







摘要
為提高藥劑對小麥赤霉病及其脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素的控制效果, 采用2種殺菌劑研究了施藥頻次和施藥間隔期對赤霉病防效、籽粒DON含量、病菌消長和農藥殘留量的影響。結果表明: 2次防治對小麥赤霉病和DON毒素的控制效果顯著高于1次防治, 且與3次防治間無顯著差異;揚花初期第1次防治后第5~7天進行第2次施藥, 防治效果顯著高于間隔更長時間的處理;第3次防治的實施時間對防效無顯著影響。第1次防治后10 d內麥穗中菌量的增長受到顯著抑制, 10 d后抑制作用減弱;氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺第1次防治后的第5 天進行第2次防治, 第2次防治后30 d時麥穗中赤霉病菌的含量分別為16.61 μg/100 mg和15.56 μg/100 mg, 顯著低于1次防治處理;隨著第2次防治時間的后移, 小麥穗部菌量增長呈逐漸增加趨勢;第2次防治后第5、10、15、20天進行第3次防治, 麥穗最終帶菌量無顯著差異。氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺不同頻次及間隔期施藥處理下, 麥穗中農藥含量變化動態基本一致, 以施藥當天最高, 隨后快速降低;各處理收獲時小麥籽粒中農藥殘留均在安全范圍內。
關鍵詞
小麥赤霉病;" 施藥頻次;" 間隔期;" 防效;" 脫氧雪腐鐮刀菌烯醇;" 菌量
中圖分類號:
S 435.121.45
文獻標識碼:" B
DOI:" 10.16688/j.zwbh.2024031
收稿日期:" 20240115""nbsp; 修訂日期:" 20240219
基金項目:
國家重點研發計劃(2022YFD1400100)
致" 謝:" 參加本試驗部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀燁斌等同學,特此一并致謝。
* 通信作者
E-mail:
chenlii@ahau.edu.cn
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為并列第一作者
Effects of application frequency and interval of fungicides on wheat head blight control and dynamics of pathogen growth
HUANG Hui1," ZHANG Manyu1,2," ZHANG Chengqi1," CHEN Li1*
(1. College of Plant Protection, Anhui Agricultural University, Hefei" 230036, China;
2. Suzhou Academy of Agricultural Sciences, Anhui Province, Suzhou" 234000, China)
Abstract
In order to improve control effect of fungicides on wheat head blight and deoxynivalenol (DON) toxin, impact of application frequency and interval on control effect, DON content in grains, pathogen growth and fungicide residue in wheat ears were investigated by using of two fungicides. The results showed that twice application were significantly more effective than once in controlling wheat Fusarium head blight and content of DON toxin, with no significant difference between two and three times. Applying fungicide on 5-7 day after the first application in the early anthesis stage, the control effect was significantly better than that of treatments with an interval longer than 10 days. The time of the third application had no significant impact on the control effect. The growth of pathogens in wheat ears was significantly inhibited within 10 days after the first application, however, the inhibitory effect weakened after 10 days. When the second application was carried out on the fifth days after the first application with phenamacril and pydiflumetofen, 30 days after the second application, the fungal biomass in wheatear was 16.61 μg/100 mg and 15.56 μg/100 mg, respectively, significantly lower than those control only once. As the timing of the second application was delayed, fungal growth in wheat ears gradually increased. There was no significant difference in final fungal biomass among different intervals for the third control. Regardless of different times or intervals of applications with phenamacril and pydiflumetofen, residues followed a similar dynamic pattern in wheatear, reaching their highest levels on the application day and then rapidly decreasing thereafter. All fungicide residues in grains with various treatments were within safe limits at harvest.
