验要求,本试验结果有效。

2.3.2药剂预防效果

由表5可知,3种具有预防作用的药剂随用药量增加对水稻胡麻叶斑病的防效均逐渐提高,各药剂对胡麻叶斑病的防效治果差异显著。人工喷雾接种喷2次药后,70%丙森锌WP在使用剂量945～1 575 g/hm2下防效均在72.00%以上,最高达78.74%;但50%福美双WP、75%三环唑WP无论在高剂量下还是低剂量下防效均较低,防效均在25%以下。说明在本试验剂量下以上药剂中只有70%丙森锌WP对水稻胡麻叶斑病有较好的预防效果,建议推荐使用剂量为945～1 575 g/hm2。

表5 3种药剂对水稻胡麻叶斑病的预防效果1)

2.3.3药剂治疗效果

8种药剂对胡麻叶斑病的治疗效果差异显著。以325 g/L苯甲·嘧菌酯SC效果最好,在195～292.5 g/hm2浓度下防效均在74.00%以上;其次是400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC,在360 g/hm2浓度下治疗防效为45.27%,但其他剂量下防效较低;23%醚菌·氟环唑SC在高剂量276 g/hm2时治疗效果仅为31.15%;其余5种药剂防治效果均不理想,防效均在14%以下。说明在本试验剂量下,上述药剂中只有325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC对水稻胡麻叶斑病有较好的治疗效果,325 g/L苯甲·嘧菌酯SC推荐使用剂量为195～292.5 g/hm2,400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC建议使用剂量为360 g/hm2以上(表6)。

表6 不同药剂对水稻胡麻叶斑病的治疗效果

3 结论与讨论

当前,对于水稻胡麻叶斑病抗病品种缺乏、其他防控措施效果有限,而田间却日渐发生严重的情况下,药物防治是防控该病的首选应急措施,所选药物是否有效显得尤为重要。本研究通过室内毒力测定,结合药剂的预防和治疗效果试验,首次系统评价了13个新、旧药剂对水稻胡麻叶斑病的防效,本研究结果与国内部分研究者的结果相似或相符。秦忠等[11]、韩民利等[12]均进行了田间自然发病防效试验,证明30%苯甲·丙环唑EC可有效控制水稻胡麻叶斑病的发生,与本试验证明其对胡麻叶斑病菌的毒力较强(EC50为0.66 μg/mL)相符合。潘连富等[13]通过田间自然发病防效试验,也证明在水稻分蘖封行后以70%丙森锌可湿性粉剂75～100 g兑水60 kg喷雾,药后20 d对水稻纹枯病、胡麻叶斑病的防治效果均达100%,30 d后的防治效果也达90%以上。赵朝明等[14]研究表明,在水稻含胎期和齐穗期各喷施1次70%丙森锌WP,对胡麻叶斑病叶片病斑和谷穗防效分别达94.6%和92.8%, 在含胎期喷施1次对叶片病斑和谷穗防效分别达89.1%和79.1%,且对提高稻谷产量和质量的作用明显。潘连富等[13]、赵朝明等[14]的研究结果与本研究均证明70%丙森锌WP对水稻胡麻叶斑病有较好的预防效果,而本试验的防效在72%～78%,比两位研究者的稍低些,这可能与试验方式(自然发病还是人工接种)、菌株差异、使用剂量等因素相关。70%丙森锌WP是一种保护性杀菌剂,主要作用于真菌细胞壁和蛋白质的合成,能抑制孢子的侵染和萌发,同时能抑制菌丝体的生长,导致其变形、死亡,在穗期使用还能对水稻具有补锌作用。325 g/L苯甲·嘧菌酯SC为复配内吸性杀菌剂,其中苯醚甲环唑属三唑类杀菌剂,具有保护、治疗和内吸作用,是甾醇脱甲基化抑制剂,抑制细胞壁甾醇的生物合成,阻止真菌的生长,嘧菌酯为线粒体呼吸抑制剂,即通过在细胞色素Bcl向细胞素C的电子转移,从而抑制线粒体的呼吸,具有保护、铲除、渗透、内吸作用,抑制孢子萌发和菌丝生长并抑制产孢。400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC是2021年新上市的药剂。其中氯氟醚菌唑是异丙醇三唑类杀菌剂,为甾醇类生物合成抑制剂的脱甲基抑制剂G1(DMI)亚组,具有较好的内吸传导性,兼具保护和治疗作用;吡唑醚菌酯是甲氧基丙烯酸酯类广谱杀菌剂,为C3(QoI)亚组,具有作用速度快,施药后在叶片上形成沉降药膜,与蜡质层紧密粘连,迅速穿透到叶片中并在叶肉组织内扩散的特点,但该药剂未在水稻上登记,不能在水稻上使用。本试验结果证明,70%丙森锌WP对水稻胡麻叶斑病有较好的预防效果;325 g/L苯甲·嘧菌酯SC对胡麻叶斑病有较好的治疗作用。二者作用机制不同,可作为目前水稻胡麻叶斑病田间应急防控的首选药剂,建议轮换使用两种药剂。

丙森锌和福美双是目前仅有的登记防治水稻胡麻叶斑病的药剂,两者均是保护性为主的杀菌剂。在本研究中已证明70%丙森锌WP对水稻胡麻叶斑病有较好的预防效果,防效可达78.74%,但治疗效果却较差,所以该药剂应在发病前或发病初期使用。而福美双是有机硫类保护性杀菌剂,具有抑菌和杀菌双重作用,是以预防作用为主兼有治疗作用的药剂,在本研究中,虽然室内毒力测定证明其有较强的毒力,但无论是预防作用试验还治疗作用试验防效均较低,这可能与设置的使用浓度、使用方法、环境等因素有关,有待进一步研究。23%醚菌·氟环唑SC为氟环唑和醚菌酯的混配杀菌剂,兼具三唑类及甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的特性,早期使用可阻止病菌侵入,并延缓抗性的产生。在本研究中其室内毒力也较强,治疗作用防效为31.15%,属于防效中等类型,该药剂可兼防水稻稻瘟病和纹枯病,可作为水稻胡麻叶斑病发病初期备用药剂轮换使用。75%三环唑WP、40%稻瘟灵EC、15%井冈霉素SP在生产上经常被用作兼防或单独防治水稻胡麻叶斑病,但在本研究中三者对水稻胡麻叶斑病的室内毒力均较低,预防作用、治疗作用防治效果亦十分差,建议生产上引导种植者不要盲目施用。

目前对水稻胡麻斑病防效较好的药剂十分有限,对于水稻胡麻斑病的防控,一方面需加快抗病基因资源和品种的发掘利用、现有已知成分杀菌剂的田间防效评价和登记;另一方面应加大生物源、植物源、化学制剂等不同成分、不同机制防治药剂的研发力度,同时探讨不同配方施肥技术、营造有利小气候环境等栽培防控措施与不同防治方法间的组合使用技术,凝练精准、高效的水稻胡麻斑病的绿色防控技术,以延长现有有限高效药剂的使用年限。