硝酸稀土对小麦白粉病的防治作用

2013-10-22武英鹏张作刚刘明宇原宗英

山西农业科学 2013年11期

武英鹏，张作刚，刘明宇，原宗英，侯玉

（1.山西省农业科学院植物保护研究所，山西太原030032；2.山西农业大学农学院，山西太谷030801）

由布氏白粉菌（Blumeria graminis f.sp.tritici）引起的小麦白粉病是威胁小麦生产的主要病害之一。一直以来，种植抗病品种和使用杀菌剂是防治该病害的2个主要措施[1]。在抗性基因有效性方面，近年测定 Pm 4a，Pm 4b，Pm 13，Pm 20，Pm 21，Pm XBD，Pm 2＋6，Pm 4＋8，Pm 2＋M Li，Pm 4b＋M Li，Pm 5＋6，Pm 1＋2＋9为山西省小麦白粉病菌的有效抗病基因，各生态区应针对毒性基因的变化动态，结合农艺性状选用合适的抗性基因进行转育[2-3]。目前，药剂防治还是控制小麦白粉病的主要措施，自20世纪70年代以来，我国一直使用三唑酮等三唑类杀菌剂来控制病害的严重发生[4]。由于小麦白粉病菌变异快、繁殖迅速，加上长期以来药剂的单一使用，加速了其抗药性的产生。夏烨等[5]报道了2002年山西省麦区21个小麦白粉病菌分离物对三唑酮的抗药性监测结果，平均抗药性水平为敏感菌株的24.34倍，最高抗药性水平为敏感菌株的92.16倍，抗性菌株的频率达80.95%。为此，需要寻找更好的防治办法。

施用适量的稀土元素可防治植物病害。稀土对水稻枯萎病、白菜软腐病[6]、黄花菜叶枯病[7]、叶斑病和锈病[8-10]、棉花枯萎病[11]、小麦全蚀病[12]等的作用均有报道。章健等[13]重点研究了稀土元素对作物病原细菌和真菌的作用；章健等[14]在培养基上观察了La2O3对水稻基腐病、生姜青枯病、水稻白叶枯病3种细菌菌落的抑制作用，并报道了La2O3对油菜菌核病病菌生长及其生化性状的影响；何冬兰等[15]将稀土应用于发酵法生产灵芝菌丝时，证实了高浓度的镧和铈对灵芝菌丝生长有抑制作用；王怡平等[16]研究表明，当LaCl3和CeCl3质量浓度超过50 m g/L后开始表现对酵母菌生长的抑制；褚海燕等[17]研究了镧对红壤微生物区系的影响，证明镧对纯培养细菌、放线菌和真菌均有极强的毒害作用。

本试验选取农业常用的硝酸稀土作为试剂，研究了保护处理、诱抗处理、治疗处理3个方面对小麦白粉病的防治效果、发生动态、病斑大小的影响，以期为应用稀土防治植物病害提供理论依据。同时，探索利用稀土与粉锈宁杀菌剂混配的作用效果，对降低病菌的抗药性、延长杀菌剂的使用年限、减少杀菌剂的使用量、保护生态环境及开发新型药剂等具有现实意义。

1 材料和方法

1.1 供试药剂

硝酸稀土（≥38%），陕西依农农业科技有限公司生产，是由轻稀土元素镧、铈、镨、钕等2种以上硝酸盐组成的无机混合物；粉锈宁（15%超微可湿性粉剂），上海升联化工有限公司生产；吐温-80，天津市恒兴化学试剂制造有限公司生产。

1.2 供试菌种和材料

小麦白粉病菌（Blumeria graminis f.sp.tritici）来源于山西省小麦田间植株有性世代闭囊壳，经子囊孢子释放后获得[18]，用扫抹法接种感病寄主铭贤169扩繁备用。

1.3 测量仪器

游标卡尺，杭州工具量具有限公司制造。

1.4 供试植株的培育

试验于2012年在山西农业大学园艺学院大棚中进行。首先选择籽粒饱满的小麦种子1 350粒，其中，75粒用2 000 m g/L硝酸稀土浸种，其余用清水浸种，均浸种3 h；然后在装有沙壤土的营养钵中每钵均匀点播25粒小麦种子，覆土3 cm，浇足底水，覆膜保温、保湿，待长至2叶期备用。

