幾種生物制劑對小麥根腐病菌的毒力

張 博,劉 蘋,張悅麗，馬立國，祁 凱，李長松，齊軍山

(1.山東省農業(yè)科學院植物保護研究所/山東省植物病毒學重點實驗室，山東濟南 250100;2.山東省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所，山東濟南 250100)

小麥根腐病是小麥整個生育期間均可發(fā)生的重要病害，一般可導致小麥減產20%～30%，嚴重時達50%以上，嚴重影響小麥產量[1]。該病由多種土壤傳播病原菌單獨或混合侵染引起，以禾谷鐮刀菌和蠕孢菌引起的根腐較為普遍。近些年，由腐霉菌引起的根腐病日趨頻繁，在小麥出苗至分蘗和返青拔節(jié)期發(fā)生嚴重，一般造成缺苗斷壟，分蘗減少，葉片萎蔫，植株矮化，嚴重時引起根部和莖基部腐爛，造成植株倒伏、甚至枯死，降低產量[2]。目前，防治該病害主要利用三唑類殺菌劑進行拌種[3]，既能減少根際周圍病原菌數量，同時通過內吸作用抑制病菌的侵入和擴展，藥效能持續(xù)至小麥拔節(jié)期[4]。隨著種子包衣技術的發(fā)展，以新型內吸性殺菌劑為活性成分的種衣劑得到了進一步應用[5-7]。研究表明，25 g·L-1咯菌腈、60 g·L-1戊唑醇防治小麥根病效果明顯[8]， 30 g·L-1苯醚甲環(huán)唑懸浮種衣劑對小麥根病防效較好[9]。這些化學制劑雖然效果顯而易見，但其負面影響不容忽視，如藥劑的超量使用對土壤中有益微生物種群的破壞，所含重金屬等對環(huán)境的污染[10]；三唑類殺菌劑還會抑制大麥種子萌發(fā)和幼苗的生長，造成缺苗斷壟[11]。為減少化學制劑的施用量，本研究采用菌絲生長法測定6種生物制劑對小麥根腐病病原菌禾谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum)、刺腐霉菌(Pythiumspinosum)和小麥根腐離蠕孢菌(Bipolarissorokiniana)的毒力，為該病害的生物防治提供理論依據和田間指導。

1 材料與方法

1.1 供試菌株及小麥品種

禾谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum)、刺腐霉菌(Pythiumspinosum)和小麥根腐離蠕孢菌(Bipolarissorokiniana)，由本研究室分離、純化、鑒定并保存；小麥品種為濟麥22，由山東省農科院作物研究所提供。

1.2 供試制劑

(1)3%多抗霉素可濕性粉劑，山東信邦生物化學有限公司生產；(2)80%乙蒜素乳油，上海田秀才生物科技有限公司生產；(3)2%春雷霉素液劑，北興化學工業(yè)株式會社生產；(4)0.5%幾丁聚糖水劑，成都特普科技發(fā)展有限公司生產；(5)1%申嗪霉素懸浮劑，上海農科生物制品股份有限公司生產；(6)60 g·L-1甲殼胺水劑，山東阿波羅集團有限公司生產。

1.3 室內毒力測定

供試制劑對供試菌株毒力的測定采用菌絲生長法[12-14]：初次篩選按照供試制劑推薦濃度進行，選出有效藥劑；二次篩選將有效藥劑與滅菌PDA培養(yǎng)基均勻混合，配制成不同濃度梯度，倒入培養(yǎng)皿(直徑9 cm)中制成含藥培養(yǎng)基平板，滅菌水作對照，每個濃度重復3次。在預培養(yǎng)的禾谷鐮刀菌、刺腐霉菌和小麥根腐離蠕孢菌菌落邊緣打取菌餅(直徑0.5 cm)，挑出置于PDA平板中間，分別在25 ℃(刺腐霉菌)和28 ℃(禾谷鐮刀菌和離蠕孢菌)暗培養(yǎng)7～10 d，采用十字交叉法測量菌落直徑，計算抑制率并運用DPS進行數據處理分析，得到EC50值。

