生物源農(nóng)藥對馬鈴薯產(chǎn)量及病害防效的影響

冉 平，王玉娟，李繼明，董懷軍，武漢軍

（甘肅省定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，甘肅 定西 743000）

農(nóng)藥是一種重要的生產(chǎn)資料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少，對農(nóng)業(yè)發(fā)展和人類糧食供給做出了巨大的貢獻[1]。生物源天然產(chǎn)物農(nóng)藥主要是指以植物、動物、微生物等產(chǎn)生的具有農(nóng)用生物活性的次生代謝產(chǎn)物開發(fā)的農(nóng)藥，一般具有毒性較低、對植物無藥害、有害生物不易產(chǎn)生抗藥性、對環(huán)境友善的特點[2]。李凡海和桂清[3]指出生物源農(nóng)藥既具有化學制劑防治病蟲害的特點，又不易產(chǎn)生殘留和污染，并且不易使病原菌和害蟲等有害生物產(chǎn)生抗藥性，其已逐漸成為農(nóng)藥行業(yè)研究開發(fā)的新方向。黃耿[4]指出生物農(nóng)藥是有機農(nóng)業(yè)最重要的生產(chǎn)投入品之一，其對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的重要性自是不言而喻，大力推廣和使用生物農(nóng)藥既是食品安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的需要，也是農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護的需要，而“公共植保、綠色植保”理念的提出和實踐，也為生物防治和生物農(nóng)藥的發(fā)展提供了平臺和市場空間。郭梅等[5]研究也指出生物源農(nóng)藥為馬鈴薯晚疫病的無公害防治提供了一條充滿希望的途徑。安定區(qū)馬鈴薯種植面積大，常年保持在6.7萬hm2左右[6]，近幾年來，馬鈴薯種植地塊重茬和迎茬現(xiàn)象普遍，各種馬鈴薯病害流行發(fā)病嚴重，除晚疫病外，黑痣病和瘡痂病已上升為當?shù)伛R鈴薯主要病害，且防控困難，每年對馬鈴薯病害防控投入了大量的化學農(nóng)藥[7]。一方面，大量使用化學農(nóng)藥，對農(nóng)田土壤環(huán)境造成了污染；另一方面，部分農(nóng)藥防效差，連年使用，病菌產(chǎn)生抗藥性[1]。為了大力推進馬鈴薯病害綠色防控工作，減少化學農(nóng)藥使用量，實現(xiàn)“雙減”目標，進一步驗證生物源農(nóng)藥在馬鈴薯上的防病效果，引進了3種生物源農(nóng)藥，與當?shù)爻Ｒ?guī)使用的化學農(nóng)藥進行對比，研究其對馬鈴薯產(chǎn)量以及經(jīng)濟效益的影響，探索適宜安定區(qū)馬鈴薯綠色防控的新型藥劑，以便更好地做到生物農(nóng)藥代替化學農(nóng)藥。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設在魯家溝鎮(zhèn)小岔口村的旱川地。土壤類型為黑麻壚土，試驗地海拔1 750 m，年平均降雨量340 mm，年平均氣溫6.3 ℃，≥10 ℃有效積溫2 239.1 ℃，耕層土壤（0～20 cm）含有機質(zhì)11.25 g/kg，速效氮167 mg/kg，速效磷12.37 mg/kg，速效鉀193 mg/kg。試驗地前茬為馬鈴薯，肥力中等，地力均勻，秋季深耕整地時施用腐熟農(nóng)家肥2 000 kg/667m2，春季覆膜播種時施用六國化工馬鈴薯復合肥（N∶P2O5∶K2O=10∶15∶20）80 kg/667m2。