1.5 药液的制备

准确称取稀土试剂1.5 g于500 m L的烧杯中，用量筒准确量取250 m L水加入其中，不断搅拌直至完全溶解，即配制成6 000 m g/L硝酸稀土母液。1 200倍粉锈宁以及稀土与粉锈宁混剂也按上述方法配制成所需浓度。在配制好的处理液中加0.01%吐温-80。

1.6 处理方法

1.6.1 保护作用先用500，1 000，2 000，3 000 m g/L硝酸稀土及1 200倍粉锈宁、1 200倍粉锈宁＋3 000 m g/L硝酸稀土，于小麦幼苗2片叶大小时进行叶面喷施，以喷清水作对照。每一处理和对照重复3次，处理1 d后接种小麦白粉菌，共21个营养钵。

1.6.2 诱抗作用浸种处理：用2 000 m g/L硝酸稀土浸种75粒，用清水浸种作对照，分别种植于营养钵中，每钵25粒，共6个营养钵。叶面喷施：先用3 000 m g/L硝酸稀土喷叶处理6个营养钵2叶期麦苗后，分别于3，5 d后各接种3个营养钵麦苗，以喷清水3个营养钵麦苗作对照，共9个营养钵。

1.6.3 治疗作用先接种，待植株发病后，再用同1.6.1的药剂叶面处理，对照喷清水。共21个营养钵。

1.7 接种方法

将接种用的病株在被接种的小麦培养钵上方采用振荡抖落法接种，并结合叶片摩擦法接种，使分生孢子自然均匀脱落在培养钵中的小麦叶片上。

1.8 调查及测定方法

1.8.1 病情和防效计算叶片病情分级：0级，未发病；1级，叶片病斑菌丝层覆盖面积占总面积的1%～5%；2级，叶片病斑面积占总面积的6%～10%；3级，叶片病斑面积占总面积的11%～20%；4级，叶片病斑面积占总面积的21%～40%；5级，叶片病斑面积占总面积大于40%。

病情指数＝（Σ（各级病叶数×该病级值））/（最高病级值×调查总叶数）×100；

防治效果＝（对照病情指数－处理病情指数）/对照病情指数×100%。

1.8.2 防治效果的调查接种后15 d，在每个培养钵中随机抽取10株植株，统计第1，2叶片的发病情况，记录每片叶的病级，间隔15 d再随机抽取10株植株统计其上所有叶片的发病情况并记录病级，计算病情指数和防治效果。

1.8.3 发生动态的调查在每个培养钵中选取长势良好一致的植株4株，贴上标签编号，每隔3 d调查一次病叶病级，于 5 月 9，12，15，18，21 日共调查 5 次，分别调查 1，2 叶，1，2，3，4 叶，2，3，4，5 叶，3，4，5，6叶的病级，计算病情指数和防治效果，统计病情的动态变化情况。

1.8.4 病斑大小的测量在每一培养钵中，兼顾大、中、小随机抽取3个病斑，每个处理共测量9个病斑，用游标卡尺采用十字交叉法测量病斑的直径（m m），计算病斑直径的平均值，统计病斑大小的差异。

2 结果与分析

2.1 不同处理对小麦白粉病的防治效果

2.1.1 不同处理对小麦白粉病的保护效果由表1可知，在5月9日调查时，不同处理保护效果最好的是500m g/L硝酸稀土，其次为1200倍粉锈宁＋3000m g/L硝酸稀土；在5月21日调查时，3000m g/L硝酸稀土诱导1 d对小麦白粉病保护效果最好，其次依次为2 000 m g/L硝酸稀土、1 200倍粉锈宁＋3 000 m g/L硝酸稀土、1 200倍粉锈宁、1 000 m g/L硝酸稀土、500 m g/L硝酸稀土。500 m g/L硝酸稀土处理5月9日调查时，病指小、防效好，可能与它们处于试验田的最外围、通风性较好、其他植株传播过来的菌量较少有关。同时也说明植株密植有利于病害的发生，会加重病情。

表1 不同处理对小麦白粉病的保护效果

从5月21日调查结果看，随着硝酸稀土浓度的增大，防效逐渐加强。在不同质量浓度的硝酸稀土处理中，3 000 m g/L硝酸稀土保护效果最好，持久而恒定。1 200倍粉锈宁＋3 000 m g/L硝酸稀土次之，均高于1 200倍粉锈宁的效果，说明硝酸稀土对粉锈宁的保护效果有一定增效作用。

