礦物油和維生素B1對馬鈴薯病毒病的防效研究

范奕　畢恒翊　謝錦等

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；病毒??；礦物油；維生素B1；吡蟲啉

中圖分類號：S 436.32 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B DOI：10.16688/j.zwbh.2022413

馬鈴薯Solanum tuberosum是位居水稻、小麥和玉米之后的第四大糧食作物[1]，也是其中唯一的無性繁殖作物。病毒隨馬鈴薯塊莖世代積累導(dǎo)致種性退化，嚴(yán)重影響塊莖的產(chǎn)量和品質(zhì)，一直是困擾馬鈴薯生產(chǎn)的重要問題之一。研究表明，單一病毒病侵染引起馬鈴薯減產(chǎn)30%～50%，如果不同病毒混合侵染，則可造成80%以上的減產(chǎn)[2-3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界危害馬鈴薯的病毒多達(dá)50余種[4]，其中馬鈴薯Y病毒（potato virus Y，PVY）、馬鈴薯卷葉病毒（pota-to leaf-roll virus，PLRV）、馬鈴薯X病毒（potato vi-rus X，PVX）、馬鈴薯A病毒（potato virus A，PVA）、馬鈴薯S病毒（potato virus S，PVS）、馬鈴薯M病毒（potato virus M，PVM）是危害我國馬鈴薯生產(chǎn)的6種主要病毒[5-6]。自然狀態(tài)下，多數(shù)馬鈴薯病毒主要依靠蚜蟲傳播，生產(chǎn)上除了使用脫毒種薯外，使用化學(xué)殺蟲劑來控制傳毒媒介蚜蟲也是防治馬鈴薯病毒病的重要手段[7-11]。然而，殺蟲劑的大量使用不僅會對環(huán)境造成污染，同時(shí)也危害有益生物。而且，蚜蟲對有機(jī)磷、擬除蟲菊酯、氨基甲酸酯等多種類型的殺蟲劑產(chǎn)生不同程度的抗性的報(bào)道在國內(nèi)外也屢見不鮮[12-13]。因此，找到新型、安全、綠色的藥劑控制蚜蟲并有效防治馬鈴薯病毒傳播有重要的意義。

礦物油為有機(jī)農(nóng)藥，不易產(chǎn)生抗性，是理想的病蟲害綜合治理藥劑[14]。1865年，未經(jīng)乳化的煤油首次應(yīng)用于柑橘介殼蟲的防治[15]。20世紀(jì)90年代起，農(nóng)用礦物油開始使用高度精煉的白油作為有效成分，使其安全性大幅度提升[16]。農(nóng)用礦物油常被用于防治農(nóng)作物、果樹和花卉的病蟲草害，并對果樹病毒病有較好的防治效果[17]。有研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯葉面噴施礦物油后，能顯著降低PVY的發(fā)病率[18]。維生素B1（硫胺素）是一種水溶性維生素，已被證明能增強(qiáng)植物的免疫力。用50 mmol/L的維生素B1可以誘導(dǎo)黃瓜對白粉病產(chǎn)生抗性[19]，適宜濃度的維生素Bl還能誘導(dǎo)甜瓜采后抗氧化酶活性提高[20]。在馬鈴薯上，進(jìn)行多次葉面噴施維生素B1后，顯著降低了馬鈴薯植株中PVY含量，高濃度的維生素B1能夠有效抑制PVY的傳播[21]。然而，維生素B1對馬鈴薯其他病毒傳播的影響尚未有人進(jìn)行研究。吡蟲啉是煙堿類高效殺蟲劑，通過藥劑拌種和葉面噴施等方式主要用于防治地下土壤害蟲及葉面蚜蟲等。

