蕎麥炭疽病菌生物學特性及殺菌劑室內毒力測定

摘要：由冬麥刺盤孢（Colletotrichum liriopes）引起的蕎麥炭疽病是我國蕎麥主產區的新病害。為明確蕎麥炭疽病菌生物學特性，并篩選出有效的防治藥劑，本研究以C. liriopes 9J1為試材，采用菌絲生長速率法，研究了不同培養條件下C. liriopes 9J1菌絲生長情況，并用菌絲生長抑制率法對10種殺菌劑進行室內毒力測定。結果表明，蕎麥炭疽病菌生長的最適溫度為25 ℃；全光照條件下病菌菌絲生長速率最快；最適pH值為6；病菌生長的最適碳源和氮源分別為山梨醇和牛肉膏。供試的10種藥劑對蕎麥炭疽病菌菌絲生長均有一定毒力作用，其中10%苯醚甲環唑微乳劑的毒力作用最強，EC50為0.004 mg/L；80%代森錳鋅可濕性粉劑的毒力作用最弱，EC50為6.915 mg/L。

關鍵詞：蕎麥；冬麥刺盤孢（Colletotrichum liriopes）；生物學特性；毒力測定；殺菌劑；抑制中濃度

中圖分類號：S435.17" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）04-0138-06

收稿日期：2023-04-04

基金項目：國家燕麥蕎麥產業技術體系建設專項（編號：CARS-08-C-2）；中央高校基本科研業務費（編號：LZUJBKY-2022-kb10）；111 引智基地項目（編號：B12002）。

作者簡介：魏芳麗（1998—），女，甘肅天水人，碩士研究生，主要從事草類植物病理學研究。E-mail：weifl21@lzu.edu.cn。

通信作者：李春杰（1968—），男，甘肅鎮原人，博士，教授，主要從事草地保護研究。E-mail：chunjie@lzu.edu.cn。

蕎麥（Fagopyrum esculentum Moench.）別稱三角麥、烏麥、凈腸草，是蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum）的一年生草本植物［1］。世界多地普遍種植蕎麥，其原產于中國西南部，是重要的糧食作物和經濟作物［2］。蕎麥營養豐富，不僅含有蛋白質、纖維素和糖類，還具有耐瘠薄、抗病蟲害、適應性強、生長迅速等優點，這些優勢使其成為具有巨大潛力的優質飼草資源［3］，還可以作為粗糧供人們食用，如蕎麥涼粉干［4］。隨著我國草牧業的快速發展，蕎麥的推廣與應用也日益顯著，然而蕎麥的病害問題已成為蕎麥產業高品質、高產量發展的一大障礙。目前已報道的蕎麥病害有白粉病、立枯病、霜霉病、、核盤菌根腐病、葉斑病、枯萎病、壞斑病、褐斑病、白霉病、斑枯病、輪紋病、灰腐病、殼二孢疫病、鐮刀菌根腐病、細菌性葉斑病、紫菀黃花病、蓼屬植物環斑病毒病、蕎麥灼燒病毒病和根結線蟲病。其中葉斑病、褐斑病、輪紋病、白霉病、斑枯病和立枯病在我國普遍發生［5］。

炭疽病是由刺盤孢屬（Colletotrichum spp.）菌物引起的植物病害，其有性態為小叢殼屬（Glomerella spp.）菌物［6］。病原的寄主非常廣泛，包括蔬菜、水果、豆類和多種重要作物，主要危害植物的葉片、莖、嫩枝和果實［7-10］。病原菌通常以分生孢子在土壤中越冬，多從傷口處侵染，引起病害，造成植物組織壞死［11］。炭疽病的典型病癥包括產生同心輪紋狀壞死病斑，或產生黏性的黑色小點狀物，能夠引起寄主植物產生葉斑、枝枯、腐爛、死苗等癥狀，造成嚴重的經濟損失［12］。2020年秋季，在我國寧夏同心縣發現了由冬麥刺盤孢（Colletotrichum liriopes）引起的蕎麥炭疽病，這是蕎麥炭疽病在我國的首次報道。該病在當地的發生率為30%，嚴重程度為中度至高度發生，發病植株莖部發生變色、潰爛、萎蔫、壞死，導致植株早衰，對蕎麥的生產造成了較大影響［13］。隨后在寧夏南部、陜西北部、甘肅中部、甘肅東部地區的蕎麥主產區都發現了此病害的發生。

C. liriopes是一種引起寄主壞死型癥狀的病原真菌，是Colletotrichum的新成員，在許多植物中引起葉炭疽病［14］。2009年Damm等首次將C. liriopes報道為墨西哥短葶山麥冬（Liriope muscar）的病原真菌［15］。近年來，這種真菌的寄主范圍和分布區域逐漸擴大，能夠在許多植物上引起炭疽病，如我國的山麥冬（Liriope spicata）、蘭花三七（Liriope cymbidiomorpha）、黃花白芨（Bletilla ochracea）、沿階草（Ophiopogon" japonicas）和富貴草（Pachysandra terminalis），美國和韓國的萬年青（Rohdea japonica）［16-22］。