抑制率=(對照菌落直徑-菌餅直徑)-(處理菌落直徑-菌餅直徑)/(對照菌落直徑-菌餅直徑)×100%

1.4 室內盆栽防治試驗

利用小麥粒固體培養(yǎng)基擴繁禾谷鐮刀菌和離蠕孢菌，玉米粒固體培養(yǎng)基擴繁刺腐霉菌。禾谷鐮刀菌按照3%接菌量、刺腐霉菌和離蠕孢菌按照5%接菌量與滅菌土混勻，分裝于花盆(盆徑25 cm，土量約2 kg)后種植小麥(濟麥22)，每盆10株；待小麥出苗后，將有效藥劑配制成不同抑菌濃度進行灌根處理，滅菌水處理作為對照，每處理5次重復；待對照發(fā)病充分后，調查發(fā)病情況，計算病情指數和防治效果[15]。(1)禾谷鐮刀菌病情分級標準：0 級，根部無病斑；1 級，根部有褐色斑點,占根部的1%～10%；3級，少數根部變褐色，暈斑占根部的11%～25%；5級，多數根部變灰黃色, 暈斑占根部的26%～50%；7級，全部根變灰黃色且腐爛, 暈斑占根部的50%以上。(2)腐霉菌病情分級標準：0級，根部生長旺盛，無病斑；1級，根生長良好，水浸狀病斑占根部1%～10%；3級，根脆易斷，有淡褐色水浸狀病斑占根部11%～25%； 5級，根生長勢弱，褐色水浸狀病斑占根部26%～50%；7級，無新根且根部腐爛，褐色水浸狀病斑占根部50%以上。(3)離蠕孢菌病情分級標準：0 級，根部無病斑；1 級，根部出現淡褐色斑點, 梭形病斑占根部莖桿的1%～15%；3級，部分根部變褐色至黑褐色, 梭形病斑占根部莖桿的16%～30%；5級，多數根部變黑褐色, 梭形病斑占根部莖桿的31%～60%；7級，根部變黑甚至腐爛, 梭形病斑占根部莖桿的60%以上。

2 結果與分析

2.1 6種生物制劑對小麥根腐病菌的抑制效果

將供試乙蒜素、幾丁聚糖、多抗霉素、春雷霉素、申嗪霉素及甲殼胺按照推薦濃度進行小麥根腐病菌抑菌效果試驗，結果如圖1所示。

1:乙蒜素; 2:幾丁聚糖; 3:多抗霉素; 4:春雷霉素; 5:申嗪霉素; 6:甲殼胺。

1:Ethylicin; 2:Chitosan-1; 3:Polyoxin; 4:Kasugamycin; 5:Phenazine-1-carboxylic acid; 6:Chitosan-2.

圖1不同生物制劑對小麥根腐病菌的抑制效果

Fig.1Inhibitoryeffectofdifferentbiologicalagentsonwheatrootrot

由圖1可知，6種生物制劑對供試小麥根腐病菌均有抑制作用，其中，1%申嗪霉素的抑菌效果最好，對禾谷鐮刀菌抑制率為93.75%，對刺腐霉菌和離蠕孢菌的抑制率均為100%；其次是2%春雷霉素，對離蠕孢菌的抑制率為80%，對禾谷鐮刀菌和腐霉菌的抑制率均為100%；60 g·L-1甲殼胺對刺腐霉菌的抑制率為56.25%，對禾谷鐮刀菌和離蠕孢菌的抑制率均不足50%。就小麥根腐病菌對供試生物制劑的敏感程度而言，禾谷鐮刀菌對春雷霉素和申嗪霉素較敏感，刺腐霉對乙蒜素、春雷霉素和申嗪霉素菌較敏感，離蠕孢菌對乙蒜素和申嗪霉素較敏感。說明不同小麥根腐病菌對6種生物制劑的敏感程度具有差異性。

2.2 生物制劑對禾谷鐮刀菌的室內毒力

依據初篩結果，將對禾谷鐮刀菌抑菌效果較好的5種制劑設置為不同濃度梯度，春雷霉素為100、75、50、25、10、1 mg·L-1，幾丁聚糖為1 000 1、500、200 mg·L-1、100、50 、10 mg·L-1，申嗪霉素為10、5、1、0.5、0.1、0.05 mg·L-1，乙蒜素和多抗霉素均為1 000、100、50、10、1、0.1 mg·L-1，進行對禾谷鐮刀菌室內毒力測定，結果如表1所示。

表1 不同生物制劑對禾谷鐮刀菌的室內毒力Table 1 Toxicity of biological agents in vitro to Fusarium graminearum

由表1可知，申嗪霉素抑菌效果最好，EC50值為0.350 2 mg·L-1，其次為春雷霉素，EC50值為5.090 9 mg·L-1，幾丁聚糖抑菌效果較差。

2.3 生物制劑對刺腐霉菌的室內毒力

依據初篩結果，設計濃度梯度，多抗霉素為100、75、50、25、10、1 mg·L-1，幾丁聚糖為1 000、200、150、100、50、25 mg·L-1，申嗪霉素為10、5、1、0.5、0.1、0.01 mg·L-1，乙蒜素和春雷霉素均為100、50、10、1、0.1 mg·L-1，結果如表2所示。

由表2可以看出，申嗪霉素對刺腐霉菌的抑菌效果最好，EC50值為0.152 8 mg·L-1，其次是春雷霉素和乙蒜素，EC50值分別為0.864 5 mg·L-1和2.957 3 mg·L-1，幾丁聚糖效果較差。

