抗病誘導(dǎo)劑與殺菌劑混合處理對馬鈴薯晚疫病的防治效果

張鉉哲李媛媛李 璐陳 梅姜 萌張星哲，2

（1 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150030；2 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江牡丹江157041）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）已成為繼水稻、小麥、玉米之后的第四大主糧作物，目前我國馬鈴薯種植面積和年總產(chǎn)量均是世界第一（王立 等，2013）。馬鈴薯晚疫?。≒otato late blight）是植物病害中流行速度最快的一種病害，幾乎分布于世界上所有的馬鈴薯種植區(qū)，是最嚴重、最具破壞性的植物病害之一，是制約馬鈴薯生產(chǎn)和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的第一大障礙（楊艷麗 等，2009）。

馬鈴薯晚疫病是由藻物界卵菌綱致病疫霉菌〔Phytophthora infestans（Mont.）de Bary〕 引 起（Chowdappa et al.，2015）。日暖夜涼高濕的環(huán)境條件下，病害迅速傳播，嚴重影響馬鈴薯產(chǎn)量和塊莖質(zhì)量，一般年份減產(chǎn)10%～20%，嚴重年份減產(chǎn)30%以上，造成巨大的經(jīng)濟損失（宋伯符 等，1996）。目前，抗病育種和使用化學(xué)殺菌劑是防治馬鈴薯晚疫病的有效方法（Cooke & Lees，2004），但頻繁使用殺菌劑對環(huán)境和人類健康都有不利影響。

植物抗病誘導(dǎo)劑是近年來發(fā)展的一類新型植物病害防治劑，它本身沒有殺菌活性，但能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗病性（褚明杰和岳永德，2004）?？共≌T導(dǎo)劑在不對環(huán)境造成負面影響的情況下能夠減少病害侵染，具有廣譜性、防效相對穩(wěn)定、無污染等優(yōu)點，極具應(yīng)用潛力（陳芳 等，2007）。苯并噻二唑（BTH）、水楊酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）等非生物因子能夠誘導(dǎo)植物對病原菌產(chǎn)生抗性（Durrant & Dong，2006）。β-氨基丁酸（BABA）是一種非蛋白氨基酸（Gamliel & Katan，1992），能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生對多種病害包括病毒（Siegrist et al.，2000；Cohen，2002）、細菌（Baysal et al.，2005）、 卵 菌（Silue et al.，2002；Hamiduzzaman et al.，2005）及根結(jié)線蟲（Oka et al.，2001）的系統(tǒng)抗性，從而使根、葉和果實免遭病害侵襲。余朝閣等（2008）發(fā)現(xiàn)BABA 不能抑制灰霉菌生長，卻顯著誘導(dǎo)番茄對灰霉病的抗性。王靜等（2014）研究表明，BABA 誘導(dǎo)處理的馬鈴薯植株在受到晚疫病病原菌侵染時，可以觸發(fā)H2O2積累、胼胝質(zhì)沉積和高度敏感性反應(yīng)（HR）等防衛(wèi)反應(yīng)的發(fā)生。

本試驗通過室內(nèi)抑菌試驗和盆栽試驗研究了BABA、BTH、SA 和MJ 4 種抗病誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)馬鈴薯對晚疫病的系統(tǒng)獲得抗性。進一步將篩選得到的最佳藥劑BABA 與化學(xué)殺菌劑聯(lián)合使用，研究抗病誘導(dǎo)劑與殺菌劑混合處理對田間馬鈴薯晚疫病防效以及對馬鈴薯產(chǎn)量的影響，旨在探討在大田條件下BABA 誘發(fā)馬鈴薯抗病性來有效防治晚疫病的可能，為生產(chǎn)上防治馬鈴薯晚疫病提供新的解決思路。

1 材料與方法

1.1 材料

供試馬鈴薯：大西洋微型薯，易感晚疫病品種，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院提供。

供試培養(yǎng)基：20%番茄瓊脂培養(yǎng)基和選擇性培養(yǎng)基（徐生軍 等，2009）。

供試菌株：2017 年采自黑龍江省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的晚疫病菌株，菌株LX-1 采自于蘭西縣，KS-30 采自于克山縣，于實驗室分離純化后保存在番茄培養(yǎng)基斜面上備用。

