噻唑膦和吡蟲啉二元復(fù)配劑防治水稻干尖線蟲效果評價(jià)

趙一桐 楊行州 周冬梅 魏利輝 顧愛國 樂秀虎 馮輝

摘要：水稻干尖線蟲（Aphelenchoides besseyi）是水稻上的重要病原之一，主要通過種子傳播，因此浸種劑的開發(fā)與應(yīng)用對該線蟲的防治十分重要。基于浸漬法，室內(nèi)測定和評價(jià)了噻唑膦和吡蟲啉及其混配劑對水稻干尖線蟲殺滅活性的效果，計(jì)算混劑的共毒系數(shù)，并將殺蟲活性最高配比組合加工成農(nóng)藥制劑用于田間防效試驗(yàn)。結(jié)果表明，噻唑膦和吡蟲啉單劑對水稻干尖線蟲致死中濃度LC₅₀值分別為71.96 mg/L和317.07 mg/L；噻唑膦和吡蟲啉按質(zhì)量比1∶2 至1∶8的比例混配后均對水稻干尖線蟲殺滅活性具有相加作用，其中1∶3配比的殺蟲活性最高；按此配比加工的10%和40%噻唑膦·吡蟲啉可分散油懸浮劑按1∶1 000倍液浸種對水稻干尖線蟲的田間防效分別為94.48%和96.26%，線蟲減退率分別為97.01%和96.28%，同時顯著提高水稻百粒重以及降低籽粒受損率。綜上，噻唑膦和吡蟲啉二元復(fù)配劑可用于水稻干尖線蟲的有效防治，進(jìn)一步開發(fā)和應(yīng)用對保障水稻安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：噻唑膦；吡蟲啉；殺線蟲劑；水稻干尖線蟲；防治效果

中圖分類號：S435.111.4⁺8? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）06-0131-05

收稿日期：2023-09-04

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（22）3017]；河北省自然科學(xué)基金（編號：C2019402344）。

作者簡介：趙一桐 （1998—），男，內(nèi)蒙古興安盟人，碩士研究生，從事植物線蟲病害研究。E-mail：zyt15532036520@163.com。

通信作者：樂秀虎，博士，講師，從事植物病害研究，E-mail：lexiuhu@163.com；馮輝，博士，副研究員，從事植物線蟲病害研究，E-mail：fenghui@jaas.ac.cn。

水稻干尖線蟲（Aphelenchoides bessyi）是危害水稻（Oryza sativa L.）的重要寄生線蟲之一，被列入世界十大植物病原線蟲名單^[1]。受害水稻劍葉通常出現(xiàn)灰白色扭曲狀“干尖”，在我國南方稻區(qū)還造成“小穗頭”癥狀，表現(xiàn)為穗型小，米粒黑褐開裂，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)^[2-3]。另外，受水稻干尖線蟲侵染的水稻還常常表現(xiàn)為隱癥，導(dǎo)致病害發(fā)生后不易觀察，引發(fā)線蟲的大量繁殖和傳播^[4]。水稻干尖線蟲屬于遷移性外寄生線蟲，以休眠狀態(tài)存在于米粒和穎殼之間的空隙和外果皮中，可通過種苗調(diào)運(yùn)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播^[5]。因此，對水稻種子進(jìn)行消毒處理是殺滅線蟲、防治病害的有效途徑之一。

采用藥劑浸種防治水稻干尖線蟲病已有報(bào)道。目前，在部分國家和地區(qū)，劇毒農(nóng)藥呋喃丹作為水稻干尖線蟲的防治藥劑仍被廣泛使用^[6]。在我國，水稻干尖線蟲防治藥劑種類和數(shù)量十分有限。盡管采用二硫氰基甲烷、殺螟丹等藥劑浸種對水稻干尖線蟲病有較好的防治效果^[7-8]，但根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥檢定所數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段在我國登記的水稻干尖線蟲防治藥劑主要以殺螟丹為活性成分。但殺螟丹屬于中等毒性殺蟲劑，對水生生物毒性高，易對水土環(huán)境造成污染，從而導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受限。

