生物制劑對水稻發芽影響及對水稻紋枯病藥效試驗

2024-12-31 00:00:00李丹丹李昌春方宇胡維濤朱道雙付成欣鄭芬

安徽農業科學 2024年24期

摘要［目的］探索生物制劑對水稻發芽出苗的影響及對水稻紋枯病的防治效果。選擇3種生物制劑和2種化學制劑進行研究。［方法］選擇3種生物制劑（5%井岡霉素A可溶液粉劑、20億孢子/g蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑和12%井岡·蠟芽菌水劑）和2種化學制劑（430g/L戊唑醇懸浮劑和40%苯醚甲環唑懸浮劑）對水稻進行安全性評價，對水稻紋枯病菌室內毒力測定以及大田田間防效試驗，研究5種藥劑對水稻紋枯病的防治效果，確定田間應用效果。［結果］通過室內毒力測定得出蠟質芽孢桿菌和井岡霉素復配4∶1的增效作用最為明顯。室內5種藥劑拌種對不同品種水稻3d的發芽勢在49.33%～58.67%，7d的發芽率在89.00%～93.00%，14d盆栽試驗的出苗率在90.67%～93.33%；各藥劑對水稻的發芽和出苗均無影響。12%井岡·蠟芽菌水劑第7天的田間防效為79.61%。430g/L戊唑醇懸浮劑的田間防效為67.38%，40%苯醚甲環唑懸浮劑的田間防效為68.44%。［結論］生物制劑12%井岡·蠟芽菌水劑在大田試驗中能明顯提高作物產量，對農業綠色防控技術推廣具有重要意義。

關鍵詞水稻紋枯病;安全性評價;生物制劑;田間藥效

中圖分類號S435.111.4+2"文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2024）24-0103-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.24.024

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

EffectsofBiologicalAgentsonRiceGerminationandEfficacyTrialsonRhizoctoniasolani

LIDan-dan1，LIChang-chun2，FANGYu1etal

（1.HefeiGao'erLifeandHealthScienceResearchInstituteCo.，Ltd.，Hefei，Anhui"230088;2.InstituteofPlantProtectionandAgriculturalProductQualityandSafety，AnhuiAcademyofAgriculturalSciences，Hefei，Anhui230031）

Abstract［Objective］Toinvestigatetheimpactofbiopesticidesonricegermination，seedlingemergence，andthecontrolofricesheathblight.Threebiopesticidesandtwochemicalpesticideswereselectedforexploration.［Method］Threebiopesticides（5%jinggangmycinAsolublepowder，2billionspores/gramBacillusamyloliquefacienswettablepowder，and12%jinggang-mycobacteriumwaxbudbacterialwateragent）andtwochemicalpesticides（430g/Lpropiconazolesuspensionconcentrateand40%benodanilsuspensionconcentrate）werechosenforsafetyassessment，indoortoxicitytestingagainstricesheathblightpathogens，andfieldefficacytrials.Theaimwastodeterminethepreventiveeffectsofthefiveagentsagainstricesheathblightandassesstheirapplicationefficacyinthefield.［Result］IndoortoxicitytestingrevealedthatthesynergisticeffectofBacillusamyloliquefaciensandjinggangmycinataratioof4∶1wasmostpronounced.Inindoorexperiments，germinationratesfordifferentricevarietiesafterthreedaysrangedfrom49.33%to58.67%，seven-daygerminationratesrangedfrom89.00%to93.00%，andseedlingemergenceratesinthe14-daypottedtrialsvariedfrom90.67%to93.33%.Itwasconcludedthatnoneofthetestedagentshadasignificantimpactonricegerminationandseedlingemergence.Fieldtrialsforcontrollingricesheathblightindicatedaseventh-dayfieldefficacyof79.61%forthe12%jinggang-mycobacteriumwaxbudbacterialwateragent.Thefieldefficacyofa430g/Lpropiconazolesuspensionconcentratewas67.38%，anda40%benodanilsuspensionconcentrateshowedafieldefficacyof68.44%.［Conclusion］Thebiopesticide12%jinggang-mycobacteriumwaxbudbacterialwateragentcansignificantlyincreasecropyieldinfieldtrials，whichisofgreatsignificanceforthepromotionofagriculturalgreenpreventionandcontroltechnologies.

