硝酸稀土對小麥白粉病的防治作用

武英鵬，張作剛，劉明宇，原宗英，侯 玉

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，山西太原030032；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

由布氏白粉菌（Blumeria graminis f.sp.tritici）引起的小麥白粉病是威脅小麥生產(chǎn)的主要病害之一。一直以來，種植抗病品種和使用殺菌劑是防治該病害的2個(gè)主要措施[1]。在抗性基因有效性方面，近年測定 Pm 4a，Pm 4b，Pm 13，Pm 20，Pm 21，Pm XBD，Pm 2＋6，Pm 4＋8，Pm 2＋M Li，Pm 4b＋M Li，Pm 5＋6，Pm 1＋2＋9為山西省小麥白粉病菌的有效抗病基因，各生態(tài)區(qū)應(yīng)針對毒性基因的變化動(dòng)態(tài)，結(jié)合農(nóng)藝性狀選用合適的抗性基因進(jìn)行轉(zhuǎn)育[2-3]。目前，藥劑防治還是控制小麥白粉病的主要措施，自20世紀(jì)70年代以來，我國一直使用三唑酮等三唑類殺菌劑來控制病害的嚴(yán)重發(fā)生[4]。由于小麥白粉病菌變異快、繁殖迅速，加上長期以來藥劑的單一使用，加速了其抗藥性的產(chǎn)生。夏燁等[5]報(bào)道了2002年山西省麥區(qū)21個(gè)小麥白粉病菌分離物對三唑酮的抗藥性監(jiān)測結(jié)果，平均抗藥性水平為敏感菌株的24.34倍，最高抗藥性水平為敏感菌株的92.16倍，抗性菌株的頻率達(dá)80.95%。為此，需要尋找更好的防治辦法。

施用適量的稀土元素可防治植物病害。稀土對水稻枯萎病、白菜軟腐病[6]、黃花菜葉枯病[7]、葉斑病和銹病[8-10]、棉花枯萎病[11]、小麥全蝕病[12]等的作用均有報(bào)道。章健等[13]重點(diǎn)研究了稀土元素對作物病原細(xì)菌和真菌的作用；章健等[14]在培養(yǎng)基上觀察了La2O3對水稻基腐病、生姜青枯病、水稻白葉枯病3種細(xì)菌菌落的抑制作用，并報(bào)道了La2O3對油菜菌核病病菌生長及其生化性狀的影響；何冬蘭等[15]將稀土應(yīng)用于發(fā)酵法生產(chǎn)靈芝菌絲時(shí)，證實(shí)了高濃度的鑭和鈰對靈芝菌絲生長有抑制作用；王怡平等[16]研究表明，當(dāng)LaCl3和CeCl3質(zhì)量濃度超過50 m g/L后開始表現(xiàn)對酵母菌生長的抑制；褚海燕等[17]研究了鑭對紅壤微生物區(qū)系的影響，證明鑭對純培養(yǎng)細(xì)菌、放線菌和真菌均有極強(qiáng)的毒害作用。

本試驗(yàn)選取農(nóng)業(yè)常用的硝酸稀土作為試劑，研究了保護(hù)處理、誘抗處理、治療處理3個(gè)方面對小麥白粉病的防治效果、發(fā)生動(dòng)態(tài)、病斑大小的影響，以期為應(yīng)用稀土防治植物病害提供理論依據(jù)。同時(shí)，探索利用稀土與粉銹寧殺菌劑混配的作用效果，對降低病菌的抗藥性、延長殺菌劑的使用年限、減少殺菌劑的使用量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境及開發(fā)新型藥劑等具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料和方法

1.1 供試藥劑

硝酸稀土（≥38%），陜西依農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，是由輕稀土元素鑭、鈰、鐠、釹等2種以上硝酸鹽組成的無機(jī)混合物；粉銹寧（15%超微可濕性粉劑），上海升聯(lián)化工有限公司生產(chǎn)；吐溫-80，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司生產(chǎn)。

1.2 供試菌種和材料

小麥白粉病菌（Blumeria graminis f.sp.tritici）來源于山西省小麥田間植株有性世代閉囊殼，經(jīng)子囊孢子釋放后獲得[18]，用掃抹法接種感病寄主銘賢169擴(kuò)繁備用。

1.3 測量儀器

游標(biāo)卡尺，杭州工具量具有限公司制造。

1.4 供試植株的培育

試驗(yàn)于2012年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院大棚中進(jìn)行。首先選擇籽粒飽滿的小麥種子1 350粒，其中，75粒用2 000 m g/L硝酸稀土浸種，其余用清水浸種，均浸種3 h；然后在裝有沙壤土的營養(yǎng)缽中每缽均勻點(diǎn)播25粒小麥種子，覆土3 cm，澆足底水，覆膜保溫、保濕，待長至2葉期備用。

