5种杀菌剂对多花黄精根腐病的室内毒力和田间药效
2022-04-12李静纳梁忠厚
李静纳,梁忠厚
(湖南环境生物职业技术学院 a.林下药用植物应用技术湖南省工程研究中心;b.园林学院,湖南 衡阳 421005)
多花黄精Polygonatum cyrtonema又名鸡头参、老虎姜,属百合科Liliaceae 黄精属Polygonatum多年生草本植物[1],主要分布于我国的湖南、安徽、贵州、浙江等地[2]。其根可入药,还可加工成粉末状调料。现代医学研究结果表明,多花黄精具有降血脂、抗肿瘤、提高人体免疫力、延缓衰老等功效[3-5]。随着多花黄精的商业价值不断被挖掘,其人工栽培面积与日俱增,多花黄精病虫害的发生也逐年加重。湖南作为主产区之一,目前黄精的种植面积达4 667 hm2[2]。据调查,多花黄精在生长过程中受到如根腐病、叶斑病、炭疽病等多种病害的极大威胁,其中多花黄精根腐病的发病率为12%,严重时达24%。发病初期,植株叶片无明显症状,根部出现水渍状褐色坏死斑,后期发病严重时,根内部腐烂,叶片由外向内逐渐变黄,最后整株枯死。根腐病影响了多花黄精的产量和品质,造成了严重的经济损失。有关试验结果表明,镰刀菌Fusariumspp.是引起根腐病的主要病原菌[6-7]。化学防治是防治根腐病的主要措施,但是化学农药中的有害物质对中药材有效成分含量有一定的影响,目前已成为中药国际化进程中亟待解决的重要问题[8]。因此,在多花黄精栽培过程中,应尽量选择生物源农药、矿物源农药、化学诱抗剂及低毒高效低残留合成农药,以减少农药残留量,保证多花黄精的质量安全。目前,国内外关于多花黄精根腐病防治技术的研究鲜见报道,有关其他中药材根腐病化学防治的研究报道较多。有关试验结果表明,多菌灵、咪鲜胺等对根腐病病菌菌丝生长的抑制效果较好[9-11],使用申嗪霉素防治根腐病也有明显的效果[12]。为了有效防治多花黄精根腐病,控制病害的流行,选用5 种农药开展多花黄精根腐病的室内毒力测定和田间药效试验,以期筛选出能有效控制多花黄精根腐病的化学药剂,为多花黄精根腐病的防治提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地设在湖南环境生物职业技术学院林下经济科研示范基地内。该基地以丘陵为主,海拔72 m。土壤为黄壤,有机质含量较高,pH 为6.0。基地内的多花黄精于2016年栽植,株行距为50 cm×50 cm,密度为45 000 株/hm2,采用林下套种的方式种植,灌溉模式为滴灌。整个多花黄精生长期间未施用过供试化学药剂以外的任何其他化学药剂。
1.2 供试材料
供试根腐病病原菌株为F.foetens、F.hostae、F.spp.,均由试验地多花黄精根腐病病株中分离获得。
供试化学药剂:50%的多菌灵可湿性粉剂(江苏盛丰生物化工有限公司)、45%的咪鲜胺水乳剂[上海沪联生物药业(夏邑)股份有限公司]、1%的申嗪霉素悬浮剂(上海农乐生物制品股份有限公司)、40%的氟硅唑乳油(江门市大光明农化新会有限公司)、70%的甲基硫菌灵可湿性粉剂[上海沪联生物药业(夏邑)股份有限公司]。
1.3 试验方法
1.3.1 室内毒力测定
2020年9—12月,采用菌丝生长速率抑制法[13-14]进行室内毒力测定。将供试药剂分别配制成质量浓度为0.01、0.05、0.10、0.50、1.00 mg/L的药液,各取1 mL 药液注入经灭菌融化并冷却至40 ~50 ℃的PDA 培养基(9 mL)中,将药液与培养基充分混合后倒入直径为75 mm 的培养皿中,制成含毒平板,以加入1 mL 灭菌水的处理作为对照,每处理重复3 次。待PDA 平板静置冷却后,打取直径为5 mm 的菌饼并置于平板中央,在25 ℃的恒温箱中进行培养。7 d 后采用十字交叉法量取菌落直径,计算抑制率(R)。对菌丝生长抑制率和供试各种药剂的质量浓度对数进行线性回归分析,求出各供试菌株的EC50值(杀死或抑制50%病原菌萌发的有效药剂浓度)。
R=[(D0-D)/D0]×100%。