本文通過開展馬鈴薯病毒病防治藥劑的田間篩選，以傳統(tǒng)殺蟲藥劑吡蟲啉為對照，評價(jià)新型藥劑礦物油和維生素Bl對6種主要馬鈴薯病毒病的防治效果，旨在為馬鈴薯病毒病綠色防控提供技術(shù)支持。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年—2018年在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家蔬菜改良中心華中分中心（114°21′E，30°28′N）進(jìn)行。該區(qū)海拔17m，屬于丘陵地貌。年平均氣溫16.4℃，年均無霜期256 d，年均降水量1150～1200 mm，年有效積溫5100～5200℃，平均蒸發(fā)量為1300 mm，是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，土壤類型為沙壤土。試驗(yàn)地0～20 cm土層基本理化性狀為：pH 7.6，全氮0.34 g/kg，全磷含量0.56 g/kg，全鉀含量14.3g/kg，堿解氮含量54.3 mg/kg，速效磷含量15.8mg/kg，速效鉀含量103.4 mg/kg。

1.2試驗(yàn)藥劑和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1試驗(yàn)藥劑

99%礦物油乳油（EC），韓油能源有限公司；95%維生素Bl粉末（DP），山東富禾生物科技有限公司；10%吡蟲啉可濕性粉劑（WP），安徽華星化工有限公司。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參試馬鈴薯品種為‘中薯5號’脫毒原種，各處理馬鈴薯種植密度、施肥量等均一致。試驗(yàn)共設(shè)置4個處理，99%礦物油EC 5 mL/L，95%維生素B1DP 30.81g/L，10%吡蟲啉WP 0.4 g/L，以噴施等量清水為對照。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積21m。春季試驗(yàn)分別于2017年和2018年1月中旬播種，播深15 cm，當(dāng)年5月下旬收獲；秋季試驗(yàn)于2017年8月上旬播種，播深15 cm，當(dāng)年11月下旬收獲。

施藥方法：采用3WBD背負(fù)式電動噴霧器進(jìn)行噴霧處理，3種藥劑全部采用兌水噴霧法，兌水量450 L／hm。

施藥時(shí)間：待馬鈴薯5～7葉時(shí)開始施藥，選擇下午17：00后晴朗無風(fēng)的天氣，以葉片正反面全部濕潤無下滴為宜，藥劑噴施3次，每次間隔10 d左右。為了避免干擾，試驗(yàn)期間均未使用其他藥劑進(jìn)行病害防治。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1樣品采集和病毒檢測

在最后1次藥劑噴施30 d后，各小區(qū)利用五點(diǎn)取樣法進(jìn)行取樣，每點(diǎn)選取4株馬鈴薯植株，共計(jì)20株，每株取上部充分展開的復(fù)葉2片，用葉汁提取儀榨取汁液約10滴，并加入等體積的樣品提取緩沖液（General Extraction Buffer），按照Agdia公司的產(chǎn)品使用說明書，采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法（DAS-ELISA）檢測PVA、PVX、PVY、PLRV、PVS和PVM，用Bio-Tek酶標(biāo)儀讀取樣品在405 nm波長下的吸光度，當(dāng)吸光度大于陰性對照吸光度3倍以上，且讀數(shù)大于0.1，視為樣品陽性，否則結(jié)果為陰性。

1.3.2病毒發(fā)生率及防治效果

病毒發(fā)生率=（帶毒植株數(shù)／調(diào)查總株數(shù)）×100%;

藥劑防治效果=（對照病毒發(fā)生頻率－藥劑處理病毒發(fā)生頻率）／對照病毒發(fā)生率×100%。

1.3.3收獲及測產(chǎn)

對2018年春季試驗(yàn)進(jìn)行測產(chǎn)，在試驗(yàn)收獲前，按小區(qū)單獨(dú)收獲計(jì)算鮮重。

單位面積鮮薯產(chǎn)量（kg/hm）=小區(qū)鮮薯產(chǎn)量（kg）/小區(qū)面積（m）×10 000；

商品薯率=（小區(qū)收獲薯塊商品薯產(chǎn)量／小區(qū)馬鈴薯總產(chǎn)量）×100%。

1.3.4經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

總收入（元／hm）=塊莖產(chǎn)量×市場價(jià)格；

產(chǎn)量純收益（元／hm）=總收入－總投入；

產(chǎn)投比=總收入／總投入。

式中，總投入包括肥料、種子、農(nóng)藥、地膜、人工和機(jī)械作業(yè)投入。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用GraphPad prism統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析作圖，采用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同年份和季節(jié)馬鈴薯主要病毒發(fā)生率