供試藥劑：18.7%烯酰 · 吡唑酯（凱特）水分散粒劑（WG）、50%烯酰嗎啉（阿克白）可濕性粉劑（WP），德國巴斯夫公司生產(chǎn)；68.75%氟吡菌胺 · 霜霉威（銀法利）懸浮劑（SC），德國拜耳作物科學(xué)有限公司生產(chǎn)；10%氟噻唑吡乙酮（增威贏綠）可分散油懸浮劑（OD），美國杜邦公司生產(chǎn)；80%代森錳鋅（金絡(luò)）可濕性粉劑（WP），利民化工股份有限公司生產(chǎn)；50%氟啶胺（福帥得）懸浮劑（SC），日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社生產(chǎn)；β-氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水楊酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ），上海生工生物工程股份有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病菌的抑制作用

將BABA、BTH、SA 和MJ 4 種抗病誘導(dǎo)劑分別配制成10、20、50、100 μg · mL-14 個濃度，設(shè)置不加藥劑處理的空白對照，共17 個處理。

抗病誘導(dǎo)劑對晚疫病菌菌絲生長的影響：采用菌絲生長速率法，設(shè)置含藥濃度為上述17 種處理的番茄瓊脂培養(yǎng)基平板，每個濃度3 次重復(fù)，然后將活化10 d 左右的馬鈴薯晚疫病菌打成直徑為7 mm 的菌餅，用接種針將菌餅倒置在含藥培養(yǎng)基平板中央（菌絲一面向下），20 ℃恒溫培養(yǎng)，接種后10 d 進行調(diào)查，采用十字交叉法測量菌落直徑。

抗病誘導(dǎo)劑對晚疫病菌孢子囊萌發(fā)的影響：參考王樹桐等（2006）的方法，將馬鈴薯晚疫病菌制成孢子囊懸浮液，調(diào)節(jié)濃度至10×10 倍顯微鏡下每視野約150～200 個孢子囊，將孢子囊懸浮液與藥液按1∶1 的體積比混勻，使藥液終濃度為上述17種處理濃度，每個處理吸取 15 μL 液體滴于干凈凹玻片上，于23 ℃培養(yǎng)24 h，觀察孢子囊萌發(fā)情況，芽管長于孢子囊直徑視為萌發(fā)。每個處理3 次重復(fù)，每個重復(fù)以視野中所見到的孢子囊數(shù)為準，統(tǒng)計萌發(fā)率。

1.2.2 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病的盆栽防效 抗病誘導(dǎo)劑對晚疫病的防治效果：2017 年10 月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)植保溫室中進行，采用1.2.1 中的17 個處理，每個處理種植10 盆馬鈴薯植株，待其長至10～12 片葉時，分別噴施馬鈴薯葉片，施藥3 d 后進行晚疫病病原菌接種，接種方法參照徐生軍等（2009）的方法，用無菌水將晚疫病菌培養(yǎng)平板上的游動孢子囊洗下，經(jīng)滅菌紗布過濾后制成孢子囊懸浮液，用血球計數(shù)板將孢子囊數(shù)調(diào)為1×105個 ·mL-1，置于4 ℃冰箱中2～3 h 后取出，采用噴霧法接種。接種后7 d 調(diào)查病害情況，計算病情指數(shù)和防治效果。

抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯單株產(chǎn)量的影響：待馬鈴薯收獲時，對全部盆栽馬鈴薯進行測產(chǎn)，并進行差異顯著性分析。

1.2.3 田間晚疫病防效測定 將篩選得到的防治效果最佳的抗病誘導(dǎo)劑和適宜濃度，應(yīng)用于2018 年田間試驗。

試驗于2018 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院進行，每試驗小區(qū)面積48 m2，共設(shè)11 個處理，4 次重復(fù)，播種時間為4 月28 日，田間出現(xiàn)中心病株時進行病情指數(shù)的基數(shù)調(diào)查并施藥，之后每隔7 d 施藥1次，共施藥4 次（7 月15、23、29 日和8 月8 日），每次施藥前進行病情指數(shù)的調(diào)查，并于施藥后7 d再次進行調(diào)查。各處理施藥設(shè)計見表1，抗病誘導(dǎo)劑按照篩選出的濃度進行噴施，殺菌劑按照推薦劑量噴施〔制劑使用量為：18.7%烯酰 · 吡唑酯WG 1 500 g · （667 m2）-1、50%烯酰嗎啉WP 35 g · （667 m2）-1、68.75%氟吡菌胺 · 霜霉威SC 70 mL · （667 m2）-1、10%氟噻唑吡乙酮OD 20 mL · （667 m2）-1、80%代森錳鋅WP 120 g · （667 m2）-1、50%氟啶胺SC 30 mL · （667 m2）-1〕，采用整株調(diào)查法，計算病情指數(shù)及防效。

