不同助劑提高烯酰嗎啉防治萵苣霜霉病的效果研究

楊 帆, 楊紹麗, 陳 浩,2, 王 攀,望 勇, 彭 斌, 司升云*,

(1. 武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所，武漢 430345；2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢 430070)

在農(nóng)藥藥液中添加適合的噴霧助劑是提高農(nóng)藥利用率的有效途徑之一[1-4]。目前主要的農(nóng)藥噴霧助劑種類有非離子表面活性劑、有機(jī)硅類、礦物源和植物源增效劑等，其中有機(jī)硅助劑是中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最常用的助劑種類之一。已有大量研究表明，有機(jī)硅助劑可顯著提高藥劑的沉積量以及對靶標(biāo)害蟲的生物活性，如可有效提高藥劑對棉蚜Aphis gossypii[5]、小菜蛾P(guān)lutella xylostella[6-7]、稻縱卷葉螟Cnaphalocrocis medinalis[8]、截形葉螨Tetranychus truncatus[9]等的防治效果，而對有關(guān)病害防治效果的影響研究較少[10]。有機(jī)硅助劑對溶液pH 范圍要求較高，偏酸、偏堿環(huán)境均會使其迅速降解失去作用[11]。亦有研究證明，有機(jī)硅助劑過量或不合理使用會給作物生長造成負(fù)面影響，甚至與農(nóng)藥混合后會產(chǎn)生一定的增毒作用[12]。植物源增效劑是以天然植物油為原料的新型噴霧助劑，因其安全性高、對環(huán)境的適用范圍廣、受溶液pH 值和溫濕度的影響小等特點(diǎn)，已成為具有一定應(yīng)用前景的新型噴霧助劑[11]。目前，植物源助劑對農(nóng)藥生物活性的影響作用研究多集中在除草劑方面，而有關(guān)其對農(nóng)藥防治蔬菜作物病害的生物活性的影響鮮有報道。霜霉病是萵苣上發(fā)生最為普遍的一種世界性真菌病害，其流行性強(qiáng)、傳播速度快、發(fā)病迅猛，而且發(fā)生期長，在萵苣苗期和成株期均可發(fā)生。近年來，隨著設(shè)施萵苣種植規(guī)模的不斷擴(kuò)大，棚室內(nèi)適宜的溫濕度條件導(dǎo)致霜霉病的發(fā)生和危害日益嚴(yán)重。烯酰嗎啉(dimethomorph) 是專一殺卵菌綱真菌殺菌劑，通過破壞靶標(biāo)生物細(xì)胞壁膜的形成而導(dǎo)致病菌死亡，廣泛用于蔬菜、水果等多種作物霜霉病的防治，是目前中國在萵苣上批準(zhǔn)登記的僅有的兩種防治霜霉病的藥劑之一。但是，霜霉病一般在萵苣葉片背面形成霉層，噴霧法施藥時往往會重點(diǎn)噴施葉背，且容易造成藥劑流失，從而降低農(nóng)藥利用率和防治效果，而單純依賴增加農(nóng)藥用量來提高防治效果，則會進(jìn)一步造成農(nóng)藥浪費(fèi)、植物抗藥性增強(qiáng)以及環(huán)境污染等諸多問題，嚴(yán)重影響萵苣的產(chǎn)量和品質(zhì)。鑒于此，本研究以50%烯酰嗎啉可濕性粉劑為供試藥劑，采用噴霧法測定了有機(jī)硅助劑、陰離子表面活性劑和植物源助劑等共4 種不同類型噴霧助劑對烯酰嗎啉在萵苣上的沉積率及對霜霉病防治效果的影響，以期篩選出高效環(huán)保的農(nóng)藥噴霧助劑，并確定其最佳使用配比，達(dá)到提高農(nóng)藥利用率、減少農(nóng)藥使用量的目的。