噻唑膦屬于有機(jī)磷類殺蟲劑，能有效防治植物根結(jié)線蟲、蚜蟲和螨類等病蟲害。噻唑膦特異性地抑制線蟲乙酰膽堿酯酶的合成，具有觸殺和內(nèi)吸作用，且毒性較低，安全性好^[9]。吡蟲啉屬于新煙堿類殺蟲劑，作用于煙堿乙酰膽堿受體，主要用來防治刺吸式口器害蟲^[10]。姚克兵等評價(jià)了13種農(nóng)藥對水稻干尖線蟲的防治效果，發(fā)現(xiàn)噻唑膦的田間防效最高，可作為替代殺螟丹的藥劑^[11]。夏彥飛等利用浸漬法證實(shí)吡蟲啉單獨(dú)使用對松材線蟲、腐爛莖線蟲及水稻干尖線蟲殺滅效果較差^[12]。然而，噻唑膦和吡蟲啉復(fù)配對線蟲病害防治研究尚未見報(bào)道。

本研究室內(nèi)測試了噻唑膦和吡蟲啉不同配比對水稻干尖線蟲的殺滅效果，并篩選出最優(yōu)配比組合用于田間防治試驗(yàn)，以期為水稻干尖線蟲防治藥劑的開發(fā)和應(yīng)用提供有益參考，對保障水稻安全生產(chǎn)具有重要意義。

1? 材料與方法

1.1? 供試藥劑

1.1.1? 原藥

噻唑膦（93%）和吡蟲啉（95%）原藥經(jīng)丙酮（含0.1%吐溫80）溶解配制成1×10⁴mg/L母液，按照參試濃度梯度用滅菌去離子水稀釋后備用。

1.1.2? 藥劑

17%殺螟·乙蒜素可濕性粉劑（WP，江蘇省蘇科農(nóng)化有限責(zé)任公司）、16%咪鮮·殺螟丹可濕性粉劑（WP，績溪農(nóng)化生物科技有限公司）和25%氰烯菌酯懸浮劑（SC，江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司）。

1.2? 供試線蟲

水稻干尖線蟲分離群體NJ-1，最早采集自江蘇省稻區(qū)水稻“小穗頭”病穗，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所分離、鑒定并保存^[13]。供試線蟲在灰葡萄孢（Botrytis cineara）菌培養(yǎng)擴(kuò)繁，通過貝曼漏斗法收集線蟲，并用抗生素溶液（含100 μg/mL兩性霉素B、100 μg/mL硫酸鏈霉素和100 μg/mL氨芐青霉素）表面消毒，再用滅菌去離子水漂洗蟲體后保存?zhèn)溆?sup>[13]。

1.3? 單劑毒力測定

將噻唑膦和吡蟲啉原藥母液用去離子水稀釋，配制成不同濃度梯度的藥液；設(shè)置5個濃度處理（50、100、250、500、1 000 mg/L）和1個空白對照處理，每個處理重復(fù)5次。準(zhǔn)備24孔細(xì)胞培養(yǎng)板，向孔內(nèi)依次滴入水稻干尖線蟲懸浮液10 μL（約含線蟲100頭）和各濃度藥液200 μL，輕輕混勻，室溫靜置24 h，在體視顯微鏡下觀察和記錄線蟲死亡情況。以線蟲蟲體僵直或呈“C”形彎曲、針觸無反應(yīng)為依據(jù)判定線蟲死亡。計(jì)算死亡率和校正死亡率，并用數(shù)據(jù)處理軟件DPS 7.05進(jìn)行分析，計(jì)算致死中濃度（LC₅₀）和95%置信限。

1.4? 復(fù)配劑聯(lián)合毒力和共毒系數(shù)測定

根據(jù)單劑毒力測定結(jié)果，將噻唑膦和吡蟲啉原藥母液按1∶n（n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）配制成10個比例的混劑母液，并用水稀釋成不同濃度。按“1.3”節(jié)中所述，調(diào)查線蟲死亡數(shù)和計(jì)算線蟲死亡率，以尋求對水稻干尖線蟲殺蟲活性更強(qiáng)的藥劑復(fù)配組合。

根據(jù)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1154.7—2006《農(nóng)藥室內(nèi)生物測定實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則殺蟲劑第7部分：混配的聯(lián)合作用測定》，計(jì)算二元混劑共毒系數(shù)（CTC）。根據(jù)CTC評價(jià)藥劑混用的聯(lián)合作用，即CTC<80為拮抗作用，80≥CTC≥120為相加作用，CTC>120為增效作用。CTC＝（ATI/TTI）×100；TTI＝A×a+B×b；ATI＝[LC₅₀（A）/LC₅₀（Eth）]×100。其中，TTI為混劑的理論毒力指數(shù)；ATI為混劑實(shí)測毒力指數(shù)；A、B分別為噻唑膦和吡蟲啉單劑毒力指數(shù)；a、b分別為噻唑膦和吡蟲啉單劑在混劑中的百分比例；LC₅₀（A）為噻唑膦單劑LC₅₀；LC₅₀（Eth）為混劑LC₅₀。