式中:D0表示对照菌落直径;D表示处理菌落直径。
1.3.2 田间药效评价
2020年7月,选择生长状况基本一致的多花黄精植株,按照各供试药剂的推荐浓度(45%咪鲜胺水乳剂稀释1 000 倍、50%多菌灵可湿性粉剂稀释500 倍、40%氟硅唑乳油稀释10 000 倍、1%申嗪霉素悬浮剂稀释1 000 倍、70%甲基硫菌灵可湿性粉剂稀释1 000 倍)进行灌根处理,施药3 次,每次间隔时间为7 d,以清水作对照,每处理各20株,设3 次重复。药后7 d 和末次药后7、14 d 统计发病率及病情指数(I),病情等级(G)的分级标准见表1。药后30 d 测量多花黄精的株高,并于2020年12月采收并称量试验区内多花黄精的单株根茎鲜质量。
表1 多花黄精根腐病的病情分级标准Table 1 Classification standard of root rot of P.cyrtonema
I=∑(G×NG)/(NT×9)×100。
式中:NG表示G等级的植株数量,NT表示各级植株数量的总和,9 为最重一级的代表值。
E=[(I0-I防)/I0]×100%。
式中:E表示防治效果,I0表示对照区病情指数,I防表示防治区病情指数,
1.3.3 田间药害观察
末次施药1、3、7、14、21 d 后,分别观察各处理多花黄精的生长情况,并记录其药害症状[15]。
2 结果与分析
2.1 5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌菌丝生长的抑制效果
45%咪鲜胺水乳剂、50%多菌灵可湿性粉剂、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌菌丝生长的抑制效果见表2。由表2 可知,5种杀菌剂对病原菌株的抑制效果差异显著。45%咪鲜胺水乳剂的抑菌效果最好,不同质量浓度的45%咪鲜胺水乳剂对3个菌株的抑制率均为90.99%,45%咪鲜胺水乳剂是抑制多花黄精根腐病病原菌菌丝生长的理想药剂;其次为50%多菌灵可湿性粉剂和40%氟硅唑乳油,抑菌率分别为66.85%和65.43%;1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂也具有一定的抑制效果,抑菌率分别为52.48%和35.88%,亦可用于多花黄精根腐病病原菌的防治。
表2 5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌菌丝生长的抑制效果†Table 2 Effects of 5 fungicides on mycelial growth of root rot of P.cyrtonema
总体而言,随着药剂质量浓度的增加,5 种供试杀菌剂对病原菌株的抑制率呈递增趋势,不同杀菌剂对同种多花黄精根腐病病原菌株的抑制效果差异显著,同种杀菌剂对不同多花黄精根腐病病原菌株的抑制效果差异不显著。1 mg/L 的45%咪鲜胺水乳剂对病原菌株的抑制效果最好,0.05 mg/L 的70%甲基硫菌灵可湿性粉剂对病原菌株F.foetens和F.hostae的抑制效果最差,0.01 mg/L的40%氟硅唑乳油对病原菌株F.spp.的抑制效果最差,抑菌率均为1.66%。
2.2 5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌的毒力
通过菌丝生长速率抑制试验,求得供试药剂对不同病菌的毒力回归方程及EC50,结果见表3。由表3 可知,不同质量浓度的45%咪鲜胺水乳剂、50%多菌灵可湿性粉剂、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌菌株F.foetens和F.hostae均有显著的抑制效果(P<0.05);45%咪鲜胺水乳剂、40%氟硅唑乳油和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂对病原菌菌株F.spp.有显著的抑制效果(P<0.05)。1%申嗪霉素悬浮剂和50%多菌灵可湿性粉剂对多花黄精根腐病病原菌菌株F.spp.的抑菌效果不显著(P>0.05),因此未选用对应的毒力回归方程。