2017年春、秋兩季和2018年春季，對照處理6種馬鈴薯病毒的發(fā)病情況如圖1所示，其中PVY的發(fā)生率最高，為42.86%～54.20%，其次是PVS和PVM病毒，分別為16.67%～23.80%和16.67%～20.00%，上述3種病毒在不同年份和季節(jié)之間發(fā)生率差異較小。而PLRV和PVA病毒在年度和季節(jié)之間發(fā)生率差異較大，其中PLRV兩年春季發(fā)生率分別為23.80%和12.50%，顯著高于秋季的6.67%; PVA在2017年春季發(fā)生率只有4.80%，但是2017年秋季和2018年春季分別為13.33%和16.67%；6種病毒中PVX的發(fā)生率最低，在2017年和2018年春季未檢測到該病毒發(fā)生，2017年秋季該病毒的發(fā)生率也僅為3.33%（圖1）。

上述結(jié)果表明，試驗(yàn)區(qū)6種主要馬鈴薯病毒中PVY三季平均發(fā)生率較高，達(dá)到49.02%，其次是PVS和PVM病毒，分別為21.27%和18.59%，而PVX平均發(fā)生率最低，為1.11%。PLRV和PVA的平均發(fā)生率受不同年份和季節(jié)的影響較大，平均發(fā)生率為14.32%和11.60%。由于試驗(yàn)使用的是脫毒馬鈴薯種薯，推測上述檢測到的病毒感染可能主要由周邊馬鈴薯或者其他寄主植物通過蚜蟲等媒介傳播所導(dǎo)致。

2.2不同藥劑處理下馬鈴薯病毒病發(fā)生率

在噴施礦物油、維生素B1和吡蟲啉3種藥劑后，可以不同程度地降低主要馬鈴薯病毒病的發(fā)生率。如表1所示，雖然噴施吡蟲啉是常用的馬鈴薯病毒病防治方法，但其僅僅顯著降低了PVS和PVM2種病毒的發(fā)生率，而其余病毒病與未噴施藥劑的對照處理差異不顯著。噴施礦物油處理顯著降低所有檢測病毒的發(fā)生率。噴施維生素B1處理則顯著降低了除PVA以外的其余病毒的發(fā)生率。礦物油與維生素B1可以有效控制PLRV的發(fā)生，其中礦物油的控制效果最佳，各生產(chǎn)季節(jié)均未發(fā)生，兩種藥劑處理均與未噴施藥劑（對照）處理差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。PVX在2年春季的所有處理中均未檢測到，僅2017年秋季在未噴施藥劑和噴施吡蟲啉的處理中檢測到3.33%的發(fā)生率。

2.3不同藥劑處理對馬鈴薯病毒病的防治效果

噴施不同藥劑對馬鈴薯主要病毒病的防治效果如表2所示。殺蟲劑吡蟲啉對PVM、PVS和PLRV的防治效果比較明顯，3個季節(jié)年度平均防治效果分別為50.06%、63.79%和52.86%，但表現(xiàn)出不同年份和季節(jié)之間防治效果的不穩(wěn)定，特別是2017年秋季，對PLRV未起到防治效果；對PVY的平均防效僅有8.18%，對PVA的平均防效最低，為0.28%。相對于殺蟲劑吡蟲啉，礦物油和維生素B1對各種病毒病的綜合防治效果更好。施用礦物油完全控制了3次試驗(yàn)中PLRV的發(fā)生，防治效果達(dá)到100.00%；對PVM和PVS的平均防效也分別達(dá)到66.72%和70.40%；對PVY的平均防效較低，只有27.34%;雖然對PVA的平均防效達(dá)到65.02%，但在不同年份和季節(jié)的3次試驗(yàn)中防治效果差異較大，表現(xiàn)不穩(wěn)定。維生素B1對PVM和PVS的平均防治效果在3種藥劑中效果最佳，防效分別為83.33%和73.32%，其中2018年春季對兩種病毒病的防效均為100.00%；對PLRV的防治效果也比較明顯，防效為83.36%；對PVY的平均防效與礦物油處理相當(dāng)，為23.69%；對PVA的平均防效為15.01%。本試驗(yàn)中PVX發(fā)生頻率極低，未進(jìn)行病毒病的防治效果比較。

