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花卉主要病虫草害化学防控现状与展望

2024-01-01陈安娜钱忠海沈迎春

农药科学与管理 2023年2期
关键词:线虫孢子防治效果

陈安娜,张 渝,钱忠海,沈迎春

(江苏省农药总站,江苏 南京 210017)

花是植物的繁殖器官,卉是草的总称,花卉是百草的总称。花卉是指具有一定的观赏价值,并经过人类精心养护的草本、木本和藤本植物。包括观花、观叶、观果、观芽和观茎的植物。另外,能给人们带来嗅觉享受的香花植物也属于花卉[1]。花卉作为具有一定观赏性的植物,在生长过程中容易受到病原真菌、细菌、病毒、害虫和杂草等各种有害生物的侵染,从而导致各生长器官(根、茎、叶、花、果实、种子)受到不同程度的危害,减弱花卉长势,进而造成落花落果,严重影响其观赏性状和产量等生产性状。本文针对花卉病虫草害的种类进行综合分析,并针对目前较为前沿的化学防治技术进行阐述,以期为其精准防控提供基础信息。

1 花卉主要病虫草害

1.1 花卉主要病害类型 依据病原体的形态特征以及对花卉危害过程中所形成的症状,可以将花卉病害分为真菌性病害、细菌性病害、病毒性病害等。

(1)根据引起花卉真菌性病害病原孢子的类型,可以将其分为由鞭毛菌亚门卵菌纲的病原孢子引起的低等真菌病害和子囊菌亚门、担子菌亚门、结核菌亚门、半知菌亚门的病原孢子引起的高等真菌病害。花卉病害中以真菌病害为多,花卉低等真菌病害主要包括花卉霜霉病、花卉晚疫病、花卉疫霉根腐病等。真菌类病原孢子或菌丝对花卉侵染后,在条件适宜的情况下,可以迅速扩展,造成花卉的极大损害。杨万业[2]研究发现,由半知菌亚门的齐整小核菌引起的土传性病害(茉莉花白绢病原真菌),一旦爆发可以造成减产30%以上。张华等[3]研究发现,在高温高湿的环境中,引发花卉霜霉病的病原菌,可以在几个小时内完成病原孢子的入侵,并迅速扩散,进而导致霜霉病的大发生。源朝政等[4]研究表明,子囊菌亚门核菌纲的蔷薇单丝菌壳的病原孢子具有极强的越冬能力,可以在春天通过菌丝萌发出侵入钉后,侵入表层细胞的角质层进行扩散和危害,进而导致叶片、茎秆的失绿,光合作用严重受损。

(2)花卉病原细菌主要有土壤杆菌属、布克氏菌属、棒状杆菌属、欧文氏菌属、韧皮部杆菌属、泛菌属、假单胞菌属、雷尔氏菌属、黄单胞菌属等40多个属[5]。与真菌型病害不同,侵染花卉的细菌并无菌丝、孢子等症状,而是直接导致患病部位的腐烂、发臭,造成某一器官或者整株的枯死、凋零,荆卓琼等研究发现,椭圆葡萄孢Botrytiselliptica在侵染百合叶片后,导致百合重要产地的兰州地区减产率高达50%[6]。

