不同杀菌剂及其复配制剂在小麦赤霉病及呕吐毒素防治中的作用

殷宪超，武德亮，孟 旭，张海燕，吴季荣，刘 馨，徐剑宏，史建荣

(1.江苏省食品质量安全重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地/农业农村部农产品质量安全控制技术与标准重点实验室/农业农村部农产品质量安全风险评估实验室(南京)/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心,江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所，江苏南京 210014； 2.山东农业大学生命科学学院微生物系，农业微生物重点实验室，山东泰安 271018； 3.泰州市姜堰区农业技术推广中心，江苏泰州 225529)

禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)引起的小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是全球湿润和半湿润地区广泛发生的小麦真菌病害[1]。在我国，除了长江中下游和东北黑龙江地区为传统的赤霉病频发地区外，目前已经扩展到黄淮河流域，常年发病面积已经超过700万hm2，对我国小麦安全生产已经构成极大威胁[2-4]。赤霉病所带来的问题不仅导致小麦减产，其产生的镰刀菌毒素污染问题也严重影响了食品安全。脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)，俗称呕吐毒素，是污染我国小麦的主要镰刀菌毒素[5]。DON是雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol，NIV)的脱氧衍生物，分子式为C15H20O6，相对分子质量为296，具有耐热、耐酸及耐高压等特性[6]。DON具有细胞毒性，可以穿过生物屏障，影响消化、免疫、内分泌和神经系统，在急性暴露的情况下会引起呕吐、厌食、腹痛、腹泻、营养不良、头痛和眩晕等症状[6-8]。为此全球主要国家和地区都制定了DON的限量标准，我国《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》(GB 2761-2017)中规定谷物及其制品中DON的限量为1 000 μg·kg-1。

近十年来，赤霉病在江苏呈现高发趋势。根据植保部门的统计数据，江苏2010、2012和2016年均为赤霉病重度发生年份，2013-2015年也均为中度发生年份。除2011年，2010-2016年间江苏小麦的DON检出率均超过80%。其中2010年DON平均含量为1 075 μg·kg-1，中位值为816 μg·kg-1，2012年DON平均含量为306 μg·kg-1，中位值为1 039 μg·kg-1[9]。而2013-2016年间，DON的平均含量分别为879 μg·kg-1、628 μg·kg-1、1 629 μg·kg-1和 2 601 μg·kg-1，呈明显上升趋势[10-11]。鉴于当前的DON污染状况，急需优化小麦的DON防控措施，防范食品质量安全风险。

近年来，人们开展了大量杀菌剂防治小麦赤霉病的试验，但研究大多倾向于药剂的赤霉病病害防治效果和对产量的影响，而药剂对小麦中DON的控制效果却涉及较少[12-15]。本研究选取市售常用杀菌剂(25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌灵WP和20%嘧菌酯WG)及其复配制剂共12种药剂，测定杀菌剂对小麦赤霉病的田间防效及小麦籽粒中DON积累的影响，研究药剂处理后小麦病情指数与毒素之间的关系，以期为小麦的DON控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小麦品种为2014-2015年淮南麦区的主推品种镇麦9号。

试验药剂为 25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌灵WP、20%嘧菌酯WG及48%氰烯菌酯·戊唑醇SC(氰烯菌酯36%，戊唑醇12%)，均为江苏省农药研究所股份有限公司产品；75%百菌清·戊唑醇WP (12.5%戊唑醇，62.5%百菌清)(江苏邦盛生物科技有限责任公司)、40%戊唑醇·福美双SC(南京南农农药科技有限公司)、45%戊唑醇·咪鲜胺WP(江苏扬州绿源生化有限公司)、75%肟菌·戊唑醇WG(拜耳股份公司)、28%烯肟·多菌灵WP(中化农化有限公司)及45%嘧菌酯·戊唑醇WG(上海禾本药业股份有限公司)；DON标准品(美国Sigma公司)；甲醇和乙腈(色谱纯，德国Merck公司)。