綜合病毒病發(fā)生頻率及各藥劑防治效果，防治PVY、PVA和PLRV的最佳藥劑為礦物油，防治PVS和PVM兩種病毒礦物油和維生素B1均可。

2.4不同藥劑處理對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

通過對2018年春季試驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)未進(jìn)行病毒病防治的處理，馬鈴薯‘中薯5號’的產(chǎn)量為23750.70 kg/hm，葉面噴施礦物油、維生素Bl和吡蟲啉3種藥劑均對馬鈴薯有一定的增產(chǎn)效果（表3）。其中礦物油和維生素B1處理產(chǎn)量分別為26575.05 kg/hm和26 645.10kg/hm，較未噴施藥劑（對照）增產(chǎn)11.89%和12.19%，產(chǎn)量顯著增加（P<0.05），但是兩者之間無顯著差異，噴施吡蟲啉增產(chǎn)效果不顯著。對商品薯而言，葉面噴施不同藥劑處理商品薯率均在80.00%以上，但是不同藥劑處理間沒有顯著差異。

2.5不同藥劑防治馬鈴薯病毒病成本分析

馬鈴薯種植過程中，未進(jìn)行病毒病防治時(shí)，生產(chǎn)1hm所需總投入量為22500.00元，其中種薯費(fèi)用4500.00元／hm、化肥農(nóng)藥費(fèi)用3000.00元／hm、機(jī)械動力費(fèi)用3000.00元／hm、人工費(fèi)用12 000.00元/hm，3種病毒防治藥劑礦物油、維生素B1和吡蟲啉成本分別為180.00、84.30、72.00元/hm，馬鈴薯收益按照市場價(jià)1. 98元/kg計(jì)算，可得表4結(jié)果。未進(jìn)行馬鈴薯病毒病防治時(shí)，‘中薯5號’的經(jīng)濟(jì)效益為24526元／hm，噴施礦物油、維生素B1和吡蟲啉3種藥劑處理下的經(jīng)濟(jì)效益均和產(chǎn)投比均有所增加（表4）。其中礦物油和維生素B1處理效益分別為29 939元/hm和30173元／hm2，較未噴施藥劑（對照）增加5 413元/hm2和5647元／hm，達(dá)到顯著性水平（P<0.05），但是兩者之間差異不顯著。礦物油和維生素B1處理的產(chǎn)投比分別為2.32和2.34，也顯著高于對照以及吡蟲啉處理（表4）。

3結(jié)論與討論

馬鈴薯病毒病發(fā)生普遍，是生產(chǎn)中的重要限制因子之一。本研究的結(jié)果顯示，未進(jìn)行防治的情況下，3個生長季節(jié)PVY的平均發(fā)病頻率最高（49.02%），其次是PVS（21.27%），PVM，PLRV和PVA發(fā)生頻率在10.00%～20.00%之間。這與前人在北方主產(chǎn)區(qū)黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅等地和湖南地區(qū)的調(diào)查結(jié)果相似[3，22]，即PVY和PVS可能是我國現(xiàn)階段主要流行的馬鈴薯病毒。盡管不同季節(jié)之間各種病毒的發(fā)生率有一定的變化，但除PVX病毒發(fā)生率非常低以外，其余病毒發(fā)生率均高于10.00%，能夠滿足防效試驗(yàn)的需要。

