不同殺菌劑及其復配制劑在小麥赤霉病及嘔吐毒素防治中的作用

殷憲超，武德亮，孟 旭，張海燕，吳季榮，劉 馨，徐劍宏，史建榮

(1.江蘇省食品質(zhì)量安全重點實驗室-省部共建國家重點實驗室培育基地/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)與標準重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風險評估實驗室(南京)/江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，江蘇南京 210014； 2.山東農(nóng)業(yè)大學生命科學學院微生物系，農(nóng)業(yè)微生物重點實驗室，山東泰安 271018； 3.泰州市姜堰區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇泰州 225529)

禾谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum)引起的小麥赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是全球濕潤和半濕潤地區(qū)廣泛發(fā)生的小麥真菌病害[1]。在我國，除了長江中下游和東北黑龍江地區(qū)為傳統(tǒng)的赤霉病頻發(fā)地區(qū)外，目前已經(jīng)擴展到黃淮河流域，常年發(fā)病面積已經(jīng)超過700萬hm2，對我國小麥安全生產(chǎn)已經(jīng)構(gòu)成極大威脅[2-4]。赤霉病所帶來的問題不僅導致小麥減產(chǎn)，其產(chǎn)生的鐮刀菌毒素污染問題也嚴重影響了食品安全。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)，俗稱嘔吐毒素，是污染我國小麥的主要鐮刀菌毒素[5]。DON是雪腐鐮刀菌烯醇(nivalenol，NIV)的脫氧衍生物，分子式為C15H20O6，相對分子質(zhì)量為296，具有耐熱、耐酸及耐高壓等特性[6]。DON具有細胞毒性，可以穿過生物屏障，影響消化、免疫、內(nèi)分泌和神經(jīng)系統(tǒng)，在急性暴露的情況下會引起嘔吐、厭食、腹痛、腹瀉、營養(yǎng)不良、頭痛和眩暈等癥狀[6-8]。為此全球主要國家和地區(qū)都制定了DON的限量標準，我國《食品安全國家標準食品中真菌毒素限量》(GB 2761-2017)中規(guī)定谷物及其制品中DON的限量為1 000 μg·kg-1。

近十年來，赤霉病在江蘇呈現(xiàn)高發(fā)趨勢。根據(jù)植保部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，江蘇2010、2012和2016年均為赤霉病重度發(fā)生年份，2013-2015年也均為中度發(fā)生年份。除2011年，2010-2016年間江蘇小麥的DON檢出率均超過80%。其中2010年DON平均含量為1 075 μg·kg-1，中位值為816 μg·kg-1，2012年DON平均含量為306 μg·kg-1，中位值為1 039 μg·kg-1[9]。而2013-2016年間，DON的平均含量分別為879 μg·kg-1、628 μg·kg-1、1 629 μg·kg-1和 2 601 μg·kg-1，呈明顯上升趨勢[10-11]。鑒于當前的DON污染狀況，急需優(yōu)化小麥的DON防控措施，防范食品質(zhì)量安全風險。

近年來，人們開展了大量殺菌劑防治小麥赤霉病的試驗，但研究大多傾向于藥劑的赤霉病病害防治效果和對產(chǎn)量的影響，而藥劑對小麥中DON的控制效果卻涉及較少[12-15]。本研究選取市售常用殺菌劑(25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP和20%嘧菌酯WG)及其復配制劑共12種藥劑，測定殺菌劑對小麥赤霉病的田間防效及小麥籽粒中DON積累的影響，研究藥劑處理后小麥病情指數(shù)與毒素之間的關(guān)系，以期為小麥的DON控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為2014-2015年淮南麥區(qū)的主推品種鎮(zhèn)麥9號。

試驗藥劑為 25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP、20%嘧菌酯WG及48%氰烯菌酯·戊唑醇SC(氰烯菌酯36%，戊唑醇12%)，均為江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司產(chǎn)品；75%百菌清·戊唑醇WP (12.5%戊唑醇，62.5%百菌清)(江蘇邦盛生物科技有限責任公司)、40%戊唑醇·福美雙SC(南京南農(nóng)農(nóng)藥科技有限公司)、45%戊唑醇·咪鮮胺WP(江蘇揚州綠源生化有限公司)、75%肟菌·戊唑醇WG(拜耳股份公司)、28%烯肟·多菌靈WP(中化農(nóng)化有限公司)及45%嘧菌酯·戊唑醇WG(上海禾本藥業(yè)股份有限公司)；DON標準品(美國Sigma公司)；甲醇和乙腈(色譜純，德國Merck公司)。

