防治棉花苗期两种根腐类病害的种衣剂研制

刘梦丽, 李 进, 张军高, 周小云, 杜鹏程, 王 莉,翟梦华, 郭庆元, 雷 斌

(1.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业科学院核技术生物技术研究所，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】棉花是世界上重要的经济作物之一[1]。近年来，新疆棉花生产过程中，由于病虫害的影响，每年造成20%左右产量损失，已成为影响新疆棉花产量和质量的重要因素[2]。尤其以立枯病(RhizoctoniasolaniK.)及红腐病(Fusariumverticillioidesspp.)为主的棉花苗期根腐类病害愈加严重，是造成棉花田间缺苗断垄的主要因素。加强棉花苗期病害的高效防治技术及产品研究，对促进棉花提质增效和农药减施增效具有重要意义。【前人研究进展】种衣剂包衣处理具有防病治虫、保苗助长、降低农药污染等作用[3-5]，且对复合发生的土传病害防治效果尤为显著[6]。萎锈灵是琥珀酸脱氢酶抑制剂类(SDHIs)杀菌剂，对棉花立枯病、黄萎病有很好效果，能渗入萌芽的种子而杀死种子内的病菌，并对植物生长有刺激作用[7,8]，并可使小麦增产，适用于棉花、蔬菜等作物的种子处理[9]。咯菌腈是一种低毒高效持效期长的新型杀菌剂，常用于种子处理，可防治大部分种子带菌及土壤传染的真菌病害[10,11]，在土壤中稳定性好，能在种子及幼苗根际形成保护区，防止病菌入侵，被EPA评为零风险产品[12]。以咯菌腈为主要成分的种衣剂登记产品有27个，其中5个防治对象为棉花立枯病。以萎锈灵为主要成分的种衣剂登记产品14个。【本研究切入点】目前对棉花苗期根腐类病害的种衣剂研究较少，而萎锈灵、咯菌腈两种杀菌剂是用于制备种衣剂的很好药剂，两者分别具有触杀和保护作用，结合后能达到预防和治疗的作用，但是目前尚无二者复配产品。研制有效防治棉花苗期立枯病、红腐病两根腐类病害的种衣剂。【拟解决的关键问题】研究萎锈灵、咯菌腈两种杀菌剂复配组合，并分析二者各自浓度、复配比例。研制出抑菌效果好、对棉花生长无副作用且有促生、增产效果的种衣剂，对有效防治棉花苗期根腐类病害及推动新疆棉区农药减施提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试菌株及品种

供试菌株为棉立枯丝核菌及拟轮枝镰孢霉，均由新疆农业大学植物病理实验室分离自棉花立枯病及红腐病病样，经DNA分子鉴定后，4℃冰箱保存；供试品种为新陆早57号，由新疆承天种业科技股份有限公司提供。

1.1.2 供试种衣剂原药及助剂

供试原药为98.6%萎锈灵原药，96.2%咯菌腈原药，均购自广东广康生化科技股份有限公司；供试助剂包括：润湿分散剂为二异辛酯磺酸盐、聚羧酸盐份及磷酸酯，防冻剂为乙二醇，增稠剂为硅酸镁铝，防腐剂为苯甲酸钠，消泡剂为聚二甲基硅氧烷，警戒色为碱性玫瑰精，成膜剂为0.1%羧甲基纤维素钠，微肥包括硫酸锌、磷酸二氢铵、黄腐酸，植物生长调节剂为芸苔素内酯；供试市售种衣剂为20%甲枯·福美双，购自新疆锦华农药有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 萎锈灵、咯菌腈复配种衣剂制备

优选供试萎锈灵浓度为5.4%(质量分数，下同)、7.2%、9.0%；咯菌腈浓度为0.8%、0.9%、1.0%、1.1%，将两种药剂不同浓度进行两两复配，得到混合药剂。将植物生长调节剂溶于蒸馏水中，配制成2 500倍液的芸苔素内酯水溶液备用；助剂包括润湿分散剂二异辛酯磺酸盐1.2%、聚羧酸盐1.2%及磷酸酯1.6%，混合后加入不同浓度配比的萎锈灵、咯菌腈搅拌均匀；再依次加入硫酸锌2.0%、磷酸二氢铵0.1%、黄腐酸0.1%、乙二醇4.0%、消泡剂1.6%混匀，余量用2 500倍液的芸苔素内酯水溶液补足至100%，倒入高速剪切乳化机中高速剪切15～20 min；将物流倒入砂磨机中，加入成膜剂2%、防腐剂0.5%、增稠剂0.2%，开启砂磨机砂磨40～50 min，检测粒径大小，D90<5 μm，过滤后倒入反应容器中，使用酸碱调节剂调节pH 6～7，使用增稠剂调节粘度至200～600 mPa·s(25℃)，获得成品外观为红色可流动、略粘稠的液体。表1