常見的植物病害的防控措施有農業防治、選用抗病品種、生物防治、物理防治和化學防治［23-24］。其中化學防治是植物病害防治中最常見的一種手段，具有操作簡單、成本費用低、防治效果顯著和見效快等優點［25］。研究發現，50%多菌靈可濕性粉劑和25%嘧菌酯懸浮劑對禾谷炭疽菌（C. cereale）的抑制作用較強［26］。80%福·福鋅可濕性粉劑和10%苯醚甲環唑水分散粒劑濃度為1 000 mg/L時對菜豆炭疽病病菌（C. lindemuthianum）的毒力較好，抑菌率分別達到了77.68%和72.96%［27］。10%苯醚甲環唑水分散粒劑、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑和250 g/L吡唑醚菌酯乳油對辣椒炭疽病病菌（C. capsici）菌絲生長具有較強的抑制作用［28］。不同殺菌劑對不同炭疽病菌的抑制效果存在較大差異，炭疽病菌的不同宿主以及不同生長環境條件等因素都可以影響殺菌劑的藥效。

蕎麥炭疽病是我國的一種新發病害，發生較普遍，而關于其病原菌的生物學特性和病害的防控技術措施還未見研究報道，關于對C. liriopes這個種所引起病害的防治或室內毒力測定也未見相關報道。本研究對蕎麥炭疽病菌進行生物學特性研究，并比較10種高效低毒的化學藥劑對蕎麥炭疽病原菌絲生長的抑制作用，擬明確蕎麥炭疽病菌的生物學特性并篩選出對其具有良好抑制作用的化學藥劑，以期為蕎麥炭疽病的田間防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗時間：2021年10月至2022年4月。試驗地點：草種創新與草地農業生態系統全國重點實驗室。供試菌株：C. liriopes 9J1，由蘭州大學草地保護研究所提供。供試培養基：馬鈴薯葡萄糖培養基（potato dextrose agar，PDA）、查氏培養基（Czapek dox agar，CDA）［29］。供試殺菌劑：本試驗共選用10種殺菌劑，殺菌劑的信息見表1。

1.2 方法

1.2.1 蕎麥炭疽病菌的生物學特性測定 （1）溫度對病菌生長的影響：試驗設定6、15、20、25、30、37 ℃ 共6個溫度處理。用直徑為0.5 cm的打孔器打取9J1菌株的菌餅，接于PDA培養基中央，每個處理6次重復，于不同溫度培養箱中培養，5 d后，采用十字交叉法測量菌落直徑（cm），比較不同溫度條件下的菌落大小。（2）pH值對病菌生長的影響：試驗使用 1 mol/L HCl 和 1 mol/L NaOH 溶液調節pH值為5、6、6.5、7、 8和9的PDA培養基，剩余步驟同步驟（1）（25 ℃恒溫培養箱中培養）。（3）光照對病菌生長的影響：試驗設24 h光照、24 h黑暗和 12 h 光照/12 h黑暗交替3組處理，剩余步驟同步驟（1）（不同光照時間的培養箱中培養）。（4）碳源、氮源對病菌生長的影響：以查氏培養基為基礎培養基，分別以等量的麥芽糖、葡萄糖、淀粉、甘露醇、乳糖和山梨醇等碳源替換培養基中的蔗糖配制成7種含不同碳源的查氏培養基，以蛋白胨、牛肉膏、氯化銨、谷氨酰胺和硫酸銨等氮源替換培養基中的硝酸鈉配制成6種含不同氮源的查氏培養基，剩余步驟同步驟（1）（25 ℃恒溫培養箱中培養）［30］。

1.2.2 殺菌劑對病原菌的抑制作用測定 （1）含殺菌劑培養基的制備：在預試驗的基礎上，將10種藥劑分別進行稀釋配制成5個不同的濃度，具體濃度如表3所示。用移液器量取2 mL特定濃度的殺菌劑藥液添加至50 ℃左右18 mL 的高溫滅菌PDA培養基中，充分搖晃，制成含藥培養基。每個濃度重復3次。以添加等量無菌水的高溫滅菌的PDA培養基為對照［31］。（2）菌絲生長抑制率測定：采用菌絲生長抑制率法測定不同殺菌劑對菌絲生長的抑制作用。在無菌條件下用直徑為0.5 cm的打孔器在活化后的培養基上打取菌餅，接于含殺菌劑藥液的PDA培養基平板上，接菌后置于25 ℃培養箱中黑暗條件下培養。培養至10 d時，采用十字交叉法測量菌落直徑（cm），按照以下公式［31］計算菌絲生長抑制率：

