光合细菌菌剂与噻唑膦协同使用对水稻根结线虫病防治研究

吕军 王东伟 王剑 唐蓓 张德咏 刘勇 成飞雪

摘要

水稻根結线虫病近年来对我国的水稻生产造成了严重危害。探索低成本、高效安全的水稻根结线虫病防治方法对减少其危害具有极其重要的意义。本研究通过田间小区试验评价了光合细菌微生物菌剂与噻唑膦协同使用对水稻根结线虫病的防治效果及对水稻生产的影响。结果显示，利用光合细菌微生物菌剂1 L/667m2与10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2协同作用能显著降低稻田拟禾本科根结线虫2龄幼虫种群密度，减少发病株率与根结指数，35 d和70 d对水稻根结线虫病的防治效果分别达到76.94%和89.99%，与10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2单剂处理在发病株率以及70 d防治效果、虫口减退率等不存在显著差异。利用光合细菌微生物菌剂与噻唑膦协同使用后，可减少噻唑膦药剂对水稻生长产生的抑制作用，增加作物产量，其增产率达到19.48%，显著高于10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2单剂的使用效果。试验表明通过光合细菌微生物菌剂与噻唑膦协同应用，能减少化学杀线剂的使用，降低线虫抗药性的产生和环境污染的风险。此外，通过联合使用还能解决微生物杀线剂速效性差、防效较低等缺点，不失为一种高效绿色的水稻根结线虫病防治方法。

  关键词

水稻根结线虫病;光合细菌微生物菌剂;噻唑膦;协同作用;防治效果

中图分类号：

S435.11

文献标识码：B

DOI：10.16688/j.zwbh.2020566

Synergistic effect of photosynthetic bacteria microbial agent and fosthiazate to rice rootknot nematode disease

L Jun1，WANG Dongwei2，WANG Jian3，TANG Bei2，ZHANG Deyong2，LIU Yong2，CHENG Feixue2*

（1. Pingjiang Plant Protection and Quarantine Station， Yueyang City， Hunan Province， Yueyang

414500， China; 2. Institute of Plant Protection， Hunan Academy of Agricultural Science，

Changsha410125， China; 3. Agricultural Economy and Regional Planning Research Institute，

Hunan Academy of Agricultural Science， Changsha410125， China）

Abstract

Rice rootknot nematode disease is one of the serious diseases in rice production in recent years. It is very important to explore a lowcost， effective and safe method for the disease control. In this study， synergistic effects of photosynthetic bacteria microbial agent and fosthiazate to control rice rootknot nematode disease were evaluated by field trials. The results showed that photosynthetic bacteria at 1 L/667m2 combined with fosthiazate 10% GR at 0.10 kg/667m2 could not only significantly reduce the population density of the second stage juveniles of Meloidogyne graminicola in paddy field， but also reduce the incidence and rootknot index. The control efficacies of rice rootknot nematode 35 d and 70 d were 76.94% and 89.99%， respectively， and there was no significant difference in the rate of infected plants， the control efficacy of 70 days and the decline rate of M.graminicola population compared with the treatment of 10% fosthiazate GR at 0.15 kg/667m2. Meanwhile， the use of photosynthetic bacteria microbial agents combined with fosthiazate can reduce the inhibitory effect of fosthiazate on rice growth and increase the rice yields. The yield increase rate reached 19.48%， significantly higher than that of fosthiazate 10% GR at 0.15 kg/667m2. The results indicated that using combination of photosynthetic bacteria microbial agents and fosthiazate can reduce the use of chemical nematicides and decrease environmental pollution， and reduce the resistance of nematodes. In addition， the combined use of microbial nematicides can solve the problems of poor quickacting and low control effect of microbial nematicides， which can be regarded as an efficient and green method.

