劉安泰 張朝敏 李紫騰 曹克強 孟祥龍 胡同樂
摘要
有機硅助劑具有低毒、易降解的特性,可提高農(nóng)藥的藥液展布性和滲透性。本研究分別采用室內(nèi)離體葉片法和田間試驗評價了2種有機硅助劑對吡唑醚菌酯和代森錳鋅防治蘋果炭疽葉枯病的減藥增效作用。室內(nèi)離體試驗結(jié)果表明,殺菌劑濃度減半的處理以及模擬雨水沖刷處理均導(dǎo)致吡唑醚菌酯和代森錳鋅的防效顯著下降;而添加了有機硅助劑后,2種處理的防效顯著提高,并且恢復(fù)到與正常施藥量相同的水平。田間試驗結(jié)果表明,正常情況下殺菌劑濃度減半后防效顯著下降;而施用有機硅助劑后,濃度減半的吡唑醚菌酯和代森錳鋅的防效顯著高于不施用有機硅的處理。本研究結(jié)果表明,施用有機硅助劑可以在減少化學農(nóng)藥實際用量的情況下,保持較高的防效,這對于化學農(nóng)藥的減施增效具有重要意義。
??關(guān)鍵詞
有機硅助劑;蘋果炭疽葉枯病;減藥;防治效果
中圖分類號:
S482.92
文獻標識碼:B
DOI:10.16688/j.zwbh.2020643
Evaluation of increasing control effect and reducing fungicide effect of organosilicon adjuvant on chemical control of Glomerella apple leaf spot
LIU Antai1#,ZHANG Chaomin1#,LI Ziteng1,CAO Keqiang1,MENG Xianglong1*,HU Tongle1*
(College of Plant Protection, Hebei Agricultural University, Baoding071000, China)
Abstract
Organosilicon adjuvant has the characteristics of low toxicity and easy degradation, which can improve the spread and permeability of fungicides. In this study, the indoor in vitro leaf method and the field experiment were conducted to evaluate the effect of two organosilicon adjuvants on pyraclostrobin and mancozeb against Glomerella apple leaf spot. Indoor in vitro experiment showed that both the treatment of halving the concentration of the fungicide and the treatment of simulated rain washing resulted in a significant decrease in the control effect of pyraclostrobin and mancozeb. After the addition of organosilicon adjuvant, the control effect of the two treatments was significantly improved and returned to the same level as the normal dosage. Field experiment showed that the control effect of the fungicide decreased significantly after the concentration of the fungicide was halved under normal application conditions. After the application of organosilicon adjuvant, the control effect of pyraclostrobin and mancozeb with the concentration reduced by half was higher than that of treatment without organosilicon. The above results indicate that the application of organosilicon adjuvant can reduce the actual use of chemical fungicide in the case of maintaining a high control effect, which is of great significance for reducing chemical pesticides and improving the effect.
