三种水稻病害病原菌对常用杀菌剂的敏感性测定
2022-06-30侯钰煊冯思琪张亚玲靳学慧
侯钰煊,冯思琪,张亚玲,靳学慧
(黑龙江八一农垦大学农学院/黑龙江省植物抗性研究中心,大庆 163319)
水稻(Oryzae)是我国重要粮食作物,黑龙江省是我国粳稻主要种植区,种植面积近400 万hm2·年-1,居全国第一,而水稻病害则严重威胁水稻稳定生产,是我国农业部门重点关注对象[1-3]。近年来,随着栽培制度和技术的不断演变,水稻与病原菌互作环境不断发生变化,加之长期盲目施肥、农药过量使用等因素,致使黑龙江稻区病害种类增多,发病程度加重[4-6],严重影响水稻生产。2001 年宋成燕等[7]研究调查发现黑龙江省水稻主要病害有稻瘟病、纹枯病、胡麻叶斑病、恶苗病、叶鞘腐败病、青枯病等。自2019 年对黑龙江省水稻病害的调查发现,由弯孢菌(Curvularia muehlenbeckiae)引起的水稻叶斑病有逐年加重的趋势(研究室调查结果,另文发表)。其中水稻叶部真菌病害稻瘟病(Magnaporthe oryzae)[8-9]、水稻胡麻叶斑病(Bipolaris oryzae)[10]及水稻弯孢叶斑病(Curvularia muehlenbeckiae)[11-12],在黑龙江省水稻田间发生较为普遍。Ainsworth(1973)分类系统中3 种病害病原菌均 属 半 知 菌 类(Fungi Imperfecti) 丝 孢 纲(Hyphomycetes)丝孢目(Hyphomycetales)真菌,均可通过气流传播形成病害。3 种病原菌引起的水稻病害均发生在高温潮湿的6~8 月,其流行规律相类似,可侵染水稻叶部及和茎部,严重时整个叶片枯死,在其流行年份易导致病害大发生,引起产量严重损失,甚至绝产[13-15]。
目前稻瘟病为黑龙江省重点防治对象,其防治手段主要以化学防治为主,若三种病害分别施药防治会导致重复用药,增加田间农药使用量。如何实现准确选用药剂,实现一药防治多种病害,或针对不同病害选取有效药剂成为精准施药和减省田间药量的有效方法。目前关于黑龙江省多种水稻叶部病害对常用茎叶部药剂的敏感性研究相对较少,以水稻三种叶部病害病原菌为研究对象,利用水稻病害田间防治常用药剂,通过室内抑菌试验对不同病害病原菌进行毒力测定,以期明确3 种病原菌对水稻常用杀菌剂的敏感性差异,旨在为不同病害发生时选择有效药剂提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
供试菌种:水稻胡麻叶斑病稻平脐蠕孢菌(Bipolaris oryzae)、稻瘟病稻梨孢菌(Magnaporthe oryzae)及水稻弯孢叶斑病病原菌(Curvularia muehlenbeckiae)保存于实验室。
供试培养基:马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)。
选用防治水稻病害常用药剂:10%苯醚·甲环唑WG(瑞士先正达作物保护有限公司)、45%咪鲜胺EW(山东亿嘉农化有限公司)、20%三环唑SC(江门市植保有限公司)、12.5%烯唑醇WP(江苏辉丰农化股份有限公司)、25%氰烯菌酯SC(德国巴斯夫欧洲公司)、43%戊唑醇SC(德国拜耳作物科学公司)。
1.2 实验方法
1.2.1 供试药剂对3 种水稻叶部病害病原菌的室内毒力测定
参考尉文彬[16]的方法,各药剂设置5 个浓度梯度,采用生长速率法[17]在无菌条件下用无菌水将原药配制成浓度为50 000 mg·L-1的母液,取PDA 培养基9 mL 与药液1 mL 混匀,配置成5 个所需浓度后倒入平板中备用,以加入与药剂等体积无菌水(v·v-1)的PDA 为对照。分别将胡麻斑病菌(B.oryzae)、稻瘟病菌(M.oryzae)及水稻弯孢叶斑病菌(C.muehlenbeckiae)活化7 d,无菌环境下取同菌龄5 mm 菌碟放入含不同药剂浓度的PDA 平板中央,28 ℃恒温黑暗培养7 d,每个处理设4 次重复,试验重复3 次。
1.2.2 数据处理
3 种病原菌培养7 d 后采用十字交叉法[18]测量菌落直径,计算各药剂处理浓度对3 种病原菌菌丝生长的抑制率。采用DPS 7.05 软件计算各药剂的毒力回归方程、EC50值和相关系数r2[19]。