Key words

rice rootknot nematode disease;photosynthetic bacteria microbial agent;fosthiazate;synergism; control effect

水稻Oryza sativa L.是世界范围内广泛种植的主要粮食作物，中国是世界上主要的水稻种植区之一， 水稻产量约占全球水稻总产量的35%[1 2]。拟禾本科根结线虫Meloidogyne graminicola是一种严重危害水稻生产的植物病原线虫[3]，在我国海南省三亚市的葱Allium fistulosum上最先发现和鉴定了拟禾本科根结线虫[4]。目前在我国的河南、安徽、江苏、江西、四川、湖南、湖北、福建、广东、广西、云南等多省市的水稻产区大面积发生和危害[5 8]，造成高达73%的水稻产量损失，甚至绝产[9 10]。据我们2016年 2020年调查结果显示，湖南长沙、湘潭、株洲、常德、益阳、岳阳、衡阳、邵阳和永州等地市均有水稻根结线虫病的发生和危害，且发病面积逐年扩大，扩散蔓延迅速[11]，已成为严重制约湖南直播水稻生产的重要因素。因此，迫切需要寻找高效绿色的水稻根结线虫病防控新方法。

长期以来植物线虫病的防治基本依赖于化学杀线剂，如利用棉隆、氯化苦、石灰氮、辣根素等进行土壤消毒防治线虫病害，但是由于这些药剂使用成本高、施用方式繁琐，且主要用于旱地作物线虫病害防治，难以应用于水稻田根结线虫病防治。所以，生产上许多农户利用克百威、灭线磷以及甲拌磷等高毒、高残留、且严重污染环境的杀线剂来控制水稻根结线虫病，随着人们对农产品品质要求的提高，这些杀线剂受到严格的限制，而逐步退出应用市场[12]。光合细菌菌剂是由湖南省植物保护研究所研制的一种微生物杀线虫剂，不仅能有效抑制作物线虫病害，还能促进作物生长，增加作物产量。噻唑膦是作物线虫病害防治中的一种重要杀线剂，被广泛应用于旱地作物线虫病害防治，但由于其成本较高，其在水稻根结线虫病田间防治上的应用研究仍较匮乏。本试验开展光合细菌微生物菌剂与噻唑膦协同应用对水稻根结线虫病的防治效果，旨在找到一种高效绿色、低成本的水稻根结线虫病防治技术。

1材料与方法

1.1材料

供试水稻品种为‘湘早籼45’，购于湖南省乐丰种业有限公司。10%噻唑膦颗粒剂（GR），日本石原产业株式会社;41.7%氟吡菌酰胺悬浮剂（SC），拜耳股份公司。试验地设在湖南省岳阳市平江縣安定镇上黄村（113°35′E，28°42′N）。试验地为黏性土壤，肥力中等，连续多年水稻根结线虫病严重发生。

1.2方法

1.2.1处理方法

水稻播种：2020年3月19日翻耕整地，划分小区，每小区面积约130 m2，每小区设置独立排灌水沟，随机区组排列。水稻播种量为1.50 kg/667m2。3月23日浸种催芽，3月26日播种，播种方式为直播。试验期间肥水管理及其他病虫草害防治均与当地农田管理相同。

药剂处理：试验设置4个处理，分别为10%噻唑膦GR 有效成分0.15 kg/667m2、10%噻唑膦GR 有效成分0.10 kg/667m2 +1 L/667m2光合细菌菌剂、41.7%氟吡菌酰胺SC 有效成分 41.70 g/667m2。 同时设空白对照处理，每处理3个重复。10%噻唑膦GR兑土撒施，41.7%氟吡菌酰胺SC兑水喷施，于播种前施药旋耕混匀，保持土壤湿润，后期田间管理如常。光合细菌菌剂于水稻出苗后15 d开始施用，分3次兑水喷雾，每次间隔7 d。

1.2.2调查方法

1.2.2.1根结线虫病田间发病率及线虫密度调查

水稻播种35 d和70 d后，每小区随机进行五点取样，对水稻根结线虫病发生情况进行调查，每点取2蔸水稻植株，每小区共取10蔸植株及其根际土壤，分别放入取样袋中带回实验室。在实验室用自来水将水稻根部洗净后，根据水稻根部根结线虫的发生和发病情况，调查水稻植株发病株率，并统计根结指数，计算不同处理的防治效果。

根结指数分级采用Poudyal等[13]的分级标准：根部无根结，为0级;根部根结数量极少且小，不易观察，为1级;根结数量稍多，根结较小，易观察，为2级;根结数量较多且缠绕在一起，根结较小，根部功能未受明显影响，为3级;根结较大且数量多，但大部分根系功能尚正常，为4级; 水稻根系25%～49%的根上有根结，且大部分根系功能受到影响，为5级;50%～74%的根上有根结，根部功能受到明显影响，为6级; 75%以上根部有根结，根部失去正常功能，为7级;无健康根系，但植株仍存活，为8级;整个根部出现腐烂，植株枯萎并趋于死亡，定为9级;整个植株死亡，为10级。根结指数=∑（各级病株数×相应级数）/（调查总株数×最高级代表值）×100;防治效果=（对照根结指数 处理根结指数）/对照根结指数×100%。此外，水稻根际土样室内自然风干混匀后，取100 g土样，利用改进的贝曼漏斗法[14]分离土壤中的拟禾本科根结线虫的二龄幼虫（J2）和雄虫，在倒置显微镜下统计线虫数，并计算土壤中拟禾本科根结线虫J2虫口减退率。虫口减退率=[（对照2龄幼虫数量 处理2龄幼虫数量）/对照2龄幼虫数量]×100%。