KeywordsRhizoctoniasolani;Safetyevaluation;Biologicalagents;Fieldefficacy

水稻作為我國目前主要的糧食作物之一，分布廣泛，種植面積達3.1×107hm2。水稻三大病害［水稻稻瘟?。≒iricularia oryzae）、水稻稻曲?。║stilaginoidea oryae）、水稻紋枯?。≧hizoctonia solani）］，近些年給我國農業生產造成了巨大的經濟損失^［^1-2^］。水稻紋枯病是由立枯絲核菌（Rhizoctonia solani Kühn）引起的一種土傳性真菌病害，該病原菌以菌核的形式在土壤、水稻秸稈中可長期存活越冬，待第二年條件適宜萌發子囊盤釋放子囊孢子形成菌絲侵染寄主，近年來水稻的發病情況呈加重趨勢^［3^］。在我國水稻五大產區水稻病害有不同程度的發生，水稻紋枯病發生較重，紋枯病在早稻、中稻、單晚稻、雙晚稻均常年發病，發生面積在90%以上，對水稻高產、穩產構成重大威脅。安徽省水稻種植面積200萬hm2左右，年產水稻達100萬t^［1，4^］。

目前水稻病害發生越來越嚴重，仍以化學防治為主，農民及種糧大戶為了預防水稻病害的加重，導致減產，造成經濟損失，對藥劑使用量也逐年加大，導致農藥殘留量也越來越大，利用效率低于30%^［5^］。目前對各類病蟲害防治以化防為主，農藥使用量逐年增加，據聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）統計，1990—2020年，世界農藥總用量整體呈上升趨勢^［6^］。目前，安徽省農藥總產量在20萬t以上，在全國農藥產量中約占9.0%，使用量位居全國前5，然而，農藥制劑的總產量也約30萬t，排在全國前3，農藥的總產值已超過200億元^［7^］。

農藥過量使用對土壤、水、空氣等產生危害，對生物和人類的健康造成威脅^［8^］。而生物農藥防治病蟲害因其具有對環境友好、無殘留和不易產生抗性等優點，已成為病蟲害防治的重要手段之一。但生物農藥對病蟲害防效不穩定，推廣使用速度慢，從20世紀70年代我國推廣井岡霉素防治水稻病害以來，到目前為止僅有30%水稻種植戶使用生物農藥，防效是制約生物農藥發展的瓶頸^［9-10^］。張清霞等^［¹¹^］從7種拮抗菌種篩選出對水稻紋枯病有較強拮抗作用的菌株，如鏈霉菌（Streptomyces）、假單孢菌（Pseudomonas）和Trichoderma等，微生物的不同種類對病害的防治作用機制不同，生物防治對環境壓力較小，對人類安全。周子燕等^［¹²^］通過室內篩選得出多黏類芽孢桿菌與井岡霉素A 7∶3復配對水稻紋枯的增效作用最為明顯，田間藥效試驗也證明該配比對水稻紋枯病的防治效果。因而，提高生物農藥防效研究，對我國推廣、使用生物農藥具有重要意義。

1材料與方法

1.1試驗藥劑對水稻的安全性評價

參考中華人民共和國農業行業標準《農藥對作物性安全評價標準第1部分：殺菌劑和殺蟲劑對作物安全性評價室內試驗方法》，試驗藥劑用量見表1，并設置不含藥的對照處理。進行安全性評價，包括水稻的發芽試驗及出苗試驗。