(3)花卉的主要病原病毒类型有长形病毒、等径球状病毒、弹状病毒和类病毒等,以长形病毒为主。长形病毒包括烟草脆裂病毒组、马铃薯X病毒组、香石竹潜病毒组、马铃薯Y病毒组、烟草花叶病毒组以及黄化病毒组等;等径球状病毒包括芜菁黄花叶病毒组、番茄丛矮病毒组、线虫传多面体病毒组、黄瓜花叶病毒组、等轴易变坏死病毒组、花椰菜花叶病毒组、烟草坏死病毒组等;此外,还有具包膜的弹状病毒以及番茄斑萎病毒也能危害花卉植物,类病毒也能使菊花等观赏植物致病[7]。花卉病毒性病害是指由病毒侵染而导致花卉产值降低、品质下降,与真菌、细菌等病原孢子不同,病毒是由DNA或者RNA包括蛋白组成,需要借助植物细胞的核糖体、内质网等器官进行复制,进而影响细胞正常的生理功能[8]。作为系统性侵染病害,病毒侵染植物的初期,主要是通过胞间连丝在薄壁细胞之间进行扩散,而一旦进入木质部或者韧皮部后,则可以通过导管或者筛管进行快速的扩张[9]。据相关研究表明,部分病毒会对花卉的产量和品质造成极为严重的影响,比如齿舌兰轮斑病毒Odontoglossumringspotvirus、东亚嵌纹病毒Cymbidiummosaicvirus、胡瓜嵌纹病毒Cucumbermosaicvirus等病毒侵染蝴蝶兰后,会导致其植株严重矮化、叶片产生坏死斑、花瓣颜色暗淡等现象,进而严重影响其经济效益。

此外,我国花卉主要线虫病害是寄生线虫造成的,特别是根结线虫。寄生线虫主要有根结线虫Meloidogynespp.、螺旋线虫Helicotylenchusspp.、矮化线虫Tylenchorhynchusspp.、短体线虫Pratylenchusspp.、垫刃线虫TyLenchusspp.、针线虫Paratylenchussp.、拟鞘线虫Hemicriconemovdessp.、滑刃线虫Aphelenchoidesspp.、长针线虫Longidourssp.、剑线虫Xiphinemasp.、毛刺线虫Trichodorussp.等。根结线虫等是我国南方花卉寄生线虫的优势类群,能有效控制根结线虫而又不影响花卉生长的技术不容易把握。因为去土不能除去根结,剪根难以将根结完全剪除,且耗费人工多。近几年,花卉线虫病发生越来越严重,个别花卉品种因线虫病的为害而造成严重损失[10]。

1.2 花卉虫害的主要种类 按照危害花卉的靶标害虫形态特征,可以将其分为以下几类:(1)鳞翅目害虫,主要包括斜纹夜蛾Spodopteralitura、黄刺蛾Monemaflavescens、红棕灰夜蛾Poliailloba和扁刺蛾Thoseasinensis等,主要依靠幼虫取食花卉的茎、叶、花等部位,对其造成危害,一旦爆发,容易对花圃造成较大危害[11]。(2)同翅亚目及缨翅目害虫,主要包括蓟马(主要为蓟马总科Thripoidea)、蚜虫(蚜总科Aphidoidea)、蚧壳虫(蚧总科Coccoidea)、白粉虱(粉虱科Aleyrodidae)、叶蝉(叶蝉科Cicadellidae)等,此类成虫或者若虫利用刺吸式口器来汲取营养,并产生毒素进而对花卉的各器官造成危害,其部分害虫分泌的蜜露引发花卉的煤污病,严重影响其观赏价值。(3)鞘翅目害虫,主要包括小青花金龟Oxycetoniajucunda、黄斑短突花金龟Glycyphanafulvistemma、铜绿丽金龟Anomalacorpulenta等,其成虫、幼虫通过取食花卉的根茎叶等部位对其进行危害[8]。进一步的研究发现,花卉靶标害虫的扩散,不仅影响花卉的生长年限及外在观赏性,而且部分害虫可能引起人们的身心健康,比如扁刺蛾幼虫T.sinensis接触人们皮肤后,可能导致人们的局部痛痒,严重的可能导致淋巴结发炎以及头痛、呕吐、心悸等反应[12]。

1.3 花卉的主要杂草种类 杂草对花卉的危害主要体现在以下几方面:(1)与花卉争夺土壤中的水分、营养物质,进而影响花卉营养物质的有效供应。(2)与花卉的根系争夺生存空间,进而影响其茁壮发育。(3)大型杂草与花卉争夺阳光,影响光合作用的正常进行,导致叶片发黄,影响花朵的开放[13]。据相关研究表明,现阶段影响花卉生长的杂草主要包括1年生禾本科杂草(野稷Panicumruderale、马唐Digitariasanguinalis、棒头草Polypogonfugax等)、多年生禾本科杂草(白茅Imperatacylindrica、芦苇Phragmitesaustralis等)、1年生阔叶类杂草(小藜Chenopodiumficifolium、苍耳Xanthiumstrumarium、狼把草Bidenstripartita等)、多年生阔叶杂草(苣荬菜Sonchuswightianus、苦荬菜Ixerispolycephala、荆三棱Bolboschoenusyagara等),依据所栽培花卉苗圃的气候条件,每年发生数种杂草,影响花圃的产值[14]。