表1 不同浓度萎锈灵与咯菌腈复配对两种病原菌的联合作用

1.2.2 种衣剂原药浓度筛选

采用含药培养基菌丝生长速率法。将供试菌株在PSA平面培养基上活化，25℃恒温培养3 d[13]。将各不同浓度的复配药剂吸取1 mL加入到49 mL的灭菌冷却至45℃的PSA中，将此培养基倒入3个灭菌培养皿中，制成含药培养基，在超净工作台上分装至培养皿中。待培养基凝固且表面干燥后，用直径相同的打孔器打菌饼(直径5 mm)，分别放置于每个处理培养基中间位置，菌丝面向下。以不加农药处理作为对照(CK)，25℃恒温培养，待对照处理菌落长满培养皿后，采用十字交叉法测量各重复菌落直径[14]，统计抑菌半径以及对照菌落与每一处理菌落半径的差值，计算抑制率并进行数据处理分析。

菌落抑制率=(对照菌落半径-处理菌落半径)/对照菌落半径×100%。

1.2.3 包衣棉种活力指标测定

种子发芽率与发芽势反应种子发芽的速度及整齐度，种子发芽指数结合了每日发芽数目，速度及整齐度3个因素，种子活力指数反映了种子发芽速度及生长量大小[15]。综合发芽率、发芽势、发芽指数、鲜重及活力指数等5项指标，全面反映种子萌发情况。挑选健康饱满、大小均匀的棉花种子，将上述种衣剂按药种质量比 1∶100进行包衣处理后自然阴干，备用。取棉种50粒均匀置于3层在蒸馏水中充分浸泡24 h的发芽纸上，每个处理重复 3 次，用密封袋封口放入人工气候箱中进行发芽试验。测定指标分别为发芽指数、活力指数、发芽速率。

发芽指数=∑(每天发芽种子数/发芽天数)；

活力指数=发芽指数×幼根的重量；

发芽速率=∑(每天发芽种子数×发芽天数)/发芽率。

1.2.4 包衣后棉苗农艺性状测定

取包衣棉种，播种于塑料发芽盒中，基质选用蛭石与砂子(v∶v=1∶1)的混合基质，置于光照培养箱中培养，(L∶D=12∶12，(27±1)℃，70%～75%RH)，每处理重复3次。于第7 d统计种子发芽数，并计算其出苗率，第14 d每个处理随机采取10株样本，测定其株高、茎粗、根长、干鲜重等农艺性状。

1.2.5 主成分分析评价种衣剂功效

对抑菌率、发芽率、发芽势、发芽指数、鲜重、活力指数、出苗率、株高、主根长、茎粗、鲜重和干重等12项指标进行主成分分析，将原来单一的指标重新组合成几组新的互无相关的综合变量，再根据综合得分评价不同浓度萎·咯种衣剂对两种病原菌抑菌作用及对棉花生长的影响。

1.2.6 种衣剂防病效果验证

经主成分分析综合评价，获得对两种病原菌有显著抑制效果且对棉种、棉苗安全性较高的复配浓度为基础，挑选健康饱满、大小均匀的棉花种子，将获得的较优种衣剂按药种质量比1∶100进行包衣处理后自然阴干，进行室内防病效果验证、田间防病效果验证及田间产量比较。

室内防病效果验证。将营养土经高压蒸汽灭菌锅灭菌后，置于烘箱内120℃烘干。接菌采用土壤拌菌法，将拟轮枝镰孢霉配制成107的菌悬液接入无菌营养土拌匀；将立枯丝核菌在PDA培养基上培养4 d后作为接种体接入无菌营养土中搅拌均匀。将接菌土装入营养钵内，每盆播种10粒，播种深度为3 cm。以未包衣为CK，市售种衣剂包衣为CK1，共5个处理，每个处理4次重复，置于置于温度为25℃、12 h光暗交替，相对湿度为70%～80%的人工气候箱中培养。

田间防病效果验证。田间试验于新疆玛纳斯县试验地开展。棉种包衣后共5个处理，每个处理4次重复，共20个小区，采用随机排列，机采棉种植模式(株距13 cm，行距10 cm，膜宽230 cm)播种，播种后田间管理与大田管理一致。棉花立枯病及红腐病的分级标准参照周扬[16]的方法，依据病害的分级标准在播种后15 d分别调查田间发病率、病情指数及防病效果，计算公式：

