殼聚糖對稻曲病的防控效果

余山紅，王會福，劉 君

(臺州市農業科學研究院 生態研究所，浙江 臨海 317000)

殼聚糖對稻曲病的防控效果

余山紅，王會福，劉 君

(臺州市農業科學研究院 生態研究所，浙江 臨海 317000)

為明確殼聚糖對稻曲病的防治效果，探索新的生物防治途徑，測試了殼聚糖對稻曲病病菌的室內抑菌效率和田間防效。離體抑菌試驗結果表明，100 mg·L-1殼聚糖對分生孢子抑制率在4 d內由35.3%逐漸升至94.4%。450 g·hm-2殼聚糖對稻曲病田間防效為57.9%，顯著優于常規藥劑多菌靈和井岡霉素。殼聚糖無毒、無害、來源豐富，且成本低，是綠色水稻生產中極具應用潛力和有待開發的一種環保型農藥。

殼聚糖； 稻曲病； 生物防治； 防效

稻曲病是由半知菌亞門綠核菌屬綠核菌引起的一種水稻穗部真菌病害，發生于水稻穗部，為害稻粒，俗稱青粉病、黑球病或偽黑穗病。又因該病常發生在水稻生長發育良好的年份，農民誤以為是豐年征兆，所以又被稱為“豐年谷”或“豐收果”[1]。感染稻曲病的稻粒呈墨綠色或黑色，并散落黃綠色厚垣孢子。病稻的癟谷率增加，千粒重下降，水稻的商品性與產量均受影響。近20年來，由于中國水稻肥水施用水平的普遍提高和大穗型品種的大面積推廣，稻曲病的發生呈現不斷加重的趨勢，由一個歷史上零星、偶發性病害演變成為中國各水稻產區的主要病害之一[2-4]，近年來在日本、印度、美國和東南亞等其他地區均有稻曲病流行的出現或加重的報道[5-7]。稻曲病的發生不但對水稻高產穩產造成威脅，同時由于稻曲病菌能夠產生大量毒素，對人、動物和植物的細胞分裂也具有強烈的抑制作用[8-11]，因此對稻米的食用安全和稻田周邊食草動物帶來潛在威脅。隨著食品安全日益受到重視，控制稻曲病的發生并減輕其為害，對保障水稻生產及糧食安全至關重要。

目前我國水稻種植過程中主要依靠多菌靈、戊唑醇、嘧菌酯、銅制劑等化學農藥防治稻曲病[12]。隨著人們生活水平的提高和對健康的要求越來越高，使得植物病蟲害的生物防治和生物農藥的研究開發受到重視。目前有關稻曲病的生物防治研究大部分還處于研究試驗階段[13-18]，大田應用較為成熟的僅有井岡霉素及其與芽孢桿菌的混配制劑、蛇床子素、申嗪霉素、嘧啶核苷類抗菌素等少數幾種[12]。這些生物制劑要么防效不夠理想，要么成本過高，導致其一直無法廣泛用于稻曲病的防治，而可用于綠色水稻生產的成本低、防病效果好的生物藥劑極為缺乏。

殼聚糖學名為聚氨基葡萄糖，化學名(1，4)-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，是許多低等動物(如蝦、蟹和昆蟲等)身體以及一些低等植物(如真菌和藻類)的重要成分，在自然界廣泛存在。最初是由節肢動物的外殼提取的，制備工藝簡單，原料來源廣泛，具有無毒、可降解性，良好的生物相容性及抗腫瘤等特殊生理活性，已被廣泛應用在醫藥、食品、化工等多個領域中[19]。在近代研究中還發現，殼聚糖具有廣泛的抑菌活性，能抑制真菌[20-21]、病毒[22]和細菌[23]的生長。在誘導植物發生抗病性反應方面也有較好的效果[24-25]。殼聚糖對蘆筍莖枯病[26]，番茄根腐病[27]、莖腐病[28]、黑斑病[29]與青枯病[30]，蘋果青霉菌[31]，香蕉枯萎病[32]，煙草黑脛病[33]，水稻葉枯病與葉斑病[34]的防治作用已有研究，但其對稻曲病的防治應用鮮見報道。本研究將殼聚糖引入到稻曲病的防治中，旨在擴展殼聚糖的應用范圍，明確殼聚糖對稻曲病的防治效果，以期找到一種新的稻曲病的生物防治途徑。

1 材料與方法

1.1材料

稻曲病病原菌來自浙江大學生物所。將活化好的稻曲菌塊接種于PS培養液中，并在恒溫搖床內28 ℃、140 r·min-1條件下振蕩培養5～7 d后，以紗布過濾得到分生孢子懸浮液，用血球計數板檢測分生孢子濃度后備用。

供試殼聚糖由國藥集團化學試劑有限公司生產，脫乙酰度80.0%～95.0%。殼聚糖以1.0%冰醋酸溶解，配成濃度為10 g·L-1的殼聚糖母液備用。

田間試驗使用的對照藥劑為30%井岡·戊唑醇懸浮劑(江西歐美生物科技有限公司，市售)、20%井岡霉素可溶性粉劑(浙江省桐廬匯豐生物科技有限公司生產，市售)和50%多菌靈可濕性粉劑(上海悅聯化工有限公司生產，市售)。

1.2方法

1.2.1 殼聚糖對稻曲病菌分生孢子的離體抑制效果測定

向新鮮的PS培養液中滴加定量的稻曲病菌分生孢子懸浮液和殼聚糖母液，使分生孢子和殼聚糖最終濃度分別達到8.00×107mL-1、100 mg·L-1，以無菌水代替殼聚糖成分作為對照。繼續振蕩培養，并每隔24 h用血球計數板檢測溶液中分生孢子的濃度。