2 花卉病虫草害化学防治研究现状

2.1 花卉病害的化学防治研究现状

2.1.1 真菌型病害的化学防治研究现状 研究发现,在低等真菌病害的防治过程中,可以依据花卉的种类、苗圃的温湿度以及发病严重程度,选择不同作用机理的化学农药进行防治:(1)吗啉类结构的烯酰吗啉,通过抑制病原孢子细胞壁的合成以及孢子梗的萌发,对花卉霜霉病病原孢子的扩散以及菌丝的扩张进行有效的控制[12];Zhao等[15]研究发现,烯酰吗啉对多种作物霜霉病的防治效果高达60%以上,且对玫瑰、牡丹、吊兰等多种花卉相对安全。(2)氨基甲酸丙酯盐酸盐的霜霉威盐酸盐,作为拜耳推出的杀菌剂,霜霉威盐酸盐可以抑制真菌磷脂双分子层的合成以及孢子梗、孢子囊的萌发,从而抑制蔷薇双壳菌、致病疫霉、寄生疫霉等病原孢子的扩散,由于霜霉威盐酸盐具有良好的内吸活性,其对花卉病害防治的持效期相对较长,Pang等[16]研究表明,722 g/L霜霉威盐酸盐水剂按照900 g/hm2的用量喷施后,对疫病的防效达70%以上,防治时间为2~3周。(3)酰胺类的甲霜灵和精甲霜灵,抑制疫霉菌菌丝蛋白质的合成,进而抑制孢子的萌发和病斑的扩散,甲霜灵和精甲霜灵同时具备预防和治疗的作用,用于花卉播种前的土壤处理或者拌种作业,通过花卉根系吸收以后,可以有效降低疫霉根腐病的发生[17]。(4)吡唑酰胺类的氟吡菌胺,主要是通过抑制低等真菌病原菌琥珀酸脱氢酶的合成,进而抑制线粒体的呼吸作用,抑制病斑的扩散,氟吡菌胺具有良好的内吸活性,且可以通过导管和筛管在植物体内进行移动,其综合防效以及持效期相对较长,由于氟吡菌胺已于2019年过了专利保护期,近年来已有国内部分农药企业获得其相关证件的登记。

花卉的高等真菌主要包括白粉病、锈病、灰霉病、炭疽病等,一般依据病原孢子的侵染部位、发病时间、病害种类进行科学的化学防治。当前阶段,花卉高等真菌病害的防治机理和用药原则如下:(1)三唑类杀菌剂,作为一类杂环类杀菌剂,其中含有的氮原子可以与病原细胞的特定色素进行结合,进而影响细胞麦角淄醇的合成,影响其细胞膜的合成以及部分酶功能的丧失,由于三唑类杀菌剂具有良好的内吸、传导功能,且对多种真菌均具有优秀的防治效果、与传统的杀菌剂无交互抗性,自上世纪八十年代三唑酮引入我国以来,近年来苯醚甲环唑、戊唑醇、丙环唑、氟硅唑等产品广泛应用于花卉高等真菌的防治中,但是由于三唑类杀菌剂可以抑制植物体内赤霉素的合成,如果使用量过多容易造成花卉茎节的缩短、叶片变窄、花瓣变小,在一定程度上影响其观赏性,因此应依据花卉的种类、生长阶段以及气候条件合理选择施药种类和施药浓度[18-19]。(2)甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,此类农药是二十世纪初,由先正达、拜耳、巴斯夫等公司研发的一类新型农药,主要是通过与病原孢子线粒体中的C1复合体结合,进而有效阻断线粒体中特定电子的传递,降低呼吸速率,使得线粒体制造的ATP无法满足病原细胞正常的生理活动,进而抑制孢子、孢子梗、菌丝的萌发和生长,进而抑制病斑的扩散。由于此类药剂相对比较安全,且独特的靶标位点与其他药剂并无交互抗性,因此,醚菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌酯、肟菌酯、啶氧菌酯等甲氧基丙烯酸酯类农药现阶段应用在花卉上真菌性病害防控上相对广泛,且防治效果相对优异[20]。(3)SDHI类,主要包括氟吡菌酰胺、氟唑菌酰胺、氟唑菌酰羟胺等,主要是由先正达、拜耳等企业推出,作为渗透、内吸性较强的琥珀酸脱氢酶抑制剂,通过花卉的角质层后,进入薄壁细胞,然后通过木质部和韧皮部在花卉内部进行运输,从而有效抑制病原微生物的扩散[21]。(4)其他类,主要包括含有咪鲜胺、异菌脲、百菌清、甲基硫菌灵、代森联、代森锌等成分的保护型或治疗型杀菌剂。