1 材料與方法

1.1 供試作物

試驗(yàn)于2019 年2—3 月在湖北省武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試萵苣Lactuca sativa Linn. 品種為莖用萵苣“綠青”，大棚種植，2018 年10 月上旬育苗，12 月上旬移栽，采用寬廂多行栽培，廂高25 cm，每廂種植2 行，株距25 cm，行距30 cm，種植密度為67 500 株/hm2。試驗(yàn)在霜霉病發(fā)生期進(jìn)行，萵苣生育期為幼苗期至蓮座初期。

1.2 藥劑與試劑

50%烯酰嗎啉可濕性粉劑 (dimethomorph 50%WP)，巴斯夫 (中國) 有限公司；Silwet 408 (烷氧基改性聚三硅氧烷，有機(jī)硅類助劑)，諾農(nóng) (北京)國際生物技術(shù)有限公司；捷成 (Jiecheng，磺化琥珀酸二辛酯鈉，陰離子型表面活性劑)，四川科利隆生化有限公司；克歐森 (Coerce，青皮桔油，植物源助劑)，中農(nóng)普羅豐禾湖北科技有限公司；懷農(nóng)特 (WETCIT，d-檸檬烯，植物源助劑)，美國奧羅阿格瑞國際有限公司。烯酰嗎啉標(biāo)準(zhǔn)品，德國Dr. Ehrenstorfer 公司；甲醇 (色譜級)，德國默克化工技術(shù)有限公司；乙腈 (分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；十八烷基鍵合硅膠吸附劑 (C18)、乙二胺-N-丙基硅烷 (PSA) 和石墨化碳黑 (GCB)，上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.3 主要儀器

ACQUITY UPLC 高效液相色譜儀和Xevo TQ 質(zhì)譜儀，美國Waters 公司；TG-16G 臺式高速離心機(jī)，湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；AR5120 電子天平，美國AHOMS 公司；IKAT18 勻漿機(jī)，德國IKA 公司；UYC-200 全溫培養(yǎng)搖床，上海新苗醫(yī)療器械制造公司；超綠16 型背負(fù)式手動噴霧器，西班牙MATABI 公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 不同噴霧助劑對烯酰嗎啉沉積率和防治霜霉病效果的影響 試驗(yàn)設(shè)5 個處理：50%烯酰嗎啉WP，50%烯酰嗎啉WP + Silwet 408，50%烯酰嗎啉WP + 捷成，50%烯酰嗎啉WP + 克歐森，50%烯酰嗎啉WP + 懷農(nóng)特。根據(jù)推薦劑量和推薦稀釋倍數(shù)，確定50%烯酰嗎啉WP 有效成分用量為262.5 g/hm2，Silwet 408 和捷成稀釋3 000倍，克歐森和懷農(nóng)特稀釋1 000 倍。以等量清水為空白對照，每處理4 個小區(qū)重復(fù)，每個小區(qū)面積15 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，共24 個小區(qū)。

1.4.2 克歐森對不同濃度烯酰嗎啉沉積率和防治霜霉病效果的影響 試驗(yàn)設(shè)4 個處理：50%烯酰嗎啉WP (推薦劑量)，50%烯酰嗎啉WP (推薦劑量減量10%) + 克歐森，50%烯酰嗎啉WP (推薦劑量減量20%) + 克歐森，50%烯酰嗎啉WP (推薦劑量減量30%) + 克歐森。其中50%烯酰嗎啉WP 推薦劑量為有效成分262.5 g/hm2，克歐森稀釋1 000 倍。以等量清水為空白對照，每處理4 個小區(qū)重復(fù)，每個小區(qū)面積15 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，共20 個小區(qū)。