Key words
wheat head blight;" application frequency;" interval;" control effect;" deoxynivalenol;" fungal biomass
小麥赤霉病(wheat head blight)是由鐮刀菌復合種(Fusarium graminearum complex)引起的一種世界性流行病害[1], 不僅會造成小麥產量損失, 還會產生脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)、雪腐鐮刀菌烯醇(nivalenol, NIV)等多種真菌毒素污染小麥籽粒, 對人類和其他動物的健康構成嚴重威脅[2], 是小麥安全生產的主要限制因素。
近年來, 由于氣候變化、秸稈還田等原因, 我國小麥赤霉病發生日益嚴重。據統計, 2010年-2020年期間, 小麥赤霉病造成的年均產量損失達到55.34萬t, 其中以安徽、江蘇等沿淮小麥種植區域最為嚴重[3]。赤霉病引起的小麥籽粒中DON毒素污染情況普遍存在, Yan等[4]于2017年在江蘇地區和安徽地區采集的67個小麥樣品中, DON及其衍生物的檢出率為100%, 平均含量分別為273.30 μg/kg和150.34 μg/kg;2019年, 范楷等[5]從長三角地區收集的120份小麥樣品中, 50.8%的小麥樣品受到5種以上真菌毒素的污染。
現階段, 化學防治仍是應對小麥赤霉病的主要手段, 對小麥赤霉病的防治, 選擇合適的用藥時期非常關鍵。眾多研究表明,在花期對小麥赤霉病進行防治可以顯著降低危害水平, 且防治時期越接近花期, 對病情指數和DON毒素的控制效果越好[67]。
一般年份花期及時防治后,病原菌在小麥生育后期的侵染和擴展有限,但2015年在江蘇省調查時發現,小麥成熟期遇連續降雨后,田間出現小麥赤霉病病情激增的現象[8],且有研究稱后期受到病原菌侵染會導致成熟籽粒中DON的積累[9]。針對小麥生育后期病害發生現狀,急需探究更全面的防治措施,有效防治病害的同時降低毒素污染, 確保糧食和食品安全。
為進一步探究防治小麥赤霉病及DON毒素的施藥策略, 本試驗以25%氰烯菌酯懸浮劑和200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑為供試藥劑, 研究了施藥頻次、防治間隔期對藥劑防治效果、菌量消長規律和藥劑殘留的影響, 以期為控制小麥赤霉病及DON毒素污染提供科學依據。
1" 材料與方法
1.1" 供試藥劑及用量
200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑,瑞士先正達作物保護有限公司;25%氰烯菌酯懸浮劑、96%氰烯菌酯原藥,江蘇省農藥研究所股份有限公司;98%氟唑菌酰羥胺標準品,上海泰坦科技股份有限公司。其中25%氰烯菌酯懸浮劑用量150 mL/667m2,200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑用量57.5 mL/667m2, 藥液量50 kg/667m2, 采用背負式噴霧器噴施。
1.2" 供試小麥品種
‘魯原502’, 該品種對赤霉病高感。所有試驗小區均為自然發病, 田間常規種植管理。
1.3" 試驗地點
試驗于安徽省合肥市廬陽區合肥高新技術農業園(117°12′ E,31°55′ N)進行。
1.4" 試驗方法
1.4.1" 施藥頻次對小麥赤霉病、DON毒素的控制作用及對病菌消長動態的影響
采用200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑和25%氰烯菌酯懸浮劑2種殺菌劑,每個藥劑設置1次、2次和3次防治。2022年第1次防治于揚花初期(4月15日)進行,第2、3次防治分別于第1、2次防治后的第5天進行;2023年第1次防治于揚花初期(4月16日)進行,第2、3次防治分別于第1、2次防治后的第10天進行,每個處理4次重復。小區面積為25 m2,隨機區組排列,對照區噴施等量清水。
1.4.2" 施藥間隔期對小麥赤霉病、DON毒素的控制作用及對病菌消長動態的影響