1.2 试验设计

单药剂药效试验分别在江苏省泰州市姜堰区、盐城市建湖县和南京市六合区露天大田中进行。每个地区各设置6个处理，分别是清水对照(CK)、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌灵WP、20%嘧菌酯WG，各处理重复3次，每小区面积100 m2，小区四周设置保护行。

复配制剂药效试验在江苏省泰州市姜堰区进行。共设置13个处理，分别为清水对照(CK)、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌灵WP、20%嘧菌酯WG、48%氰烯菌酯·戊唑醇SC、75%百菌清·戊唑醇WP、40%戊唑醇·福美双SC、45%戊唑醇·咪鲜胺WP、75%肟菌·戊唑醇WG、28%烯肟·多菌灵WP、45%嘧菌酯·戊唑醇WG，其他小区条件与单药剂药效试验一致。

单药剂试验和复配制剂药效试验分别于2014年11月1号和2015年11月5号播种，播种量均为150 kg·hm-2，各试验区内小麦长势均匀，土壤类型相同，肥力中等，试验前后的土壤及田间管理一致。于小麦扬花期时采用手持式喷雾器均匀喷雾施药，用量为厂家推荐用量，具体见表1和表2，施药后天气晴朗。

1.3 小麦赤霉病病情数据采集及计算

施药后定期观察小麦生长及叶片色泽变化情况，观察各个药剂处理小区有无药害发生。施药20 d后，按照5点采样法，每个小区5个点，每个点1 m2，按照《中华人民共和国农业行业标准NY/T 1464.15-2007，农药田间药效实验准则第15部分：杀菌剂防治小麦赤霉病》调查记载小麦总穗数、赤霉病各级病穗数，并计算出病穗率、病情指数及病指防效。

病级记载标准：0级，全穗无病；1级，枯穗面积占全穗面积的1/4以下；3级，枯穗面积占全穗面积的1/4～1/2；5级，枯穗面积占全穗面积的 1/2～3/4；7级，枯穗面积占全穗面积的3/4以上。

药效相关计算公式如下：

病穗率=(发病穗数/调查总穗数)×100%；

病情指数=[ ∑(各级病穗数×相对级数值)]/(调查总穗数 × 7)×100；

病指防效=[(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数]×100%。

1.4 DON检测及DON防效的计算

各小区选择5点采样，人工收割长势均衡的10 m2面积内小麦，用脱粒机脱粒晒干后，将各小区晾干的小麦籽粒充分混匀后，称重1 kg，用干燥的牛皮纸信封包装，使用液相色谱串联质谱测定样本的DON含量。

DON检测参照姚振宇等[16]的方法；

DON防效=[(对照区DON含量-处理区DON含量)/对照区DON含量]× 100%。

1.5 统计分析

所有试验数据均由3次平行试验数据的平均值±标准差来表示，用Excel及SPSS 16.0进行数据统计分析，用Duncan进行数据的差异性检验。用SPSS 16.0对病穗率数据进行反正弦函数转换及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 单药剂对小麦赤霉病及籽粒中DON毒素的防效

由表1可以看出，姜堰、建湖和六合3个试验区赤霉病发病程度不同，清水对照区病情指数分别为9.35、3.02和10.28。收获小麦籽粒检测结果显示，3地对照区小麦籽粒中DON含量均超过国家限量标准(1 000 μg·kg-1)，其中建湖试验点小麦籽粒中DON含量最低，为1 337 μg·kg-1，姜堰试验点次之，DON含量为2 591 μg·kg-1，六合试验点小麦籽粒中DON含量最高，为5 642 μg·kg-1。

供试的5种药剂对赤霉病和DON防效在3地的试验结果基本一致(表1)。其中，25%丙硫菌唑SC对赤霉病和DON防控效果最佳，并且在3个试验点间效果稳定；25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC和25%多菌灵WP在3个试验点对赤霉病和DON均有不同程度的防效；而20%嘧菌酯WG对赤霉病和DON均无防控效果，在建湖和六合两地，施用20%嘧菌酯WG的小麦DON含量均显著高于清水对照。