1.1.1供試水稻品種及試驗藥劑。

供試水稻品種為徽兩優絲苗（安徽荃銀高科種業股份有限公司），綠梗58（安徽綠雨種業股份有限公司），早秈1205（馬鞍山神農種業有限責任公司）。

1.1.2水稻發芽試驗。

將不同藥劑處理后的種子放陰涼處晾干，培養皿中放入吸水紙，每皿放入100粒水稻種子，再用一層吸水紙放于種子表面，每天噴少量的清水，使種子保持濕潤狀態。每個處理3個重復，然后放入培養箱內，溫度設置在（27±0.5）℃，播種后2、3、4d，調查發芽數，第7天調查總發芽數及發芽率。

禾谷類種子發芽的標準：正常發育主根長度超過種子長度，幼芽長度超過種子長度1/2。

1.1.3水稻出苗率試驗。

將營養一致的土壤裝于φ20cm×20cm的花盆中，土壤含水量約60%，各個處理分別播種100粒種子，每個處理3個重復，將水稻種子播種于花盆內平整的土壤表面，在種子上面覆蓋一層4mm左右的細小顆粒，放于室內培養，室溫（26.0±0.5）℃，在出苗后14d記錄作物的生長狀況和不同藥劑處理的出苗率、苗高、根長、根數、鮮重。

1.2蠟質芽孢桿菌和井岡霉素不同配比對紋枯病菌的毒力測定

1.2.1供試菌株及試驗藥劑。

水稻紋枯病菌（Rhizoctoniasolani）（安徽省農業科學研究院植物保護與農產品質量安全研究所提供），18%井岡霉素水溶粉劑（安徽豐樂農化有限公司）及蠟質芽孢桿菌（CGMCC：1.10559市售購買）。

1.2.2室內毒力測定方法。

2×108CFU/mL蠟質芽孢桿菌與18%井岡霉素2個單劑先做預備試驗，將井岡霉素制劑分別用無菌水按比例稀釋成5個系列濃度。經過預備試驗，蠟質芽孢桿菌+井岡霉素的混劑分別按照8∶1、4∶1、1∶1、1∶4和1∶8的比例配制混劑母液。將蠟質芽孢桿菌單劑、井岡霉素單劑及不同配比的各濃度藥液按照1∶100的比例加入50℃左右的PDA培養基中制成含藥培養基平板，對照為加相應量的無藥溶劑平板。單劑及各配比中的井岡霉素在PDA培養基中的最終梯度濃度為50、100、200、400、800μg/mL；單劑2×107CFU/mL蠟質芽孢桿菌在PDA培養基中的最終梯度濃度為20、40、80、160、和320μg/mL，各配比中的井岡霉素在PDA培養基中的最終梯度濃度以蠟質芽孢桿菌的變化而變化，具體試驗配比見表2。按照菌絲生長速率法測定復配藥劑毒力。

1.2.3室內毒力測定數據處理。

在進行藥劑聯合毒力測定時，對其計算EC50、相關系數（r）值及增效值（SR），通過Wadley法計算混劑的增效系數（SR）。Wadley法根據增效系數（SR）來驗證和藥劑之間的增效作用，即SR＜0.5為拮抗作用，0.5≤SR≤1.5為相加作用，SR＞1.5為增效作用。計算公式：

理論EC50值=混劑A+混劑B混劑A/EC50值+混劑B/EC50值

SR=理論EC50值實際EC50值

1.3試驗藥劑對水稻紋枯病田間藥效試驗

1.3.1試驗作物對象。水稻紋枯?。≧hizoctoniasolani），水稻品種為徽兩優絲苗。

1.3.2試驗地點。試驗地在合肥市高劉鎮洪店村水稻田，試驗田為壤土，地勢平整，排灌方便，土壤肥力適中。小區之間的栽培條件一致。

1.3.3試驗藥劑。供試藥劑試驗設計見表3。

1.3.4試驗設計。

小區為隨機區組排列，每個小區20m2，試驗區6個處理，重復4次，共24個小區，小區之間設置0.5m的隔離區，四周設置1.0m的保護行。

1.3.5肥水管理。于2023年6月12日施用復合肥（氮∶磷∶鉀=15∶15∶15）450kg/hm2作基肥，灌淺水旋耕，6月13日田間做小區。水稻于6月14日浸種催芽，6月16日播種30kg/hm2種子。2023年7月20日追施150kg/hm2尿素。