2次防治時第2次防治時間分別設置在第1次防治(2022年4月15日)后的第5、7、10、15、20、25 天進行;3次防治時, 第2次防治在第1次防治后第5天實施, 第3次防治時間分別設置在第2次施藥后的第5、10、15、20 天進行, 每個處理4 次重復。小區面積為25 m2, 隨機區組排列, 對照區噴施等量清水。
1.4.3" 調查及取樣方法
麥穗中菌量和藥劑殘留量調查取樣: 各處理區自第1次施藥日起開始取樣, 以后每5 d取樣1次, 共取樣8次。施藥日與采樣日在同一天時, 菌量調查取樣在施藥前進行, 殘留量調查取樣在施藥60 min后進行。采用平行跳躍式均勻取樣, 每小區采樣點25個, 每點采集2個麥穗。
麥穗中殺菌劑殘留量測定方法: 將采集的50個麥穗粉碎混勻后,于-18℃冷凍保存備用。采用液相色譜串聯質譜法(LC-MS)檢測樣本中農藥含量, 氰烯菌酯樣品的提取和殘留量測定參照Sun等[10]的方法, 氟唑菌酰羥胺樣品提取和殘留量的測定參照Rong等[11]的方法。
麥穗中菌量的測定方法: 將采集的麥穗烘干后用小型粉碎機研磨成粉末, 取0.5 g加0.8 mL DNA裂解液, 參照Yin等[12]的方法提取小麥赤霉病菌基因組DNA;以禾谷鐮刀菌標準菌株PH-1(來自安徽省主要農作物品種抗病性研究與鑒定中心)的DNA為模板,用特異性引物[13](EF1: 5′-CCATTCCCTGGGCGCT-3′,EF2: 5′-CCTATTGACAGGTGGTTAGTGACTGG-3′)進行PCR, 擴增產物經TA克隆和測序驗證, 提取重組質粒并測定其濃度, 10倍梯度稀釋后為模板進行RT-PCR, 以質粒DNA濃度常用對數值為x, 以CT值為y構建標準曲線;取100 mg標準菌株PH-1烘干菌絲提取DNA, 按照10倍梯度稀釋后進行RT-PCR, 將得到的CT值代入上述重組質粒的標準曲線中, 獲得禾谷鐮刀菌DNA濃度的常用對數值, 以菌量的常用對數值為x, 其對應的DNA濃度常用對數值為y, 建立小麥赤霉病菌菌量與其DNA濃度的線性回歸方程, 將樣品進行RT-PCR, 代入曲線得到麥穗中菌量。
小麥赤霉病病情調查: 于病情穩定后(2022年5月15日, 2023年5月19日)進行病情調查,記載病穗數和病穗嚴重度, 計算發病率、病情指數和防治效果。病情調查和嚴重度分級參照GB/T 15796-2011[14]。
小麥成熟后按小區收獲, 每小區隨機稱取收獲的籽粒100 g, 粉碎后采用超高效液相色譜串聯質譜法(HPLC-MS/MS)檢測DON毒素含量,樣品中DON的提取方法和檢測條件參照Juan等[15]的方法。
1.5" 數據分析
采用IBM SPSS Statistics 26數據處理系統對試驗數據進行統計分析, 不同處理組之間應用Duncan氏新復極差法檢驗進行差異顯著性檢驗;采用Excel軟件進行不同殺菌劑對赤霉病病指防效和籽粒DON毒素防效相關性分析并制圖。
2" 結果與分析
2.1" 施藥頻次對小麥赤霉病病情及籽粒中DON毒素含量的影響
2022年的防治試驗結果(圖1) 表明: 25%氰烯菌酯SC和200 g/L氟唑菌酰羥胺SC在小麥揚花初期防治1次, 病指防效分別為50.12%和57.14%, DON毒素防效分別為57.14%和67.55%;2次和3次防治處理小麥赤霉病病指和DON毒素的防治效果無顯著差異, 且均顯著高于1次防治。
2023年防治結果與2022年基本一致, 25%氰
烯菌酯懸浮劑2次和3次防治間的病指和DON毒素防效無顯著差異;200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑2
次和3次防治間的DON毒素防效無顯著差異, 3次防治時的病指防效顯著高于2次防治, 兩種藥劑2
次和3次防治時病指和DON毒素防效均顯著高于1次防治;相同防治次數時, 200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑的病指防效和DON毒素防效均高于25%氰烯菌酯懸浮劑(表1)。
2.2" 施藥間隔期對小麥赤霉病病情及麥粒中DON毒素含量的影響