1.5 藥液的制備

準(zhǔn)確稱取稀土試劑1.5 g于500 m L的燒杯中，用量筒準(zhǔn)確量取250 m L水加入其中，不斷攪拌直至完全溶解，即配制成6 000 m g/L硝酸稀土母液。1 200倍粉銹寧以及稀土與粉銹寧混劑也按上述方法配制成所需濃度。在配制好的處理液中加0.01%吐溫-80。

1.6 處理方法

1.6.1 保護(hù)作用 先用500，1 000，2 000，3 000 m g/L硝酸稀土及1 200倍粉銹寧、1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土，于小麥幼苗2片葉大小時(shí)進(jìn)行葉面噴施，以噴清水作對照。每一處理和對照重復(fù)3次，處理1 d后接種小麥白粉菌，共21個(gè)營養(yǎng)缽。

1.6.2 誘抗作用 浸種處理：用2 000 m g/L硝酸稀土浸種75粒，用清水浸種作對照，分別種植于營養(yǎng)缽中，每缽25粒，共6個(gè)營養(yǎng)缽。葉面噴施：先用3 000 m g/L硝酸稀土噴葉處理6個(gè)營養(yǎng)缽2葉期麥苗后，分別于3，5 d后各接種3個(gè)營養(yǎng)缽麥苗，以噴清水3個(gè)營養(yǎng)缽麥苗作對照，共9個(gè)營養(yǎng)缽。

1.6.3 治療作用 先接種，待植株發(fā)病后，再用同1.6.1的藥劑葉面處理，對照噴清水。共21個(gè)營養(yǎng)缽。

1.7 接種方法

將接種用的病株在被接種的小麥培養(yǎng)缽上方采用振蕩抖落法接種，并結(jié)合葉片摩擦法接種，使分生孢子自然均勻脫落在培養(yǎng)缽中的小麥葉片上。

1.8 調(diào)查及測定方法

1.8.1 病情和防效計(jì)算 葉片病情分級(jí)：0級(jí)，未發(fā)?。?級(jí)，葉片病斑菌絲層覆蓋面積占總面積的1%～5%；2級(jí)，葉片病斑面積占總面積的6%～10%；3級(jí)，葉片病斑面積占總面積的11%～20%；4級(jí)，葉片病斑面積占總面積的21%～40%；5級(jí)，葉片病斑面積占總面積大于40%。

病情指數(shù)＝（Σ（各級(jí)病葉數(shù)×該病級(jí)值））/（最高病級(jí)值×調(diào)查總?cè)~數(shù)）×100；

防治效果＝（對照病情指數(shù)－處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)×100%。

1.8.2 防治效果的調(diào)查 接種后15 d，在每個(gè)培養(yǎng)缽中隨機(jī)抽取10株植株，統(tǒng)計(jì)第1，2葉片的發(fā)病情況，記錄每片葉的病級(jí)，間隔15 d再隨機(jī)抽取10株植株統(tǒng)計(jì)其上所有葉片的發(fā)病情況并記錄病級(jí)，計(jì)算病情指數(shù)和防治效果。

1.8.3 發(fā)生動(dòng)態(tài)的調(diào)查 在每個(gè)培養(yǎng)缽中選取長勢良好一致的植株4株，貼上標(biāo)簽編號(hào)，每隔3 d調(diào)查一次病葉病級(jí)，于 5 月 9，12，15，18，21 日共調(diào)查 5 次，分別調(diào)查 1，2 葉，1，2，3，4 葉，2，3，4，5 葉，3，4，5，6葉的病級(jí)，計(jì)算病情指數(shù)和防治效果，統(tǒng)計(jì)病情的動(dòng)態(tài)變化情況。

1.8.4 病斑大小的測量 在每一培養(yǎng)缽中，兼顧大、中、小隨機(jī)抽取3個(gè)病斑，每個(gè)處理共測量9個(gè)病斑，用游標(biāo)卡尺采用十字交叉法測量病斑的直徑（m m），計(jì)算病斑直徑的平均值，統(tǒng)計(jì)病斑大小的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對小麥白粉病的防治效果

2.1.1 不同處理對小麥白粉病的保護(hù)效果 由表1可知，在5月9日調(diào)查時(shí)，不同處理保護(hù)效果最好的是500m g/L硝酸稀土，其次為1200倍粉銹寧＋3000m g/L硝酸稀土；在5月21日調(diào)查時(shí)，3000m g/L硝酸稀土誘導(dǎo)1 d對小麥白粉病保護(hù)效果最好，其次依次為2 000 m g/L硝酸稀土、1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土、1 200倍粉銹寧、1 000 m g/L硝酸稀土、500 m g/L硝酸稀土。500 m g/L硝酸稀土處理5月9日調(diào)查時(shí)，病指小、防效好，可能與它們處于試驗(yàn)田的最外圍、通風(fēng)性較好、其他植株傳播過來的菌量較少有關(guān)。同時(shí)也說明植株密植有利于病害的發(fā)生，會(huì)加重病情。

