公主嶺霉素對水稻稻瘟病田間防治效果

安俊霞 張正坤 李曉光 馬嵩岳 李莉 陳莫軍 楊會(huì)營 嚴(yán)永峰 杜茜 李啟云

摘要 [目的]研究公主嶺霉素對水稻稻瘟病的田間防治效果。[方法]以公主嶺霉素水提原液為供試藥劑，探討公主嶺霉素對水稻稻瘟病的田間防治效果。[結(jié)果]公主嶺霉素可提高水稻植株葉片中PAL、SOD、GLU等防御酶的活性，持效期達(dá)30 d;盆栽及田間不同試驗(yàn)點(diǎn)均可觀測到公主嶺霉素對葉瘟的防控效果，其中田間防治效果最高為74.49%，預(yù)防效果達(dá)82.26%;田間對水稻穗莖瘟的防治效果為63.97%，預(yù)防效果為72.09%;收獲后實(shí)際測產(chǎn)，施用公主嶺霉素增產(chǎn)0.71%～8.22%，且稻米的外觀、食味及營養(yǎng)品質(zhì)均有所提升。[結(jié)論]公主嶺霉素對水稻葉瘟及穗莖瘟均有較好的防治作用，并可實(shí)現(xiàn)水稻的增產(chǎn)提質(zhì)，值得推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 公主嶺霉素;水稻;稻瘟病菌;田間防效;增產(chǎn)提質(zhì)

中圖分類號(hào) S476文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2018）34-0130-05

水稻是全世界最重要的糧食作物之一，占作物產(chǎn)量的 40%。在全世界水稻生產(chǎn)中，我國單產(chǎn)和總產(chǎn)均處于先進(jìn)行列。水稻生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。稻瘟病是目前分布最廣泛、危害最嚴(yán)重的植物真菌病害之一，為水稻病害之首。目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對稻瘟病的防治主要采用化學(xué)農(nóng)藥。然而，化學(xué)農(nóng)藥對環(huán)境毒性大，施用后藥物殘留難以降解，嚴(yán)重影響人類健康與周邊生態(tài)環(huán)境[1]。生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥相比具有安全性高、選擇性強(qiáng)、對環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)而被推廣應(yīng)用。

公主嶺霉素是農(nóng)用鏈霉菌農(nóng)抗“769”的代謝產(chǎn)物，對包括水稻稻瘟病菌在內(nèi)多種植物病害的病原菌具有較高的拮抗作用[2]，對多種植物病害表現(xiàn)出較好的防治效果。同時(shí)，該菌可通過誘導(dǎo)水稻植株防御酶系活性的變化而增強(qiáng)植株的抗病性[3]。

筆者以公主嶺霉素水浸提液為試驗(yàn)藥劑，通過研究盆栽模擬試驗(yàn)及田間自然發(fā)生條件下公主嶺霉素對水稻稻瘟病的防控效果，調(diào)查公主嶺霉素水提液施用條件下田間水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的變化，為公主嶺霉素在生產(chǎn)上防治水稻稻瘟病害的推廣和應(yīng)用提供參考，并為公主嶺霉素應(yīng)用于水稻綠色生產(chǎn)提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 植物材料。

水稻品種：吉粳88號(hào)、太湖糯、嘉花1號(hào)、潭兩優(yōu)215，市售，均為當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)上的常用品種。

1.1.2 生防菌株及生防藥劑。

農(nóng)抗“769”：吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所生物農(nóng)藥實(shí)驗(yàn)室保存，以改良的高氏1號(hào)培養(yǎng)基（769-1）培養(yǎng)[2]。

公主嶺霉素水浸提液制備：以玉米大碴子為培養(yǎng)基質(zhì)的農(nóng)抗“769”固體完全培養(yǎng)物，經(jīng)自然晾干，粉碎并以1∶2比例提取，離心取上清液即為供試水浸提液。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 抗病酶活性測定。

2015年在公主嶺南崴子進(jìn)行。7月9日田間噴施公主嶺霉素水浸提液。施藥前取樣并每隔3 d取樣1次，連續(xù)取樣10次，樣品于-80 ℃保存?zhèn)溆?。苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性采用苯丙氨酸紫外吸收法[4]測定;超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑自氧化法[5]測定;β- 3-葡聚糖酶（GLU）活性采用還原糖測定法[6]測定。分別以春雷霉素和清水作為陽性和陰性對照，設(shè)3次重復(fù)。