菌丝生长抑制率(%)=([对照菌落直径-药剂处理菌落直径)/对照菌落直径]×100。
2 结果与分析
2.1 室内杀菌剂毒力测定
2.1.1 参试药剂对稻瘟病菌的抑制作用
稻瘟病菌对参试的6 种药剂敏感性存在差异,见表1。稻瘟病菌菌丝对参试6 种不同类型的杀菌剂均有不同的敏感性,根据相应毒力回归方程求出的EC50值范围在0.002 8~31.593 6 mg·L-1,其中稻瘟病菌对45%咪鲜胺水乳剂最敏感,其EC50为0.002 8 mg·L-1;对43%戊唑醇悬浮剂及12.5%烯唑醇可湿性粉剂敏感性次之,其EC50分别为0.037 5、0.082 6 mg·L-1;稻瘟病菌对10%苯醚·甲环唑水分散粒剂成中等敏感性,其EC50为0.849 4mg·L-1;对25%氰烯菌酯和20%三环唑悬浮剂敏感性相对较差,其EC50值分别为28.799 2mg·L-1和31.593 6 mg·L-1。
表1 6 种药剂在不同浓度下对稻瘟病菌的抑制作用Table 1 Inhibitory effects of 6 fungicides on Magnaporthe oryzae at different concentrations
2.1.2 参试药剂对水稻胡麻叶斑病菌的抑制作用
参试6 种药剂对水稻胡麻叶斑病菌菌丝生长均有抑制作用,胡麻叶斑病菌对不同杀菌剂的敏感性不同(表2)。供试药剂中水稻胡麻叶斑病菌对45%咪鲜胺水乳剂最为敏感,其EC50为0.003 2 mg·L-1,其次为12.5%烯唑醇可湿性粉剂和43%戊唑醇悬浮剂,其EC50分别为:0.031 0、0.054 3 mg·L-1;水稻胡麻叶斑病菌对10%苯醚·甲环唑和20%三环唑悬浮剂水分散粒剂相对较为敏感,其EC50分别为0.242 3、0.274 2 mg·L-1;该病原菌对25%氰烯菌酯悬浮剂最不敏感,EC50值达到9.168 4 mg·L-1,是6 种药剂中EC50值最高的药剂,对胡麻叶斑病菌的毒力效果最弱。
表2 6 种药剂对胡麻叶斑病菌在不同浓度下的抑制作用Table 2 Inhibitory effects of 6 fungicides on Bipolaris oryzae at different concentrations
2.1.3 参试药剂对水稻弯孢叶斑病菌的抑制作用
水稻弯孢叶斑病菌对参试6 种药剂具不同的敏感性(表3)。水稻弯孢叶斑病菌菌丝对供试6 种药剂中最为敏感的是12.5%烯唑醇可湿性粉剂,其EC50为0.026 4 mg·L-1;其次为43%戊唑醇悬浮剂,EC50为0.063 9 mg·L-1;10%苯醚·甲环唑水分散粒剂和45%咪鲜胺水乳剂对弯孢菌菌丝具中等抑效果,其EC50分别为0.108 9 mg·L-1与0.123 4 mg·L-1;6 种药剂中水稻弯孢菌对20%三环唑的敏感性相对较差,其EC50值为3.849 1 mg·L-1,25%氰烯菌酯悬浮剂的EC50值最高,EC50为45.576 0 mg·L-1,表明水稻弯孢菌菌丝对25%氰烯菌酯悬浮剂最不敏感。
表3 6 种药剂对弯孢叶斑病菌在不同浓度下的抑制作用Table 3 Inhibitory effects of 6 fungicides on Curvularia muehlenbeckiae at different concentrations
2.1.4 3 种病原菌对参试6 种药剂敏感性的比较
3 种病害病原菌菌丝生长对6 种水稻常用杀菌剂敏感性差异比较见图1。稻瘟病菌、胡麻叶斑病菌及弯孢叶斑病菌对参试药剂的敏感性均较高,其中45%咪鲜胺、43%戊唑醇、12.5%烯唑醇和10%苯醚·甲环唑对三种病原菌菌丝生长的EC50值均小于1.0 mg·L-1,同时也可看出3 种病原菌对同种药剂的敏感性也不同,如45%咪鲜胺对3 中病原菌作用具显著差异,稻瘟病菌和水稻胡麻叶斑病菌对咪鲜胺较敏感而水稻弯孢叶斑病菌相对较不敏感(图1-A);稻瘟病菌对20%三环唑的敏感性较差,水稻胡麻叶斑病菌和弯孢病菌对三环唑相对较敏感,具显著差异(图1-E)。同样的敏感性差异也存在于10%苯醚·甲环唑对三种病原菌的菌丝生长的影响(图1-D);12.5%烯唑醇和43%戊唑醇对三种病原菌的EC50值界于0.027 6~0.087 6 mg·L-1间(图1-B、C)。胡麻叶斑病菌对20%三环唑对较为敏感,但稻瘟病菌及弯孢叶斑病菌的敏感性较低(图1-E);25%氰烯菌酯对3 种病原菌的毒力作用均较弱,水稻胡麻叶斑病菌对25%氰烯菌酯较敏感,相比水稻弯孢菌对其敏感性相对较差,具显著差异(图1-F)。