表1 不同處理對小麥白粉病的保護(hù)效果

從5月21日調(diào)查結(jié)果看，隨著硝酸稀土濃度的增大，防效逐漸加強(qiáng)。在不同質(zhì)量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土保護(hù)效果最好，持久而恒定。1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土次之，均高于1 200倍粉銹寧的效果，說明硝酸稀土對粉銹寧的保護(hù)效果有一定增效作用。

2.1.2 不同處理對小麥白粉病的誘抗效果 從表2可看出，3種處理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病的誘抗效果最好，其次依次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)3，5 d。3 000 m g/L稀土誘導(dǎo)3，5 d的病斑中間為黃色，周圍為綠色，可能是由于病原菌從寄主植株組織中攝取的營養(yǎng)物質(zhì)積聚在病斑周圍，以利于病原菌的存活和擴(kuò)展蔓延；也可能是前期接菌量大，藥劑處理后植株對病害產(chǎn)生了一系列的生理生化的抗病反應(yīng)，說明其有誘導(dǎo)抗病作用；浸種效果好于噴葉誘導(dǎo)效果。

表2 不同處理對小麥白粉病的誘抗效果

2.1.3 不同處理對小麥白粉病的治療效果 從表3可以看出，在5月9，21日2次調(diào)查時(shí)，不同處理對小麥白粉病治療效果最好的均是1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土并未增強(qiáng)1 200倍粉銹寧的治療效果。

表3 不同處理對小麥白粉病的治療效果

總體看，隨著稀土濃度的增大，防效逐漸加強(qiáng)，不同質(zhì)量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土治療效果最好；隨時(shí)間的延長各治療處理的防效均降低。

2.2 不同處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的影響

2.2.1 保護(hù)處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的影響從圖1可以看出，在5月12日第2次調(diào)查時(shí)，不同保護(hù)處理的防效均大幅下降，之后上升。3 000 m g/L硝酸稀土誘導(dǎo)1 d，后期的保護(hù)效果較好，5月18日防效達(dá)41.63%，5月21日防效達(dá)46.85%。

2.2.2 誘抗處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的影響由圖2可知，不同誘抗處理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病葉片的保護(hù)效果最好，5月18日和21日防效分別為25.46%，55.90%；其次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5，3 d，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5 d，5月18日和21日防效分別為50.91%，54.32%，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)3 d，5月18，21日防效分別為22.8%，43.32%，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5 d，后期的誘抗效果更好。

3000m g/L硝酸稀土誘導(dǎo)3，5d，前期防效差，可能是由于接菌量大；后期防效較好，說明3 000 m g/L硝酸稀土有誘導(dǎo)抗病作用。

2.2.3 治療處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)影響 5月9，12，15，18，21 日 5 次調(diào)查，1 200 倍粉銹寧防效依次為48.21%，39.57%，51.13%，46.86%，49.34%；3 000 m g/L硝酸稀土防效依次為43.06%，51.16%，47.47%，46.86%，43.54%。1200倍粉銹寧＋3000m g/L稀土防效依次為50.82%，41.52%，32.57%，28.00%，32.16%；500 m g/L硝酸稀土防效依次為55.98%，35.47%，32.26%，13.34%，24.53%；1 000 m g/L硝酸稀土防效依次為37.87%，28.30%，16.81%，8.96%，25.27%；2 000 m g/L硝酸稀土防效依次為43.06%，43.79%，33.81%，27.83%，38.56%。

不同治療處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的防效較好的依次為1 200倍粉銹寧、3 000 m g/L硝酸稀土，防效較持久穩(wěn)定?？傮w上，隨稀土濃度的增大，防效增強(qiáng)。但前期防效硝酸稀土500m g/L＞1000m g/L，可能是由于其在試驗(yàn)田的最外圍、通風(fēng)性較好、其他植株傳播過來的菌量較少。整體上，各處理前期的治療效果較好。

隨時(shí)間的遞延，硝酸稀土治療處理的防效表現(xiàn)出先下降后上升，第4次調(diào)查時(shí)降至最小值，之后上升?？赡苁怯捎谠噭┮l(fā)揮作用需要一定的時(shí)間，在前期由于植株已經(jīng)發(fā)病，在與病菌的競爭中藥劑處于劣勢，而后期藥劑發(fā)揮藥效，防效上升，從中也可以看出藥劑施用后到發(fā)揮藥效的時(shí)間（圖3）。