1.2 供試材料

供試馬鈴薯品種‘隴薯10號’（一級種），由定西百泉馬鈴薯種業(yè)有限公司提供。黑色聚乙烯地膜，厚度0.012 mm，由甘肅宏鑫農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。香芹酚（5%水劑）由蘭州世創(chuàng)生物科技有限公司生產(chǎn)；寡糖·鏈蛋白（6%可濕性粉劑）由中國農(nóng)業(yè)科學院植保所廊坊農(nóng)藥中試廠生產(chǎn)；蕓苔素內(nèi)酯（0.01%可溶液劑）由上海綠澤生物科技有限責任公司生產(chǎn)。霜脲·錳鋅（72%可濕性粉劑）由上海杜邦農(nóng)化有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗方法

試驗采用單因子隨機區(qū)組設計，設5個處理，3次重復，隨機排列，小區(qū)面積40 m2（5 m×8 m），各處理分別是：（1）香芹酚，（2）寡糖·鏈蛋白，（3）蕓苔素內(nèi)酯，（4）霜脲·錳鋅，（5）清水（CK）。各處理覆膜時間2018年5月8日，播種時間為5月13日，收獲時間10月18日，種植密度57 000株/hm2，其他田間管理措施與當?shù)卮筇镆恢隆?/p>

各處理在播種前，對種薯進行挑揀晾曬，然后用香芹酚800倍液、寡糖·鏈蛋白500倍液、蕓苔素內(nèi)酯800倍液、霜脲·錳鋅800倍液和清水拌種，陰干后播種。在馬鈴薯塊莖膨大期（7月25日）進行第1次噴藥，每7～10 d噴施1次，共噴施4次。各處理藥劑噴施用量香芹酚800倍液、寡糖·鏈蛋白1 000倍液、蕓苔素內(nèi)酯750倍液、霜脲·錳鋅800倍液，對照用清水噴施。

1.4 調(diào)查內(nèi)容

1.4.1 生育期

按出苗期、現(xiàn)蕾期、開花期、成熟期、收獲期調(diào)查每一小區(qū)[8]。出苗期：小區(qū)出苗率達50%的日期，開始出苗后隔天調(diào)查?，F(xiàn)蕾期：50%的植株現(xiàn)蕾的日期，開始現(xiàn)蕾后隔天調(diào)查。開花期：50%的植株開花的日期，開始開花后隔天調(diào)查。成熟期：小區(qū)50%的葉子變黃的日期，在生長后期每周調(diào)查2次。收獲期：塊莖收獲的日期。生育期：出苗期到成熟期的天數(shù)。

1.4.2 田間性狀

調(diào)查出苗率和大中薯率時，每小區(qū)隨機調(diào)查10株。大薯：100 g以上；中薯：50～100 g；小薯：50 g以下[9]。按小區(qū)實收面積37.4 m2收獲計產(chǎn)。

1.4.3 馬鈴薯早疫病和晚疫病調(diào)查及防治效果

調(diào)查時間：共進行5次調(diào)查，7月22日第1次調(diào)查病情基數(shù)，每次施藥后7～10 d進行1次調(diào)查，最后1次施藥后10 d即9月15日進行第5次調(diào)查。

調(diào)查方法：每個小區(qū)分別采用對角線5 點取樣，每點取3 株，查全部葉片，按下列分級標準（以葉片為單位）記錄、計算防效[10]。

0 級：無病斑；1 級：病斑面積占整個葉面積5%（或1/20）以下；3 級：病斑面積占整個葉面積6%～10%（或1/10）；5 級：病斑面積占整個葉面積11%～20%（或1/5）；7 級：病斑面積占整個葉面積21%～50%（或1/2）；9 級：病斑面積占整個葉面積51%（或1/2）以上。

病情指數(shù)＝[Σ（各級病葉數(shù)×相對級數(shù)值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級數(shù)值）]×100

防治效果（%）＝[1-（處理區(qū)病情指數(shù)/空白對照區(qū)病情指數(shù)）]×100

1.4.4 馬鈴薯黑痣病調(diào)查及防治效果

調(diào)查時間：共進行2次調(diào)查，7月22日調(diào)查病情基數(shù)，10 月18 日收獲期調(diào)查地下莖及塊莖病情指數(shù)。