1.2.2.2不同处理对水稻生长及产量的影响

水稻播种35 d和70 d后， 每小区随机取10株水稻，测量株高和根长。并于水稻生长104 d后测产。每小区在同一纬度选取面积为1 m2的水稻，收割后调查水稻产量，计算水稻增产率。增产率=（处理组产量 对照组产量）/对照组产量×100%。

1.2.3数据分析

运用SPSS 13.0软件对所有统计数据进行单因素方差分析，采用Duncan氏新复极差法进行差异显著性分析（α=0.05）。

2结果与分析

2.1光合细菌菌剂与噻唑膦协同使用对水稻根结线虫病田间防治效果

播种35 d调查结果显示（表1），不同药剂处理对发病株率、根结指数以及土壤中2龄幼虫的虫口密度都有显著影响（P<0.05）。其中10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2单剂 处理效果最好，其发病株率仅为7.69%，防效达到了84.63%，而空白对照发病株率高达71.78%。10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2 与光合细菌微生物菌剂协同作用在发病株与10%噻唑膦单剂处理没有显著差异（P>0.05），而前者处理后田间虫口减退率显著优于10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2 单剂处理组，达到74.70%。10%噻唑膦GR单剂处理组或噻唑膦GR与光合细菌协同处理组对发病株率的抑制效果及对水 稻根结线虫病的防治上都显著好于对照药剂41.7%氟吡菌酰胺SC 41.70 g/667m2 处理组（P<0.05）。

70 d的调查结果表明，10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2 与光合细菌微生物菌剂协同 处理对水稻根结线虫病防治效果达到89.99%，优于10%噻唑膦GR 0.15 kg/667m2单剂处理（86.52%），但差异不显著，可能与前期对土壤中根结线虫J2减退率高存在较大关系。而对照药剂41.7%氟吡菌酰胺SC 41.70 g/667m2对水稻根结线虫病的防效仅38.14%， 显著低于10%噻唑膦GR单剂处理及噻唑膦GR 与光合细菌微生物菌剂协同使用效果（P<0.05），说明其在防治水稻根结线虫病上的持久性较差。而各处理与对照相比，都能显著降低土壤中根结线虫2龄幼虫的虫口密度（P<0.05），减少拟禾本科根结线虫对水稻后期的危害。

2.2光合细菌菌剂与噻唑膦协同使用对水稻生长及产量的影响

处理后35 d调查结果显示，各处理组对水稻株高及根长都存在一定影响，以10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2与光合细菌协同使用处理组最利于水稻生长，其株高和根长的增长率分别达到6.97%和14.55%，与10%噻唑膦GR单剂（增长率分别为0.31%和7.35%）及对照药剂41.7%氟吡菌酰胺SC 处理（5.80%和8.52%），差异达到显著性水平（P<0.05）。

70 d调查结果显示，10%噻唑膦GR处理在后期对水稻生长出现了较大的抑制作用，对水稻根生长抑制尤为明显。10%噻唑膦GR单剂处理组与对照组相比，株高和根长的增长率分别为 2.01%和 19.03%。而10%噻唑膦GR与光合细菌微生物协同使用，能显著减轻噻唑膦对水稻生长的抑制作用（P<0.05），与对照相比，其对水稻株高和根长的增长率分别为 0.66%和 9.31%。

同时由表3可见，水稻有效穗率在各处理组间差异不显著，但10%噻唑膦GR 與光合细菌菌剂协同使用对水稻千粒重及产量存在显著影响（P<0.05），与对照相比，其千粒重与产量增长率分别达到了5.61%和19.48%，显著高于10%噻唑膦GR单剂处理和对照药剂41.7%氟吡菌酰胺SC处理组（P<0.05）。