1.5? 田間小區(qū)試驗(yàn)

1.5.1? 噻唑膦·吡蟲啉可分散油懸劑（OD）的制備

基于室內(nèi)毒力測定結(jié)果，將最優(yōu)組合分別加工10%和40%噻唑膦·吡蟲啉可分散油懸浮劑。按質(zhì)量百分比計(jì)，10%油懸劑各組分含量為2.5%噻唑膦，7.5%吡蟲啉和90%油酸甲酯；40%油懸劑各組分含量為10%噻唑膦，30%吡蟲啉和60%油酸甲酯。按上述配比備料，混合、攪拌均勻后備用。

1.5.2? 田間防效測試

2021年5—10月，在江蘇省鹽城市鹽都區(qū)郭猛鎮(zhèn)水稻育種基地進(jìn)行田間防效測試。供試水稻品種為南粳5718，種子采集自江蘇省水稻干尖線蟲病發(fā)生田塊。種子脫殼后用貝曼漏斗分離進(jìn)行線蟲分離，經(jīng)體視鏡檢測，每百粒種子平均攜帶水稻干尖線蟲32頭。將100 g帶蟲稻用上述藥劑的0.5 L藥液或清水浸種48 h，之后平鋪于在秧盤上進(jìn)行催芽。將生長30 d的秧苗移栽至大田小區(qū)，行株距20 cm×15 cm，小區(qū)面積為 9 m²（6.0 m×1.5 m），每個處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。水稻生育期內(nèi)肥水及其他病蟲草害按常規(guī)管理。在水稻穗期調(diào)查水稻干尖線蟲穴病株率、小區(qū)病穴率，并計(jì)算防效。水稻成熟后，測量水稻穗長、百粒重、米粒受損率以及百粒種子的帶蟲率，并計(jì)算各處理下水稻干尖線蟲的減退率。每個小區(qū)隨機(jī)選取24穴，記錄每穴株數(shù)，調(diào)查水稻干尖線蟲病發(fā)生情況，若劍葉（近穗葉）出現(xiàn)“干尖”癥狀，則判定為發(fā)病。

采用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DPS 7.05以Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。計(jì)算公式為：病穴率=發(fā)病穴數(shù)/調(diào)查總穴數(shù)×100%；病株率＝發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%；防治效果＝[（清水對照病株率-藥劑處理病株率）/清水對照病株率]×100%；線蟲減退率=[（清水對照百粒種子線蟲數(shù)-藥劑處理百粒種子線蟲）/清水對照百粒種子線蟲數(shù)]×100%。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 噻唑膦和吡蟲啉不同配比室內(nèi)殺蟲效果

噻唑膦和吡蟲啉溶液浸泡線蟲24 h，供試線蟲的死亡率隨著藥劑濃度升高而升高。在250 mg/L噻唑膦溶液中，超過96%的線蟲死亡，當(dāng)噻唑膦濃度等于或大于500 mg/L，則對線蟲致死率達(dá)100%；而吡蟲啉濃度為1 000 mg/L和2 500 mg/L對線蟲的致死率分別為64.24%和96.72%。根據(jù)回歸方程，計(jì)算獲得噻唑膦和吡蟲啉對水稻干尖線蟲殺滅的LC₅₀分別為71.96 mg/L和317.07 mg/L（圖1）。

由表1可知，對于噻唑膦和吡蟲啉二元復(fù)配，當(dāng)質(zhì)量配比介于1∶（2～8）之間時，復(fù)配劑對水稻干尖線蟲殺滅的共毒系數(shù)為132.12～235.22，共毒系數(shù)（CTC）大于120，表現(xiàn)為協(xié)同增效作用；其中噻唑膦和吡蟲啉質(zhì)量比為1∶3時，共毒系數(shù)最高，為235.22。據(jù)此，噻唑膦和吡蟲啉二元復(fù)配的最優(yōu)質(zhì)量配比為1∶3。

2.2? 噻唑膦和吡蟲啉復(fù)配劑田間防效

田間調(diào)查結(jié)果（表2）表明，清水對照組和25%氰烯菌酯SC 2 000倍液處理組的水稻干尖病發(fā)生率（病穴率）分別為100%和97.22%，病株率為52.43%和43.79%。10%和40%噻唑膦·吡蟲啉OD 1 000倍液處理顯著降低了田間病穴率和病株率，防治效果大于94%；同時降低了百粒種子帶蟲數(shù)，導(dǎo)致線蟲減退率大于95%；這2個處理與17%殺螟·乙蒜素 WP 300倍液和16%咪鮮·殺螟丹WP 600倍液處理的綜合防治效果無顯著差異。