1.2.2 幼苗期盆栽模擬及田間葉瘟病防治。

待水稻葉子長至6葉進(jìn)行葉瘟病試驗(yàn)。把稻瘟病菌分生孢子懸液噴霧接種水稻，1 d后噴不同濃度公主嶺霉素稀釋液防治。公主嶺霉素水浸提液分別稀釋100、200、300及500倍液，以春雷霉素水劑推薦使用濃度作為陽性對照，每次處理重復(fù)3盆，清水作為空白對照。田間防治試驗(yàn)每小區(qū)30 m 3次重復(fù)，試驗(yàn)藥劑及用量：

公主嶺霉素（100×）4 500 mL/hm 公主嶺霉素（200×）4 500 mL/hm 加收米 1 500 mL/hm 京博施美清 750 mL/hm 稻瘟酰胺750 mL/hm 春雷霉素1 200 mL/hm CK為清水。

預(yù)防試驗(yàn)于稻瘟病發(fā)病初期前3～5 d（水稻分蘗盛期）第1次施藥，每隔7～10 d施藥1次，連續(xù)施藥2次。治療試驗(yàn)于田間有明顯病斑可見時(shí)噴藥，每隔7～10 d施藥一次，連續(xù)施藥2次。防效調(diào)查在第2次施藥后14 d進(jìn)行，調(diào)查采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)調(diào)查5叢，共25叢，調(diào)查旗葉及旗葉以下2片葉。根據(jù)國家2009年頒布的稻瘟病菌測報(bào)調(diào)查規(guī)范對葉瘟病進(jìn)行調(diào)查分級(jí)[7]。記錄各葉片發(fā)病的級(jí)數(shù)，計(jì)算病情指數(shù)，并同時(shí)計(jì)算防治效果，計(jì)算公式：

病情指數(shù)=[∑（各級(jí)病葉數(shù)×相對應(yīng)基數(shù)）/調(diào)查葉總數(shù)×9]×100

防治效果=（[空白對照病指-施藥處理病指）/空白對照病指]×100%

1.2.3 水稻穗瘟病防治。

于水稻破口期第1次施藥，每隔7～10 d施藥1次，連續(xù)施藥2次。藥液以均勻噴濕植物中下部為宜。試驗(yàn)藥劑及用量同葉瘟病防治。待水稻蠟熟初期病情穩(wěn)定后調(diào)查病情指數(shù)。調(diào)查方法、取樣點(diǎn)同葉瘟病調(diào)查。根據(jù)國家2009年頒布的水稻稻瘟病菌測報(bào)調(diào)查規(guī)范對穗瘟病感染情況進(jìn)行調(diào)查分級(jí)[7]，記錄每穗發(fā)病的級(jí)數(shù)，計(jì)算病情指數(shù)，并同時(shí)計(jì)算防治效果。計(jì)算公式：

病情指數(shù)=[∑（各級(jí)病穗數(shù)×相對級(jí)值數(shù)）/調(diào)查葉總數(shù)×9]×100

防治效果=[1-（空白對照施藥前病指×藥劑處理施藥后病指）/空白對照施藥后病指×藥劑處理施藥前病指）]×100%

1.2.4 水稻產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)測定。

定點(diǎn)定穴在各生育期進(jìn)行苗情普查，調(diào)查單位面積成株數(shù)、有效穗數(shù)、穗重、穗粒數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)等指標(biāo)。在水稻收獲時(shí)對各小區(qū)進(jìn)行實(shí)收測產(chǎn)，每小區(qū)5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)1 m 打谷曬干稱重，換算產(chǎn)量，計(jì)算保產(chǎn)率?？挤N調(diào)查千粒重、籽粒含水量等。保留稻谷樣本，貯藏并用于品質(zhì)分析。

水稻品質(zhì)檢測每小區(qū)取樣，測定的稻谷樣本存放60 d以上，重復(fù)測定2次，取平均值。用小型精米機(jī)將稻谷加工成精米，用粉碎機(jī)粉碎，過70目篩，供分析用。其中外觀品質(zhì)整精米率、出糙率根據(jù)優(yōu)質(zhì)稻谷GB/T 17891—1999 規(guī)定的方法執(zhí)行，堊白粒率、堊白度、不完善粒、黃粒米、粒型（長寬比）等指標(biāo)用日本佐竹公司生產(chǎn)的JMWT-12大米外觀品質(zhì)分析儀測定。食味品質(zhì)食味值、外觀、硬度、黏性、平衡度用日本佐竹公司的大米食味計(jì)測定。營養(yǎng)品質(zhì)包括蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、直鏈淀粉含量等指標(biāo)用德國布魯克科技有限公司生產(chǎn)的近紅外米質(zhì)分析儀VECTOR22/N測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2007處理數(shù)據(jù)并制圖，采用DPSV7.05進(jìn)行方差分析和多重比較，應(yīng)用 Duncans 新復(fù)極差法（SSR 法）進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 公主嶺霉素田間施用對抗病相關(guān)酶活性的影響