菌絲生長抑制率=（對照菌落直徑－處理菌落直徑）/（對照菌落直徑-菌餅直徑）×100%。

1.3 數據分析

Excel 2016、SPSS 21.0軟件對數據進行處理。生物學特性數據選用Duncan’s新復極差法進行差異顯著性分析。計算得出各殺菌劑對蕎麥炭疽病菌的毒力回歸方程、有效中濃度（EC50）和決定系數（r2）［27］。

2 結果與分析

2.1 蕎麥炭疽病菌的生物學特性

2.1.1 溫度對病菌生長的影響 不同溫度對C. liriopes 9J1菌絲生長的影響如圖1所示，6～30 ℃范圍內蕎麥炭疽病菌均能夠生長，在 20～25 ℃范圍內病菌菌絲生長較快，其中25 ℃條件下菌落直徑顯著大于其他溫度處理，病菌生長最好，菌落直徑最大，培養5 d后達6.42 cm。研究表明，溫度過高或過低均能抑制蕎麥炭疽病菌的生長速度，該病菌最適生長溫度為25 ℃。

2.1.2 光照對病菌生長的影響 不同光照培養條件對C. liriopes 9J1菌絲生長的影響如圖2所示，該病菌在全光照條件下菌落直徑顯著大于光照黑暗各12 h交替（Plt;0.05）。培養5 d后，全光照條件下菌落直徑為3. 55 cm。全黑暗與光照黑暗各12 h交替處理條件下菌落直徑差異不顯著（P＞0.05）。以上結果表明，C. liriopes 9J1對光照較為敏感，全光照有利于C. liriopes 9J1菌絲的生長。

2.1.3 pH值對病菌生長的影響 恒溫培養箱中培養5 d后，不同pH值條件下C. liriopes 9J1的菌落直徑如圖3所示，菌絲在pH值為5～9范圍內均能夠生長，pH值為6時，菌落直徑顯著大于其他處理（Plt;0.05），達到5.75 cm，pH值為5、6.5、7、8和9的條件下菌落直徑差異不顯著（Pgt;0.05），但顯著低于pH值為6的處理。以上結果表明，C. liriopes 9J1適合在酸堿度為中性偏酸的環境條件下生長。

2.1.4 碳源、氮源對病菌生長的影響 不同碳源和氮源對C. liriopes 9J1生長的影響見表2。由表2可知，在7種供試的碳源培養基中，C. liriopes 9J1菌絲均能生長， 其中以山梨醇為碳源的培養基菌落生長

最快，為最適碳源，恒溫培養5 d后菌落直徑可達2.42 cm，顯著大于其他碳源處理，其他碳源條件下的菌落直徑由大到小分別為淀粉、乳糖、甘露醇、麥芽糖、葡萄糖、蔗糖，其中以蔗糖為碳源的培養基培養5 d時菌落直徑僅為0.92 cm。由此可見，C. liriopes 9J1對山梨醇利用效果最好。不同氮源條件下恒溫培養5 d后，C. liriopes 9J1在以牛肉膏為氮源的培養基菌絲生長最快，顯著高于其他處理（Plt;0.05），菌落直徑達3.90 cm；其余氮源菌落直徑由大到小分別為蛋白胨、谷氨酰胺、氯化銨、硫酸銨、硝酸鈉。結果表明，C. liriopes 9J1菌絲生長的適合氮源為牛肉膏。

2.2 不同濃度殺菌劑對蕎麥炭疽病菌菌落生長的影響

不同濃度殺菌劑對蕎麥炭疽病菌菌落生長的影響見表3。10種供試殺菌劑的各處理濃度對蕎麥炭疽病菌菌落生長均有一定的抑制作用，各藥劑在高濃度條件下的抑菌率都顯著高于其他濃度。其中50%多菌靈可濕性粉劑、20%丙環唑微乳劑、10%苯醚甲環唑微乳劑、500 g/L異菌脲懸浮劑、450 g/L 咪鮮胺水乳劑和75%肟菌·戊唑醇水分散粒劑在高濃度處理條件下抑菌率都達到了90%以上。而10%苯醚甲環唑微乳劑、75%肟菌·戊唑醇