調(diào)查方法：每個小區(qū)分別采用對角線5 點取樣，每點取3株（挖出調(diào)查地下莖及塊莖），調(diào)查地下莖及塊莖部病情指數(shù)，按下列分級標準記錄[以地下莖（塊莖）為單位]、計算防效[11]。

0級：無絲核菌及潰瘍斑；1級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積5%（或1/20）以下；3級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積6%～10%（或1/10）；5級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積11%～20%（或1/5）；7級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積21%～50%（或1/2）；9級：絲核菌及潰瘍斑面積占整個地下莖（塊莖）面積51%（或1/2）以上。

病情指數(shù)＝{Σ[各級根莖（薯塊）數(shù)×相對級數(shù)值]/[調(diào)查根莖（薯塊）數(shù)×最高級數(shù)值]}×100

防治效果（%）＝[1-（處理區(qū)病情指數(shù)/對照區(qū)病情指數(shù)）]×100

1.4.5 馬鈴薯瘡痂病調(diào)查及防治效果

調(diào)查時間：共進行2次調(diào)查，7月22日調(diào)查病情基數(shù)，10月18日收獲期調(diào)查薯塊病情指數(shù)。

調(diào)查方法：每個小區(qū)分別采用對角線5 點取樣，每點取3株（挖出調(diào)查塊莖），調(diào)查塊莖的發(fā)病情況，按下列分級標準記錄[以根莖（薯塊）為單位]、計算防效[12]。

0 級：薯塊健康，無病斑；1 級：薯塊基本健康，有1～2個零星斑點，所占面積未超過薯塊表面積1/4；2級：薯塊表面有3～5個病斑，所占面積為薯皮表面的1/4～1/3；3 級：薯皮表面有6～10 個病斑，所占面積占薯皮表面積的1/3～1/2；4級：嚴重感病，病斑在10個以上，病斑面積超過薯皮表面積的1/2。

發(fā)病率（%）=（發(fā)病塊莖數(shù)/調(diào)查總塊莖數(shù)）×100

病情指數(shù)= [∑（各病級塊莖數(shù)× 該病級代表值）/（調(diào)查總塊莖數(shù)×最高級代表值）]×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

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯生育期的影響

由表1可看出，不同處理對馬鈴薯的生育期有較為明顯的影響，各處理的生育期均較清水（CK）處理長。各處理生育期以寡糖·鏈蛋白處理和霜脲·錳鋅處理為最長，是131 d，較清水（CK）處理長16 d。在播期相同情況下，各生物源農(nóng)藥對馬鈴薯的處理較清水（CK）處理都能延長其生育期，保持葉片持綠性，進而提高馬鈴薯產(chǎn)量。

2.2 不同處理對馬鈴薯出苗率的影響

不同處理的馬鈴薯出苗率為98.8%～99.7%。各處理出苗率與對照差異不顯著。使用生物源農(nóng)藥對馬鈴薯種薯進行拌種后，其出苗率之間差異不顯著，香芹酚、寡糖·鏈蛋白和蕓苔素內(nèi)酯對馬鈴薯出苗率的影響與當?shù)仄胀ㄋ巹┧濉ゅi鋅和清水（CK）處理對馬鈴薯出苗率的影響一致，可以在生產(chǎn)中進行馬鈴薯拌種處理。

2.3 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量、大中薯率的影響

由表2 可知，不同處理的馬鈴薯大中薯率為63.2%～71.3%。香芹酚、寡糖·鏈蛋白和蕓苔素內(nèi)酯處理的大中薯率與對照差異達顯著水平，但各生物源農(nóng)藥處理之間大中薯率差異不顯著。各處理的大中薯率均較對照高，以寡糖·鏈蛋白處理的大中薯率最高，為71.3%，較清水（CK）處理高8.1 個百分點。因此，生物源農(nóng)藥處理可提高馬鈴薯的大中薯率，提高商品率，在同等條件下，提高種植馬鈴薯的經(jīng)濟效益。

表2 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量、大中薯率的影響Table 2 Effects of different treatments on yield and large- and medium-sized tuber rate

