不同殺菌劑及其復(fù)配制劑在小麥赤霉病及嘔吐毒素防治中的作用

殷憲超，武德亮，孟 旭，張海燕，吳季榮，劉 馨，徐劍宏，史建榮

(1.江蘇省食品質(zhì)量安全重點實驗室-省部共建國家重點實驗室培育基地/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(南京)/江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所，江蘇南京 210014； 2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物系，農(nóng)業(yè)微生物重點實驗室，山東泰安 271018； 3.泰州市姜堰區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇泰州 225529)

禾谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum)引起的小麥赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是全球濕潤和半濕潤地區(qū)廣泛發(fā)生的小麥真菌病害[1]。在我國，除了長江中下游和東北黑龍江地區(qū)為傳統(tǒng)的赤霉病頻發(fā)地區(qū)外，目前已經(jīng)擴(kuò)展到黃淮河流域，常年發(fā)病面積已經(jīng)超過700萬hm2，對我國小麥安全生產(chǎn)已經(jīng)構(gòu)成極大威脅[2-4]。赤霉病所帶來的問題不僅導(dǎo)致小麥減產(chǎn)，其產(chǎn)生的鐮刀菌毒素污染問題也嚴(yán)重影響了食品安全。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)，俗稱嘔吐毒素，是污染我國小麥的主要鐮刀菌毒素[5]。DON是雪腐鐮刀菌烯醇(nivalenol，NIV)的脫氧衍生物，分子式為C15H20O6，相對分子質(zhì)量為296，具有耐熱、耐酸及耐高壓等特性[6]。DON具有細(xì)胞毒性，可以穿過生物屏障，影響消化、免疫、內(nèi)分泌和神經(jīng)系統(tǒng)，在急性暴露的情況下會引起嘔吐、厭食、腹痛、腹瀉、營養(yǎng)不良、頭痛和眩暈等癥狀[6-8]。為此全球主要國家和地區(qū)都制定了DON的限量標(biāo)準(zhǔn)，我國《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中真菌毒素限量》(GB 2761-2017)中規(guī)定谷物及其制品中DON的限量為1 000 μg·kg-1。

近十年來，赤霉病在江蘇呈現(xiàn)高發(fā)趨勢。根據(jù)植保部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，江蘇2010、2012和2016年均為赤霉病重度發(fā)生年份，2013-2015年也均為中度發(fā)生年份。除2011年，2010-2016年間江蘇小麥的DON檢出率均超過80%。其中2010年DON平均含量為1 075 μg·kg-1，中位值為816 μg·kg-1，2012年DON平均含量為306 μg·kg-1，中位值為1 039 μg·kg-1[9]。而2013-2016年間，DON的平均含量分別為879 μg·kg-1、628 μg·kg-1、1 629 μg·kg-1和 2 601 μg·kg-1，呈明顯上升趨勢[10-11]。鑒于當(dāng)前的DON污染狀況，急需優(yōu)化小麥的DON防控措施，防范食品質(zhì)量安全風(fēng)險。

近年來，人們開展了大量殺菌劑防治小麥赤霉病的試驗，但研究大多傾向于藥劑的赤霉病病害防治效果和對產(chǎn)量的影響，而藥劑對小麥中DON的控制效果卻涉及較少[12-15]。本研究選取市售常用殺菌劑(25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP和20%嘧菌酯WG)及其復(fù)配制劑共12種藥劑，測定殺菌劑對小麥赤霉病的田間防效及小麥籽粒中DON積累的影響，研究藥劑處理后小麥病情指數(shù)與毒素之間的關(guān)系，以期為小麥的DON控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為2014-2015年淮南麥區(qū)的主推品種鎮(zhèn)麥9號。

試驗藥劑為 25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP、20%嘧菌酯WG及48%氰烯菌酯·戊唑醇SC(氰烯菌酯36%，戊唑醇12%)，均為江蘇省農(nóng)藥研究所股份有限公司產(chǎn)品；75%百菌清·戊唑醇WP (12.5%戊唑醇，62.5%百菌清)(江蘇邦盛生物科技有限責(zé)任公司)、40%戊唑醇·福美雙SC(南京南農(nóng)農(nóng)藥科技有限公司)、45%戊唑醇·咪鮮胺WP(江蘇揚(yáng)州綠源生化有限公司)、75%肟菌·戊唑醇WG(拜耳股份公司)、28%烯肟·多菌靈WP(中化農(nóng)化有限公司)及45%嘧菌酯·戊唑醇WG(上海禾本藥業(yè)股份有限公司)；DON標(biāo)準(zhǔn)品(美國Sigma公司)；甲醇和乙腈(色譜純，德國Merck公司)。

1.2 試驗設(shè)計

單藥劑藥效試驗分別在江蘇省泰州市姜堰區(qū)、鹽城市建湖縣和南京市六合區(qū)露天大田中進(jìn)行。每個地區(qū)各設(shè)置6個處理，分別是清水對照(CK)、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP、20%嘧菌酯WG，各處理重復(fù)3次，每小區(qū)面積100 m2，小區(qū)四周設(shè)置保護(hù)行。