由圖1可知，田間施用公主嶺霉素水提液后，水稻植株葉片中PAL、SOD、GLU的活性有不同程度的提高，在7月9日到8月5日持續(xù)取樣期間，雖然PAL、SOD、GLU活性均有不同程度的波動(dòng)，但施用公主嶺霉素水提液的處理3個(gè)酶活力均持續(xù)高于清水及藥劑對照，其中PAL的峰值出現(xiàn)在7月24—27日，SOD和GLU的峰值均出現(xiàn)在7月12日。影響植物防御酶活性變化的因素很多，包括病菌入侵、機(jī)械損傷、蟲害、旱澇或其他氣候因素等，施用公主嶺霉素水提液后水稻植株葉片中防御酶活性升高說明在公主嶺霉素的誘導(dǎo)下水稻抗逆性增強(qiáng)。

2.2 公主嶺霉素田間施用對水稻和其他非靶標(biāo)生物的影響

試驗(yàn)期間各藥劑處理區(qū)的水稻生長正常，抽穗和谷粒發(fā)育良好，未發(fā)現(xiàn)供試藥劑對水稻產(chǎn)生藥害現(xiàn)象，亦未發(fā)現(xiàn)對有益生物產(chǎn)生不良影響。

2.3 模擬條件下公主嶺霉素對水稻葉瘟病的防治效果

在盆栽模擬條件下，陰性對照（清水）的葉瘟病發(fā)病率達(dá)100%，病情指數(shù)達(dá)100.00，平均發(fā)病級(jí)別為9級(jí)，感染效果較好，葉瘟病狀見圖2。由圖2可知，與對照相比，不同濃度下公主嶺霉素水提液對葉瘟病均有一定的防治效果，對照水稻幼苗葉片葉瘟病斑連片，部分葉片已經(jīng)枯死，經(jīng)公主嶺霉素水提液防治的幼苗，葉片上雖然有很多病斑，但并未發(fā)生成片或枯死的現(xiàn)象，與市售春雷霉素防效相似。公主嶺霉素對水稻葉瘟病的盆栽防治效果見表1。由表1可知，公主嶺霉素對稻瘟病菌的防治效果與其稀釋倍數(shù)有一定的關(guān)系，100～500倍稀釋液的防治效果無顯著差異，且均高于市售春雷霉素，該試驗(yàn)中市售春雷霉素的防治效果為29.63%，200倍稀釋液防治效果最好，為40.74%。

2.4 公主嶺霉素對水稻葉瘟和稻瘟病的田間防治效果

由表2可知，用公主嶺霉素水提液100倍液預(yù)防，對葉瘟病的防治效果達(dá)82.86%。 采用治療評價(jià)公主嶺霉素對水稻穗瘟的治療效果，安徽省安慶市潛山縣七里村、湘潭七里鋪、江西省南昌市新建區(qū)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，公主嶺霉素對葉瘟的防治效果最高達(dá)74.49%，最低為44.35%，與市售加米收和京博施美清的防治效果有一定差距。

用預(yù)防方式評價(jià)公主嶺霉素對穗瘟病的防治效果見表3。由表3可知，陰性對照（清水）穗瘟病的病情指數(shù)達(dá)6.1 田間可見癟粒和白穗，而公主嶺霉素防治的地塊病情指數(shù)僅為1.7 防治效果為72.09%。采用治療評價(jià)公主嶺霉素對穗瘟的治療效果，安徽省安慶市潛山縣七里村陰性對照（清水）穗瘟病的病情指數(shù)達(dá)32.44，而公主嶺霉素防治的地塊僅為11.69，防治效果為63.97%，陽性對照加米收和京博施美清對穗瘟病的防治效果為84%;湘潭七里鋪陰性對照的病情指數(shù)為15.16，公主嶺霉素的防治效果為41.94%，陽性對照加米收和京博施美清對穗瘟病的防治效果分別為5894%和56.01%。采用預(yù)防方式，并在水稻分蘗盛期后連續(xù)噴藥2次，可有效地防治穗瘟病的發(fā)生。雖然公主嶺霉素對水稻穗瘟病的防治效果與目前市售藥劑有一定差距。但通過發(fā)酵技術(shù)的改良、菌種定向改良及藥劑復(fù)配，公主嶺霉素對稻瘟病的防治效果仍具有提升的潛力。