1.2 試驗設計

單藥劑藥效試驗分別在江蘇省泰州市姜堰區(qū)、鹽城市建湖縣和南京市六合區(qū)露天大田中進行。每個地區(qū)各設置6個處理，分別是清水對照(CK)、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP、20%嘧菌酯WG，各處理重復3次，每小區(qū)面積100 m2，小區(qū)四周設置保護行。

復配制劑藥效試驗在江蘇省泰州市姜堰區(qū)進行。共設置13個處理，分別為清水對照(CK)、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP、20%嘧菌酯WG、48%氰烯菌酯·戊唑醇SC、75%百菌清·戊唑醇WP、40%戊唑醇·福美雙SC、45%戊唑醇·咪鮮胺WP、75%肟菌·戊唑醇WG、28%烯肟·多菌靈WP、45%嘧菌酯·戊唑醇WG，其他小區(qū)條件與單藥劑藥效試驗一致。

單藥劑試驗和復配制劑藥效試驗分別于2014年11月1號和2015年11月5號播種，播種量均為150 kg·hm-2，各試驗區(qū)內(nèi)小麥長勢均勻，土壤類型相同，肥力中等，試驗前后的土壤及田間管理一致。于小麥揚花期時采用手持式噴霧器均勻噴霧施藥，用量為廠家推薦用量，具體見表1和表2，施藥后天氣晴朗。

1.3 小麥赤霉病病情數(shù)據(jù)采集及計算

施藥后定期觀察小麥生長及葉片色澤變化情況，觀察各個藥劑處理小區(qū)有無藥害發(fā)生。施藥20 d后，按照5點采樣法，每個小區(qū)5個點，每個點1 m2，按照《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1464.15-2007，農(nóng)藥田間藥效實驗準則第15部分：殺菌劑防治小麥赤霉病》調(diào)查記載小麥總穗數(shù)、赤霉病各級病穗數(shù)，并計算出病穗率、病情指數(shù)及病指防效。

病級記載標準：0級，全穗無??；1級，枯穗面積占全穗面積的1/4以下；3級，枯穗面積占全穗面積的1/4～1/2；5級，枯穗面積占全穗面積的 1/2～3/4；7級，枯穗面積占全穗面積的3/4以上。

藥效相關(guān)計算公式如下：

病穗率=(發(fā)病穗數(shù)/調(diào)查總穗數(shù))×100%；

病情指數(shù)=[ ∑(各級病穗數(shù)×相對級數(shù)值)]/(調(diào)查總穗數(shù) × 7)×100；

病指防效=[(對照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù))/對照區(qū)病情指數(shù)]×100%。

1.4 DON檢測及DON防效的計算

各小區(qū)選擇5點采樣，人工收割長勢均衡的10 m2面積內(nèi)小麥，用脫粒機脫粒曬干后，將各小區(qū)晾干的小麥籽粒充分混勻后，稱重1 kg，用干燥的牛皮紙信封包裝，使用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測定樣本的DON含量。

DON檢測參照姚振宇等[16]的方法；

DON防效=[(對照區(qū)DON含量-處理區(qū)DON含量)/對照區(qū)DON含量]× 100%。

1.5 統(tǒng)計分析

所有試驗數(shù)據(jù)均由3次平行試驗數(shù)據(jù)的平均值±標準差來表示，用Excel及SPSS 16.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用Duncan進行數(shù)據(jù)的差異性檢驗。用SPSS 16.0對病穗率數(shù)據(jù)進行反正弦函數(shù)轉(zhuǎn)換及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單藥劑對小麥赤霉病及籽粒中DON毒素的防效

由表1可以看出，姜堰、建湖和六合3個試驗區(qū)赤霉病發(fā)病程度不同，清水對照區(qū)病情指數(shù)分別為9.35、3.02和10.28。收獲小麥籽粒檢測結(jié)果顯示，3地對照區(qū)小麥籽粒中DON含量均超過國家限量標準(1 000 μg·kg-1)，其中建湖試驗點小麥籽粒中DON含量最低，為1 337 μg·kg-1，姜堰試驗點次之，DON含量為2 591 μg·kg-1，六合試驗點小麥籽粒中DON含量最高，為5 642 μg·kg-1。

供試的5種藥劑對赤霉病和DON防效在3地的試驗結(jié)果基本一致(表1)。其中，25%丙硫菌唑SC對赤霉病和DON防控效果最佳，并且在3個試驗點間效果穩(wěn)定；25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC和25%多菌靈WP在3個試驗點對赤霉病和DON均有不同程度的防效；而20%嘧菌酯WG對赤霉病和DON均無防控效果，在建湖和六合兩地，施用20%嘧菌酯WG的小麥DON含量均顯著高于清水對照。