1.4.3 取樣和調(diào)查方法 于霜霉病發(fā)病初期進(jìn)行首次施藥，間隔7 d 進(jìn)行第2 次施藥。50%烯酰嗎啉WP 與各助劑參考唐小鳳等[10]的二次稀釋法進(jìn)行混合稀釋：先將50%烯酰嗎啉WP 與1/2 體積的水混合均勻，再將助劑與另外1/2 體積的水混合均勻，最后將二者混合攪勻，備用。采用背負(fù)式手動噴霧器進(jìn)行施藥。分別于第1 次施藥前1 d以及施藥后2 h、1 d 和7 d 采集各處理植株地上部所有莖葉，以每個小區(qū)隨機(jī)采集3 株為1 次重復(fù)，每處理3 次重復(fù)。樣品精確稱量，采用四分法縮分后各留樣200 g，用錫箔紙包好放于密封塑料袋中，保存于 ?20 ℃以下超低溫冰箱中，備用。采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜 (HPLC-MS/MS)測定樣品中烯酰嗎啉的含量。參考袁會珠等[1]的方法，按照公式 (1) 計(jì)算農(nóng)藥沉積率：

式中：Dr為農(nóng)藥沉積率，%；Dm為HPLC-MS/MS 方法測得樣品中藥劑有效成分含量，mg/kg；Sm為每株地上部取樣的樣品總質(zhì)量，g；Rm為每公頃推薦藥劑有效成分用量，g/hm2；P 為種植密度，株/hm2。于第2 次施藥后7 d 進(jìn)行霜霉病發(fā)生情況調(diào)查。每小區(qū)隨機(jī)5 點(diǎn)取樣，每點(diǎn)調(diào)查3 株，每株調(diào)查全部葉片，按照病害九級分級法[13]記錄各級病葉數(shù)和總?cè)~片數(shù)。分別按照公式 (2)、(3) 和 (4)計(jì)算病情指數(shù)、田間防治效果和防效提高百分比：

(2) 式中：Di為病情指數(shù)，Na為各級病葉數(shù)，a 為相對級數(shù)值 (1, 2, 3, …, 9)，n 為調(diào)查總?cè)~數(shù)；(3) 式中：E 為田間防治效果，%，Dic為對照區(qū)病情指數(shù)，Dit為處理區(qū)病情指數(shù)；(4) 式中：SR為田間防效提高百分比，Ej為添加助劑藥液的田間防效，%，Ec為不添加助劑藥液的田間防效，%。1.4.4 樣品前處理和HPLC-MS/MS 檢測條件 參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 2917—2011[14]和趙民娟等[15]的方法并稍作改良。稱取5 g (精確至0.01 g) 經(jīng)均質(zhì)的樣品于50 mL 離心管中，加入3 顆玻璃彈珠及15 mL 乙腈 (含體積分?jǐn)?shù)1%的乙酸)，渦旋振蕩2 min，加入1.5 g 無水乙酸鈉和2 g 無水硫酸鎂的混合萃取填料，渦旋振蕩3 min；于3 800 r/min下離心5 min，取5 mL 上清液于15 mL 離心管中，待凈化；向提取液中加入100 mg PSA、200 mg C18、200 mg GCB 和300 mg 無水硫酸鎂，渦旋振蕩1 min，3 800 r/min 離心2 min；取0.5 mL 上清液，以0.1%甲酸定容至1 mL，過0.22 μm 有機(jī)相濾膜，待測。色譜條件：ACQUITY UPLC R BEH C18色譜柱 (2.1 mm × 50 mm, 1.7 μm)，柱溫35 ℃。流動相A 為0.2% 甲酸水，流動相B 為甲醇，流速0.2 mL/min，進(jìn)樣體積5.0 μL。質(zhì)譜條件：電離方式為電噴霧電離 (ESI) 正離子模式，多重反應(yīng)監(jiān)測 (MRM) 模式，毛細(xì)管電壓 + 3 500 V，氣簾氣壓力103 kPa，霧化氣壓力414 kPa，輔助氣壓力414 kPa，霧化溫度400 ℃。質(zhì)子化的選擇反應(yīng)監(jiān)測條件見表1。

表1 烯酰嗎啉質(zhì)子化的選擇反應(yīng)監(jiān)測條件Table 1 MS monitoring parameters of dimethomorph