2.1.2 不同处理对小麦白粉病的诱抗效果从表2可看出，3种处理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸种对小麦白粉病的诱抗效果最好，其次依次为3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导3，5 d。3 000 m g/L稀土诱导3，5 d的病斑中间为黄色，周围为绿色，可能是由于病原菌从寄主植株组织中摄取的营养物质积聚在病斑周围，以利于病原菌的存活和扩展蔓延；也可能是前期接菌量大，药剂处理后植株对病害产生了一系列的生理生化的抗病反应，说明其有诱导抗病作用；浸种效果好于喷叶诱导效果。

表2 不同处理对小麦白粉病的诱抗效果

2.1.3 不同处理对小麦白粉病的治疗效果从表3可以看出，在5月9，21日2次调查时，不同处理对小麦白粉病治疗效果最好的均是1 200倍粉锈宁，3 000 m g/L硝酸稀土并未增强1 200倍粉锈宁的治疗效果。

表3 不同处理对小麦白粉病的治疗效果

总体看，随着稀土浓度的增大，防效逐渐加强，不同质量浓度的硝酸稀土处理中，3 000 m g/L硝酸稀土治疗效果最好；随时间的延长各治疗处理的防效均降低。

2.2 不同处理对小麦白粉病发生动态的影响

2.2.1 保护处理对小麦白粉病发生动态的影响从图1可以看出，在5月12日第2次调查时，不同保护处理的防效均大幅下降，之后上升。3 000 m g/L硝酸稀土诱导1 d，后期的保护效果较好，5月18日防效达41.63%，5月21日防效达46.85%。

2.2.2 诱抗处理对小麦白粉病发生动态的影响由图2可知，不同诱抗处理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸种对小麦白粉病叶片的保护效果最好，5月18日和21日防效分别为25.46%，55.90%；其次为3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导5，3 d，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导5 d，5月18日和21日防效分别为50.91%，54.32%，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导3 d，5月18，21日防效分别为22.8%，43.32%，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导5 d，后期的诱抗效果更好。

3000m g/L硝酸稀土诱导3，5d，前期防效差，可能是由于接菌量大；后期防效较好，说明3 000 m g/L硝酸稀土有诱导抗病作用。

2.2.3 治疗处理对小麦白粉病发生动态影响 5月9，12，15，18，21 日 5 次调查，1 200 倍粉锈宁防效依次为48.21%，39.57%，51.13%，46.86%，49.34%；3 000 m g/L硝酸稀土防效依次为43.06%，51.16%，47.47%，46.86%，43.54%。1200倍粉锈宁＋3000m g/L稀土防效依次为50.82%，41.52%，32.57%，28.00%，32.16%；500 m g/L硝酸稀土防效依次为55.98%，35.47%，32.26%，13.34%，24.53%；1 000 m g/L硝酸稀土防效依次为37.87%，28.30%，16.81%，8.96%，25.27%；2 000 m g/L硝酸稀土防效依次为43.06%，43.79%，33.81%，27.83%，38.56%。

不同治疗处理对小麦白粉病发生动态的防效较好的依次为1 200倍粉锈宁、3 000 m g/L硝酸稀土，防效较持久稳定。总体上，随稀土浓度的增大，防效增强。但前期防效硝酸稀土500m g/L＞1000m g/L，可能是由于其在试验田的最外围、通风性较好、其他植株传播过来的菌量较少。整体上，各处理前期的治疗效果较好。

随时间的递延，硝酸稀土治疗处理的防效表现出先下降后上升，第4次调查时降至最小值，之后上升。可能是由于试剂要发挥作用需要一定的时间，在前期由于植株已经发病，在与病菌的竞争中药剂处于劣势，而后期药剂发挥药效，防效上升，从中也可以看出药剂施用后到发挥药效的时间（图3）。

2.3 不同处理对小麦白粉病病斑大小的影响

2.3.1 保护处理对小麦白粉病病斑大小的影响从表4可以看出，叶面喷施3 000 m g/L硝酸稀土诱导1 d后，接种的病斑直径最小，其次为1 200倍粉锈宁＋3 000 m g/L硝酸稀土，1 200倍粉锈宁病斑直径最大。说明硝酸稀土保护处理效果好于1 200倍粉锈宁，3 000 m g/L硝酸稀土对1 200倍粉锈宁的保护效果有增效作用。总体上，随着稀土浓度的增加，病斑直径逐渐减小，但500 m g/L硝酸稀土不符合规律，可能是由于其在试验田的最外围、通风性较好、其他植株传播过来的菌量较少的缘故。

