12种杀菌剂对杜梨苗梨火疫病的预防与治疗效果测定

王泓力,王 岩,吴曰福,刘朋飞,刘爱华,高 山,楼兵干*

(1.浙江大学生物技术研究所,农业农村部作物病虫分子生物学重点实验室,杭州 310058;2.新疆林业科学院现代林业研究所,乌鲁木齐 830052;3.新疆林业科学院森林生态研究所,乌鲁木齐 830063;4.塔里木大学农学院,阿拉尔 843300)

梨火疫病是由解淀粉欧文氏菌Erwiniaamylovora引起的一种细菌性病害,是国际检疫性病害,同时也被我国列入一类农作物病虫害[1-2]。自1780年在美国纽约首次发生梨火疫病以来[1],由于远距离运输感病苗木以及人类或动物的迁徙行为,该病现已传播扩散到北美洲、欧洲、澳洲、非洲和亚洲等地区[2]。梨火疫病主要危害蔷薇科仁果类植物如梨、苹果、山楂、海棠等[1-2]。由于被感染的花朵、嫩枝和病叶迅速变黑枯萎,如同被火烧过,故名“火疫病”。其发展速度快,发生范围广,危害程度强,可在短时间内造成极大的经济损失[3-4]。

对于未发生梨火疫病的地区,预防该病害的发生首先要严格执行植物检疫措施,对于已经发生该病害的区域,化学防治仍是目前最常用最有效的手段。20世纪以来,世界范围内最常用的化学防治药剂为铜制剂和抗生素类药剂[5-6]。20世纪50年代之前,美国主要通过各种铜制剂来防治梨火疫病。由于各种铜制剂释放的铜离子会影响作物的花粉萌发和花粉管生长,影响结实率[7-9],故美国和韩国等国家如今只限于在果树休眠期间使用铜制剂。1952年在美国密苏里州的梨树花期首次使用链霉素防治梨火疫病,起到了非常显著的防控效果[10]。此后在美国加利福尼亚州、密苏里州等地区陆续有成功应用的案例。研究表明,农用链霉素是防治梨火疫病的主要杀菌剂,在花期合理施用链霉素对火疫病的防控效果可达90%以上[4]。但因长期大量使用,近年来,已有耐链霉素的梨火疫病菌菌株被陆续报道,链霉素的抗性菌株能在含有200 mg/L链霉素的选择性培养基上生长,有些菌株甚至能够耐受1 000 mg/L浓度的链霉素[11]。且因其同时作为人类、动物疾病的治疗药剂,为降低“超级细菌”产生的风险,欧洲限制农用链霉素的使用,目前欧洲仍主要利用铜制剂来控制梨火疫病[12]。2016年6月14日,我国农药登记部门宣布不再接受农用链霉素在农业生产上的登记应用[13]。2021年4月22日,中华人民共和国农业农村部发布的《全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录》[14]中明确指出,在新疆维吾尔自治区以及甘肃省已有梨火疫病的发生。在新疆库尔勒地区,由于感病寄主‘库尔勒香梨’的广泛种植,近年来梨火疫病发病面积广,总产量一度腰斩。铜制剂的药害问题和农用链霉素的禁用使得防控梨火疫病的难度大大增加,故开展梨火疫病的有效替代药剂筛选与研究刻不容缓。

本研究以温室盆栽杜梨苗为试验材料,测定12种药剂和5种药剂3种浓度对梨火疫病的预防和治疗效果,以及4种药剂对梨火疫病的预防持效期和病害不同潜伏期治疗效果,以期筛选出防治效果好,使用浓度低,持效期长的杀菌剂,为后续防治梨火疫病大田试验示范和推广应用提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1供试菌株

梨火疫病菌XJSZ0102,由浙江大学生物技术研究所楼兵干从新疆的山楂上分离纯化,并经系统鉴定和致病性试验保存于-70℃冰箱中。

1.1.2供试药剂

12种供试药剂商品名和生产厂家见表1。

表1 12种供试药剂及其生产厂家Table 1 The information of 12 bactericides in pot experiment

1.2 试验方法

1.2.1接种菌液制备

取保存于-70℃冰箱中的梨火疫病菌XJSZ0102菌株在NA平板上划线活化培养,置于28℃生化培养箱中培养48 h后,挑取单菌落,接种在NB液体培养基中,于28℃ 150 r/min振荡培养24～36 h,接种时将菌液用无菌水稀释调至浓度为1×109cfu/mL。

