抗病诱导剂与杀菌剂混合处理对马铃薯晚疫病的防治效果

张铉哲李媛媛李 璐陈 梅姜 萌张星哲，2

（1 东北农业大学农学院，黑龙江哈尔滨150030；2 黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041）

马铃薯（Solanum tuberosum L.）已成为继水稻、小麦、玉米之后的第四大主粮作物，目前我国马铃薯种植面积和年总产量均是世界第一（王立 等，2013）。马铃薯晚疫病（Potato late blight）是植物病害中流行速度最快的一种病害，几乎分布于世界上所有的马铃薯种植区，是最严重、最具破坏性的植物病害之一，是制约马铃薯生产和实现产业化的第一大障碍（杨艳丽 等，2009）。

马铃薯晚疫病是由藻物界卵菌纲致病疫霉菌〔Phytophthora infestans（Mont.）de Bary〕 引 起（Chowdappa et al.，2015）。日暖夜凉高湿的环境条件下，病害迅速传播，严重影响马铃薯产量和块茎质量，一般年份减产10%～20%，严重年份减产30%以上，造成巨大的经济损失（宋伯符 等，1996）。目前，抗病育种和使用化学杀菌剂是防治马铃薯晚疫病的有效方法（Cooke & Lees，2004），但频繁使用杀菌剂对环境和人类健康都有不利影响。

植物抗病诱导剂是近年来发展的一类新型植物病害防治剂，它本身没有杀菌活性，但能够诱导植物产生系统抗病性（褚明杰和岳永德，2004）。抗病诱导剂在不对环境造成负面影响的情况下能够减少病害侵染，具有广谱性、防效相对稳定、无污染等优点，极具应用潜力（陈芳 等，2007）。苯并噻二唑（BTH）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）等非生物因子能够诱导植物对病原菌产生抗性（Durrant & Dong，2006）。β-氨基丁酸（BABA）是一种非蛋白氨基酸（Gamliel & Katan，1992），能够诱导植物产生对多种病害包括病毒（Siegrist et al.，2000；Cohen，2002）、细菌（Baysal et al.，2005）、 卵 菌（Silue et al.，2002；Hamiduzzaman et al.，2005）及根结线虫（Oka et al.，2001）的系统抗性，从而使根、叶和果实免遭病害侵袭。余朝阁等（2008）发现BABA 不能抑制灰霉菌生长，却显著诱导番茄对灰霉病的抗性。王静等（2014）研究表明，BABA 诱导处理的马铃薯植株在受到晚疫病病原菌侵染时，可以触发H2O2积累、胼胝质沉积和高度敏感性反应（HR）等防卫反应的发生。

本试验通过室内抑菌试验和盆栽试验研究了BABA、BTH、SA 和MJ 4 种抗病诱导剂诱导马铃薯对晚疫病的系统获得抗性。进一步将筛选得到的最佳药剂BABA 与化学杀菌剂联合使用，研究抗病诱导剂与杀菌剂混合处理对田间马铃薯晚疫病防效以及对马铃薯产量的影响，旨在探讨在大田条件下BABA 诱发马铃薯抗病性来有效防治晚疫病的可能，为生产上防治马铃薯晚疫病提供新的解决思路。

1 材料与方法

1.1 材料

供试马铃薯：大西洋微型薯，易感晚疫病品种，由黑龙江省农业科学院克山分院提供。

供试培养基：20%番茄琼脂培养基和选择性培养基（徐生军 等，2009）。

供试菌株：2017 年采自黑龙江省马铃薯主产区的晚疫病菌株，菌株LX-1 采自于兰西县，KS-30 采自于克山县，于实验室分离纯化后保存在番茄培养基斜面上备用。

供试药剂：18.7%烯酰 · 吡唑酯（凯特）水分散粒剂（WG）、50%烯酰吗啉（阿克白）可湿性粉剂（WP），德国巴斯夫公司生产；68.75%氟吡菌胺 · 霜霉威（银法利）悬浮剂（SC），德国拜耳作物科学有限公司生产；10%氟噻唑吡乙酮（增威赢绿）可分散油悬浮剂（OD），美国杜邦公司生产；80%代森锰锌（金络）可湿性粉剂（WP），利民化工股份有限公司生产；50%氟啶胺（福帅得）悬浮剂（SC），日本石原产业株式会社生产；β-氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ），上海生工生物工程股份有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病菌的抑制作用