按照公式 (5) 計(jì)算待測組分烯酰嗎啉的含量：

(5) 式中：Dm為待測組分烯酰嗎啉的含量，mg/kg；Xi為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線測得的待測樣品溶液中烯酰嗎啉的質(zhì)量濃度，mg/L；V 為待測樣品提取液的體積，mL；m 為待測樣品質(zhì)量，g；n 為待測樣品稀釋倍數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對不同藥劑處理下霜霉病的防治效果和農(nóng)藥沉積率經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)化后進(jìn)行單因素方差分析，并用LSD 法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。所有統(tǒng)計(jì)分析均在SAS 9.0 中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同噴霧助劑對烯酰嗎啉沉積率的影響

由表2 可知：在50% 烯酰嗎啉WP 中添加4 種不同的噴霧助劑，均可提高50%烯酰嗎啉WP在萵苣植株內(nèi)的沉積量和沉積率，且隨施藥時間的延長呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，于藥后1 d 達(dá)到峰值，而未添加助劑的烯酰嗎啉對照組，施藥后不同時間內(nèi)的沉積量和沉積率均呈現(xiàn)下降趨勢。不同處理對烯酰嗎啉沉積率的影響差異顯著 (藥后 2 h：F = 6.27；P = 0.008 6；藥后 1 d：F = 32.15；P＜0.000 1；藥后 7 d：F = 9.72；P = 0.001 8)，藥后1 d，添加克歐森處理的沉積率比對照提高32.66%，促進(jìn)作用最強(qiáng)，其次為添加懷農(nóng)特、捷成和Silwet 408 處理，沉積率分別比對照提高21.28%、13.73%和10.38%，說明在烯酰嗎啉中添加一定濃度的助劑進(jìn)行噴霧處理，可以提高其在植株內(nèi)的沉積量和沉積率，其作用效果依次為植物源助劑＞陰離子表面活性劑＞有機(jī)硅表面活性劑。

表2 烯酰嗎啉添加不同噴霧助劑對其在萵苣植株內(nèi)的沉積量及沉積率的影響Table 2 Influence of dimethomorph with different spray adjuvants on deposition and deposition rates of lettuce plant

2.2 不同噴霧助劑對烯酰嗎啉防治萵苣霜霉病效果的影響

由表3 可知：4 種噴霧助劑均可以顯著提高烯酰嗎啉對萵苣霜霉病的田間防治效果 (df = 3, 11;F = 1.33; P = 0.042 9)。第2 次施藥后7 d，未添加助劑的烯酰嗎啉處理 (對照) 對霜霉病的田間防效為63.82%，而添加有機(jī)硅助劑Silwet 408 后的田間防效比對照提高40.86%，捷成、克歐森和懷農(nóng)特的防效分別比對照提高21.97%、19.63% 和20.56%。說明在烯酰嗎啉中添加一定濃度的噴霧助劑可以提高其對萵苣霜霉病的防治效果，其作用效果依次為有機(jī)硅表面活性劑＞植物源助劑、陰離子表面活性劑 (表3)。

表3 烯酰嗎啉添加不同噴霧助劑對萵苣霜霉病的田間防治效果Table 3 Control efficacy of dimethomorph with different spray adjuvants against lettuce downy mildew

2.3 克歐森對不同濃度烯酰嗎啉沉積率的影響

分別在不同濃度的50%烯酰嗎啉WP 中添加助劑克歐森，其在萵苣植株內(nèi)的沉積量和沉積率存在顯著差異 (表4)。藥后2 h，烯酰嗎啉推薦劑量減量10%和20%處理的沉積量和沉積率，與對照相比均無顯著差異，但減量30%處理顯著降低(df = 3, 8; F = 9.55; P = 0.005 1)；藥后1 d，藥劑減量10%處理的沉積量和沉積率顯著高于對照，減量20%、30%處理與對照相比無顯著差異 (df = 3,8; F = 23.80; P = 0.000 2)；藥后7 d，減量10%、20%處理顯著高于對照，減量30%處理低于對照組 (df = 3, 8; F = 1.21; P = 0.041 8)。說明在烯酰嗎啉中添加一定濃度的植物源助劑防治萵苣霜霉病，在保證農(nóng)藥沉積率不降低的前提下，可以減少約20%的烯酰嗎啉用量。