发病率=发病株数/调查总株数×100%；

病情指数=∑(病情级别的代表数值×各病情级别的植株数)/(最高病级代表值×调查总株数)×100；

防病效果=(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数×100%。

1.2.7 田间产量比较

在棉花吐絮期进行测产，按对角线取样法，每小区调查(230×100)cm2，分别调查并计算单株有效铃、单铃重、株数及产量。

1.3 数据处理

采用 Microsoft Excel 2010 软件进行数据处理和作图，SPSS 20.0 软件进行方差分析和Duncan多重比较(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同种衣剂配方对两种病原菌抑菌力比较

研究表明，不同浓度配比的萎锈灵·咯菌腈种衣剂对2种棉花根腐类病害致病菌均有显著性抑菌效果(P<0.05)；与其他配比相比，ZYJ-1、ZYJ-7、ZYJ-10复配浓度组合对立枯丝核菌及拟轮枝镰孢霉抑制效果较好，其中，ZYJ-7对两种病原菌抑菌率分别达到83.04%及83.77%，其次为ZYJ-1，抑菌率分别为82.8%及82.47%，ZYJ-10抑菌率分别为81.82%及81.14%。表1

2.2 种衣剂包衣对棉种发芽的影响

研究表明，种衣剂包衣棉种与未包衣棉种(CK)的发芽率在P<0.05水平上无显著差异，其发芽势、发芽指数、鲜重及活力指数均有显著差异；包衣后棉种各项发芽指标均高于未包衣棉种，萎·咯部分复配浓度种衣剂略高于市售种衣剂(CK1)；ZYJ-7复配浓度组合对棉种发芽的影响最高，其包衣后棉种发芽率、发芽势、发芽指数、鲜重及活力指数分别比未包衣CK高4.2%、11.6%、15.9%、31.4%及69.6%，比市售种衣剂包衣CK1高2.1%、5.5%、6.3%、9.4%及14.8%。萎·咯种衣剂包衣处理对棉种萌发的各项指标影响较大，且能够在一定程度上促进棉种萌发及生长。表2

表2 复配种衣剂下棉种发芽变化

2.3 种衣剂包衣对棉苗农艺性状的影响

研究表明，播种7 d后，与未包衣对照相比，种衣剂包衣处理后的棉种发芽率在P<0.05水平上显著高于未包衣棉种，ZYJ-7出苗率比CK1高出6.24%，其他浓度萎·咯种衣剂包衣的出苗率均低于CK1。播种14 d后，与CK相比，不同浓度种衣剂包衣处理均可促进棉苗生长，其中，ZYJ-8包衣后的棉苗株高最高，分别较CK、CK1高出24.14%、18.54%；种衣剂包衣处理棉苗根系最高增长22.91%；不同浓度种衣剂包衣处理棉苗茎粗及干物质积累量与CK相比在P<0.05水平上无显著差异。不同浓度萎·咯种衣剂包衣均能不同程度地提高棉苗的生长量，与市售种衣剂CK1相比，ZYJ-7包衣的棉苗生长量高于其他参试浓度种衣剂，ZYJ-7复配浓度中的化学成分可以快速溶解到土壤中，并被棉苗根系有效吸收，促进棉苗生长。表3

表3 不同种衣剂配方下棉苗农艺性状变化

2.4 药剂抑菌率及棉苗生长量综合评价

研究表明，通过降维法将原来单一变量重新简化成4个综合指标，主成分1～4特征值贡献率分别为39.84、21.77、15.47、9.64，累计贡献率为92.08%，其他因子贡献率忽略不计。通过主成分因子载荷矩阵可知：主成分1在种子发芽率、发芽指数、胚根重、活力指数、红腐抑菌率及立枯抑菌率上表现出较高的载荷量；主成分2在棉苗茎粗、植株干鲜重上表现出较高的载荷量；主成分3在棉苗茎粗、鲜重及干重上表现出较高载荷量。ZYJ-1、ZYJ-7及ZYJ-10，综合得分较高，以萎锈灵：咯菌腈复配配比为5.4∶0.8、7.2∶1.0、9.0∶0.9(质量分数)在抑菌率、发芽率、发芽势、发芽指数、鲜重、活力指数、出苗率、株高、主根长、茎粗、鲜重、干重等指标上表现较好，并利用此3种配比进行棉苗防病及促产效果比较；其中ZYJ-7综合得分最高，优于市售种衣剂20%甲枯·福美双，未包衣CK综合得分最低，ZYJ-7浓度配比的种衣剂在棉苗促生效果上最佳。表4～6