1.2.2试验前供试苗处理

试验温室大棚位于新疆库尔勒市农业农村局育苗中心,大棚设施条件良好,便于控温控湿,光照良好。供试杜梨苗为2018年秋移栽的健康无病虫的盆栽一年生苗(盆高20 cm,内径16 cm),置于温室大棚中培养。生长季7～14 d浇1次透水,每月施1次复合肥。试验前平茬,待新稍长至10～20 cm用于试验。在接种病原菌前5 d剪掉过长或过短的枝条,留下长势基本一致的当年生枝条。

1.2.312种药剂及其中5种药剂3种浓度对梨火疫病盆栽预防和治疗试验

于2019年3月-4月和2021年3月-4月进行12种药剂(表1)的预防和治疗效果测定。供试浓度分别为:40%春雷·噻唑锌SC 1 000倍液,72%农用链霉素SP 4 000倍液,2%春雷霉素AS 500倍液,3%中生菌素AS 400倍液,10%丙硫唑SC 600倍液,50%芬母肽SP 1 000倍液,45%春雷·喹啉铜SC 1 400倍液,20%噻唑锌SC 400倍液,1%申嗪霉素SC 600倍液,3%春雷素·多粘菌SC 800倍液,撕裂蜡孔菌AS 1 000倍液,0.3%四霉素AS 400倍液,共12个药剂处理,同时设置一个阳性对照和一个阴性对照。

预防试验:先均匀喷施1 200 mL药液,48 h后喷雾浓度为1×109cfu/mL的菌液250 mL,接菌后覆膜保湿48 h;以清水代替药液喷施作为阳性对照,以清水代替药液和菌液喷施作为阴性对照。每个处理3个重复,每个重复10盆杜梨苗。

治疗试验:先喷雾浓度为1×109cfu/mL的菌液250 mL,覆膜保湿48 h后,再喷施1 200 mL药液;以清水代替药液喷施作为阳性对照;以清水代替菌液和药液喷施作为阴性对照。每个处理3个重复,每个重复10盆杜梨苗。

2020年3月-6月对筛选的预防和治疗效果较好的5种药剂进行3种浓度的预防和治疗效果测定,分别为40%春雷·噻唑锌SC 800、1 000、1 200倍液,2%春雷霉素(加收米)AS 400、600、800倍液,10%丙硫唑SC 400、600、800倍液,3%中生菌素AS 400、600、800倍液,45%春雷·喹啉铜SC 1 000、1 400、1 800倍液,以72%农用硫酸链霉素SP 4 000倍液为对照药剂,共16个药剂处理。同时设置一个阳性对照和一个阴性对照。每个处理3个重复,每个重复10盆杜梨苗。试验方法同上。

1.2.44种药剂对梨火疫病预防持效期和不同潜伏期治疗效果测定盆栽试验

2021年3月-6月对防效较好的4种药剂测定预防持效期和病害不同潜伏期治疗效果,测定方法参考1.2.3 方法,喷菌时间和喷药时间有变动。

预防持效期测定:试验共设16个药剂处理组(4种药剂×4个喷菌时间)、4个阳性对照和4个阴性对照,4种药剂及试验浓度分别为:40%春雷·噻唑锌SC 1 000倍液、3%中生菌素AS 400倍液、10%丙硫唑SC 600倍液、2%春雷霉素AS 600倍液。4种喷菌时间分别为:喷药后第2天,喷药后第7天,喷药后第14天和喷药后第21天。每个喷菌时间对应一个阳性对照和阴性对照。每处理3个重复,每重复10盆杜梨苗,试验重复2次。

病害不同潜伏期治疗效果测定:共设12个药剂处理组(4种药剂×3个喷药时间)、1个阳性对照和1个对照组,4种药剂及试验浓度同上。3个喷药时间分别设置为:喷菌后2 d,喷菌后4 d,喷菌后6 d。阳(阴)性对照喷菌(水)后2 d用清水代替药剂喷施处理。每处理3个重复,每重复10盆杜梨苗,试验重复2次。

1.3 病害调查与数据统计分析

预防和治疗试验均于喷雾接种病原菌14 d后调查病害发生程度,统计总枝条数、发病枝条数、病斑长度占枝条长度的百分数。根据盆栽杜梨苗梨火疫病病害分级标准(表2),计算病情指数,基于病情指数计算各药剂的预防(治疗)效果。利用SPSS 21.0的One-way ANOVA方法对个药剂组之间进行差异显著性分析。

预防(治疗)效果=

表2 梨火疫病温室盆栽杜梨苗病级分级标准Table 2 Grading standard of pear fire blight disease in potted Pyrus betulifolia seedlings