表4 保护处理对小麦白粉病病斑大小的影响

2.3.2 诱抗处理对小麦白粉病病斑大小的影响由表5可知，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导5 d后，接种的小麦白粉病病斑直径最小，其次为2 000 m g/L硝酸稀土浸种，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶3 d诱抗处理的病斑直径最大，但均好于对照。

表5 诱抗处理对小麦白粉病病斑大小的影响

2.3.3 治疗处理对小麦白粉病病斑大小的影响由表6可知，3 000 m g/L硝酸稀土处理的小麦白粉病病斑直径最小，其次为1200倍粉锈宁＋3000m g/L硝酸稀土，好于1 200倍粉锈宁，说明3 000 m g/L硝酸稀土对1 200倍粉锈宁有增效作用。500 m g/L硝酸稀土病斑直径最大。总体上，随着稀土质量浓度的增加，病斑直径逐渐减小，但2 000 m g/L硝酸稀土不符合规律，可能是由于接菌量少。可以看出，治疗处理对病斑直径的大小影响与保护处理防效一致。

表6 治疗处理对小麦白粉病病斑大小的影响

3 结论与讨论

保护效果：随着硝酸稀土质量浓度的增大，防效逐渐加强。在不同质量浓度的硝酸稀土处理中，3 000 m g/L硝酸稀土保护效果最好，持久而恒定。1 200倍粉锈宁＋3 000 m g/L硝酸稀土次之，均高于1 200倍粉锈宁的效果，说明3 000 m g/L硝酸稀土保护效果好于1 200倍粉锈宁，3 000 m g/L硝酸稀土对1 200倍粉锈宁的保护效果有一定增效作用。对病斑直径的观察也证实了这点。从保护处理对小麦白粉病发生动态的影响来看，3 000 m g/L硝酸稀土诱导1 d，后期的保护效果较好。

诱抗效果：从防治效果调查来看，在不同处理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸种对小麦白粉病的诱抗效果最好，其次依次为3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导3，5 d。从诱抗处理对小麦白粉病发生动态的影响看，也是2 000 m g/L硝酸稀土浸种对小麦白粉病叶片的保护效果最好，其次为3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导5，3 d，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导5 d，后期的诱抗效果更好。从诱抗处理对小麦白粉病病斑大小的影响可以看出，处理效果依次为3000m g/L硝酸稀土喷叶诱导5 d，2 000 m g/L硝酸稀土浸种，3 000 m g/L硝酸稀土喷叶诱导3 d。

治疗效果：供试不同处理对小麦白粉病治疗效果最好的均是1 200倍粉锈宁，3 000 m g/L硝酸稀土并未增强1 200倍粉锈宁的治疗效果。总体看，随着稀土质量浓度的增大，治疗效果逐渐加强，不同质量浓度的硝酸稀土处理中，3 000 m g/L硝酸稀土治疗效果最好。不同治疗处理对小麦白粉病发生动态的防效较好的依次为1 200倍粉锈宁、3 000 m g/L硝酸稀土，防效较持久稳定。但从治疗处理对小麦白粉病病斑大小的影响来看，3 000 m g/L硝酸稀土处理的小麦白粉病病斑直径最小，其次为1 200倍粉锈宁＋3 000 m g/L硝酸稀土，均好于1 200倍粉锈宁。说明3 000 m g/L硝酸稀土对1 200倍粉锈宁对病斑的抑制有增效作用。

研究表明[19]，1000，1500，2000，2500，3000m g/L的硝酸稀土可明显地抑制番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌、番茄叶霉病菌和西瓜枯萎病菌的菌丝生长、孢子形成、孢子萌发，抑制作用随着处理浓度增加而增大。本试验中，硝酸稀土也可能通过抑制小麦白粉病菌菌丝生长、孢子形成、孢子萌发而发挥作用。郭尚等[20]研究表明，经浸种处理而萌发的西瓜幼苗，其体内PPO，SOD，CAT活性上升，蛋白质含量增加，抗性增强。说明一方面稀土元素对植物病原菌有直接抑制作用；另一方面稀土元素通过诱导植物产生抗性而作用于病原菌。有关硝酸稀土对小麦白粉病菌作用的生理生化机制尚需进一步研究。

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