表1 2014年單一藥劑對小麥赤霉病及DON毒素的防效

表2 2015年姜堰地區(qū)不同復配制劑對小麥赤霉病抗病及DON毒素的防效

2.2 復配制劑對小麥赤霉病及籽粒中DON的防效

從表2可知，清水對照區(qū)小麥籽粒中DON含量為3 204 μg·kg-1，為國家限量標準的3倍。測試的藥劑中，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇4種藥劑較優(yōu)，小麥籽粒中DON含量符合國家限量標準，分別為759.5、782.2、847.0和890.0 μg·kg-1，赤霉病和DON防效均大于70%，4種藥劑處理間小麥籽粒中DON含量差異不顯著。

2.3 小麥赤霉病發(fā)生與籽粒中DON含量間的相關(guān)性

將2015年姜堰復配制劑藥劑試驗中獲得的小麥赤霉病病穗率與赤霉病病情指數(shù)和籽粒中DON毒素含量進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，病情指數(shù)與籽粒DON含量之間呈顯著正相關(guān)(r= 0.628，P=0.022)，病穗率與DON含量之間無顯著相關(guān)性(r=0.400，P=0.176)，赤霉病病穗率與赤霉病病情指數(shù)呈極顯著正相關(guān)(r=0.766，P=0.002)。

3 討 論

近年來小麥赤霉病呈現(xiàn)的頻發(fā)趨勢，使赤霉病導致的DON污染問題引起社會高度關(guān)注。小麥籽粒中的DON不但造成小麥商品價值下降，還帶來食品安全問題。本試驗結(jié)果說明，化學藥劑在一定程度上可以減少赤霉病的發(fā)生和DON毒素的積累。供試的藥劑中，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇對DON防治效果較好，在復配制劑藥效試驗中，DON防效均大于70%。但是，化學藥劑的毒素控制作用是有限的，當赤霉病病情較重時，化學藥劑也不足以控制小麥籽粒中的DON含量在安全范圍內(nèi)。例如在赤霉病病情較重的六合試驗點，盡管25%丙硫菌唑SC的病指防效已經(jīng)達到72.2%，但是收獲小麥籽粒中的DON含量仍超出了國家標準限量。面對當前赤霉病防控的嚴峻形勢，僅依靠藥劑防治已經(jīng)無法完全控制小麥赤霉病和DON污染，而應該綜合運用抗病品種、化學藥劑、合理輪作等多種方式來控制當前的赤霉病及毒素問題[17]。

相關(guān)文獻報道，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑嘧菌酯會刺激鐮刀菌產(chǎn)毒，在小麥揚花期使用有增加毒素的風險[18-20]。本試驗中使用20%嘧菌酯WG處理的小麥DON防效均為負值，證明嘧菌酯對DON確定無防控效果。在我國，苯并咪唑類殺菌劑多菌靈被用于防治小麥赤霉病已近40年，由于多菌靈的單位點?；饔脵C理，鐮刀菌已經(jīng)對該殺菌劑產(chǎn)生抗藥性，并導致化學防治效果的下降甚至喪失[20-22]。本研究的4次藥劑試驗中，多菌靈的DON防效介于42.6%～55.0%之間，在參試單藥劑中除20%嘧菌酯WG外，DON防效最差。因此，嘧菌酯和多菌靈單藥劑不適宜用于赤霉病和DON的防控。

現(xiàn)今，人們對小麥赤霉病控制的要求正逐漸從防病增產(chǎn)向減毒增效轉(zhuǎn)變，但是出于成本和技術(shù)因素的考慮，許多對赤霉病防控的研究仍主要以田間赤霉病病害程度為依據(jù)。普遍認為，DON含量在多數(shù)情況下都與赤霉病嚴重度高度相關(guān)。本試驗結(jié)果顯示，小麥赤霉病病情指數(shù)與DON含量呈顯著正相關(guān)。但也會出現(xiàn)一些例外，本試驗中75%肟菌·戊唑醇WG的病指防效為 62.4%，與30%戊唑醇SC相近(59.2%)，但是其DON防效僅為17.2%，遠低于30%戊唑醇SC(DON防效為57.5%)。小麥進入乳熟期以后，赤霉病病情已經(jīng)無法觀測，但是如果發(fā)生陰雨天氣，空氣濕度增加，再加上合適的氣溫，往往會導致乳熟期感染，這種情況通常無明顯可見赤霉病病征，已無法進行病情調(diào)查，但收獲的小麥依然會產(chǎn)生毒素污染。因此，在進行小麥赤霉病防控研究時，不但需要田間赤霉病病害程度的調(diào)查，也需要對小麥籽粒的DON進行檢測，以更加全面地評價赤霉病防控效果。