本研究結(jié)果顯示，3種藥劑處理對馬鈴薯病毒病具有不同程度的防治效果。其中，礦物油對PVM、PVS和PLRV 3種病毒防治效果極佳，平均防效達(dá)到66.72%～100.00%；而維生素B1對上述3種病毒也具有較好的效果，平均防效達(dá)到70.00%以上；常用殺蟲劑吡蟲啉也對PVM、PVS和PLRV有明顯的效果，平均防效達(dá)到50.06%～63.79%。但3種藥劑對PVY和PVA盡管有效，但防治效果則不如對PLRV，PVM和PVS的效果。國外研究發(fā)現(xiàn)，馬鈴薯葉面單獨(dú)噴施礦物油后，可有效降低PVY的發(fā)生率[23]，同時(shí)，礦物油和殺蟲劑吡蟲啉混合葉面噴施效果更好，能將PVY的發(fā)生率降低12.00%，其次是礦物油處理，也能顯著降低PVY發(fā)生率，單獨(dú)噴施殺蟲劑吡蟲啉效果不理想，不能顯著減少PVY的發(fā)生[24]。Vinchesi等[25]首次將維生素B1應(yīng)用于馬鈴薯病毒病防治，發(fā)現(xiàn)高濃度的維生素B1對PVY有顯著防效。本研究結(jié)果顯示，吡蟲啉僅能使PVY發(fā)生率降低不足5.00百分點(diǎn)，但礦物油和維生素B1則能夠分別降低PVY發(fā)生率13.10百分點(diǎn)和11.53百分點(diǎn)，與上述結(jié)果相似，但本研究對PVY以外病毒的防治效果屬于首次報(bào)道。

本研究發(fā)現(xiàn)PLRV對藥劑敏感性更高，防治效果最好，其中礦物油、維生素B1和吡蟲啉的平均防效分別高達(dá)100.00%、83. 36%和52.86%，這可能與昆蟲介體的傳毒特性相關(guān)，PLRV通過蚜蟲持久性傳播，一般在蚜蟲體內(nèi)潛伏8～72h后，即具有持續(xù)傳毒能力[26]，因此，消除或者驅(qū)避蚜蟲理論上能夠很好地阻斷PLRV傳播，所以通過控制蚜蟲來防治PLRV是非常有效的途徑。而蚜蟲對PVY、PVA、PVM和PVS均為非持久性傳播，僅在獲得病毒后很短時(shí)間內(nèi)具有傳毒能力[4，9]，因此理論上防治蚜蟲對這幾種病毒的傳播影響不如PLRV。因此，本研究中吡蟲啉對PVY和PVA 2種非持久性傳播病毒的防治效果比較微弱。但吡蟲啉對同樣屬于非持久性傳播病毒的PVS和PVM的防效卻達(dá)到63.79%和50.06%，其原因有待進(jìn)一步研究。相關(guān)研究表明，施用礦物油可有效降低蚜蟲對非持久性病毒的傳播[27]，本研究中同樣發(fā)現(xiàn)施用礦物油相比維生素Bl和吡蟲啉等藥劑，對本研究中檢測的多種馬鈴薯病毒的綜合防治效果更佳。研究發(fā)現(xiàn)噴施礦物油后，可在馬鈴薯葉片表面形成一層油狀保護(hù)膜，當(dāng)蚜蟲穿透位于植物角質(zhì)層上的油性薄膜時(shí)，蚜蟲口針的食道中形成疏水層油，阻礙口針上的病毒的滯留[23]，這可能是礦物油阻斷病毒傳播的重要原因之一。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)PVS和PVM在未處理對照中平均發(fā)生率相近，分別為21.27%和18.59%，而且3種藥劑對這兩種病毒的防效也比較接近，其中維生素B1對兩種病毒的平均防效達(dá)到78.33%，高于礦物油的平均防效68.56%，而吡蟲啉的平均防效為56.93%。這可能是因?yàn)镻VM和PVS均為Carlavirus屬病毒的緣故[28]，因此可選擇維生素B1作為該屬病毒的防治藥劑。

使用礦物油和維生素B1比使用吡蟲啉增加了生產(chǎn)成本的投入，但礦物油和維生素B1在有效降低主要馬鈴薯病毒發(fā)生頻率的基礎(chǔ)上，具有一定的增產(chǎn)效果，可以從總收入和效益上得到更大回報(bào)，綜合使用成本和藥劑防效來看，選擇礦物油和維生素B1來防治病毒病可以增加作物產(chǎn)量、降低病毒病發(fā)生頻率、提高種薯質(zhì)量，值得進(jìn)一步推廣和評估。同時(shí)，在蚜蟲對各種殺蟲劑抗性增強(qiáng)的背景下[11-13]，上述兩種藥劑更加安全環(huán)保，有利于緩解蚜蟲對化學(xué)殺蟲劑產(chǎn)生耐藥性或抗藥性。