各處理的產(chǎn)量均較對照高，以寡糖·鏈蛋白處理的產(chǎn)量最高，為28 808 kg/hm2，較清水（CK）處理增產(chǎn)10 041 kg/hm2，增產(chǎn)率53.5%，其次是香芹酚處理，是27 692 kg/hm2，與清水（CK）處理相比，增產(chǎn)率47.6%。各處理的產(chǎn)量與對照差異達極顯著水平。各生物源農(nóng)藥處理之間產(chǎn)量差異達顯著水平，依次是寡糖·鏈蛋白、香芹酚和蕓苔素內(nèi)酯，同時，這些生物源農(nóng)藥與霜脲·錳鋅處理產(chǎn)量差異達顯著水平。在生產(chǎn)上，采用生物源農(nóng)藥拌種和田間噴施，可顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量。

2.4 不同處理對馬鈴薯晚疫病的防效

從表3 可看出，各處理對馬鈴薯晚疫病的發(fā)病率、病情指數(shù)及防效的影響達到極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯晚疫病的防控明顯優(yōu)于對照處理，對照處理的田間發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著高于其他處理，而防效顯著低于其他處理。各處理馬鈴薯晚疫病的發(fā)病率以寡糖·鏈蛋白處理為最低，平均是9.5%，較清水（CK）處理低11.7個百分點。病情指數(shù)以寡糖·鏈蛋白處理為最低，平均是11.6，較清水（CK）處理低11.7。防效以寡糖·鏈蛋白處理為最好，平均是49.8%。生物源農(nóng)藥對馬鈴薯晚疫病的防效較其他處理好。

2.5 不同處理對馬鈴薯早疫病的防效

從表4 可看出，各處理與清水（CK）相比，對馬鈴薯早疫病的發(fā)病率、病情指數(shù)及防效的差異達極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯早疫病的防控明顯優(yōu)于清水（CK）處理，清水（CK）處理的田間發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著高于其他處理，而防效顯著低于其他處理。各生物源農(nóng)藥對馬鈴薯早疫病的防效差異達顯著水平，但其防效均低于霜脲·錳鋅。對馬鈴薯早疫病的防治，霜脲·錳鋅優(yōu)于各生物源農(nóng)藥。

表3 不同處理對馬鈴薯晚疫病田間防效的影響Table 3 Effects of different treatments on field control effect of potato late blight

表4 不同處理對馬鈴薯早疫病田間防效的影響Table 4 Effects of different treatments on field control effect of potato early blight

2.6 不同處理對馬鈴薯黑痣病的防效

從表5 可看出，對馬鈴薯黑痣病的防效，香芹酚和寡糖·鏈蛋白處理差異不顯著，但二者與蕓苔素內(nèi)酯、霜脲·錳鋅、清水（CK）處理差異達極顯著水平。各處理與清水（CK）相比，對馬鈴薯黑痣病的發(fā)病率、病情指數(shù)及防效的差異達極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯黑痣病的防控明顯優(yōu)于清水（CK）處理。生物源農(nóng)藥對馬鈴薯黑痣病的防治有顯著影響。

2.7 不同處理對馬鈴薯瘡痂病的防效

從表6可看出，霜脲·錳鋅處理對馬鈴薯瘡痂病的防效好于生物源農(nóng)藥，達極顯著水平（寡糖·鏈蛋白除外），各生物源農(nóng)藥之間的防效差異達顯著水平。因此，生物源農(nóng)藥對馬鈴薯瘡痂病的防效盡管不如化學農(nóng)藥，但還是有一定的效果。同時，各處理與清水（CK）相比，對馬鈴薯瘡痂病的發(fā)病率、病情指數(shù)及防效的差異達極顯著水平，說明不同藥劑對馬鈴薯瘡痂病的防控明顯優(yōu)于清水（CK）處理。

表5 不同處理對馬鈴薯黑痣病田間防效的影響Table 5 Effects of different treatments on field control effect of potato black scurf