表1 施藥設(shè)計與施藥時間

1.2.4 田間馬鈴薯產(chǎn)量測定 于2018 年9 月12 日收獲馬鈴薯，每小區(qū)取3 壟1 m 寬，測定各處理的產(chǎn)量，包括大中薯質(zhì)量、小薯質(zhì)量（大中薯≥50 g、小薯＜50 g）、病爛薯質(zhì)量，并計算總產(chǎn)量、商品薯率和增產(chǎn)率等。

1.3 調(diào)查與數(shù)據(jù)分析方法

盆栽試驗以葉片為單位進行調(diào)查，病情分級標準按肖慶紅等（2017）的方法，0 級：葉片無病斑；1 級：病斑面積占整個葉片面積＜5%；3 級：病斑面積占整個葉片面積6%～10%；5 級：病斑面積占整個葉片面積11%～20%；7 級：病斑面積占整個葉片面積21%～50%；9 級：病斑面積占整個葉片面積＞50%。

田間試驗以整株為單位進行調(diào)查，病情分級標準參考方樹民等（2001）的方法，0 級：葉片無任何癥狀；1 級：葉片上有個別病斑；2 級：1/3 以下葉片有病斑；3 級：1/3～1/2 葉片上有病斑；4 級：1/2 以上葉片上有病斑；5 級：幾乎整株枯死。

式中，CK0是對照組的藥前病情指數(shù)，CK1是對照組的藥后病情指數(shù)，PT0是藥劑處理組的藥前病情指數(shù)，PT1是藥劑處理組的藥后病情指數(shù)。

采用DPS 7.05 軟件，應(yīng)用Duncan 氏新復(fù)極差法，對試驗數(shù)據(jù)進行差異顯著性分 析。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病 菌的離體抑制作用

由表2 可見，4 種不同濃度的抗病誘導(dǎo)劑處理對馬鈴薯晚疫病菌的孢子囊萌發(fā)均沒有抑制作用，對病原菌菌絲生長也沒有抑制作用（圖1、2），說明抗病誘抗劑對晚疫病病原菌無直接毒性。

表2 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病菌的離體抑制作用

2.2 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病的盆栽防效

由表3 盆栽試驗結(jié)果可見：4 種抗病誘導(dǎo)劑均能較好地誘導(dǎo)馬鈴薯對晚疫病的抗性，降低病害的嚴重度，且隨著抗病誘導(dǎo)劑濃度的升高，抗病性增強。BABA 處理的馬鈴薯植株晚疫病防效明顯高于其他處理，各處理最高防效從大到小的順序依次為BABA ＞BTH ＞SA ＞MJ；BABA 處 理 的 馬鈴薯單株產(chǎn)量也明顯高于其他處理，最高單株產(chǎn)量也表現(xiàn)為BABA ＞BTH ＞SA ＞MJ；50 μg · mL-1BABA 處理的馬鈴薯植株的晚疫病防效與馬鈴薯單株產(chǎn)量均與100 μg · mL-1差異不顯著，說明50 μg ·mL-1的BABA 處理即為適宜處理濃度，以此作為后續(xù)田間試驗的濃度劑量。

圖1 馬鈴薯晚疫病菌游動孢子囊的萌發(fā)彩色圖版見《中國蔬菜》網(wǎng)站：www.cnveg.org，下圖同。

圖2 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病菌的抑制效果

表3 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病的盆栽防效和馬鈴薯的單株產(chǎn)量

2.3 抗病誘導(dǎo)劑對馬鈴薯晚疫病的田間防效

由表4 可知：連續(xù)噴施4 次殺菌劑，處理10對馬鈴薯晚疫病的防治效果最好，平均防效可達81.28%，其次為處理9，平均防效達到76.42%，防效最差的為處理1。不添加抗病誘導(dǎo)劑時，防效最好的藥劑組合為處理5。加入抗病誘導(dǎo)劑BABA 的處理防效均高于單一噴施同種殺菌劑的防效，增效4.23～11.84 個百分點。

表4 不同藥劑組合處理對馬鈴薯晚疫病的防效影響

2.4 抗病誘導(dǎo)劑對田間馬鈴薯產(chǎn)量的影響

由表5 可見：10 種處理組合對馬鈴薯均具有顯著增產(chǎn)作用，其中處理10 的增產(chǎn)效果最好，總產(chǎn)量達2 911.08 kg · （667 m2）-1，商品薯率和增產(chǎn)率分別達到76.45%和60.72%。加入抗病誘導(dǎo)劑處理的總產(chǎn)量與增產(chǎn)率均高于單一噴施同種殺菌劑的產(chǎn)量與增產(chǎn)率，增產(chǎn)率提高了10.66～22.38 個百分點。