Key words
organosilicon adjuvant;Glomerella ciagulata;pesticide reduction;control effect
蘋果炭疽葉枯病(Glomerella apple leaf spot,縮寫為GLS)由Colletotrichum fructicola引起(有性態(tài)為Glomerella cingulata)[1],是蘋果上一種嚴重的真菌病害,此前主要發(fā)生在美國和拉丁美洲等地區(qū)[2 4]。2011年,我國江蘇省首次報道了該病害,隨后該病害迅速蔓延至全國蘋果主產(chǎn)區(qū)[5]。C.fructicola主要為害‘嘎啦’‘金冠’‘喬納金’ ‘秦冠’‘Granny Smith’和‘Pink Lady’等品種,而對‘富士’無明顯致病力[6 8]。
蘋果炭疽葉枯病可以造成果樹抗病能力下降,嚴重影響蘋果的產(chǎn)量以及品質(zhì)。病害發(fā)生初期,葉片上有小的黑色病變,在適宜的溫度下(30℃以上)病變迅速擴展至2~3 cm,邊緣模糊[9 10]。病害發(fā)生后期,患病葉片變黑脫落[11]。該病害一旦發(fā)生,次年再次發(fā)生的概率將大大提高,因此針對蘋果炭疽葉枯病的防治措施要以預(yù)防為主,即根據(jù)該病害的流行規(guī)律,在病害發(fā)生之前或病害發(fā)生初期及時施藥,避免病害的大規(guī)模發(fā)展[12 13]。
前人研究發(fā)現(xiàn),25%吡唑醚菌酯懸浮劑2 000倍液和0.5%倍量式波爾多液對于蘋果炭疽葉枯病具有較好的防效[14]。但是長時間使用相同藥劑容易導(dǎo)致C.fructicola病菌產(chǎn)生抗藥性,因此有必要采取其他措施減少農(nóng)藥的使用量。有機硅助劑是一類表面活性劑,目前廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[15]。 它本身無生物活性,在殺菌劑中加入有機硅助劑之后可以增強藥劑在葉片上的黏著性,大幅度降低藥液的表面張力,增強葉片上藥劑的展布性,改善藥液對葉片的滲透性[16 17],有效減少生產(chǎn)中化學藥劑的使用[18 19]。
為了評價有機硅助劑能否在防治蘋果炭疽葉枯病的過程中起到減藥增效的作用,我們分別采用室內(nèi)離體葉片試驗和室外田間試驗對殺菌劑結(jié)合有機硅助劑防治蘋果炭疽葉枯病進行研究,為有機硅助劑提高殺菌劑對蘋果炭疽葉枯病的減量增效應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1供試材料
供試菌株:蘋果炭疽葉枯病菌Glomerella cingulata,河北農(nóng)業(yè)大學植物病害流行與綜合防控實驗室提供。
馬鈴薯葡萄糖瓊脂(potato dextrose agar,PDA)培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂粉15 g、蒸餾水1 L。
供試藥劑:80%代森錳鋅(mancozeb)可濕性粉劑(WP),美國陶氏益農(nóng)公司;30%吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)水劑(AS),江蘇省利民化工股份有限公司;有機硅助劑:絲潤(Silwet)邁圖高新材料(南通)有限公司; STIK2,邁圖(上海)貿(mào)易有限公司。
儀器及設(shè)備:超凈工作臺(SWCJ1FD),蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;千分之一電子天平,奧豪斯儀器(上海)有限公司;高壓濕熱滅菌鍋(HVA85),日本平山制造公司;智能生化培養(yǎng)箱(SPX280),寧波江南儀器廠;智能背負式電動噴霧器,沛縣藍天植保器械廠。