1.3.6施藥方法和器械。

水稻紋枯病發病初期，用西班牙MATABISUPERGREEN16背負式手動噴霧器，單個圓形噴頭，從清水對照開始由低濃度向高濃度逐個向小區均勻噴霧。

1.3.7試驗期間環境因子。

第一次施藥時間為8月11日，晴，西南風2級，最高氣溫35.2℃，最低氣溫25.6℃，實測溫度30.4℃，相對濕度53.1%；第二次施藥時間為8月18日，晴，西南風1級，最高氣溫33.2℃，最低氣溫24.4℃，實測溫度29.3℃，相對濕度50.7%。每次施藥后7d內都無影響試驗的惡劣天氣。

1.3.8調查時間。

第一次調查在第一次施藥前（8月11日）進行基數調查；第二次調查在第一次施藥后7d（8月18日）進行防效調查；第三次調查在第一次施藥后14d（9月1日）進行防效調查；第三次進行產量調查（10月7日）；共調查4次。

1.3.9調查方法及藥效計算方法。

每小區5點取樣，每點調查相連5叢，共25叢，計算發病率、病情指數和防治效果。分級標準：

0級，全株無??；1級，第四葉片及其以下各葉鞘、葉片發病（以劍葉為第一片葉）；3級，第三葉片及其以下各葉鞘、葉片發??；

5級，第二葉片及其以下各葉鞘、葉片發??；7級，劍葉葉片及其以下各葉鞘、葉片發?。?級，全株發病，提早枯死。

防效計算方法：

病情指數=（各級病葉數×該級級值）調查總葉數×9×100

防治效果="1-空白對照區施藥前病指×藥劑處理區施藥后病指空白對照區施藥后病指×藥劑處理區施藥前病指×"100%

1.4產量測定

收獲時，收割小區內所有水稻，脫粒后曬干合并稱重，并折算出每小區對應的產量，與空白對照處理相比計算產量增加率，以評價各個藥劑對作物產量的影響，進一步明確供試藥劑對水稻的安全性。記錄每個小區的產量，折合為1hm2的產量。

計算公式：

折合產量（kg/hm2）=小區產量20m2×10000m2

增產率=處理區的折合產量-空白對照區折合產量空白對照區折合產量×100%

1.5數據處理采用Excel2010和DPS軟件進行Duncan’s新復極差法統計檢驗。

2結果與分析

2.1試驗藥劑對不同水稻發芽及出苗率的影響

通過室內盆栽試驗進一步研究不同藥劑對水稻生長指標的影響，結果見表4。由表4可知，播種后3d，徽兩優絲苗處理①、處理②和處理③發芽勢無顯著差異，與處理④和處理⑤有顯著差異；5種藥劑對3種水稻發芽勢在49.33%～60.33%，其中處理④和處理⑤化學制劑的發芽勢低于清水對照（CK，57.67%）；而綠梗58和早秈12055種藥劑發芽勢無顯著差異。

播種后7"d對各處理發芽率進行調查發現，各處理組的發芽率無顯著差異，均大于89.67%。出苗14d后，各處理的出苗率均大于91.00%。徽兩優絲苗苗長在3.43～3.67cm，根長在3.24～3.38cm，鮮重在1.61～1.70g，與CK相比，各藥劑處理對苗長、根長無顯著影響，微兩優絲苗處理④鮮重相較于CK有所減輕。綠梗58苗長3.56～3.76cm，根長2.97～3.36cm，鮮重1.61～1.71g，與CK相比無顯著差異。早秈1205苗長3.58～3.67cm，根長3.22～3.46cm，鮮重1.68～1.76g，與CK無顯著差異。由此可知，發芽試驗中各處理對水稻最終發芽率均無影響，但徽兩優絲苗處理④和處理⑤推遲種子發芽時間；出苗試驗中各處理對葉片和植株無不良影響，各藥劑劑量范圍內對水稻安全。