2 结果与分析

2.1 12种药剂对梨火疫病的预防与治疗效果测定

试验结果表明:不同药剂对梨火疫病的预防与治疗效果不同,每种供试药剂对梨火疫病的预防效果都好于治疗效果。在供试的12种药剂中,对盆栽杜梨苗上梨火疫病的预防和治疗最好的药剂是40%春雷·噻唑锌SC,效果分别是95.63%和80.55%,显著好于其他药剂;预防效果大于70%的药剂有8种,治疗效果大于60%的药剂有7种,预防效果和治疗效果都大于60%的药剂有6种(不包括72%农用链霉素SP),分别是40%春雷·噻唑锌SC、2%春雷霉素AS、3%中生菌素AS、10%丙硫唑SC、50%芬母肽SP、45%春雷·喹啉铜SC(表3)。

表3 12种药剂对盆栽杜梨苗梨火疫病的预防和治疗效果1)Table 3 Prevention and control efficacies of 12 bactericides on fire blight of potted Pyrus betulifolia seedlings

2.2 5种药剂3种浓度对梨火疫病的预防效果和治疗效果

对预防和治疗效果都较好的5种药剂进一步进行3种浓度的防效测定,结果表明(表4):不同药剂之间对梨火疫病的预防和治疗效果存在差异,同种药剂浓度越高,预防和治疗效果越好。预防和治疗效果最好的是40%春雷·噻唑锌SC,3种浓度的预防和治疗效果均达到70%以上,其次是10%丙硫唑SC和2%春雷霉素AS,最低预防和治疗效果达到50%以上,45%春雷·喹啉铜SC 1 400倍液的预防和治疗效果已经下降到50%以下。在所试药剂的3种浓度中,与72%农用链霉素SP 4 000倍液预防效果(81.40%)接近或超过的有40%春雷·噻唑锌SC 800、1 000、1 200倍液,2%春雷霉素AS 400、600倍液,10%丙硫唑SC 400倍液;与72%农用链霉素SP 4 000倍液治疗效果(76.74%)接近或超过的有40%春雷·噻唑锌SC 800、1 000倍液,2%春雷霉素AS 400倍液；预防和治疗效果都接近或超过72%农用链霉素SP 4 000倍液的只有40%春雷·噻唑锌SC 800、1 000倍液，2%春雷霉素AS 400倍液。

表4 5种药剂3种浓度对盆栽杜梨苗梨火疫病的预防和治疗效果Table 4 Prevention and control efficacies of five bactericides at three kinds of multiple dilutions on fire blight of potted Pyrus betulifolia seedlings

2.3 4种药剂对梨火疫病预防效果的持效期

对3种浓度测定中预防和治疗效果都表现较好的4种药剂测定预防持效期,2次重复试验结果表明(表5):40%春雷·噻唑锌SC持效期最长,在4种药剂中,同一处理时间的预防效果最好。1)供试的4种杀菌剂,在喷药后2 d喷菌,预防效果均在70%以上;在喷药后7 d喷菌,预防效果均在60%以上;在喷药后14 d喷菌,只有40%春雷·噻唑锌SC的预防效果在60%以上;在喷药后21 d喷菌,除40%春雷·噻唑锌SC的预防效果在50%以上,其余3种药剂的预防效果均在30%以下。2)在喷药后2、7、14 d和21 d分别喷菌,在同一时间段,预防效果最好的药剂都是40%春雷·噻唑锌SC,均显著好于其他3种药剂。3)40%春雷·噻唑锌SC在喷药后7 d喷菌的预防效果好于10%丙硫唑SC和2%春雷霉素AS在喷药后2 d喷菌的预防效果,在喷药后14 d喷菌的预防效果与2%春雷霉素AS和10%丙硫唑SC喷药后7 d喷菌的效果相当,在喷药后21 d喷菌的预防效果大于50%,好于其他3种供试药剂在喷药后14 d喷菌的预防效果。

2.4 4种药剂对梨火疫病不同潜伏期的治疗效果

对3种浓度测定中预防和治疗效果都表现较好的4种药剂测定对梨火疫病不同潜伏期的治疗效果,2次重复试验结果表明(表6):接菌后,喷药时间越早治疗效果越好,4种供试药剂在接菌后同一时期的治疗效果中40%春雷·噻唑锌SC最好。40%春雷·噻唑锌SC接菌后6 d的治疗效果(62.31%)与其他3种药剂接菌后2 d的防效相当。接菌后4 d施药，除40%春雷·噻唑锌SC外,其他3种药剂的治疗效果迅速下降,接菌后6 d施药的治疗效果都低于50%。

表5 盆栽杜梨苗上4种药剂对梨火疫病的预防效果持效期1)Table 5 Effective duration of four bactericides on fire blight of potted Pyrus betulifolia seedlings