2.4 克歐森對不同濃度烯酰嗎啉防治萵苣霜霉病效果的影響

分別在不同濃度的50%烯酰嗎啉WP 中添加助劑克歐森，對萵苣霜霉病的田間防治效果存在顯著差異 (df = 3, 11; F = 1.17; P = 0.042 2) (表5)。第2 次施藥后7 d，烯酰嗎啉推薦劑量減量10%和20%處理的田間防效分別為72.47%和62.17%，比對照提高13.55%和 ?2.59%，差異不顯著；但減量30%處理的防效比對照降低13.15%，差異顯著。說明在烯酰嗎啉中添加一定濃度的植物源助劑防治萵苣霜霉病，在保證防治效果不降低的前提下，可以減少約20%的烯酰嗎啉用量。

表4 克歐森對不同濃度烯酰嗎啉在萵苣植株內(nèi)的沉積量及沉積率的影響Table 4 Influence of different concentration dimethomorph with Coerce on deposition and deposition rates of lettuce plant

表5 克歐森對不同濃度烯酰嗎啉防治萵苣霜霉病效果的影響Table 5 Control efficacy of different concentration dimethomorph with Coerce against lettuce downy mildew

3 結(jié)論與討論

本研究對比了有機(jī)硅類助劑Silwet 408、陰離子表面活性劑捷成、植物源助劑克歐森和懷農(nóng)特4 種噴霧助劑對烯酰嗎啉在萵苣上沉積率和對霜霉病防治效果的影響。結(jié)果表明：4 種助劑均可以顯著提高烯酰嗎啉在萵苣植株上的沉積率和對霜霉病的田間防治效果。施藥后1 d，與未添加噴霧助劑的處理相比，烯酰嗎啉沉積率提高39.39%～123.95%；末次施藥后7 d，烯酰嗎啉對霜霉病的田間防效提高19.63%～40.86%。其中克歐森提高烯酰嗎啉沉積率的效果最優(yōu)，依次為克歐森＞捷成＞Silwet 408；Silwet 408 對提高霜霉病田間防治效果的作用最強(qiáng)，依次為Silwet 408＞克歐森、捷成。在保證沉積率和防治效果不降低的前提下，添加植物源助劑克歐森可以減少10%～20%的烯酰嗎啉用量。

有機(jī)硅助劑可以有效降低藥液的表面張力，使藥液在作物上表現(xiàn)良好的潤濕性和展布性，并增強(qiáng)藥液的吸收和滲透能力，從而提高防治效果[5]。但是有機(jī)硅極佳的展著性也容易導(dǎo)致霧滴聚集和流失，使靶標(biāo)作物對藥液吸收產(chǎn)生一定的拮抗作用，反而不利于藥液在作物上沉積[16]。如在草甘膦中添加有機(jī)硅噴霧助劑，當(dāng)采用較大霧滴噴霧 (施藥液量高于632.5 L/hm2) 時會降低草甘膦在空心蓮子草Alternanthera philoxeroides 上的最大穩(wěn)定持留量[17]，會減少黑麥草Lolium perenne[18]、大黍Panicum maximum[19]等雜草對草甘膦的吸收，使得藥液沉積量不升反降；添加相同濃度的有機(jī)硅助劑后，低容量噴霧模式 (低用水量、低霧滴粒徑) 下藥劑在柑橘樹冠層的沉積量顯著高于中、高容量噴霧模式[20]。本研究中使用的施藥器械為背負(fù)式手動噴霧器 (MATABI 超綠16 型)，選擇常量噴霧模式，施藥時的噴頭工作壓力值約為0.33 MPa，噴速為500 mL/min，施藥液量為675 L/hm2，在此參數(shù)條件下，烯酰嗎啉中添加Silwet 408 后對霜霉病的防治效果最佳，也在一定程度上促進(jìn)了藥劑在作物上的沉積，但效果卻不是最優(yōu)，原因可能與施藥時的霧滴粒徑和藥液量設(shè)置有關(guān)[21-23]，此噴霧模式不是利于藥劑在萵苣莖葉上沉積的最佳參數(shù)范圍，尚需進(jìn)一步研究不同噴霧技術(shù)參數(shù)對藥劑沉積、傳導(dǎo)和有效利用率等的影響。