3讨论

近年来，由于农村劳动用工紧缺、工价上涨等原因，具有节本增收、省时、省力等优点的水稻直播栽培方式逐渐受到广大种植户的青睐，种植面积不断扩大。然而直播水稻的栽培条件适宜于拟禾本科根结线虫的生长，使其在水稻或其他寄主（主要为水稻田间杂草）根部定殖后快速进行繁殖，并随着水流、肥料及农事活动而迅速扩散，导致水稻根结线虫病发生危害严重，扩散蔓延迅速。此外，拟禾本科根结线虫寄主范围广，在水稻收获后能继续在田间杂草或稻桩上繁殖越冬，导致虫口基数大，直播稻在出苗几天后就会受到侵染危害，20 d左右就开始出现典型病害症状，使水稻产量损失严重。尽管水稻根结线虫病发生危害严重，但是当前农业生产上能有效防控水稻根结线虫病的方法并不多。在植物根结线虫病害防治中种植抗病品种是最为经济有效的防治方法，然而对拟禾本科根结线虫具有抗、耐性的水稻品种并不多。所以，化学杀线虫剂在水稻根结线虫病防治中仍将发挥重要作用。目前农业生产上旱地作物根结线虫病害防治上较常用的办法是利用棉隆、氯化苦、石灰氮等化学杀线剂进行土壤熏蒸，但是这些方法使用成本高，田间应用技术复杂，导致农民接受程度差，限制了其在水稻根结线虫病防控中的作用。氟吡菌酰胺是拜耳公司近年来推出的一种杀线虫新型药剂，有研究结果表明，利用12.5 g氟吡菌酰胺与18.0 g吡虫啉混配对1 kg水稻种子进行包衣处理，对田间水稻根结线虫病的防治效果可达58.6%，且可以显著减少土壤中拟禾本科根结线虫2龄幼虫的数量，在田间水稻根结线虫病防治上具有较大的应用潜力[15]。但由于氟吡菌酰胺价格贵，使用成本较高，农民较难接受。

噻唑膦是一种具有内吸和触杀作用的低毒杀线虫剂，对根结线虫、孢囊线虫、根腐（短体）线虫、茎线虫等有较好的防治效果。该杀线虫剂最先由日本石原产业公司开发生产，目前该产品已经实现国产化，使用成本相对较低。该杀线虫剂主要用于旱地作物线虫病害防治，对水稻根结线虫病的防治效果研究较少。芮凯等[16]评价了包括10%噻唑膦GR在内的6种杀线虫剂对水稻根结线虫病的防治效果，表明10%噻唑膦GR有效成分用量0.20 kg/667m2处理对水稻根结线虫30 d和60 d的防治效果分别达到了81.63%和78.75%。但是该研究并未涉及噻唑膦对水稻生长及产量等的影响。而我们前期的研究表明，10%噻唑膦GR对控制水稻根结线虫病具有较好的防治效果，但是剂量过高会对水稻生长产生较大的影响[17]。同时长期大量使用化学杀线剂，会导致线虫抗药性的产生。光合细菌是一种对植物线虫病害具有一定防治效果的生防微生物制剂，该菌剂对环境友好无污染。本研究通过田间小区试验评价了10%噻唑膦GR与光合细菌微生物菌剂协同施用对水稻根结线虫病的防治效果。 研究结果表明，10%噻唑膦GR 0.10 kg/667m2与光合细菌菌剂1 L/667m2协同施用处理不仅能显著抑制稻田拟禾本科根结线虫2龄幼虫数量，35 d和70 d对水稻根结线虫病的防治效果也分别达到了76.94%和89.99%，显著高于对照药剂41.7%氟吡菌酰胺SC 41.7 g/667m2对水稻根结线虫病的防治效果。利用光合细菌微生物菌剂与噻唑膦协同作用防治水稻根结线虫病，减少化学杀线剂的使用，不仅能减轻噻唑膦对水稻生长的影响，降低线虫抗药性产生和环境污染的风险，还能解决微生物杀线虫剂在线虫病害防治上速效性差、防效较低等缺陷，达到取长补短、协同增效的作用，有效解决水稻生产中根结线虫病的危害。所以，两者协同施用，对水稻产业的可持续发展具有极其重要的作用，在生产上值得推广使用。

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收稿日期：2020 10 27修订日期：2021 01 14

基金项目：

国家自然科学基金（31871941）; 长沙市自然科学基金（Kq2014177）

* 通信作者

Email：cfx937207@126.com