图1 参试药剂对3 种病原菌菌丝生长抑制作用的比较Fig.1 Comparison of mycelial growth inhibition effects of the tested fungicides on 3 pathogens
3 讨论
黑龙江省是粳稻的主产区,水稻病害是限制粮食生产安全的重要因素。最近几年调查发现,水稻地上部病害如水稻稻瘟病和水稻胡麻叶斑病,以及黑龙江省水稻新发现病害水稻弯孢叶斑病发生有加重趋势,除在水稻分蘖期侵染叶部外,还可侵染水稻穗颈部,严重影响水稻产量。3 种病害有其相似的发病规律,田间防治主要还是以化学防治为主。如何实现一药防治多种病害,且对3 重病后可进行精准防治是实现化学防治减量增效的有效手段,因此,研究通过采用生长速率法来研究3 种病原菌对防治水稻病害常用药剂的敏感性,精准把控防治3 种病害的药剂。
研究发现水稻3 种病害的病原菌对参试的6 种药剂较为敏感,其中敏感性最高的是45%咪鲜胺。咪鲜胺能够抑制菌丝内的麦角甾醇的生物合成,具有内吸性和传导性,对多种植物病原菌均有良好的抑制作用[20]。从研究结果可知该药剂对三种病原菌均有较好抑制作用,对比而言只有水稻弯孢病菌敏感性稍差。说明该药剂可以在田间施用兼防稻瘟病及水稻胡麻叶斑病,但是国宝焕[21]研究报导该药剂若长期使用会产生抗药性,因此,要防治过程中尽可能避免一种药剂长期使用,可与其它药剂交替使用或联合使用。烯唑醇和戊唑醇属于脱甲基抑制类杀菌剂(demethylation inhibitors DMI),二者的杀菌机理是破坏病原菌的细胞膜无能,从而抑制菌丝生长、孢子萌发和新孢子形成[22-23]。从研究结果看,三种病原菌对二者敏感性均较好,EC50值0~0.1mg·L-1间,是田间兼防三种病害的有效杀菌剂。三环唑是防治水稻稻瘟病常用的保护性杀菌剂,其作用机理是抑制稻瘟病菌黑色素的产生,从而影响病原菌侵染。从研究结果看稻瘟病菌菌丝对该药剂的敏感性相对较差,但是水稻胡麻叶斑病菌和水稻弯孢叶斑病菌的菌丝生长有较好的抑制效果,可见该药剂在水稻稻瘟病防治过程中可以用来兼防胡麻叶斑病和水稻弯孢叶斑病。同样,苯醚甲环唑对三种病原菌的抑制作用与三环唑表现一致,水稻田间应用主要用来防治稻瘟病,对比而言其对稻瘟病菌的菌丝生长抑制效果相对较差,但田间稻瘟病菌对其敏感性较高[24],该药剂可抑制病原菌产孢及分生孢子成熟,从而抑制病原菌生长繁殖,达到防治病害的目的[25],从研究结果可以看出,其对水稻胡麻叶斑病菌和水稻弯孢叶斑病菌菌丝均有良好的生长抑制作用。氰烯菌酯是氰基丙烯酸酯类杀菌剂[26],兼具保护作用和治疗作用,该药剂对镰刀菌有特效,研究发现参试的3 种病原菌对该药剂都有较高的敏感性,尤其对水稻胡麻叶斑病菌抑制效果最好。由于该药剂与其它杀菌剂不产生交互抗性,可与其它药剂联合使用,并且可兼防水稻成株期串珠镰孢菌引起的水稻恶苗病的种子带菌量[27]。
综上,首次探究了黑龙江省水稻田常见三种茎叶部病害病原菌对防治水稻病害常用药剂的敏感性比较,研究发现参试的6 种药剂对三种病原菌均有抑制作用,其中病原菌对咪鲜胺最为敏感,抑制效果最好,其他参试药剂也有很好的抑菌作用,建议多种药剂交替使用或联合使用,以减少田间药效下降的情况产生。
4 结论
稻瘟病、水稻胡麻叶斑病和水稻弯孢叶斑病是水稻主要叶部病害,就三种病害的病原菌,选取6 种防治水稻病害常用药剂对其进行室内菌丝敏感性实验,研究发现6 种药剂对三种病原菌均有抑制作用,且3 中病原局对每种药剂的敏感性存在差异。其中45%咪鲜胺、43%戊唑醇、12.5%烯唑醇和10%苯醚甲环唑对3 种病原菌的抑菌效果最好,稻瘟病菌和胡麻叶斑病菌对45%咪鲜胺较为敏感,12.5%烯唑醇对水稻弯孢叶斑病菌抑制作用最好,25%氰烯菌酯的抑菌效果相对较差。