2.5 公主嶺霉素對水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

研究表明，公主嶺霉素田間噴施可提高水稻產(chǎn)量，對水稻產(chǎn)量的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在促進(jìn)水稻分蘗和成穗率的提高上[8]。該研究施用公主嶺霉素后也取得了增產(chǎn)效果，與前期試驗(yàn)結(jié)果一致。公主嶺霉素對水稻產(chǎn)量的影響，因品種、栽培方式及氣候因素的差異而表現(xiàn)不同。該試驗(yàn)的3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，水稻產(chǎn)量均有不同程度的提高，其中在湖南湘潭，公主嶺霉素水提液100倍稀釋液浸種直播的水稻增產(chǎn)效果最明顯，達(dá)8.22%，200倍稀釋液水稻增產(chǎn)幅度為3.43%（表4）。

稻米的品質(zhì)，除受品種的遺傳特性支配外，外界環(huán)境如氣候、土壤、肥料及栽培措施等也有一定的影響[9]。因此，良好的栽培技術(shù)，不僅可使優(yōu)質(zhì)稻米的品質(zhì)不致變劣，而且在某些情況下也有可能使品質(zhì)有所提高。在施用公主嶺霉素防治水稻稻瘟病的同時(shí)，稻米的品質(zhì)也發(fā)生了改變。施用公主嶺霉素的處理，稻米的外觀品質(zhì)、食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)均有一定程度的提升。該研究中，施用公主嶺霉素后稻米出糙率降低，不完善粒降低，食味值提升，外觀性狀提升，硬度降低，黏度升高，平衡度升高，脂肪含量降低，直鏈淀粉含量提高（表5）。

3 結(jié)論與討論

水稻稻瘟病有多種發(fā)病情況，但主要以葉瘟病和穗瘟病為主，通常利用化學(xué)農(nóng)藥也難以防治。在農(nóng)業(yè)方面已有前人利用公主嶺霉素防治部分農(nóng)業(yè)真菌病害，但在水稻上的應(yīng)用較少，作用效果也沒有數(shù)據(jù)重復(fù)。該研究在水稻盆栽試驗(yàn)中采用公主嶺霉素在幼苗期對葉瘟病進(jìn)行防治，取得了一定的防治效果，在一定的濃度范圍內(nèi)，公主嶺霉素濃度越高防治效果越好。田間試驗(yàn)結(jié)果表明公主嶺霉素對水稻稻瘟病的預(yù)防效果略高于治療效果，然而在實(shí)際應(yīng)用中水稻病害往往均在發(fā)病后才開始用藥物治療，因此，今后研究水稻病害的治療將是公主嶺霉素作為生物農(nóng)藥開發(fā)的一個(gè)主要內(nèi)容。

鏈霉菌“769” 噴施對水稻品質(zhì)影響較大的幾個(gè)品質(zhì)因子包括整精米率、奎白粒率和蛋白質(zhì)的積累[8]，該研究在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定了公主嶺霉素對水稻稻瘟病的田間防控效果，同時(shí)也進(jìn)一步確定了公主嶺霉素施用對稻米增產(chǎn)提質(zhì)的作用，為稻谷的穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供依據(jù)。該研究發(fā)現(xiàn)，影響公主嶺霉素防控稻瘟病效果的關(guān)鍵在于其生物活性，不同生產(chǎn)批次的公主嶺霉素，其生物活性存在一定差異，造成不同批次試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異。今后，對公主嶺霉素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用中，應(yīng)著重在改造公主嶺霉素的生產(chǎn)菌株，提高其生物活性，并研究其不同活性條件下的最佳使用量，以提高其防治病害的效果，并推動(dòng)公主嶺霉素的精準(zhǔn)用藥，實(shí)現(xiàn)其作用效果最大化，以利于公主嶺霉素在水稻生產(chǎn)中的推廣。該研究結(jié)果拓寬了公主嶺霉素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，雖然與化學(xué)農(nóng)藥相比，公主嶺霉素的防治效果稍差，但在生產(chǎn)上若充分利用公主嶺霉素，并與抗病品種和化學(xué)防治措施相結(jié)合，可減少化學(xué)農(nóng)藥的使用次數(shù)和使用量，尤其在應(yīng)用抗病品種和稻瘟病發(fā)生偏輕年份，可明顯減少農(nóng)藥用量，對于生產(chǎn)安全稻米、水稻增產(chǎn)提質(zhì)、保護(hù)環(huán)境等均具有積極作用。

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