由表2可以看出,第2次防治的時間對防治效果有一定的影響, 一般隨著第2次防治時間的延遲, 小麥赤霉病病情呈逐漸加重之勢, 籽粒中DON毒素含量也有所增加。25%氰烯菌酯懸浮劑第1次防治后第5 天進行第2次防治, 小麥赤霉病的病指防效顯著高于其他施藥間隔期處理,第1次防治后第5天和第7天再施藥處理DON毒素防效無顯著差異;200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑第1次防治第5、7天后進行第2次防治, 病指和DON防效均無顯著差異。但2種殺菌劑在第1次防治后第10天后進行第2次防治, 小麥赤霉病的病指防效及DON毒素防效均顯著降低。
由表3可以看出, 在第2次防治后第5、10、15 天和20 天進行第3次防治, 25%氰烯菌酯SC和200 g/L氟唑菌酰羥胺SC對小麥赤霉病的病指防效和DON毒素防效最低分別達到79.70%和89.02%以上, 且同一藥劑各處理間防效無顯著差異。
2.3" 施藥頻次對麥穗帶菌量消長動態的影響
氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺防治不同次數后, 麥穗中小麥赤霉病菌菌量的變化趨勢如圖2所示。
4月15日小麥初花期進行第1次防治時,麥穗中已檢測到小麥赤霉病菌,此后隨時間推移,不防治對照區小麥穗部赤霉病菌的含量呈“S”形曲線增長,第1次防治后10 d內菌量的增長受到顯著抑制,施藥后5 d不防治對照、氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺防治區小麥穗部帶菌量,分別較4月15日增長404.58%、110.46%和69.28%,施藥后10 d,不防治對照、氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺防治區小麥穗部帶菌量,分別較4月15增長716.99%、313.73%和263.40%。施藥后10 d,藥劑對麥穗帶菌量增長的抑制作用明顯減弱,4月20日-5月20日氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺防治區小麥穗部帶菌量平均日增長速率分別為0.651 μg/100 mg和0.641 μg/100 mg,與不防治對照區無顯著差異(Pgt;0.05)。4月20日進行第2次防治后,小麥穗部赤霉病菌帶菌量的變化趨勢和防治1次時相似,施藥后10 d內對小麥穗部帶菌量增長的抑制作用較強,10 d后抑制作用降低。
氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺防治2次和3次對麥穗部帶菌量的控制效果基本一致,5月20日的檢測結果顯示, 氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺防治3次時小麥穗部菌量較4月15日的空白對照分別增長964.05%和886.27%, 防治2次時分別增長985.62%和916.99%, 2次防治與3次防治對麥穗中菌量增長的影響無顯著差異(Pgt;0.05)。
2.4" 施藥間隔期對麥穗帶菌量消長動態的影響
間隔不同時間進行第2次防治, 小麥穗部帶菌量的變化趨勢如圖3所示。隨著第2次防治時間的后移, 小麥穗部帶菌量呈逐漸增加趨勢, 5月20日菌量檢測結果顯示,氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺均以第1次施藥后第5~10天進行第2次防治對小麥穗部菌量增長的控制作用強,第1次施藥后第15天施藥對菌量增長的控制作用降低。第1次防治后第5、10 天施藥, 氰烯菌酯防治區小麥穗部帶菌量較空白對照分別減少37.23%和36.58%, 氟唑菌酰羥胺分別減少41.19%和41.04%;第20 天進行第2次防治, 氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺處理后麥穗中帶菌量僅較空白對照分別減少24.57%和32.43%。