水分散粒劑和50%啶酰菌胺水分散粒劑在最低濃度處理條件下的抑菌率都不低于60%。

2.3 10種供試殺菌劑對蕎麥炭疽病菌菌絲生長的有效中濃度

供試殺菌劑對蕎麥炭疽病菌菌絲生長的抑制中濃度結果見表4。其中10%苯醚甲環唑微乳劑的毒力作用最強，EC50為0.004 mg/L；其次是20%丙環唑微乳劑、40%嘧霉胺懸浮劑、75%肟菌·戊唑醇水分散粒劑和50%啶酰菌胺水分散粒劑，EC50分別為0.043、0.059、0.077、0.088 mg/L；60%唑醚·代森聯水分散粒劑和50%多菌靈可濕性粉劑的EC50分別0.375、0.821 mg/L；而500 g/L異菌脲懸浮劑、450 g/L咪鮮胺水乳劑和80%代森錳鋅可濕性粉劑的毒力最差，EC50分別為4.011、4.515、6.915 mg/L。10種供試殺菌劑對蕎麥炭疽病菌的毒力大小為：10%苯醚甲環唑微乳劑＞20%丙環唑微乳劑＞40%嘧霉胺懸浮劑＞75%肟菌·戊唑醇水分散粒劑＞50%啶酰菌胺水分散粒劑＞60%唑醚·代森聯水分散粒劑＞50%多菌靈可濕性粉劑＞500 g/L異菌脲懸浮劑＞450 g/L咪鮮胺水乳劑＞60%代森錳鋅可濕性粉劑。

3 討論與結論

研究病菌的生物學特性對掌握病害的發生規律和提出防治措施具有非常重要的意義。本研究結果表明，蕎麥炭疽病菌對不同溫度、pH值、光照、碳氮源具有不同程度的適應性。在溫暖的條件下，酸堿度為中性或中性偏酸環境可促進菌株菌絲生長，說明此類環境有利于該病害的發生流行。光照條件下病菌菌絲生長速率快于黑暗條件，如田間蕎麥種植密度過小易造成透光良好，為病菌菌絲生長創造了有利條件。病菌生長的最適碳源和氮源分別為山梨醇和牛肉膏。研究結果為該病菌的深入研究提供一定理論依據。

本研究對10種藥劑對蕎麥炭疽病菌菌絲生長的EC50進行分析，最終發現10%苯醚甲環唑微乳劑、20%丙環唑微乳劑、40%嘧霉胺懸浮劑對蕎麥炭疽病菌抑制效果較好，其中10%苯醚甲環唑微乳劑抑制作用最強，其EC50為0.004 mg/L。與鞏佳莉等的報道結果［32］相比，蕎麥炭疽病菌對苯醚甲環唑比咖啡炭疽病菌（Colletotrichum spp.）更敏感，但是從整體考慮，丙環唑和嘧霉胺對蕎麥炭疽病都有較為明顯的毒力作用，由此筆者推測，不同種類殺菌劑對蕎麥炭疽病病原菌抑制效果存在差異的原因可能在于殺菌劑的作用機理存在差異。本研究中多菌靈對蕎麥炭疽病菌菌絲生長具有一定的抑制作用，因此在種植前，可選用多菌靈拌種處理來預防蕎麥炭疽病的發生。高鵬等發現，代森錳鋅對燕麥炭疽病病菌菌絲生長的抑制作用較差，EC50為 10.690 5 mg/L［26］，本研究中代森錳鋅的抑菌效果的結果與之相似。咪鮮胺對柑橘炭疽病和葡萄炭疽病菌抑菌效果較好，EC50分別為0.05、0.11 μg/mL，但對蕎麥炭疽病菌的抑制效果較差，可見同一種殺菌劑對不同作物炭疽病的抑制效果存在差異［31］。本研究發現異菌脲對蕎麥炭疽病的抑制效果較差，EC50為4.011 mg/L。啶酰菌胺在國內常應用于各類作物炭疽病的防治［33］，但本研究中啶酰菌胺對蕎麥炭疽病的抑制作用較弱。在實際生產應用中，單一藥劑的頻繁使用易使病原菌產生抗藥性，降低防治效果，通過使用復配殺菌劑，或選用不同作用機理的殺菌劑交替使用，可延緩病菌抗性的產生和發展。本研究中唑醚·代森聯和肟菌·戊唑醇對蕎麥炭疽病菌菌落生長均有一定的抑制作用，在實際生產中可交替使用以延緩藥劑的使用壽命。

本研究結果為進一步開展田間試驗提供理論基礎和參考依據。在應用到田間生產時需考慮到多方面因素的影響，藥劑的大田防治，不僅與病原菌孢子產生和孢子萌發環境有關，還與藥劑本身特性、施藥條件等因素密切相關。后續應進行田間藥效試驗，篩選出可應用于大田大面積防治的高效低毒、低殘留的藥劑，從而為有效防治蕎麥炭疽病提供科學依據。此外，長期使用高濃度的單一藥劑易導致病菌產生抗藥性，因此在實際生產中在保證與其他不同作用機制的殺菌劑進行輪換使用的基礎上，應明確炭疽病的防治經濟閾值，嚴格控制殺菌劑的用藥量，以延長藥劑的使用壽命，避免病原菌抗藥性的加重。

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