从表3 可以看出,45%咪鲜胺水乳剂的EC50值最小,对3 种病原菌株均有明显的抑制效果,是防治多花黄精根腐病的理想药剂。对于多花黄精根腐病病原菌菌株F.foetens和F.hostae,45%咪鲜胺水乳剂的抑菌效果最好,其次为50%多菌灵可湿性粉剂,40%氟硅唑乳油的抑菌效果优于1%申嗪霉素悬浮剂,70%甲基硫菌灵可湿性粉剂的EC50值最大,抑制效果最弱;对于多花黄精根腐病病原菌菌株F.spp.,70%甲基硫菌灵可湿性粉剂的抑制效果优于40%氟硅唑乳油。
表3 5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌菌丝生长的毒力回归方程Table 3 Toxicty regression equations of 5 fungicides against mycelial growth of root rot of P.cyrtonema
2.3 5种杀菌剂对多花黄精根腐病的田间防治效果
5种杀菌剂对多花黄精根腐病的田间防治效果见表4。由表4 可知,第1 次施药7 d 后,45%咪鲜胺水乳剂和50%多菌灵可湿性粉剂的防治效果最好,分别为59.63%和62.05%;其次依次分别为1%申嗪霉素悬浮剂、40%氟硅唑乳油和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂,各药剂的田间防治效果差异显著(F=3.42,P<0.05)。第2 次施药7 d 后,各药剂的田间防治效果逐渐上升,各药剂的田间防治效果间差异不显著(F=1.99,P=0.104)。第3 次施药7 d 后,多花黄精的病情指数降为最小,5 种药剂的防治效果趋于稳定,田间防治效果均在80%以上,防治效果良好,且5 种药剂的防效间差异不显著(F=0.90,P=0.470)。第3 次喷药14 d后,病情指数逐渐上升,田间防治效果有所下降,但仍保持在75%以上,各药剂的防治效果较好,且差异不显著(F=1.56,P=0.190)。
表4 5种杀菌剂对多花黄精根腐病的田间防治效果†Table 4 Field control effects of 5 fungicides on root rot of P.cyrtonema
2.4 5种杀菌剂对多花黄精生长的影响
5种杀菌剂对多花黄精生长的影响见表5。由表5 可知,50%多菌灵可湿性粉剂处理的平均株高最高,为93.63 cm,其次依次为45%咪鲜胺水乳剂、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素悬浮剂,株高分别为89.75、82.13 和81.33 cm,70%甲基硫菌灵可湿性粉剂的平均株高最低,为80.20 cm。方差分析结果表明,5 种药剂间平均株高差异显著(F=5.25,P<0.05),50%多菌灵可湿性粉剂和45%咪鲜胺水乳剂处理的平均株高显著大于40%氟硅唑乳油处理、1%申嗪霉素悬浮剂处理和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂处理。50%多菌灵可湿性粉剂处理的平均单株根茎鲜质量最大,为21.86 g,70%甲基硫菌灵可湿性粉剂处理的平均单株根茎鲜质量最低。方差分析结果表明,各药剂处理的平均单株根茎鲜质量间存在显著差异(F=11.25,P<0.05),50%多菌灵可湿性粉剂处理、45%咪鲜胺水乳剂处理和1%申嗪霉素悬浮剂处理的平均单株根茎鲜质量显著高于40%氟硅唑乳油处理和50%甲基硫菌灵可湿性粉剂处理。
表5 5种杀菌剂对多花黄精生长的影响†Table 5 Effects of 5 fungicides on P.cyrtonema growth
2.5 5种杀菌剂的安全性
末次施药1、3、7、14、21 d 后,多花黄精生长良好,根、茎、叶均未出现任何药害症状。