表5 不同藥劑組合處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗在抗病誘導(dǎo)劑初篩中，為了研究抗病誘導(dǎo)劑的室內(nèi)抑菌作用，選用了4 種對馬鈴薯晚疫病抗性誘導(dǎo)效果較好的抗病誘導(dǎo)劑：β-氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水楊酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）。結(jié)果顯示各處理孢子囊萌發(fā)率和菌絲生長直徑均無顯著差異，不同濃度的抗病誘導(dǎo)劑處理對馬鈴薯晚疫病菌的孢子囊萌發(fā)率、菌絲生長均沒有抑制作用。Baider 和Cohen（2003）研究發(fā)現(xiàn)BABA 對致病疫霉的孢子囊萌發(fā)和菌絲生長無影響；謝丙炎等（2002）也證明，BABA 對疫霉菌無抗菌活性，但同樣誘導(dǎo)甜（辣）椒對疫病的抗性，均與本試驗結(jié)果一致。一種化合物既能誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗性又對病原菌有直接的抑制作用也是可能的，F(xiàn)ischer 等（2009）研究表明，β-氨基丁酸能夠抑制葡萄灰霉病菌的菌絲生長和酵母菌的生長，并隨著濃度增加而抗病性增強。

盆栽試驗中，4 種抗病誘導(dǎo)劑的處理與對照相比，晚疫病病情指數(shù)均下降，單株產(chǎn)量都增加（10 μg · mL-1MJ 處理除外），說明4 種抗病誘導(dǎo)劑均誘發(fā)了馬鈴薯抗病性的增強，且在一定范圍內(nèi)隨著抗病誘導(dǎo)劑濃度的升高抗病性增加。BABA 處理的防效和產(chǎn)量明顯高于其他3 種抗病誘導(dǎo)劑，經(jīng)篩選得出50 μg · mL-1的BABA 處理馬鈴薯葉片對晚疫病具有較高的防治效果，為64.83%，馬鈴薯單株產(chǎn)量為123.11 g。

田間試驗中，在黑龍江省各馬鈴薯種植區(qū)防治晚疫病藥劑組合方面，首先推薦使用的是代森錳鋅、氟噻唑吡乙酮、氟啶胺和氟吡菌胺 · 霜霉威（處理5），平均防效可達到75.26%，總產(chǎn)量可達2 699.13 kg · （667 m2）-1。與只用化學(xué)殺菌劑相比，BABA 與殺菌劑聯(lián)合使用的效果更好，平均防效增加6.02 個百分點、增產(chǎn)11.70 個百分點，最終防效高達81.28%，產(chǎn)量達2 911.08 kg · （667 m2）-1。Liljeroth 等（2010）的研究表明，田間將少量殺菌劑（正常劑量減少20%～25%）與BABA 聯(lián)合使用，對晚疫病的防治效果與單獨使用殺菌劑的防效相當，因此可適當減少化學(xué)殺菌劑的使用劑量。未來試驗還有待進一步完善改進，比如將低劑量的殺菌劑聯(lián)合低劑量的BABA 與全劑量的殺菌劑之間進行對比，觀察兩者是否具有協(xié)同作用。研究表明，即使單獨的抗病誘導(dǎo)劑在田間條件下不夠有效，但是與殺菌劑一起使用，可以降低有效控制所需的殺菌劑劑量。Baider 和Cohen（2003）報道，將BABA 和殺菌劑混合使用，對馬鈴薯晚疫病的防治效果明顯好于單獨使用BABA，含有83% BABA的混合使用效果優(yōu)于其他混合比。因此，加入抗病誘導(dǎo)劑可使殺菌劑用量大幅度降低，并且二者混合使用能有效地誘導(dǎo)馬鈴薯對晚疫病的抗病性和提高晚疫病的防效。同時，田間試驗是在侵染壓力很高的田里進行的，試驗集中于被侵染植物和未經(jīng)處理的對照地，因此有理由推測，在普通農(nóng)業(yè)領(lǐng)域采用BABA 防治晚疫病菌侵染會更加有效，這也有待進一步試驗。

綜上，噴施BABA 有助于馬鈴薯抵抗晚疫病菌的侵染，提高馬鈴薯的抗病能力，在田間試驗中也具有一定的增效與增產(chǎn)作用，未來可通過BABA與化學(xué)殺菌劑聯(lián)合使用，以減少晚疫病菌的侵染，達到保產(chǎn)增收的效果。關(guān)于抗病誘導(dǎo)劑在大田生產(chǎn)中的應(yīng)用，仍需大量試驗，其作用機制也需更深入研究。