復(fù)配制劑藥效試驗在江蘇省泰州市姜堰區(qū)進(jìn)行。共設(shè)置13個處理，分別為清水對照(CK)、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC、25%多菌靈WP、20%嘧菌酯WG、48%氰烯菌酯·戊唑醇SC、75%百菌清·戊唑醇WP、40%戊唑醇·福美雙SC、45%戊唑醇·咪鮮胺WP、75%肟菌·戊唑醇WG、28%烯肟·多菌靈WP、45%嘧菌酯·戊唑醇WG，其他小區(qū)條件與單藥劑藥效試驗一致。

單藥劑試驗和復(fù)配制劑藥效試驗分別于2014年11月1號和2015年11月5號播種，播種量均為150 kg·hm-2，各試驗區(qū)內(nèi)小麥長勢均勻，土壤類型相同，肥力中等，試驗前后的土壤及田間管理一致。于小麥揚(yáng)花期時采用手持式噴霧器均勻噴霧施藥，用量為廠家推薦用量，具體見表1和表2，施藥后天氣晴朗。

1.3 小麥赤霉病病情數(shù)據(jù)采集及計算

施藥后定期觀察小麥生長及葉片色澤變化情況，觀察各個藥劑處理小區(qū)有無藥害發(fā)生。施藥20 d后，按照5點采樣法，每個小區(qū)5個點，每個點1 m2，按照《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1464.15-2007，農(nóng)藥田間藥效實驗準(zhǔn)則第15部分：殺菌劑防治小麥赤霉病》調(diào)查記載小麥總穗數(shù)、赤霉病各級病穗數(shù)，并計算出病穗率、病情指數(shù)及病指防效。

病級記載標(biāo)準(zhǔn)：0級，全穗無病；1級，枯穗面積占全穗面積的1/4以下；3級，枯穗面積占全穗面積的1/4～1/2；5級，枯穗面積占全穗面積的 1/2～3/4；7級，枯穗面積占全穗面積的3/4以上。

藥效相關(guān)計算公式如下：

病穗率=(發(fā)病穗數(shù)/調(diào)查總穗數(shù))×100%；

病情指數(shù)=[ ∑(各級病穗數(shù)×相對級數(shù)值)]/(調(diào)查總穗數(shù) × 7)×100；

病指防效=[(對照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù))/對照區(qū)病情指數(shù)]×100%。

1.4 DON檢測及DON防效的計算

各小區(qū)選擇5點采樣，人工收割長勢均衡的10 m2面積內(nèi)小麥，用脫粒機(jī)脫粒曬干后，將各小區(qū)晾干的小麥籽粒充分混勻后，稱重1 kg，用干燥的牛皮紙信封包裝，使用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜測定樣本的DON含量。

DON檢測參照姚振宇等[16]的方法；

DON防效=[(對照區(qū)DON含量-處理區(qū)DON含量)/對照區(qū)DON含量]× 100%。

1.5 統(tǒng)計分析

所有試驗數(shù)據(jù)均由3次平行試驗數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示，用Excel及SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用Duncan進(jìn)行數(shù)據(jù)的差異性檢驗。用SPSS 16.0對病穗率數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦函數(shù)轉(zhuǎn)換及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單藥劑對小麥赤霉病及籽粒中DON毒素的防效

由表1可以看出，姜堰、建湖和六合3個試驗區(qū)赤霉病發(fā)病程度不同，清水對照區(qū)病情指數(shù)分別為9.35、3.02和10.28。收獲小麥籽粒檢測結(jié)果顯示，3地對照區(qū)小麥籽粒中DON含量均超過國家限量標(biāo)準(zhǔn)(1 000 μg·kg-1)，其中建湖試驗點小麥籽粒中DON含量最低，為1 337 μg·kg-1，姜堰試驗點次之，DON含量為2 591 μg·kg-1，六合試驗點小麥籽粒中DON含量最高，為5 642 μg·kg-1。

供試的5種藥劑對赤霉病和DON防效在3地的試驗結(jié)果基本一致(表1)。其中，25%丙硫菌唑SC對赤霉病和DON防控效果最佳，并且在3個試驗點間效果穩(wěn)定；25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC和25%多菌靈WP在3個試驗點對赤霉病和DON均有不同程度的防效；而20%嘧菌酯WG對赤霉病和DON均無防控效果，在建湖和六合兩地，施用20%嘧菌酯WG的小麥DON含量均顯著高于清水對照。