表6 接菌后不同天数4种药剂对梨火疫病的治疗效果Table 6 Control efficacies of four bactericides on different days after pathogen inoculation on fire blight

3 结论与讨论

本研究测定了12种药剂和其中5种药剂3种浓度对盆栽杜梨苗梨火疫病的预防效果和治疗效果,测定了其中4种药剂对梨火疫病的预防持效期,并比较了在接菌后不同天数4种药剂对梨火疫病的治疗效果,结果表明,每种供试药剂对梨火疫病的预防效果都好于治疗效果,如40%春雷·噻唑锌SC 1 000倍液,预防效果是95.63%,同等条件治疗效果为80.55%,又如2%春雷霉素SC 500倍液,预防效果是80.33%,同等条件治疗效果为64.50%,说明对此病的防控应高度重视预防措施。目前世界各地防治梨火疫病要求在花期进行药剂防治,花期最容易感染病原菌,如果花期不进行预防,老病区花后就会出现大量花腐、枯枝。本研究中,在接菌后 6 d 喷药,最好的治疗效果也只有62.31%。

本研究中,预防效果和治疗效果最好的药剂都是40%春雷·噻唑锌SC,效果显著好于单剂2%春雷霉素AS和20%噻唑锌SC,药剂混配不仅扩大了防治谱,降低了抗药性风险,同时具有增效作用,降低用药量,减少施药次数[15]。40%春雷·噻唑锌SC作为一种复配药剂,其主要成分为春雷霉素和噻唑锌,除梨火疫病外,在同为细菌性病害的番茄青枯病的防治上,也表现出了较为良好的防治效果:相关试验表明,40%春雷·噻唑锌SC 800倍液灌根处理对番茄青枯病的防效为86.49%,1 000倍液的防效可达69.68%[16]。对于水稻细菌性病害水稻白叶枯病,用40%春雷·噻唑锌SC约40 mL/667m2进行处理,其防效可达71%[17]。对于黄瓜细菌性角斑病,相关试验表明,40%春雷·噻唑锌SC 800倍液的防效为89.26%,1 000倍液的防效为82.11%[18]。可见40%春雷·噻唑锌SC在植物细菌性病害的防治上有较大的应用潜力。本研究中,40%春雷·噻唑锌SC 800倍液对梨火疫病的预防效果达100%,治疗效果达88.72%,与上述细菌性病害防治效果相比,同样表现出了很好的防控效果。

在本研究中,5种药剂的3种浓度对梨火疫病的预防和治疗效果表明,不同药剂对梨火疫病防效不同,同一药剂不同浓度防效不同。因此，在田间防控梨火疫病时应该严格按照指导稀释倍数稀释药剂,不可随意扩大药剂稀释倍数,以免严重降低药剂防治效果;对于防效好、浓度梯度防效差异小的药剂如40%春雷·噻唑锌SC可根据果园的病情程度选择不同稀释倍数,如在中度或重度发病果园选用1 000倍液防治,轻度发病果园选用1 200倍液防治,做到精准防控,降低生产成本。

本研究中,供试的4种药剂预防效果的持效期不同,持效期最长的是40%春雷·噻唑锌SC,喷施21 d后的预防效果仍高于50%,其他3种药剂喷施14 d后预防效果已经降到50%以下。在田间梨火疫病防控药剂选择时,不仅要考虑到药剂的防效,同时应考虑药剂持效期,药剂持效期长则减少打药次数,降低人工和药剂成本,减轻环境污染。

本研究以盆栽杜梨苗作为试验材料,测定不同杀菌剂对梨火疫病的防治效果,该方法重复性好,结果可靠。在田间的花序或离体植物组织上人工接种梨火疫病菌开展活体药效研究,易受到复杂多变的环境影响或离体植物组织自身影响,如雨水冲刷,高温照射或离体材料的活力强弱等因素;相比而言,盆栽杜梨苗的生长环境可控且稳定,受季节影响小,其结果最为接近田间的防控效果,且试验重复方便。本研究中通过直接在盆栽杜梨苗上喷雾接种的对照组发病率与Adaskaveg等在梨花上接种梨火疫病菌的对照组发病率相当[5]。因此,以盆栽杜梨苗作为试验材料的活体测定方法适用于防治梨火疫病的有效化学药剂的筛选研究。

本研究试验主要在温室盆栽杜梨苗上进行,虽较为接近田间的防控效果,但还是会与田间防控效果有一定的差异,故在本研究基础上,应继续在大田开展药效试验,在梨火疫病害自然发生的条件下评价上述药剂的防控效果后,再进行后续的推广应用。