表6 不同處理對馬鈴薯瘡痂病田間防效的影響Table 6 Effects of different treatments on field control effect of potato scab

3 討 論

2015 年，國家農(nóng)業(yè)部提出了“農(nóng)藥化肥雙減”和“農(nóng)藥零增長”的概念和目標，大力推廣應用生物農(nóng)藥、高效低毒低殘留農(nóng)藥，替代高毒高殘留農(nóng)藥是主要的技術措施[13]。據(jù)統(tǒng)計，由于農(nóng)藥的使用，每年挽回的糧食作物產(chǎn)量約為總產(chǎn)量的7%[14]。開發(fā)應用對有害生物高效、對非靶標生物安全、易分解、且分解產(chǎn)物對環(huán)境無損害的生物農(nóng)藥是替代化學農(nóng)藥的首選產(chǎn)品之一[15]。隨著人們環(huán)保意識的增強，對生態(tài)環(huán)境無污染的生物源農(nóng)藥在近幾年的推廣中越來越受到市場的青睞，也符合中國發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略方針。安定區(qū)馬鈴薯種植面積大，各類馬鈴薯病害時有發(fā)生。采用優(yōu)良抗病品種、輪作倒茬、培育健薯等栽培措施能有效預防馬鈴薯病害的發(fā)生，但藥物對馬鈴薯病害的防治仍是目前最有效的方法。在馬鈴薯病害防治過程中，該地主要以化學農(nóng)藥如代森錳鋅、甲霜錳鋅、氟菌·霜霉威、霜脲氰、氫氧化銅等為主，對生物源農(nóng)藥的使用很少。為進一步驗證生物源農(nóng)藥對馬鈴薯病害防治的效果，試驗引進生物源農(nóng)藥香芹酚、寡糖·鏈蛋白和蕓苔素內(nèi)酯，以當?shù)亟鼛啄陙眈R鈴薯主發(fā)的4 種病害為調(diào)查對象，分析研究其對馬鈴薯病害的防治效果。

試驗結(jié)果表明，拌種和田間噴施生物源農(nóng)藥，能延長馬鈴薯的生育期，對馬鈴薯的出苗影響不顯著；對馬鈴薯晚疫病、早疫病、黑痣病、瘡痂病的防效與對照相比差異達極顯著水平，以寡糖·鏈蛋白、香芹酚處理的防效表現(xiàn)最好。可以看出，生物源農(nóng)藥對馬鈴薯的正常生長發(fā)育不會造成影響，但該試驗在馬鈴薯生育期內(nèi)單一噴施一種生物源農(nóng)藥防治馬鈴薯病害，從病害防治的原則來看，易產(chǎn)生抗藥性和防治效果不理想的問題。2018 年該地馬鈴薯病害屬中度發(fā)生年份，3 種生物源農(nóng)藥對馬鈴薯病害的防效與對照相比差異達極顯著水平，說明生物源農(nóng)藥對馬鈴薯病害的防治具有顯著作用，因此，使用生物源農(nóng)藥是發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的選擇。該研究結(jié)果與相關領域研究具有相似性，李培玲[16]研究指出利用植物免疫蛋白質(zhì)農(nóng)藥—6%寡糖·鏈蛋白可濕性粉劑針對大田馬鈴薯進行晚疫病防治，晚疫病推遲10 d 左右發(fā)病，對晚疫病具有預防作用；與殺菌劑配合施藥，可以提高化學農(nóng)藥的藥效。由于該試驗只進行了1 年，試驗數(shù)據(jù)缺乏相互印證，每年當?shù)貧夂驐l件、病害發(fā)生程度等都有很大不同，生物源農(nóng)藥的防控效果也會有很大差別。因此，在旱作區(qū)，應繼續(xù)加大對生物源農(nóng)藥的應用試驗，并嘗試與其他化學農(nóng)藥在馬鈴薯病害防治中交替配合使用，觀察其防治效果和對馬鈴薯產(chǎn)量的影響。