近年来,伴随着花卉种植产业的发展,其病害的种类日益增多,病原孢子的抗药性日益增强,在病害的化学防控方面,对其进行精准用药以及科学防控,是提高防治效果、有效保障花卉产业基本效益的关键。(1)要依据各类药剂靶标位点的不同,进行科学的搭配,比如同为进口药剂,200 g/L氟唑菌酰羟胺·苯醚甲环唑悬浮剂、42.8%氟吡菌酰胺·肟菌酯悬浮剂对于玫瑰白粉病的防治效果高达80%左右,显著优于250 g/L吡唑醚菌酯乳油[22]。(2)合理规化用药周期和用药浓度,据相关研究表明,作用机理相同的化学杀菌剂在一年内的使用次数尽量不要超过5次,否则容易导致抗药性的产生,比如近年来研究表明,部分地区农作物霜霉病孢子对烯酰吗啉的抗性已经增强了几十倍[23]。(3)要注重低毒、高效、低残留、持效期长的新化合物研究以及新型农药的应用,从而构建相对完善的花卉病害综合防控化学体系。

2.1.2 细菌性病害的化学防治研究现状 与真菌性病害不同,由于花卉细菌性病害的综合症状相似,其化学防治药剂相对一致,现阶段应用相对广泛的主要包括以下几类:(1)铜制剂,是现阶段应用最广的细菌性杀菌剂,主要是通过释放铜离子,凝固病原孢子的特定蛋白或者影响特定酶的合成,进而影响病原孢子正常的代谢活动,对病害进行有效的防治[24],由于其多作用位点的特性,虽然已经使用多年,但是并未产生较大的抗性,传统的铜制剂以无机铜(氢氧化铜、王铜等)为主,由于铜离子的释放速度较快,且大多呈现碱性,复配性相对较差,尤其是与氨基酸类、黄腐酸类、海藻酸类叶面肥复配后,容易出现结絮,甚至造成药害;近年来,伴随着铜离子释放较慢、复配型较高、对农作物相对安全的有机螯合铜制剂(喹啉铜、松脂酸铜等)的推出,花卉的细菌性病害得到有效的控制,尤其是和生物源农药春雷霉素复配后,对花卉细菌性斑点、溃疡、细菌性软腐等多种病害具有良好的防治效果[25-26]。(2)其他细菌性杀菌剂,据调查研究发现,噻霉酮可以干扰病原孢子细胞核的合成,丙硫唑可以抑制病原孢子细胞膜的合成,进而对细菌具有良好的防治效果;氯溴异氰尿酸则可以通过分解出氯离子、溴离子,进而合成次氯酸、次溴酸,作为强氧化剂和强溴化剂,通过细胞膜结构,与原生质发生反应,使其失去生理活性,起到杀灭病原孢子的作用[27]。

