余山紅，王會福，劉 君

(臺州市農(nóng)業(yè)科學研究院 生態(tài)研究所，浙江 臨海 317000)

殼聚糖對稻曲病的防控效果

余山紅，王會福，劉 君

(臺州市農(nóng)業(yè)科學研究院 生態(tài)研究所，浙江 臨海 317000)

為明確殼聚糖對稻曲病的防治效果，探索新的生物防治途徑，測試了殼聚糖對稻曲病病菌的室內(nèi)抑菌效率和田間防效。離體抑菌試驗結(jié)果表明，100 mg·L-1殼聚糖對分生孢子抑制率在4 d內(nèi)由35.3%逐漸升至94.4%。450 g·hm-2殼聚糖對稻曲病田間防效為57.9%，顯著優(yōu)于常規(guī)藥劑多菌靈和井岡霉素。殼聚糖無毒、無害、來源豐富，且成本低，是綠色水稻生產(chǎn)中極具應(yīng)用潛力和有待開發(fā)的一種環(huán)保型農(nóng)藥。

殼聚糖； 稻曲病； 生物防治； 防效

稻曲病是由半知菌亞門綠核菌屬綠核菌引起的一種水稻穗部真菌病害，發(fā)生于水稻穗部，為害稻粒，俗稱青粉病、黑球病或偽黑穗病。又因該病常發(fā)生在水稻生長發(fā)育良好的年份，農(nóng)民誤以為是豐年征兆，所以又被稱為“豐年谷”或“豐收果”[1]。感染稻曲病的稻粒呈墨綠色或黑色，并散落黃綠色厚垣孢子。病稻的癟谷率增加，千粒重下降，水稻的商品性與產(chǎn)量均受影響。近20年來，由于中國水稻肥水施用水平的普遍提高和大穗型品種的大面積推廣，稻曲病的發(fā)生呈現(xiàn)不斷加重的趨勢，由一個歷史上零星、偶發(fā)性病害演變成為中國各水稻產(chǎn)區(qū)的主要病害之一[2-4]，近年來在日本、印度、美國和東南亞等其他地區(qū)均有稻曲病流行的出現(xiàn)或加重的報道[5-7]。稻曲病的發(fā)生不但對水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)造成威脅，同時由于稻曲病菌能夠產(chǎn)生大量毒素，對人、動物和植物的細胞分裂也具有強烈的抑制作用[8-11]，因此對稻米的食用安全和稻田周邊食草動物帶來潛在威脅。隨著食品安全日益受到重視，控制稻曲病的發(fā)生并減輕其為害，對保障水稻生產(chǎn)及糧食安全至關(guān)重要。

目前我國水稻種植過程中主要依靠多菌靈、戊唑醇、嘧菌酯、銅制劑等化學農(nóng)藥防治稻曲病[12]。隨著人們生活水平的提高和對健康的要求越來越高，使得植物病蟲害的生物防治和生物農(nóng)藥的研究開發(fā)受到重視。目前有關(guān)稻曲病的生物防治研究大部分還處于研究試驗階段[13-18]，大田應(yīng)用較為成熟的僅有井岡霉素及其與芽孢桿菌的混配制劑、蛇床子素、申嗪霉素、嘧啶核苷類抗菌素等少數(shù)幾種[12]。這些生物制劑要么防效不夠理想，要么成本過高，導致其一直無法廣泛用于稻曲病的防治，而可用于綠色水稻生產(chǎn)的成本低、防病效果好的生物藥劑極為缺乏。

殼聚糖學名為聚氨基葡萄糖，化學名(1，4)-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，是許多低等動物(如蝦、蟹和昆蟲等)身體以及一些低等植物(如真菌和藻類)的重要成分，在自然界廣泛存在。最初是由節(jié)肢動物的外殼提取的，制備工藝簡單，原料來源廣泛，具有無毒、可降解性，良好的生物相容性及抗腫瘤等特殊生理活性，已被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等多個領(lǐng)域中[19]。在近代研究中還發(fā)現(xiàn)，殼聚糖具有廣泛的抑菌活性，能抑制真菌[20-21]、病毒[22]和細菌[23]的生長。在誘導植物發(fā)生抗病性反應(yīng)方面也有較好的效果[24-25]。殼聚糖對蘆筍莖枯病[26]，番茄根腐病[27]、莖腐病[28]、黑斑病[29]與青枯病[30]，蘋果青霉菌[31]，香蕉枯萎病[32]，煙草黑脛病[33]，水稻葉枯病與葉斑病[34]的防治作用已有研究，但其對稻曲病的防治應(yīng)用鮮見報道。本研究將殼聚糖引入到稻曲病的防治中，旨在擴展殼聚糖的應(yīng)用范圍，明確殼聚糖對稻曲病的防治效果，以期找到一種新的稻曲病的生物防治途徑。