将BABA、BTH、SA 和MJ 4 种抗病诱导剂分别配制成10、20、50、100 μg · mL-14 个浓度，设置不加药剂处理的空白对照，共17 个处理。

抗病诱导剂对晚疫病菌菌丝生长的影响：采用菌丝生长速率法，设置含药浓度为上述17 种处理的番茄琼脂培养基平板，每个浓度3 次重复，然后将活化10 d 左右的马铃薯晚疫病菌打成直径为7 mm 的菌饼，用接种针将菌饼倒置在含药培养基平板中央（菌丝一面向下），20 ℃恒温培养，接种后10 d 进行调查，采用十字交叉法测量菌落直径。

抗病诱导剂对晚疫病菌孢子囊萌发的影响：参考王树桐等（2006）的方法，将马铃薯晚疫病菌制成孢子囊悬浮液，调节浓度至10×10 倍显微镜下每视野约150～200 个孢子囊，将孢子囊悬浮液与药液按1∶1 的体积比混匀，使药液终浓度为上述17种处理浓度，每个处理吸取 15 μL 液体滴于干净凹玻片上，于23 ℃培养24 h，观察孢子囊萌发情况，芽管长于孢子囊直径视为萌发。每个处理3 次重复，每个重复以视野中所见到的孢子囊数为准，统计萌发率。

1.2.2 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病的盆栽防效 抗病诱导剂对晚疫病的防治效果：2017 年10 月在东北农业大学植保温室中进行，采用1.2.1 中的17 个处理，每个处理种植10 盆马铃薯植株，待其长至10～12 片叶时，分别喷施马铃薯叶片，施药3 d 后进行晚疫病病原菌接种，接种方法参照徐生军等（2009）的方法，用无菌水将晚疫病菌培养平板上的游动孢子囊洗下，经灭菌纱布过滤后制成孢子囊悬浮液，用血球计数板将孢子囊数调为1×105个 ·mL-1，置于4 ℃冰箱中2～3 h 后取出，采用喷雾法接种。接种后7 d 调查病害情况，计算病情指数和防治效果。

抗病诱导剂对马铃薯单株产量的影响：待马铃薯收获时，对全部盆栽马铃薯进行测产，并进行差异显著性分析。

1.2.3 田间晚疫病防效测定 将筛选得到的防治效果最佳的抗病诱导剂和适宜浓度，应用于2018 年田间试验。

试验于2018 年在黑龙江省农业科学院进行，每试验小区面积48 m2，共设11 个处理，4 次重复，播种时间为4 月28 日，田间出现中心病株时进行病情指数的基数调查并施药，之后每隔7 d 施药1次，共施药4 次（7 月15、23、29 日和8 月8 日），每次施药前进行病情指数的调查，并于施药后7 d再次进行调查。各处理施药设计见表1，抗病诱导剂按照筛选出的浓度进行喷施，杀菌剂按照推荐剂量喷施〔制剂使用量为：18.7%烯酰 · 吡唑酯WG 1 500 g · （667 m2）-1、50%烯酰吗啉WP 35 g · （667 m2）-1、68.75%氟吡菌胺 · 霜霉威SC 70 mL · （667 m2）-1、10%氟噻唑吡乙酮OD 20 mL · （667 m2）-1、80%代森锰锌WP 120 g · （667 m2）-1、50%氟啶胺SC 30 mL · （667 m2）-1〕，采用整株调查法，计算病情指数及防效。