花卉细菌性病害发生以后,周围细胞损伤后,容易造成细菌性病原孢子的入侵,进而造成细菌性病害常与真菌性病害混发,因此在花卉病害综合防治过程中,要合理复配,比如三唑类+甲氧基丙烯酸酯类+有机铜制剂进行花卉病害的综合防控,并进行内吸性药剂、保护性药剂的合理复配,一来可以在花卉表面形成一层保护膜有效预防孢子侵入植物体内,二来可以通过药剂在花卉维管束内的运输,对病害进行有效的治疗,从而大幅度降低花卉病害的发生概率。

2.1.3 病毒性病害的化学防治研究现状 侵染花卉的病毒本身并不能制造养分,而是依赖于花卉的活体细胞原生质的各种细胞器来进行繁殖[28],因而现阶段并未发现可以直接杀灭病毒的有效成分,在病毒对花卉造成系统性侵染后,只能通过喷施相应的化学药剂对其进行钝化,从而抑制其扩散速度,使病毒处于隐性状态,比如通过喷施道远抑毒星(2%丙硫唑+16%盐酸吗啉胍可湿性粉剂)或者潍坊双星的克绝(16%盐酸吗啉胍+4%乙酸铜可湿性粉剂),冲施1.2%辛菌胺醋酸盐可溶液剂,有效抑制被侵染细胞的三磷酸腺苷、核酸和蛋白质的合成,抑制病毒的扩散,同时据相关研究发现,通过合理喷施香菇多糖、宁南霉素、极细链格孢激活蛋白等生物源农药,提前激发花卉的免疫系统,是抵抗病毒侵染的有效措施。不难看出,在进行花卉病毒病防治过程中,可以通过增强花卉免疫力以及钝化病毒的方式进行有效防控[29]。

2.2 花卉虫害的化学防治研究现状

2.2.1 刺吸式(挫吸式)害虫 针对主要通过汲取花卉汁液的小型危害昆虫,其现阶段主要应用的化学杀虫剂种类如下:(1)烟碱类药剂,该类农药的主要作用机理是通过作用于靶标害虫的乙酰胆碱受体,使其持续性兴奋而死,此类杀虫剂具有极强的内吸性和传导性,自上世纪八十年代吡虫啉问世以来,便成为控制该类害虫最主要的药剂,近十几年来,各大农药公司相继推出了啶虫脒、噻虫胺、烯啶虫胺等新烟碱类药剂,广泛应用于花卉蓟马、蚜虫、烟粉虱、白粉虱等有害昆虫的防治[30]。(2)菊酯类农药,主要包括溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氟氯氰菊酯等,此类农药无内吸作用,主要是通过胃毒和触杀的方式,作用于靶标害虫的神经系统,来进行有害昆虫的杀灭且兼具一定的杀卵效果,由于此类药剂的抗性相对较强,每年推荐使用的次数尽量不要超过三次。(3)杀卵剂,对同翅目、缨翅目害虫卵的杀灭可以有效压低虫口基数,提高综合防治效果,通过大量的市场调研发现,现阶段应用相对较为普遍的杀卵剂包括螺虫乙酯、吡丙醚、唑虫酰胺。在实际应用过程中,要将不同作用机理的化学农药进行合理复配,从而提升其防治效果,延长防治周期,比如张丹等[31]研究发现,20%呋虫胺可溶粒剂1 000倍液与22.4%螺虫乙脂悬浮剂1 000倍液复配后,对于烟粉虱的防效高达88.40%,显著优于20%呋虫胺单剂的75.68%。