1.2.2 殼聚糖對稻曲病的田間防效測定

試驗設5個處理，450 g·hm-2殼聚糖，300 mL·hm-2井岡·戊唑醇，937.5 g·hm-2井岡霉素，1 500 g·hm-2多菌靈，以及清水對照，每處理重復3次，隨機排列。小區面積80 m2，周圍設有保護行。施藥時間在8月24日，水稻長勢嫩綠，處于破口前5 d，此時稻曲病尚未發生。采用臺州市下牌SX-LK16型背負式噴霧器均勻噴霧，對水量為700 L·hm-2。水稻單季稻品種為超級稻甬優12，5月31日播種，6月24日機插移栽。根據氣象資料，施藥當天多云，風力1級，平均氣溫30.0 ℃，相對濕度74.0%，施藥前48 h內未下雨，此后7 d均為晴或多云天氣，總體看對本試驗結果沒有影響。于水稻黃熟期(11月2日，稻曲病處于病情穩定期)調查稻曲病的發病情況。調查采用5點取樣，每點20叢，每小區調查100叢稻，記錄每穗稻的曲球數，統計病穗率和病情指數，計算每個藥劑處理對稻曲病的防治效果。

病情分級標準參照唐春生[35]。0級，無稻曲球；1級，每穗1個稻曲球；3級，每穗2個稻曲球；5級，每穗3～5個稻曲球；7級，每穗6～9個稻曲球；9級，每穗10個或10個以上稻曲球。另外，觀察整個試驗期間供試藥劑處理后對水稻葉片、植株長勢等有無不良影響。用DPS數據處理軟件7.05版Duncan新復極差法(DMRT)[36]進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1殼聚糖對稻曲病菌分生孢子的抑制作用

表1顯示，分生孢子懸浮液中加入殼聚糖后，在處理組和對照組中數量均迅速下降，但處理組中分生孢子數量下降更快，表明殼聚糖對病菌分生孢子生長產生了抑制。對照組中分生孢子數量也出現下降，應是殼聚糖溶液中醋酸導致培養液pH值降低所致。4 d后殼聚糖(濃度100 mg·L-1)對病菌分生孢子抑制率即達到94.4%，抑菌效果顯著。

表1 殼聚糖不同處理時間內的室內抑菌活性

2.2殼聚糖對稻曲病的田間防效

2.2.1 安全性

通過田間觀察，在本試驗條件下，整個試驗期間所有供試藥劑處理后對水稻葉片、植株長勢等無任何不良影響，藥劑安全性好。

2.2.2 防治效果

表2表明，在水稻破口前5 d施用殼聚糖(450 g·hm-2)可顯著降低稻曲病的為害，其防效僅次于30%井岡·戊唑醇懸浮劑(300 mL·hm-2)，極顯著優于20%井岡霉素可溶性粉劑(937.5 g·hm-2)與50%多菌靈可濕性粉劑(1 500 g·hm-2)。

表2 殼聚糖處理對稻曲病的田間防效

注：同列數據后不同大、小寫字母分別表示不同處理間在0.01、0.05水平差異顯著。

3 討論

離體抑菌試驗結果表明，殼聚糖能夠抑制稻曲病菌分生孢子的生長，4d內100mg·L-1殼聚糖對病菌分生孢子抑制率逐漸升高至94.4%，抑菌效果明顯。田間防病試驗表明，施用450g·hm-2殼聚糖也能對稻曲病起到較好的防控作用，其防效甚至超過生產上常規藥劑多菌靈和井岡霉素。另外，根據測算其防治成本也相當。

已有研究表明，殼聚糖具有較為廣譜的抗菌性能，但抑制效果可因所用殼聚糖分子量及其理化性質的不同而異[20]，因此在使用溶解性更好的殼聚糖及溶劑后，其對稻曲病的田間防效還有進一步提升空間。

殼聚糖防控植物病害的機制主要有兩種作用方式。一是對病原菌的直接抑制作用。殼聚糖作為甲殼素的多聚陽離子衍生物，可與病原菌細胞表面的帶負電的物質成分(如蛋白質等)相互作用，形成聚合物干擾病原菌細胞膜的正常生理功能。同時殼聚糖還可直接進入病原菌細胞內與胞內蛋白質和核酸等物質相互作用，影響細胞的正常代謝，從而抑制病原菌的生長[37]。二是殼聚糖還能誘導植物產生多種抗病性反應。例如幾丁質酶的累積，誘導葡聚糖酶的合成，壁物質沉積以及誘導活性[38-40]，從而激發苯丙烷類代謝，產生酚類和異黃酮類植保素以及木質素，在植物抗病中起化學屏障作用和植物抗毒素作用[41]。

施用殼聚糖直接抑制病原菌生長或誘導植物產生抗病反應，是提高植物對病害的抗性，減少化學農藥施用量的有效途徑。殼聚糖無毒、無害、來源豐富，而且成本較低，是農產品無公害生產中極具應用潛力和有待開發的一種環保型農藥和植物抗病誘導物，具有廣闊的應用前景。

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收入日期：2017-08-11

浙江省臺州市科技計劃(14KY01)

余山紅(1985—)，湖北紅安人，農藝師，碩士，從事植保技術和推廣工作，E-mail：277298512@qq.com。

文獻著錄格式：余山紅，王會福，劉君. 殼聚糖對稻曲病的防控效果[J].浙江農業科學，2017，58(10)：1739-1741，1745.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171021

S432.4

B

0528-9017(2017)10-1739-03

(責任編輯張瑞麟)