2.4 生物制劑對離蠕孢菌的室內毒力

依據初篩結果，設計濃度梯度，多抗霉素為100、75、50、25、10、1 mg·L-1，幾丁聚糖為80、20、5、1、0.1 mg·L-1，申嗪霉素為1、0.5、0.25、0.1、0.05 mg·L-1，乙蒜素和春雷霉素為100、50、10、2、1 mg·L-1，結果如表3所示。

表2 不同生物制劑對刺腐霉菌的室內毒力Table 2 Toxicity of biological agents in vitro to Pythium spinosum

表3 不同生物制劑對小麥根腐離蠕孢菌的室內毒力Table 3 Toxicity of biological agents in vitro to Bipolaris sorokiniana

由表3可以看出，申嗪霉素對離蠕孢菌的抑菌效果最明顯，EC50值為0.134 1 mg·L-1，其次為幾丁聚糖和乙蒜素，EC50值分別為1.195 4 mg·L-1和2.342 7 mg·L-1，多抗霉素效果較差。

2.5 室內盆栽防效分析

依據供試生物制劑室內毒力測定結果，設定申嗪霉素濃度為600 mg·L-1、春雷霉素濃度為1 000 mg·L-1和乙蒜素濃度為1 250 mg·L-1，對小麥根腐病菌進行室內盆栽防效試驗，結果如表4所示。

由表4可以看出，在盆栽條件下，申嗪霉素和乙蒜素對禾谷鐮刀菌的防治效果較好，分別為75.73%和74.68%，二者間無顯著差異，春雷霉素的防治效果為47.63%，與前兩種制劑差異極顯著。對刺腐霉菌防治效果最好的是乙蒜素，防效為86.28%，其次為申嗪霉素和春雷霉素，防效分別為79.07%和66.11%，三者間差異均達極顯著水平。三種制劑對離蠕孢菌均有較好的防治效果，以申嗪霉素防治效果最好，為87.68%，乙蒜素的防效次之，為83.25%，春雷霉素的防效顯著低于申嗪霉素，與乙蒜差異不顯著。

表4 不同生物制劑對小麥根腐病的防治效果Table 4 Control effect of biological agents on wheat root rot disease

同列數據后不同大、小寫字母表示不同處理間差異在0.01和0.05水平顯著。

Different capital and lower case letters following data in same column indicate significant difference among different treatments at 0.01 and 0.05 levels, respectively.

3 討 論

申嗪霉素是我國自主研發(fā)的新型微生物源農藥，主要成分是吩嗪-1-羧酸，由甜瓜根際促生菌熒光假單胞菌M18產生的次級代謝產物，具有高效、安全和廣譜的特點，能抑制植物病原菌，同時促進植物生長作用，申嗪霉素在防治水稻、小麥、蔬菜等作物的多種病害及土傳病害等方面均有報道[16]。乙蒜素屬于植物源仿生型殺菌劑，其分子結構中的S-S=O=O基團與菌體分子中含-SH基的物質反應，從而抑制菌體正常代謝，達到防治病害的效果。具有高效、廣譜殺菌功效，能防治真菌、細菌引起的多種病害。春雷霉素屬于氨基糖苷類抗生素，是春日鏈霉菌的次生代謝產物，能防治水稻、馬鈴薯、蔬菜等作物上的多種病害，最關鍵的是對人畜無毒，無殘留，無污染，符合現代環(huán)保要求[17]。本研究以小麥根腐病的主要病原菌禾谷鐮刀菌、刺腐霉和小麥離蠕孢菌為研究對象，采用菌絲平皿生長法對6種生物制劑的抑菌效果進行了測定，結果表明，申嗪霉素、乙蒜素和春雷霉素能有效抑制病原菌生長，同時在人工接菌盆栽條件下，證明三種制劑可應用于小麥根腐病的防治中。目前，在生物防治方面，環(huán)境微生物和植物提取物也常被用來防治小麥根腐病，如從結縷草根際分離獲得3株促生真菌，能通過競爭寄生位點來抑制病原菌Gaeumannomycesgraminis、Bipolarissorokiniana的侵染[18]；生防菌Chaetomiumsp.、Idriellabolleyi和Gliocladiumroseum對B.sorokiniana有明顯的抑制效果[19]；用短小芽孢桿菌D82 處理自然帶菌和人工接菌的小麥種子，防效可達100%和95%以上[20]；黃瑞香提取物對小麥Fusariumgraminearum有很好的效果[21]；蒼耳提取物對小麥根腐病菌也有較好的抑制作用[22]。綜上所述，申嗪霉素、乙蒜素和春雷霉素均可與生防微生物或植物提取物配合用于小麥根腐病的防控，以減少農藥的用量。

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