2.2蠟質芽孢桿菌和井岡霉素不同配比及其他藥劑對紋枯病菌的毒力

由表5可知，蠟質芽孢桿菌、井岡霉素A及其混配劑對水稻紋枯病菌均有較好的抑制作用，其中蠟質芽孢桿菌與井岡霉素A以4∶1和1∶4具有增效作用，其中以4∶1的增效值最大，SR為2.1849；其余各配比即8∶1、1∶1、1∶8均表現為相加作用。

2.3不同藥劑對水稻紋枯病田間藥效

生物藥劑處理區和化學藥劑處理區與空白對照相比，對作物、其他病蟲害及其他生物均無不利影響。

由表6可知，第一次施藥后7d，各藥劑處理對水稻紋枯病的防治均有一定的效果，12%井岡·蠟芽菌水劑（處理③）的防效最高，達79.61%，顯著高于其他處理的防效，其他處理的防治效果無顯著差異。

末次施藥后14d，化學藥劑的防效高于生物農藥的防效，化學藥劑的防效分別為73.19%和73.51%；而生物制劑的防效則分別為58.45%、61.17%和66.75%，化學藥劑防效顯著高于5%井岡霉素A可溶液粉劑和20億孢子/g蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑防效。

2.4不同藥劑對水稻產量的影響

由表7可知，各個處理的水稻產量均高于清水對照（CK）的產量，其中12%井岡·蠟芽菌水劑（處理③）的產量最高，其次是40%苯醚甲環唑懸浮劑（處理⑤），生物制劑增產率最高的是12%井岡·蠟芽菌水劑（處理③），為4.23%，5%井岡霉素A可溶液粉劑（處理①）和20億孢子/g蠟質芽孢桿菌可濕性粉劑（處理②）增產率分別為1.90%和2.04%；化學藥劑430g/L戊唑醇懸浮劑（處理④）和40%苯醚甲環唑懸浮劑（處理⑤）的增產率分別為1.39%和2.34%；且各處理的增產率無顯著差異，也未對水稻造成減產，表明各藥劑在劑量使用范圍內對水稻無影響。

3結論與討論

筆者經過篩選、分離、鑒定得到對水稻紋枯病具有抑菌作用的菌株，如高地芽孢桿菌（B.altitudinis）、解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）及蠟質芽孢桿菌（Bacillus cereus）等，室內抑制活性較高，對水稻紋枯病田間保護作用高于治療作用^［13-15^］。該研究對水稻的發芽、出苗、苗長、根長以及鮮重進行了測定，結果表明，發芽試驗中各處理藥劑對水稻最終發芽率均無影響，出苗試驗中各處理藥劑對苗長、根長和鮮重無不良影響，各藥劑劑量范圍內對水稻安全。通過室內生物測定，得出蠟質芽孢桿菌和井岡霉素A復配配比對水稻紋枯病病原菌的菌絲生長具有抑制作用，且在試驗中的復配配比均表現為相加作用。

在室內試驗的基礎上，又進一步驗證大田試驗，結果表明，第7天處理①的防效為69.91%、處理②的防效為72.15%，處理③的防效為79.61%。處理④的防效為67.38%，處理⑤防效為68.44%，處理③的防效顯著高于其他處理的防效，其他處理的防治效果無顯著差異。末次施藥后14d，化學藥劑的防效高于生物農藥的防效，化學藥劑的防效分別為73.19%和73.51%；而生物制劑的防效則分別為58.45%、61.17%和66.75%，化學藥劑的防效與生物農藥的防效有顯著差異。在發病初期施藥是生物農藥防治紋枯病關鍵技術之一。不同生物制劑對不同作物及不同品種的致病機理不同，其防治效果還有待進一步研究。

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