表1 施药设计与施药时间

1.2.4 田间马铃薯产量测定 于2018 年9 月12 日收获马铃薯，每小区取3 垄1 m 宽，测定各处理的产量，包括大中薯质量、小薯质量（大中薯≥50 g、小薯＜50 g）、病烂薯质量，并计算总产量、商品薯率和增产率等。

1.3 调查与数据分析方法

盆栽试验以叶片为单位进行调查，病情分级标准按肖庆红等（2017）的方法，0 级：叶片无病斑；1 级：病斑面积占整个叶片面积＜5%；3 级：病斑面积占整个叶片面积6%～10%；5 级：病斑面积占整个叶片面积11%～20%；7 级：病斑面积占整个叶片面积21%～50%；9 级：病斑面积占整个叶片面积＞50%。

田间试验以整株为单位进行调查，病情分级标准参考方树民等（2001）的方法，0 级：叶片无任何症状；1 级：叶片上有个别病斑；2 级：1/3 以下叶片有病斑；3 级：1/3～1/2 叶片上有病斑；4 级：1/2 以上叶片上有病斑；5 级：几乎整株枯死。

式中，CK0是对照组的药前病情指数，CK1是对照组的药后病情指数，PT0是药剂处理组的药前病情指数，PT1是药剂处理组的药后病情指数。

采用DPS 7.05 软件，应用Duncan 氏新复极差法，对试验数据进行差异显著性分 析。

2 结果与分析

2.1 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病 菌的离体抑制作用

由表2 可见，4 种不同浓度的抗病诱导剂处理对马铃薯晚疫病菌的孢子囊萌发均没有抑制作用，对病原菌菌丝生长也没有抑制作用（图1、2），说明抗病诱抗剂对晚疫病病原菌无直接毒性。

表2 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病菌的离体抑制作用

2.2 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病的盆栽防效

由表3 盆栽试验结果可见：4 种抗病诱导剂均能较好地诱导马铃薯对晚疫病的抗性，降低病害的严重度，且随着抗病诱导剂浓度的升高，抗病性增强。BABA 处理的马铃薯植株晚疫病防效明显高于其他处理，各处理最高防效从大到小的顺序依次为BABA ＞BTH ＞SA ＞MJ；BABA 处 理 的 马铃薯单株产量也明显高于其他处理，最高单株产量也表现为BABA ＞BTH ＞SA ＞MJ；50 μg · mL-1BABA 处理的马铃薯植株的晚疫病防效与马铃薯单株产量均与100 μg · mL-1差异不显著，说明50 μg ·mL-1的BABA 处理即为适宜处理浓度，以此作为后续田间试验的浓度剂量。

图1 马铃薯晚疫病菌游动孢子囊的萌发彩色图版见《中国蔬菜》网站：www.cnveg.org，下图同。

图2 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病菌的抑制效果

表3 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病的盆栽防效和马铃薯的单株产量

2.3 抗病诱导剂对马铃薯晚疫病的田间防效

由表4 可知：连续喷施4 次杀菌剂，处理10对马铃薯晚疫病的防治效果最好，平均防效可达81.28%，其次为处理9，平均防效达到76.42%，防效最差的为处理1。不添加抗病诱导剂时，防效最好的药剂组合为处理5。加入抗病诱导剂BABA 的处理防效均高于单一喷施同种杀菌剂的防效，增效4.23～11.84 个百分点。

表4 不同药剂组合处理对马铃薯晚疫病的防效影响

2.4 抗病诱导剂对田间马铃薯产量的影响

由表5 可见：10 种处理组合对马铃薯均具有显著增产作用，其中处理10 的增产效果最好，总产量达2 911.08 kg · （667 m2）-1，商品薯率和增产率分别达到76.45%和60.72%。加入抗病诱导剂处理的总产量与增产率均高于单一喷施同种杀菌剂的产量与增产率，增产率提高了10.66～22.38 个百分点。