表1 2014年單一藥劑對小麥赤霉病及DON毒素的防效

表2 2015年姜堰地區(qū)不同復(fù)配制劑對小麥赤霉病抗病及DON毒素的防效

2.2 復(fù)配制劑對小麥赤霉病及籽粒中DON的防效

從表2可知，清水對照區(qū)小麥籽粒中DON含量為3 204 μg·kg-1，為國家限量標(biāo)準(zhǔn)的3倍。測試的藥劑中，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇4種藥劑較優(yōu)，小麥籽粒中DON含量符合國家限量標(biāo)準(zhǔn)，分別為759.5、782.2、847.0和890.0 μg·kg-1，赤霉病和DON防效均大于70%，4種藥劑處理間小麥籽粒中DON含量差異不顯著。

2.3 小麥赤霉病發(fā)生與籽粒中DON含量間的相關(guān)性

將2015年姜堰復(fù)配制劑藥劑試驗中獲得的小麥赤霉病病穗率與赤霉病病情指數(shù)和籽粒中DON毒素含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，病情指數(shù)與籽粒DON含量之間呈顯著正相關(guān)(r= 0.628，P=0.022)，病穗率與DON含量之間無顯著相關(guān)性(r=0.400，P=0.176)，赤霉病病穗率與赤霉病病情指數(shù)呈極顯著正相關(guān)(r=0.766，P=0.002)。

3 討 論

近年來小麥赤霉病呈現(xiàn)的頻發(fā)趨勢，使赤霉病導(dǎo)致的DON污染問題引起社會高度關(guān)注。小麥籽粒中的DON不但造成小麥商品價值下降，還帶來食品安全問題。本試驗結(jié)果說明，化學(xué)藥劑在一定程度上可以減少赤霉病的發(fā)生和DON毒素的積累。供試的藥劑中，75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇對DON防治效果較好，在復(fù)配制劑藥效試驗中，DON防效均大于70%。但是，化學(xué)藥劑的毒素控制作用是有限的，當(dāng)赤霉病病情較重時，化學(xué)藥劑也不足以控制小麥籽粒中的DON含量在安全范圍內(nèi)。例如在赤霉病病情較重的六合試驗點，盡管25%丙硫菌唑SC的病指防效已經(jīng)達(dá)到72.2%，但是收獲小麥籽粒中的DON含量仍超出了國家標(biāo)準(zhǔn)限量。面對當(dāng)前赤霉病防控的嚴(yán)峻形勢，僅依靠藥劑防治已經(jīng)無法完全控制小麥赤霉病和DON污染，而應(yīng)該綜合運(yùn)用抗病品種、化學(xué)藥劑、合理輪作等多種方式來控制當(dāng)前的赤霉病及毒素問題[17]。

相關(guān)文獻(xiàn)報道，甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑嘧菌酯會刺激鐮刀菌產(chǎn)毒，在小麥揚(yáng)花期使用有增加毒素的風(fēng)險[18-20]。本試驗中使用20%嘧菌酯WG處理的小麥DON防效均為負(fù)值，證明嘧菌酯對DON確定無防控效果。在我國，苯并咪唑類殺菌劑多菌靈被用于防治小麥赤霉病已近40年，由于多菌靈的單位點專化作用機(jī)理，鐮刀菌已經(jīng)對該殺菌劑產(chǎn)生抗藥性，并導(dǎo)致化學(xué)防治效果的下降甚至喪失[20-22]。本研究的4次藥劑試驗中，多菌靈的DON防效介于42.6%～55.0%之間，在參試單藥劑中除20%嘧菌酯WG外，DON防效最差。因此，嘧菌酯和多菌靈單藥劑不適宜用于赤霉病和DON的防控。

現(xiàn)今，人們對小麥赤霉病控制的要求正逐漸從防病增產(chǎn)向減毒增效轉(zhuǎn)變，但是出于成本和技術(shù)因素的考慮，許多對赤霉病防控的研究仍主要以田間赤霉病病害程度為依據(jù)。普遍認(rèn)為，DON含量在多數(shù)情況下都與赤霉病嚴(yán)重度高度相關(guān)。本試驗結(jié)果顯示，小麥赤霉病病情指數(shù)與DON含量呈顯著正相關(guān)。但也會出現(xiàn)一些例外，本試驗中75%肟菌·戊唑醇WG的病指防效為 62.4%，與30%戊唑醇SC相近(59.2%)，但是其DON防效僅為17.2%，遠(yuǎn)低于30%戊唑醇SC(DON防效為57.5%)。小麥進(jìn)入乳熟期以后，赤霉病病情已經(jīng)無法觀測，但是如果發(fā)生陰雨天氣，空氣濕度增加，再加上合適的氣溫，往往會導(dǎo)致乳熟期感染，這種情況通常無明顯可見赤霉病病征，已無法進(jìn)行病情調(diào)查，但收獲的小麥依然會產(chǎn)生毒素污染。因此，在進(jìn)行小麥赤霉病防控研究時，不但需要田間赤霉病病害程度的調(diào)查，也需要對小麥籽粒的DON進(jìn)行檢測，以更加全面地評價赤霉病防控效果。