收獲期水稻生物學(xué)調(diào)查結(jié)果表明，清水對照組的水稻表現(xiàn)為稻穗縮短、百粒重降低及籽粒變黑開裂比例（受損率）增加。相比之下，10%和40%噻唑膦·吡蟲啉OD 1 000倍液處理能顯著降低水稻干尖線蟲病造成的水稻穗長、百粒重的下降和籽粒受損等生物學(xué)參數(shù)，與對照藥劑17%殺螟·乙蒜素 WP 300倍液和16%咪鮮·殺螟丹WP 600倍液的效果相當(dāng)；而對照藥劑25%氰烯菌酯SC對減少水稻籽粒受損率無顯著影響（圖2）。

3? 討論與結(jié)論

水稻干尖線蟲常以4齡或成蟲藏匿于成熟水稻穎殼和米粒之間的間隙進(jìn)行休眠^[14]。休眠蟲態(tài)蟲體卷縮且逆境適應(yīng)性增強(qiáng)，進(jìn)而對一些藥劑具有潛在耐受性。例如，單獨(dú)使用殺螟松或倍硫磷浸種無法徹底殺死休眠狀態(tài)的線蟲^[15]。氟噻蟲砜對根結(jié)線蟲具有強(qiáng)烈的殺滅效果，但對水稻干尖線蟲防治效果差^[16]。相比噻唑膦藥劑和溫湯浸種，單獨(dú)種子干熱處理對水稻干尖線蟲的殺滅效果較差^[17]。因此，通過溫湯或藥液浸種，打破水稻干尖線蟲的休眠狀態(tài)，并削弱線蟲的逆境適應(yīng)性，可有效降低水稻種子中水稻干尖線蟲的存活率。

之前的研究表明，噻唑膦對水稻干尖線蟲具有很強(qiáng)殺滅活性^[17-19]，而高濃度吡蟲啉處理對水稻干尖線蟲的致死率較低^[12]。與之相似，本研究結(jié)果顯示，吡蟲啉LC₅₀是噻唑膦的4.4倍，達(dá)到 317.07 mg/L；表明吡蟲啉單劑不能用于水稻干尖線蟲的有效防治。然而，將噻唑膦與吡蟲啉按一定比例（1∶2～1∶8）組合，能大大增加噻唑膦對干尖線蟲離體的殺滅效果（表1）。同時，將噻唑膦∶吡蟲啉最優(yōu)組合（1∶3）加工成制劑用于水稻浸種，結(jié)果其二元復(fù)配制劑不僅顯著降低了田間水稻干尖線蟲病發(fā)生率和種子攜帶線蟲數(shù)量，還增加了水稻產(chǎn)量并提升了稻米品質(zhì)，其效果與市售的17%殺螟·乙蒜素WP和16%咪鮮·殺螟丹WP相當(dāng)；而殺菌劑25%氰烯菌酯SC則對水稻干尖線蟲病無防治效果，與之前的報(bào)道^[20]相似。

噻唑膦與吡蟲啉作用機(jī)制不同。前者通過抑制乙酰膽堿酯酶的合成達(dá)到殺蟲目的，后者則通過激活煙堿型乙酰膽堿受體刺激神經(jīng)遞質(zhì)，最終導(dǎo)致害蟲神經(jīng)麻痹而死亡^[10，21]。由于吡蟲啉對水稻干尖線蟲無殺線活性，噻唑膦與吡蟲啉二元組合的殺線增效機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

最新研究發(fā)現(xiàn)，噻唑膦能造成自由生活線蟲秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）的氧化脅迫、神經(jīng)系統(tǒng)損傷和生殖系統(tǒng)破壞，從而對土壤線蟲種群的豐度和功能造成潛在影響^[22]；吡蟲啉則對秀麗隱桿線蟲等自由生活線蟲的毒性較小^[23]。另外，噻唑膦的廣泛應(yīng)用顯著增加了植物線蟲等防控靶標(biāo)的生存壓力，已導(dǎo)致我國部分地區(qū)出現(xiàn)抗噻唑膦的線蟲種群^[21]。因此，噻唑膦和吡蟲啉復(fù)配制劑的開發(fā)和應(yīng)用，不僅能提高噻唑膦殺蟲效果、降低噻唑膦使用量，而且對減少噻唑膦對土壤非靶標(biāo)線蟲的危害、維持土壤生態(tài)健康以及降低干尖線蟲抗性風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。

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