表1 2014年单一药剂对小麦赤霉病及DON毒素的防效

表2 2015年姜堰地区不同复配制剂对小麦赤霉病抗病及DON毒素的防效

2.2 复配制剂对小麦赤霉病及籽粒中DON的防效

从表2可知，清水对照区小麦籽粒中DON含量为3 204 μg·kg-1，为国家限量标准的3倍。测试的药剂中，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇4种药剂较优，小麦籽粒中DON含量符合国家限量标准，分别为759.5、782.2、847.0和890.0 μg·kg-1，赤霉病和DON防效均大于70%，4种药剂处理间小麦籽粒中DON含量差异不显著。

2.3 小麦赤霉病发生与籽粒中DON含量间的相关性

将2015年姜堰复配制剂药剂试验中获得的小麦赤霉病病穗率与赤霉病病情指数和籽粒中DON毒素含量进行相关性分析，结果表明，病情指数与籽粒DON含量之间呈显著正相关(r= 0.628，P=0.022)，病穗率与DON含量之间无显著相关性(r=0.400，P=0.176)，赤霉病病穗率与赤霉病病情指数呈极显著正相关(r=0.766，P=0.002)。

3 讨 论

近年来小麦赤霉病呈现的频发趋势，使赤霉病导致的DON污染问题引起社会高度关注。小麦籽粒中的DON不但造成小麦商品价值下降，还带来食品安全问题。本试验结果说明，化学药剂在一定程度上可以减少赤霉病的发生和DON毒素的积累。供试的药剂中，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇对DON防治效果较好，在复配制剂药效试验中，DON防效均大于70%。但是，化学药剂的毒素控制作用是有限的，当赤霉病病情较重时，化学药剂也不足以控制小麦籽粒中的DON含量在安全范围内。例如在赤霉病病情较重的六合试验点，尽管25%丙硫菌唑SC的病指防效已经达到72.2%，但是收获小麦籽粒中的DON含量仍超出了国家标准限量。面对当前赤霉病防控的严峻形势，仅依靠药剂防治已经无法完全控制小麦赤霉病和DON污染，而应该综合运用抗病品种、化学药剂、合理轮作等多种方式来控制当前的赤霉病及毒素问题[17]。

相关文献报道，甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯会刺激镰刀菌产毒，在小麦扬花期使用有增加毒素的风险[18-20]。本试验中使用20%嘧菌酯WG处理的小麦DON防效均为负值，证明嘧菌酯对DON确定无防控效果。在我国，苯并咪唑类杀菌剂多菌灵被用于防治小麦赤霉病已近40年，由于多菌灵的单位点专化作用机理，镰刀菌已经对该杀菌剂产生抗药性，并导致化学防治效果的下降甚至丧失[20-22]。本研究的4次药剂试验中，多菌灵的DON防效介于42.6%～55.0%之间，在参试单药剂中除20%嘧菌酯WG外，DON防效最差。因此，嘧菌酯和多菌灵单药剂不适宜用于赤霉病和DON的防控。

现今，人们对小麦赤霉病控制的要求正逐渐从防病增产向减毒增效转变，但是出于成本和技术因素的考虑，许多对赤霉病防控的研究仍主要以田间赤霉病病害程度为依据。普遍认为，DON含量在多数情况下都与赤霉病严重度高度相关。本试验结果显示，小麦赤霉病病情指数与DON含量呈显著正相关。但也会出现一些例外，本试验中75%肟菌·戊唑醇WG的病指防效为 62.4%，与30%戊唑醇SC相近(59.2%)，但是其DON防效仅为17.2%，远低于30%戊唑醇SC(DON防效为57.5%)。小麦进入乳熟期以后，赤霉病病情已经无法观测，但是如果发生阴雨天气，空气湿度增加，再加上合适的气温，往往会导致乳熟期感染，这种情况通常无明显可见赤霉病病征，已无法进行病情调查，但收获的小麦依然会产生毒素污染。因此，在进行小麦赤霉病防控研究时，不但需要田间赤霉病病害程度的调查，也需要对小麦籽粒的DON进行检测，以更加全面地评价赤霉病防控效果。