2.3 不同處理對小麥白粉病病斑大小的影響

2.3.1 保護(hù)處理對小麥白粉病病斑大小的影響從表4可以看出，葉面噴施3 000 m g/L硝酸稀土誘導(dǎo)1 d后，接種的病斑直徑最小，其次為1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土，1 200倍粉銹寧病斑直徑最大。說明硝酸稀土保護(hù)處理效果好于1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧的保護(hù)效果有增效作用?？傮w上，隨著稀土濃度的增加，病斑直徑逐漸減小，但500 m g/L硝酸稀土不符合規(guī)律，可能是由于其在試驗(yàn)田的最外圍、通風(fēng)性較好、其他植株傳播過來的菌量較少的緣故。

表4 保護(hù)處理對小麥白粉病病斑大小的影響

2.3.2 誘抗處理對小麥白粉病病斑大小的影響由表5可知，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5 d后，接種的小麥白粉病病斑直徑最小，其次為2 000 m g/L硝酸稀土浸種，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉3 d誘抗處理的病斑直徑最大，但均好于對照。

表5 誘抗處理對小麥白粉病病斑大小的影響

2.3.3 治療處理對小麥白粉病病斑大小的影響由表6可知，3 000 m g/L硝酸稀土處理的小麥白粉病病斑直徑最小，其次為1200倍粉銹寧＋3000m g/L硝酸稀土，好于1 200倍粉銹寧，說明3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧有增效作用。500 m g/L硝酸稀土病斑直徑最大?？傮w上，隨著稀土質(zhì)量濃度的增加，病斑直徑逐漸減小，但2 000 m g/L硝酸稀土不符合規(guī)律，可能是由于接菌量少。可以看出，治療處理對病斑直徑的大小影響與保護(hù)處理防效一致。

表6 治療處理對小麥白粉病病斑大小的影響

3 結(jié)論與討論

保護(hù)效果：隨著硝酸稀土質(zhì)量濃度的增大，防效逐漸加強(qiáng)。在不同質(zhì)量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土保護(hù)效果最好，持久而恒定。1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土次之，均高于1 200倍粉銹寧的效果，說明3 000 m g/L硝酸稀土保護(hù)效果好于1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧的保護(hù)效果有一定增效作用。對病斑直徑的觀察也證實(shí)了這點(diǎn)。從保護(hù)處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的影響來看，3 000 m g/L硝酸稀土誘導(dǎo)1 d，后期的保護(hù)效果較好。

誘抗效果：從防治效果調(diào)查來看，在不同處理中，2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病的誘抗效果最好，其次依次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)3，5 d。從誘抗處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的影響看，也是2 000 m g/L硝酸稀土浸種對小麥白粉病葉片的保護(hù)效果最好，其次為3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5，3 d，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5 d，后期的誘抗效果更好。從誘抗處理對小麥白粉病病斑大小的影響可以看出，處理效果依次為3000m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)5 d，2 000 m g/L硝酸稀土浸種，3 000 m g/L硝酸稀土噴葉誘導(dǎo)3 d。

治療效果：供試不同處理對小麥白粉病治療效果最好的均是1 200倍粉銹寧，3 000 m g/L硝酸稀土并未增強(qiáng)1 200倍粉銹寧的治療效果。總體看，隨著稀土質(zhì)量濃度的增大，治療效果逐漸加強(qiáng)，不同質(zhì)量濃度的硝酸稀土處理中，3 000 m g/L硝酸稀土治療效果最好。不同治療處理對小麥白粉病發(fā)生動(dòng)態(tài)的防效較好的依次為1 200倍粉銹寧、3 000 m g/L硝酸稀土，防效較持久穩(wěn)定。但從治療處理對小麥白粉病病斑大小的影響來看，3 000 m g/L硝酸稀土處理的小麥白粉病病斑直徑最小，其次為1 200倍粉銹寧＋3 000 m g/L硝酸稀土，均好于1 200倍粉銹寧。說明3 000 m g/L硝酸稀土對1 200倍粉銹寧對病斑的抑制有增效作用。

研究表明[19]，1000，1500，2000，2500，3000m g/L的硝酸稀土可明顯地抑制番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌、番茄葉霉病菌和西瓜枯萎病菌的菌絲生長、孢子形成、孢子萌發(fā)，抑制作用隨著處理濃度增加而增大。本試驗(yàn)中，硝酸稀土也可能通過抑制小麥白粉病菌菌絲生長、孢子形成、孢子萌發(fā)而發(fā)揮作用。郭尚等[20]研究表明，經(jīng)浸種處理而萌發(fā)的西瓜幼苗，其體內(nèi)PPO，SOD，CAT活性上升，蛋白質(zhì)含量增加，抗性增強(qiáng)。說明一方面稀土元素對植物病原菌有直接抑制作用；另一方面稀土元素通過誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性而作用于病原菌。有關(guān)硝酸稀土對小麥白粉病菌作用的生理生化機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

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