1 材料與方法

1.1材料

稻曲病病原菌來自浙江大學生物所。將活化好的稻曲菌塊接種于PS培養(yǎng)液中，并在恒溫搖床內(nèi)28 ℃、140 r·min-1條件下振蕩培養(yǎng)5～7 d后，以紗布過濾得到分生孢子懸浮液，用血球計數(shù)板檢測分生孢子濃度后備用。

供試殼聚糖由國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)，脫乙酰度80.0%～95.0%。殼聚糖以1.0%冰醋酸溶解，配成濃度為10 g·L-1的殼聚糖母液備用。

田間試驗使用的對照藥劑為30%井岡·戊唑醇懸浮劑(江西歐美生物科技有限公司，市售)、20%井岡霉素可溶性粉劑(浙江省桐廬匯豐生物科技有限公司生產(chǎn)，市售)和50%多菌靈可濕性粉劑(上海悅聯(lián)化工有限公司生產(chǎn)，市售)。

1.2方法

1.2.1 殼聚糖對稻曲病菌分生孢子的離體抑制效果測定

向新鮮的PS培養(yǎng)液中滴加定量的稻曲病菌分生孢子懸浮液和殼聚糖母液，使分生孢子和殼聚糖最終濃度分別達到8.00×107mL-1、100 mg·L-1，以無菌水代替殼聚糖成分作為對照。繼續(xù)振蕩培養(yǎng)，并每隔24 h用血球計數(shù)板檢測溶液中分生孢子的濃度。

1.2.2 殼聚糖對稻曲病的田間防效測定

試驗設(shè)5個處理，450 g·hm-2殼聚糖，300 mL·hm-2井岡·戊唑醇，937.5 g·hm-2井岡霉素，1 500 g·hm-2多菌靈，以及清水對照，每處理重復3次，隨機排列。小區(qū)面積80 m2，周圍設(shè)有保護行。施藥時間在8月24日，水稻長勢嫩綠，處于破口前5 d，此時稻曲病尚未發(fā)生。采用臺州市下牌SX-LK16型背負式噴霧器均勻噴霧，對水量為700 L·hm-2。水稻單季稻品種為超級稻甬優(yōu)12，5月31日播種，6月24日機插移栽。根據(jù)氣象資料，施藥當天多云，風力1級，平均氣溫30.0 ℃，相對濕度74.0%，施藥前48 h內(nèi)未下雨，此后7 d均為晴或多云天氣，總體看對本試驗結(jié)果沒有影響。于水稻黃熟期(11月2日，稻曲病處于病情穩(wěn)定期)調(diào)查稻曲病的發(fā)病情況。調(diào)查采用5點取樣，每點20叢，每小區(qū)調(diào)查100叢稻，記錄每穗稻的曲球數(shù)，統(tǒng)計病穗率和病情指數(shù)，計算每個藥劑處理對稻曲病的防治效果。

病情分級標準參照唐春生[35]。0級，無稻曲球；1級，每穗1個稻曲球；3級，每穗2個稻曲球；5級，每穗3～5個稻曲球；7級，每穗6～9個稻曲球；9級，每穗10個或10個以上稻曲球。另外，觀察整個試驗期間供試藥劑處理后對水稻葉片、植株長勢等有無不良影響。用DPS數(shù)據(jù)處理軟件7.05版Duncan新復極差法(DMRT)[36]進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1殼聚糖對稻曲病菌分生孢子的抑制作用