1.2試驗方法
1.2.1孢子懸浮液的制備
將 80 ℃保存的菌株轉(zhuǎn)移到PDA培養(yǎng)基上,27 ℃黑暗培養(yǎng)5 d。 向培養(yǎng)基滴加1 mL無菌水,用滅菌涂布器刮取培養(yǎng)皿中的孢子并用滅菌紗布將孢子過濾至無菌的小型錐形瓶中,160 r/min振蕩10 min, 用血球計數(shù)板計算孢子濃度,并配成孢子含量1.0×105個/mL的懸浮液備用。
1.2.2離體葉片接種病原菌
2019年6月于河北農(nóng)業(yè)大學果園采集葉齡相同、大小相近的健康蘋果樹葉片,供試品種為‘嘎啦’。將收集好的葉片用無菌水清洗后使用0.5%次氯酸鈉溶液消毒2 min,無菌水清洗3次。在葉片上均勻噴施配好的孢子懸浮液(1.0×105 個/mL),靜置30 min后備用。
1.2.3有機硅助劑和殺菌劑組合對室內(nèi)離體葉片的處理
將預(yù)處理好的葉片均勻擺放在托盤中,按表1的方案依次向葉片表面噴施殺菌劑,每組處理藥劑總體積均為50 mL。以噴灑清水作為空白對照。雨水沖刷試驗中,在藥劑噴施處理30 min后,再使用200 mL無菌水模擬雨水分別對每個葉片進行噴灑處理,每個處理9片葉,每個試驗重復(fù)3次。處理完畢后,將處理好的葉片置于25 ℃保濕培養(yǎng)。接種5 d后對葉片進行病害調(diào)查。
1.2.4田間藥效試驗的果園概況
田間試驗分別在河北省和山東省的5個不同的蘋果園開展。1號果園位于河北省保定市河北農(nóng)業(yè)大學西校區(qū)試驗站(以下簡稱農(nóng)大果園);2號果園位于河北省保定市曲陽縣下河鄉(xiāng)劉家馬村(以下簡稱曲陽果園),3號果園位于山東省煙臺市棲霞市官道鎮(zhèn)隋家溝村(以下簡稱隋家溝果園);4號果園位于山東省煙臺市棲霞市官道鎮(zhèn)楊樹坡村(以下簡稱楊樹坡一果園);5號果園位于山東省煙臺市棲霞市官道鎮(zhèn)楊樹坡村(以下簡稱楊樹坡二果園)。供試品種均為‘嘎啦’,樹齡均為10年,株距×行距=3 m×5 m,園內(nèi)沙壤土,肥水管理水平基本一致,這5個果園在開展試驗的前一年均發(fā)生過炭疽葉枯病。
1.2.5田間藥效試驗設(shè)計
分別按照表2的方案進行田間施藥處理,每種殺菌劑均設(shè)有藥劑常量、減半、減半加有機硅助劑3個處理(表2)。農(nóng)大果園和曲陽果園田間試驗從2018年7月初開始到2018年8月中旬結(jié)束,隋家溝果園和楊樹坡果園從2018年6月底開始到2018年9月底結(jié)束,每園噴藥3次。共進行5次調(diào)查,農(nóng)大果園和曲陽果園間隔10 d左右調(diào)查1次。隋家溝果園、楊樹坡果園第1次至第5次調(diào)查間隔時間為18、14、12、48 d。其中農(nóng)大果園于第1、2、4次調(diào)查完畢之后施藥,其他果園于第1、3、4次調(diào)查完畢后施藥。
1.2.6病害調(diào)查
參照國家標準《農(nóng)藥田間藥效試驗準則》[20],第1次施藥前調(diào)查發(fā)病基數(shù),施藥后調(diào)查發(fā)病情況。按分級標準記載發(fā)病情況并計算病情指數(shù)(disease index, DI)、防治效果和病情發(fā)展曲線下面積(area under diseases progress curve, AUDPC)。葉部病級分級標準:0級,無病斑;1級,病斑面積占整個葉片面積的11%以下;3級,病斑面積占整個葉片面積的11%~25%;5級,病斑面積占整個葉片面積的26%~40%;7級,病斑面積占整個葉片面積的41%~65%;9級,病斑面積占整個葉片面積的65%以上。
病情指數(shù)、防治效果和AUDPC按下列公式計算:
病情指數(shù)=∑(各級病葉數(shù)×各病級代表值)/(調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級代表值)×100;
室內(nèi)防治效果=(對照病情指數(shù) 處理病情指數(shù))/對照病情指數(shù)×100%。
AUDPC=∑ n i=1 (Xi+Xi+1)(Ti+1-Ti)/2;
公式中:Xi和Xi+1分別為Ti和Ti+1時間點的DI; n為調(diào)查次數(shù)。
田間防治效果=(AUDPCCK AUDPCT)/
AUDPCCK×100%;
公式中:AUDPCCK和AUDPCT分別為對照組和處理組的AUDPC。
1.3數(shù)據(jù)處理
試驗采用Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理,用DPS統(tǒng)計軟件的Duncan氏新復(fù)極差法進行差異顯著性分析,用SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析[21]。
2結(jié)果與分析
2.1有機硅助劑對離體葉片的減藥增效作用
在30%吡唑醚菌酯水劑常量(2 000倍)和80%代森錳鋅可濕性粉劑常量(600倍)施藥的情況下,葉片的整體發(fā)病情況較低,表明推薦用量的吡唑醚菌酯和代森錳鋅對蘋果炭疽葉枯病具有較好的防效,而吡唑醚菌酯和代森錳鋅藥量減半之后,離體葉片的病斑面積明顯增加,病情指數(shù)顯著提高(表3),表明低濃度的殺菌劑無法達到理想的殺菌效果。 而吡唑醚菌酯和代森錳鋅藥量減半分別添加有機硅助劑之后,離體葉片的病斑面積明顯下降,防效分別從65.81%和40.79%提高到了98.55%和97.53%(表3),這表明在殺菌劑實際藥量減半的情況下,添加有機硅助劑可以將防效恢復(fù)到殺菌劑正常藥量相同的水平,起到了明顯的減藥增效作用(圖1)。
2.2雨水沖刷對不同藥劑組合防效的影響
在不加入有機硅助劑的情況下,雨水沖刷導(dǎo)致30%吡唑醚菌酯水劑常量和80%代森錳鋅可濕性粉劑常量施藥的葉片病斑面積明顯增加(圖1),防效分別由100%和97.32%下降到85.78%和64.30%(表3)。而在吡唑醚菌酯中加入有機硅助劑之后,模擬雨水沖刷并沒有造成葉片病斑的大面積擴展(圖1),防效也重新恢復(fù)到100%(表3);代森錳鋅加入有機硅助劑之后,模擬雨水沖刷也沒有造成葉片病斑的大規(guī)模擴展(圖1),防效也恢復(fù)到98.77%(表3)。這表明雨水沖刷可能會導(dǎo)致葉片表面的藥劑被稀釋和沖刷走,而有機硅助劑的加入增加了藥劑的黏附性,提高了雨水沖刷條件下藥劑的防效。
2.3不同藥劑處理對不同地區(qū)果園炭疽葉枯病的影響
在所有的果園中,不同藥劑處理后病情指數(shù)的變化趨勢基本一致,30%吡唑醚菌酯水劑2 000倍和80%代森錳鋅可濕性粉劑600倍處理的病情指數(shù)最小,而藥量減半后的吡唑醚菌酯和代森錳鋅處理病情指數(shù)明顯提高,僅低于清水對照。吡唑醚菌酯和代森錳鋅的藥量減半之后同時加入有機硅助劑可以使病情指數(shù)明顯下降,在有些果園中可以達到與常量代森錳鋅處理相同的病情指數(shù)(圖2)。
2.4不同藥劑處理在不同果園中的田間防控效果
在所有的果園中,30%吡唑醚菌酯水劑2 000倍液處理后的AUDPC最低,防效最高,80%代森錳鋅可濕性粉劑常量600倍液處理后的AUDPC次之,防效僅次于吡唑醚菌酯2 000倍施藥處理。而殺菌劑的濃度減半之后,在所有的5個果園中,AUDPC都顯著增加,并且防效都顯著下降。在殺菌劑濃度減半之后再添加有機硅助劑,在所有的5個果園中,AUDPC明顯下降,防效顯著提高。這表明,在不同地區(qū)的不同氣候條件下,有機硅助劑都可以起到明顯的減藥增效作用。
3討論