3 结论与讨论
本试验中以多花黄精根腐病为研究对象,采用菌丝生长速率抑制和田间灌根法,比较了45%咪鲜胺水乳剂、50%多菌灵可湿性粉剂、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂5种杀菌剂对多花黄精根腐病的室内毒力和田间药效。室内毒力测定结果表明,不同质量浓度的45%咪鲜胺水乳剂、50%多菌灵可湿性粉剂、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂5种杀菌剂对多花黄精根腐病病原菌菌株F.foetens和F.hostae均有明显抑制效果。45%咪鲜胺水乳剂的抑菌效果最好,是防治多花黄精根腐病的理想药剂,其次为50%多菌灵可湿性粉剂和40%氟硅唑乳油,1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂对多花黄精根腐病病原菌菌丝生长也具有一定的抑制作用。田间试验结果表明,45%咪鲜胺水乳剂、50%多菌灵可湿性粉剂、40%氟硅唑乳油、1%申嗪霉素悬浮剂和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂5种杀菌剂对多花黄精根腐病均有良好的防治效果,末次施药14 d 后,防治效果仍保持在75%以上。在施药初期,45%咪鲜胺水乳剂和50%多菌灵可湿性粉剂的防治效果较理想,施药2 ~3 次后,多花黄精根腐病的病情指数明显下降,田间防治效果逐渐增加,各药剂的防治效果间差异不显著,均表现出良好的防治效果。50%多菌灵可湿性粉剂处理的平均株高和鲜质量最高,70%甲基硫菌灵可湿性粉剂处理最低,50%多菌灵可湿性粉剂处理和45%咪鲜胺水乳剂处理的平均株高和鲜质量显著大于1%申嗪霉素悬浮剂处理、40%氟硅唑乳油处理和70%甲基硫菌灵可湿性粉剂处理,1%申嗪霉素悬浮剂处理的平均鲜质量显著高于40%氟硅唑乳油处理和50%甲基硫菌灵可湿性粉剂处理。综上所述,45%咪鲜胺水乳剂、50%多菌灵可湿性粉剂和1%申嗪霉素悬浮剂具有较好的防病效果,可作为生产中多花黄精根腐病的防治药剂,并建议3 种药剂交替施用。
咪鲜胺属于咪唑类广谱保护性杀菌剂,对子囊菌和半知菌引起的病害具有良好的防治效果[16]。无论是在对病原菌菌落生长速率抑制试验中,还是在毒力测定中,咪鲜胺均表现出较强的抑菌效果,咪鲜胺可作为防治多花黄精根腐病的主要药剂,这与张曼等[17]对葫芦砧木萎蔫病病原镰刀菌防治药剂的筛选结果一致。一直以来,多菌灵被认为是防治根腐病的首选药剂[18-19]。多菌灵属广谱内吸性杀菌剂,通过干扰病原菌有丝分裂中纺锤体的形成而起到杀菌作用[20]。游景茂等[21]经研究得出多菌灵亦可作为防治白术根腐病的主要药剂。氟硅唑属三唑类广谱内吸性杀菌剂,通过破坏病原菌细胞膜的结构使细胞死亡,对子囊菌纲和半知菌类真菌有效[21],但过量使用会危害人体健康[22],不建议大面积推广应用。申嗪霉素是由荧光假单胞菌M18 经生物培养分泌的广谱生物源农药[23],高效、低毒、无残留,可用于防治小麦根腐病,防治效果可达75.73%[24],因此,可作为防治多花黄精根腐病的待选药剂。甲基硫菌灵是一种广谱性内吸低毒杀菌剂,在植物体内可转化成多菌灵[25]。在大田试验中,甲基硫菌灵易与土壤中的无机铜离子结合,影响药剂的防治效果,因此,在实际应用中建议慎重考虑使用甲基硫菌灵防治多花黄精根腐病。
随着化学药剂种类的不断更新,生产中防治根腐病的农药种类越来越多,应进一步筛选不同作用类型的多花黄精根腐病防治药剂。本研究中仅对单一试验地的多花黄精根腐病病株进行了试验,但不同地区、不同地块的土壤成分和栽培方式不同,药剂的使用剂量和防治效果可能会出现较大的差异,因此,应进一步确认不同土壤和栽培方式条件下药剂对多花黄精根腐病的田间防效。同时,吴依婷等[26]从雪峰山区野生黄精块茎中分离出对黄精根腐病有明显抑制作用的内生细菌,多花黄精健康植株块茎中是否同样含有抑制多花黄精根腐病的内生细菌,有待进一步研究。