表1顯示，分生孢子懸浮液中加入殼聚糖后，在處理組和對照組中數(shù)量均迅速下降，但處理組中分生孢子數(shù)量下降更快，表明殼聚糖對病菌分生孢子生長產(chǎn)生了抑制。對照組中分生孢子數(shù)量也出現(xiàn)下降，應(yīng)是殼聚糖溶液中醋酸導致培養(yǎng)液pH值降低所致。4 d后殼聚糖(濃度100 mg·L-1)對病菌分生孢子抑制率即達到94.4%，抑菌效果顯著。

表1 殼聚糖不同處理時間內(nèi)的室內(nèi)抑菌活性

2.2殼聚糖對稻曲病的田間防效

2.2.1 安全性

通過田間觀察，在本試驗條件下，整個試驗期間所有供試藥劑處理后對水稻葉片、植株長勢等無任何不良影響，藥劑安全性好。

2.2.2 防治效果

表2表明，在水稻破口前5 d施用殼聚糖(450 g·hm-2)可顯著降低稻曲病的為害，其防效僅次于30%井岡·戊唑醇懸浮劑(300 mL·hm-2)，極顯著優(yōu)于20%井岡霉素可溶性粉劑(937.5 g·hm-2)與50%多菌靈可濕性粉劑(1 500 g·hm-2)。

表2 殼聚糖處理對稻曲病的田間防效

注：同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫字母分別表示不同處理間在0.01、0.05水平差異顯著。

3 討論

離體抑菌試驗結(jié)果表明，殼聚糖能夠抑制稻曲病菌分生孢子的生長，4d內(nèi)100mg·L-1殼聚糖對病菌分生孢子抑制率逐漸升高至94.4%，抑菌效果明顯。田間防病試驗表明，施用450g·hm-2殼聚糖也能對稻曲病起到較好的防控作用，其防效甚至超過生產(chǎn)上常規(guī)藥劑多菌靈和井岡霉素。另外，根據(jù)測算其防治成本也相當。

已有研究表明，殼聚糖具有較為廣譜的抗菌性能，但抑制效果可因所用殼聚糖分子量及其理化性質(zhì)的不同而異[20]，因此在使用溶解性更好的殼聚糖及溶劑后，其對稻曲病的田間防效還有進一步提升空間。

殼聚糖防控植物病害的機制主要有兩種作用方式。一是對病原菌的直接抑制作用。殼聚糖作為甲殼素的多聚陽離子衍生物，可與病原菌細胞表面的帶負電的物質(zhì)成分(如蛋白質(zhì)等)相互作用，形成聚合物干擾病原菌細胞膜的正常生理功能。同時殼聚糖還可直接進入病原菌細胞內(nèi)與胞內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸等物質(zhì)相互作用，影響細胞的正常代謝，從而抑制病原菌的生長[37]。二是殼聚糖還能誘導植物產(chǎn)生多種抗病性反應(yīng)。例如幾丁質(zhì)酶的累積，誘導葡聚糖酶的合成，壁物質(zhì)沉積以及誘導活性[38-40]，從而激發(fā)苯丙烷類代謝，產(chǎn)生酚類和異黃酮類植保素以及木質(zhì)素，在植物抗病中起化學屏障作用和植物抗毒素作用[41]。

施用殼聚糖直接抑制病原菌生長或誘導植物產(chǎn)生抗病反應(yīng)，是提高植物對病害的抗性，減少化學農(nóng)藥施用量的有效途徑。殼聚糖無毒、無害、來源豐富，而且成本較低，是農(nóng)產(chǎn)品無公害生產(chǎn)中極具應(yīng)用潛力和有待開發(fā)的一種環(huán)保型農(nóng)藥和植物抗病誘導物，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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收入日期：2017-08-11

浙江省臺州市科技計劃(14KY01)

余山紅(1985—)，湖北紅安人，農(nóng)藝師，碩士，從事植保技術(shù)和推廣工作，E-mail：277298512@qq.com。

文獻著錄格式：余山紅，王會福，劉君. 殼聚糖對稻曲病的防控效果[J].浙江農(nóng)業(yè)科學，2017，58(10)：1739-1741，1745.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171021

S432.4

B

0528-9017(2017)10-1739-03

(責任編輯張瑞麟)