2.2.2 咀嚼式害虫 针对咀嚼式害虫,可以从以下几方面着手,制定一套相对完善的化学防控方案,有效保证花卉的经济效益。(1)氨基甲酸酯类,主要是通过与乙酰胆碱受体的特定部位结合,抑制其合成,从而杀灭靶标害虫的幼虫,由于此类农药毒性较高,大部分药剂已经禁用,现阶段在花卉上应用的主要包括仲丁威、异丙威,在花卉销售前的两周左右,尽量不要喷施此类农药,避免引起中毒事件。(2)昆虫激素类抑制剂,主要包括灭幼脲、氯虫酰肼、甲氧虫酰肼等,通过抑制鳞翅目、鞘翅目害虫的蜕皮或者加速其蜕皮,进而影响正常的生理活动。(3)其他类杀虫剂,近年来,伴随着氯虫苯甲酰胺、溴虫腈、乙基多杀菌素、茚虫威等兼具触杀、胃毒、内吸的杀虫剂得以快速发展,对花卉大型昆虫的防治有着良好的应用前景。在实际应用过程中,要注意对不同作用机理的化学农药进行合理的复配,从而显著提高其防治效果,避免花卉害虫抗药性的产生,比如蒋庆琳[32]等研究发现,将虫螨腈与茚虫威复配后,不仅可以显著提高对小菜蛾的防治效果,而且可以延长防治周期。

2.3 花卉杂草的化学防治研究现状 花卉杂草的防除一般分为幼苗出土前的封闭处理除草剂和花卉生长过程中的选择性茎叶处理除草剂。

2.3.1 花卉封闭处理除草剂应用现状 如果花卉种植区域以禾本科杂草为主,可以用异丙甲草胺乳油、二甲戊乐灵乳油等除草剂与土壤混合均匀后进行撒施,一个月后的综合防治均达85%以上,两个月后综合防治效果达75%以上。如果花卉种植区域以阔叶杂草为主,则应以乙氧氟草醚乳油、扑草净可湿性粉剂等除草剂与土壤混合均匀后进行撒施,尤其是将乙氧氟草醚乳油有效成分与细沙土按照1∶24 000混合后,对于阔叶类杂草一个月后的综合防治效果达90.64%,两个月后的综合防治效果达82.84%[33]。如果本地区阔叶类杂草与禾本科杂草均发生较为严重,可以选择异丙甲草胺+乙氧氟草醚的方案进行综合防控。虽然上述除草剂在流苏、海棠、紫薇等花卉上相对安全,但是在实际使用过程中,仍要进行安全性试验,避免出现生长受抑制的情况发生[34]。

2.3.2 选择性除草剂的应用现状 针对花卉生长过程中茎叶喷施的除草剂,在使用过程中应遵循以下几点:(1)精喹禾灵可以有效灭杀花卉中的禾本科杂草(综合防效高达90%以上),但是对于阔叶类杂草基本无效果,而与乙羧氟草醚乳油进行复配以后,可以进行禾本科杂草与马齿苋的有效控制。(2)针对以阔叶类杂草为主的花圃,可以通过喷施氯氟吡氧乙酸乳油进行防控,而如果花圃内杂草的种类相对较多,可以选择精喹禾灵、氯氟吡氧乙酸、乙羧氟草醚三种除草剂的复配,可以在保证花卉安全生长的情况下,杀灭95%以上的杂草[35]。此外,除草剂筛选过程中还应重点关注花卉本身的用药安全。

3 花卉病虫草害化学防治展望

花卉的病虫草害的化学防控未来仍将围绕“预防为主、综合防治”的植保指导方针,从农业生产的全局和农业生态系统的总体观念出发,以预防为主,充分利用自然界抑制发病的因素,创造不利于病害发生及危害的条件,有机地使用各种必要防治措施。近期兴起的分子生物学为防治花卉病虫草害化学药剂的研究奠定了基础,由于人们对转基因技术的认识不同,这条道路尚任重而道远,我们相信在不远的将来,人类一定能实现花卉病虫草害的绿色、可持续化学防控。

4 结语

近年来,伴随着人们精神需求高度的提升,花卉产业成为推动部分地区经济发展的朝阳产业,然而伴随着其产业化、规模化的形成,病虫草害的种类以及危害程度日益严重,及时对花卉生态系统的有害生物种类、发生基数进行调查,并对发生趋势进行预判,使用多种化学药剂在花卉整个生长周期合理防治有害生物,进而实现该生态系统病虫草害的精准化学防治,成为花卉科学养植所必须具备的条件。

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