表4 主成分特征值及综合得分系数

表5 主成分初始因子载荷矩阵

表6 各处理主成分综合得分及排序

2.5 不同复配浓度种衣剂的防病效果

研究表明，盆栽棉苗接种病原菌后，未包衣棉苗发病率较高，立枯病发病率达到81.25%，红腐病发病率为72.92%；经不同种衣剂包衣处理后对两病均有不同程度的防治效果，ZYJ-7包衣处理后对两病防治效果最好，对立枯病防效为87.19%，对红腐病防效为88.30%，且优于市售种衣剂CK1对两病的防治效果。表7

表7 种衣剂对室内盆栽棉花立枯病及红腐病的防治效果

与未包衣CK相比，种衣剂包衣处理后，棉田立枯病及红腐病发病率及病情指数明显降低。ZYJ-7包衣处理后防效优于CK1，对棉花立枯病防治效果达到75.79%，对棉花红腐病防效达到66.3%，而CK1对棉花立枯病防效为64.74%，对棉花红腐病防效为60.87%，但ZYJ-1及ZYJ-10防效略低于CK1。表8

表8 种衣剂对田间棉花根腐类病害的防治效果

2.6 不同复配浓度种衣剂对棉花产量的影响

研究表明，不同浓度种衣剂包衣对棉花产量构成因素均有一定影响。其中，各处理单株有效铃及单位面积株数无显著差异，但经种衣剂包衣后棉花单株有效铃及亩株数均略高于未包衣CK；从各处理单铃重比较可以看出，萎锈灵·咯菌腈复配能使单铃重增大，显著高于未包衣处理，略高于市售种衣剂20%甲枯·福美双；经实测产量，以未包衣CK为参照，种衣剂包衣处理均能不同程度地提高产量，ZYJ-1、ZYJ-7、ZYJ-10、CK1增产率分别达到4.19%、9.11%、3.20%、7.14%。表9

表9 不同浓度种衣剂处理下棉花产量变化

3 讨 论

棉花立枯病、红腐病是新疆棉区主要的两种苗期根部病害，利用种子包衣处理技术是防治土传病害的重要方法之一[6]。种子包衣处理对棉种发芽及棉苗长势具有促进作用，对棉花烂种，烂苗有较好的防治作用，且对农田环境影响较小[17,18]，但当复配组合浓度不合适时，可对作物发芽生长产生抑制作用[19]。试验中，萎锈灵·咯菌腈复配种衣剂对立枯丝核菌及拟轮枝镰孢霉均有一定的抑制作用，且用该种衣剂包衣后，对棉苗株高、主根长、鲜重、干物质的量及棉种发芽均有不同程度的影响，但对棉苗茎粗、棉种活力指数及胚根重影响不显著。研究结果与姜干明[20]、胡鹏[17]等研究种衣剂对棉花幼苗生长的影响结论基本一致。

咯菌腈作为一种非内吸性的广谱杀菌剂，能抑制葡萄糖磷酰化有关的转移，导致病原菌死亡，Weems等[21]研究发现，采用咯菌腈与精甲霜灵、嘧菌酯、甲基硫菌灵等药剂复配组合对由菜豆镰刀菌(Fusariumvirguliforme)引起的猝死综合征(SDS)有较好的防效。师勇强等[22]研究表明，萎锈灵作为一种选择性内吸杀菌剂，对棉花立枯病防效较明显且对棉苗生长无毒害作用。上述两种药剂常用于制备种衣剂，而种衣剂具有农药用量少、效果好、低毒、环保等优点，是农药减施的一项重要措施，两种药剂复配种衣剂前景广阔，有待深入研究和应用。

基于目前作物生产上种衣剂包衣种子普及率高、面积广、用量大等原因，可能会导致病原菌产生抗药性[23,24]，为了延缓立枯丝核菌及拟轮枝镰孢霉抗药性的形成及发展，试验通过药剂浓度筛选及对包衣棉花促生、增产效果，以验证8.2%萎·咯种衣剂防效及其安全性，尚未进一步确定种衣剂各项技术指标，未来将明确该种衣剂粘度、悬浮率、包衣均匀度、脱落率、热贮及冷贮稳定性等技术指标，以提高8.2%萎·咯悬浮种衣剂的悬浮稳定性，进一步明确8.2%萎·咯种衣剂应用效果，。

4 结 论

12种不同浓度萎锈灵、咯菌腈复配种衣剂对立枯丝核菌及拟轮枝镰孢霉均有一定的抑制效果；采用该复配种衣剂及1种市售种衣剂处理棉花种子，萎·咯复配种衣剂及20%甲·福悬浮种衣剂对棉花幼苗的生长均无抑制作用，萎锈灵和咯菌腈配比为7.2∶1.0抑菌及促生作用最好，且优于常用市售种衣剂20%甲枯·福美双；7.2∶1.0配比种衣剂对棉花立枯病及红腐病有效且能够提高棉花产量。