表5 不同药剂组合处理对马铃薯产量的影响

3 结论与讨论

本试验在抗病诱导剂初筛中，为了研究抗病诱导剂的室内抑菌作用，选用了4 种对马铃薯晚疫病抗性诱导效果较好的抗病诱导剂：β-氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）。结果显示各处理孢子囊萌发率和菌丝生长直径均无显著差异，不同浓度的抗病诱导剂处理对马铃薯晚疫病菌的孢子囊萌发率、菌丝生长均没有抑制作用。Baider 和Cohen（2003）研究发现BABA 对致病疫霉的孢子囊萌发和菌丝生长无影响；谢丙炎等（2002）也证明，BABA 对疫霉菌无抗菌活性，但同样诱导甜（辣）椒对疫病的抗性，均与本试验结果一致。一种化合物既能诱导寄主产生抗性又对病原菌有直接的抑制作用也是可能的，Fischer 等（2009）研究表明，β-氨基丁酸能够抑制葡萄灰霉病菌的菌丝生长和酵母菌的生长，并随着浓度增加而抗病性增强。

盆栽试验中，4 种抗病诱导剂的处理与对照相比，晚疫病病情指数均下降，单株产量都增加（10 μg · mL-1MJ 处理除外），说明4 种抗病诱导剂均诱发了马铃薯抗病性的增强，且在一定范围内随着抗病诱导剂浓度的升高抗病性增加。BABA 处理的防效和产量明显高于其他3 种抗病诱导剂，经筛选得出50 μg · mL-1的BABA 处理马铃薯叶片对晚疫病具有较高的防治效果，为64.83%，马铃薯单株产量为123.11 g。

田间试验中，在黑龙江省各马铃薯种植区防治晚疫病药剂组合方面，首先推荐使用的是代森锰锌、氟噻唑吡乙酮、氟啶胺和氟吡菌胺 · 霜霉威（处理5），平均防效可达到75.26%，总产量可达2 699.13 kg · （667 m2）-1。与只用化学杀菌剂相比，BABA 与杀菌剂联合使用的效果更好，平均防效增加6.02 个百分点、增产11.70 个百分点，最终防效高达81.28%，产量达2 911.08 kg · （667 m2）-1。Liljeroth 等（2010）的研究表明，田间将少量杀菌剂（正常剂量减少20%～25%）与BABA 联合使用，对晚疫病的防治效果与单独使用杀菌剂的防效相当，因此可适当减少化学杀菌剂的使用剂量。未来试验还有待进一步完善改进，比如将低剂量的杀菌剂联合低剂量的BABA 与全剂量的杀菌剂之间进行对比，观察两者是否具有协同作用。研究表明，即使单独的抗病诱导剂在田间条件下不够有效，但是与杀菌剂一起使用，可以降低有效控制所需的杀菌剂剂量。Baider 和Cohen（2003）报道，将BABA 和杀菌剂混合使用，对马铃薯晚疫病的防治效果明显好于单独使用BABA，含有83% BABA的混合使用效果优于其他混合比。因此，加入抗病诱导剂可使杀菌剂用量大幅度降低，并且二者混合使用能有效地诱导马铃薯对晚疫病的抗病性和提高晚疫病的防效。同时，田间试验是在侵染压力很高的田里进行的，试验集中于被侵染植物和未经处理的对照地，因此有理由推测，在普通农业领域采用BABA 防治晚疫病菌侵染会更加有效，这也有待进一步试验。

综上，喷施BABA 有助于马铃薯抵抗晚疫病菌的侵染，提高马铃薯的抗病能力，在田间试验中也具有一定的增效与增产作用，未来可通过BABA与化学杀菌剂联合使用，以减少晚疫病菌的侵染，达到保产增收的效果。关于抗病诱导剂在大田生产中的应用，仍需大量试验，其作用机制也需更深入研究。