間隔不同時間進行第3次防治, 麥穗中菌量仍呈逐漸增長趨勢(圖4), 但增長較2次防治減緩。至5月20日, 3次防治的不同處理間麥穗帶菌量已無顯著差異(Pgt;0.05)。
2.5" 施藥頻次和間隔期對藥劑殘留量的影響
2.5.1" 麥穗中農藥的消解動態
不同施藥頻次處理下,麥穗中農藥消解動態基本一致(表4),施藥當天麥穗中殺菌劑含量最高,隨后快速降低。
第1次防治后第5天,麥穗中氰烯菌酯的含量較施藥時降低85.60%,第10天降低96.12%;氟唑菌酰羥胺下降速度稍緩,施藥5 d后,麥穗中的含量
下降74.08%。
2.5.2" 小麥籽粒中的農藥殘留量
收獲的小麥籽粒中農藥殘留量檢測結果表明,揚花期防治1次,小麥籽粒中均未檢測出氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺的殘留量;防治3次后小麥籽粒中農藥殘留量增加,其中以2次防治后第20天進行第3次防治農藥殘留量最高,小麥籽粒中氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺分別為0.042 1 mg/kg和0.257 2 mg/kg,但仍在安全范圍之內(表5)。
3" 結論與討論
小麥赤霉病是一種世界性流行小麥病害, 嚴重危害糧食產量和質量安全。目前化學防治仍是控制小麥赤霉病危害的主要技術措施。安徽省是小麥赤霉病的流行區域, 為了控制赤霉病的危害, 特別是控制灌漿期多雨造成的DON毒素污染問題, 常需多次用藥防治。本文用200 g/L氟唑菌酰羥胺懸浮劑和25%氰烯菌酯懸浮劑2種殺菌劑, 探討了施藥頻次和施藥間隔期對小麥赤霉病及毒素防效的影響。2022年的試驗結果表明, 2次防治的效果顯著高于1次防治, 即使在第1次防治后25 d進行第2次防治, 其防效仍高于揚花初期1次防治;2023年的結果也進一步證明,第1次防治后第10天進行第2次防治, 對小麥赤霉病和DON毒素的控制效果顯著高于1次防治。而Singh[16]的試驗顯示,在病害發生程度較輕的年份, 始花期和灌漿初期均進行施藥相較于始花期1次施藥對赤霉病防效并無顯著性提高, 這可能是病害發生程度較低時, 首次施藥已抑制病害發展, 后期再次施藥效果不明顯。
本研究發現揚花初期第1次防治后第5~7天進行第2次防治對小麥赤霉病及DON毒素的防效較好,第10天施藥防效顯著下降;麥穗中帶菌量檢測結果也顯示氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺均以第1次防治后第5~10天進行第2次防治對小麥穗部菌量增長的控制作用強, 超過15 d施藥對菌量增長的控制作用顯著降低;麥穗中農藥殘留量在施藥5 d后也顯著下降。因此, 在防治小麥赤霉病時, 2次防治的間隔時間應控制在10 d以內。
近年來, 灌漿期降雨引起小麥籽粒DON毒素污染問題引發人們的關注, 許多研究表明在灌漿后期使用殺菌劑能有效減少DON的積累[1718]。本研究發現在第2次防治后間隔不同時間進行第3次防治, 防效間無顯著差異, 且與1次防治后第5天進行第2次防治的處理在病情指數防效和DON毒素防效上均無顯著差異。這說明在病害重發年份和常發區及時進行第2次防治對控制病害危害極為重要, 病害一般發生年份揚花初期進行第一次防治,第1次防治后第5~7天進行第2次防治即可達到理想的防治效果。因此, 各地應根據預測預報結果, 合理設計藥劑防治策略, 才能將病害影響降至最低, 保障小麥安全高效生產。
氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺是我國防治小麥赤霉病的主要藥劑, 在生產中一般采用復配或和其他藥劑混合使用, 以延緩抗藥性的產生和兼治其他病害。本文為了便于試驗結果的檢測、分析, 分別研究了氰烯菌酯和氟唑菌酰羥胺施用次數及防治間隔時間對赤霉病防治效果、菌量消長及麥穗中農藥殘留量的影響, 以期為赤霉病的科學防控提供依據, 但試驗結果與復配劑或和其他藥劑混合使用是否一致, 尚需進一步研究。
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(責任編輯:田" 喆)