植物源助劑以天然植物油為原料，因其對水溶性較差的藥劑的增效作用更為顯著[24]，目前該類助劑在國內(nèi)主要應(yīng)用在除草劑上，如有研究報道該類助劑能顯著提高磺草酮對稗草Echinochloa crusgalli、狗尾草Setaria viridis 和反枝莧Amaranthus retroflexus 等的田間防效[25]，但是有關(guān)增效機(jī)理尚不明確。本研究結(jié)果顯示，在烯酰嗎啉中添加2 種植物源助劑克歐森和懷農(nóng)特，均顯著增加了藥劑在作物上的沉積量，也在一定程度上提高了藥劑的防治效果，證明該類助劑不僅能夠有效促進(jìn)禾本科植物對除草劑的吸收，也可以作為噴霧助劑應(yīng)用在殺蟲劑和殺菌劑對蔬菜作物病蟲害的防治中。值得注意的是，克歐森表現(xiàn)出極佳的促進(jìn)藥液在萵苣植株上沉積和持續(xù)被吸收的能力，從施藥后2 h 至7 d 烯酰嗎啉的沉積量和沉積率均顯著高于其他3 種助劑處理，也在一定程度上提高了藥劑對霜霉病的田間防效，但對提高防效的作用效果卻不是最優(yōu)。分析其原因可能有以下幾點(diǎn)：第一，克歐森為油類助劑，可以有效延長霧滴干燥時間，減緩藥液的蒸發(fā)，溶解植物表皮蠟質(zhì)層，促進(jìn)藥液的吸收、滲透和內(nèi)吸傳導(dǎo)，因此顯著提高了農(nóng)藥沉積率[26-27]。第二，該類助劑增強(qiáng)了藥液在作物上持續(xù)被吸收的能力，因此有效延長了農(nóng)藥的消解半衰期，可能使田間防效表現(xiàn)出較長的持效期。而本研究中對霜霉病防效的調(diào)查時間為第2 次施藥后7 d，對照區(qū)防效僅為63.8%，若在第3 次施藥后繼續(xù)調(diào)查，添加克歐森的處理應(yīng)該會表現(xiàn)出持效性好的優(yōu)勢。第三，農(nóng)藥與植物源助劑對靶標(biāo)對象的單一毒性和聯(lián)合毒性是否均表現(xiàn)為協(xié)同作用尚需進(jìn)一步研究。

助劑對農(nóng)藥防效的提高作用可能會受噴霧時的霧滴大小、施藥液量、葉片傾角、作用時間以及農(nóng)藥劑型等因素的影響，不同類型助劑的作用機(jī)理和特點(diǎn)也不盡相同。對于不同的作物種類和靶標(biāo)對象，藥劑達(dá)到相同防治效果所需的助劑用量有所不同，助劑的使用同時也增加了農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留超標(biāo)和藥害發(fā)生的風(fēng)險。因此，應(yīng)用助劑時不能盲目減少農(nóng)藥用量，也不能任意添加助劑，應(yīng)該合理選擇環(huán)境友好型助劑，并根據(jù)實(shí)際情況和田間試驗(yàn)確定不同的施藥方案。本文在烯酰嗎啉防治萵苣霜霉病的研究中，植物源助劑的應(yīng)用可以提高農(nóng)藥沉積率21%～33%、減少農(nóng)藥用量10%～20%，對于在化學(xué)防治中減少農(nóng)藥的使用量、降低農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全具有重要意義。