在本研究中,室內(nèi)離體葉片減藥試驗結(jié)果顯示,在殺菌劑藥量減半的情況下,加入有機硅助劑可以顯著提高對炭疽葉枯病的防治效果,表明有機硅助劑在室內(nèi)可控條件下具有明顯的減藥增效作用。由于田間蘋果炭疽葉枯病發(fā)病需要一定的環(huán)境條件[22],而田間不易控制溫度和濕度,因此采用室內(nèi)離體葉片接種蘋果炭疽葉枯病菌的方法,直接觀察和記錄葉片發(fā)病程度和動態(tài)。降雨可能會造成葉片上藥劑的流失,造成葉片表面藥劑濃度下降,導(dǎo)致病害加速發(fā)生[23 24]。為了模擬雨水沖刷,我們在室內(nèi)對施藥后的葉片噴灑無菌水,模擬田間降雨過程。結(jié)果表明在正常施藥的情況下經(jīng)過雨水沖刷后,葉片的病情指數(shù)顯著提高,防效顯著降低,而加入有機硅助劑之后再經(jīng)過雨水沖刷可以有效降低葉片的病情指數(shù),顯著提高了殺菌劑的防效。這可能是有機硅助劑通過降低噴霧的表面張力,使之低于葉面濕潤臨界壓力之下(約25 mN/m),加快藥劑經(jīng)氣孔滲透的速率,利于噴施藥劑和模擬雨水沖刷間隔期葉片對藥劑的吸收,起到抗雨水沖刷作用,確保藥效發(fā)揮[25 27]。除此之外,在藥劑中加入有機硅助劑還可以提高其黏附性,使雨水不容易將藥劑從葉片上沖刷下來,并且使藥劑具備更長的持效期,提高藥劑的抗雨水沖刷能力[28]。任莉等[29]通過研究發(fā)現(xiàn),模擬降雨顯著降低殺菌劑咪鮮胺對核盤菌的抑制作用,但添加有機硅助劑可有效防止模擬雨水處理對咪鮮胺防效的降低作用,提高咪鮮胺的抗雨水沖刷能力,這也與本研究中有機硅助劑提高2種殺菌劑抗雨水沖刷能力的結(jié)果一致,說明有機硅助劑在藥劑抗雨水沖刷方面具備較好的效果。
為了進一步明確有機硅助劑在田間對蘋果炭疽葉枯病的減藥增效作用,我們在河北和山東分別選擇了2個和3個蘋果果園進行了田間防效試驗。蘋果炭疽葉枯病的發(fā)生受包括氣象條件在內(nèi)的多種因素影響,其中降雨和溫度都與該病的發(fā)生密切相關(guān)[30]。本試驗中河北山東兩地果園雖然均位于華北平原,屬于歐亞大陸東岸暖溫帶半干旱季風性氣候,但是保定2個果園位于內(nèi)陸,而煙臺及棲霞3個果園位于沿海地區(qū),降雨和溫度等氣候條件具有一定差異[31]。在施藥的情況下,30%吡唑醚菌酯水劑2 000倍液和80%代森錳鋅可濕性粉劑常量600倍液這2個推薦濃度的殺菌劑在5個不同的果園中都具有較好的防效。而當2種殺菌劑的濃度降低到推薦濃度的1/2之后,在所有的5個果園中都發(fā)生了大面積的蘋果炭疽葉枯病,防效顯著下降。而在2個殺菌劑濃度降低到推薦濃度1/2的同時添加有機硅助劑后,在5個果園中殺菌劑的防效都顯著提高。這是由于有機硅助劑可以通過縮小霧滴粒徑,減少液滴與葉面之間的接觸角,從而降低噴霧液的表面張力,增加藥液的擴展直徑,提高藥液的持流量,使噴霧液通過葉面氣孔時更易被吸收,最終達到藥劑的增效作用[32 34]。
綜上所述,本試驗通過室內(nèi)離體葉片試驗和田間試驗對有機硅助劑在蘋果炭疽葉枯病化學防控中的減藥增效作用進行了研究,結(jié)果表明有機硅助劑的添加不僅可以起到減藥增效的作用,并且在減輕雨水沖刷導(dǎo)致的藥液流失等方面也具有理想的效果。因此,在蘋果炭疽葉枯病的防控實踐中,建議使用有機硅助劑與低濃度殺菌劑相結(jié)合的方法預(yù)防蘋果炭疽葉枯病。
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收稿日期:2020 12 01修訂日期:2020 12 29
基金項目:
國家重點研發(fā)計劃(2016YFD0201100);河北省重點研發(fā)計劃(20327405D)
* 通信作者
Email:孟祥龍 cugmx@163.com; 胡同樂tonglemali@126.com