張 萌 翟乾行 朱承余 鄭麗寧 張 浩
(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,吉林長(zhǎng)春 130118)
化學(xué)殺菌劑在植物病害防治中起著重要的作用,但是長(zhǎng)期使用后抗藥性增強(qiáng),防效降低、用量增大,同時(shí)污染生態(tài)環(huán)境(趙新貝 等,2016)。如何減少化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生副作用是目前亟待解決的問題。生物防治是最具潛力并可良好替代化學(xué)農(nóng)藥的安全防治技術(shù)(張慶萍 等,2019)。番茄灰霉病是由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)引起的一種危害嚴(yán)重的世界性病害(李培謙 等,2018;潘曉梅 等,2019)。長(zhǎng)期以來,防治番茄灰霉病的方法主要是大量施用化學(xué)農(nóng)藥,但是灰霉病菌繁殖快、變異度大等特點(diǎn)使得病菌對(duì)化學(xué)藥劑極易產(chǎn)生抗藥性,另一方面人們對(duì)抗藥性及食品安全問題的認(rèn)識(shí)不斷提高,使得利用生物防控技術(shù)防治灰霉病菌的需求更加迫切(韓麗 等,2013)。生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥相比,具有選擇性強(qiáng)、無污染、不易產(chǎn)生抗藥性、不破壞生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)(畢秋艷 等,2015),現(xiàn)已成為研究熱點(diǎn)。熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)是能夠控制果蔬病害的一類重要生防菌,其分布廣泛,施用方便,能有效抑制多種病原微生物,防治柑橘青霉病和綠霉病具有很好效果,而且對(duì)煙草灰霉菌菌絲生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的抑制作用(李悅 等,2014;王智榮,2019)。
為了提高拮抗菌的防治效果,減少化學(xué)藥劑的使用量,本試驗(yàn)從8 種化學(xué)殺菌劑中選擇啶酰菌胺與熒光假單胞菌復(fù)配,旨在篩選出對(duì)番茄灰霉病菌控制效果比較好的藥劑及最適的配比,為番茄灰霉病防治提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)于2019 年5—10 月在吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)基地溫室大棚和資源與環(huán)境學(xué)院農(nóng)藥學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。
1.1.1 供試菌株 熒光假單胞菌YG-1 菌株(P.fluorescens)和番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea),均由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)研究室分離獲得。
1.1.2 化學(xué)殺菌劑 50%腐霉利WP(霍州市綠洲農(nóng)藥有限公司),50%異菌脲WP(山東澳得利化工有限公司),25%嘧菌酯SC(江蘇利民化工有限公司),25 g · L-1咯菌腈EC(先正達(dá)南通作物保護(hù)有限公司),250 g · L-1吡唑醚菌酯EC(杭州宇龍化工有限公司),50%氟啶胺SC(喬貝爾作物保護(hù)有限公司),50%啶酰菌胺WG(巴斯夫歐洲公司),80%嘧霉胺WDG(山東綠豐農(nóng)藥有限公司)。
1.1.3 培養(yǎng)基及番茄品種 PDA 培養(yǎng)基:馬鈴薯200.0 g,葡萄糖20.0 g,瓊脂20.0 g,蒸餾水1.0 L。
LB 固體培養(yǎng)基:胰蛋白胨10 g,酵母浸粉5 g,氯化鈉10 g,瓊脂15~20 g,蒸餾水1.0 L。
番茄品種:大地紅寶石,由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院提供。
1.2.1 不同殺菌劑對(duì)番茄灰霉病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定
采用生長(zhǎng)速率法(趙冬梅 等,2017;馬超 等,2018)測(cè)定8 種殺菌劑對(duì)番茄灰霉病菌的抑制作用。取適量無菌水分別將8 種殺菌劑溶解于100 mL 容量瓶中定容,制備成質(zhì)量濃度為1 000 mg · L-1的母液。將10 mL 用無菌水稀釋到適當(dāng)倍數(shù)的母液與40 mL 滅菌PDA 培養(yǎng)基均勻混合,制成5 個(gè)不同梯度濃度的含藥培養(yǎng)基,其中咯菌腈、啶酰菌胺含藥培養(yǎng)基濃度為2、0.4、0.08、0.016、0.003 2 mg · L-1,吡唑醚菌酯、腐霉利、嘧霉胺、異菌脲含藥培養(yǎng)基濃度為10、5、2.5、1.25、0.625 mg ·L-1,氟啶胺、嘧菌酯含藥培養(yǎng)基濃度為50、10、2、0.4、0.08 mg · L-1,對(duì)照組為等量無菌水與PDA 培養(yǎng)基均勻混合。將番茄灰霉病菌直徑為5.0 mm 的菌餅接種到含藥培養(yǎng)基中心培養(yǎng)5~6 d,每組處理3 皿,3 次重復(fù)。通過十字交叉法測(cè)定各處理菌落直徑,并計(jì)算抑制率(楊利敏,2015;范文忠 等,2019)。
抑制率=(對(duì)照組菌落直徑-處理組菌落直徑)/對(duì)照組菌落直徑× 100%
1.2.2 熒光假單胞菌對(duì)番茄灰霉病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定 將熒光假單胞菌YG-1 在固體LB 培養(yǎng)基上活化,活化后接種到含有50 mL LB 液體培養(yǎng)基的三角瓶中,28 ℃、180 r · min-1條件下振蕩培養(yǎng)48 h,得到接種液,將所得接種液分別配制成濃度為1.0 × 105、1.0 × 106、1.0 × 107、1.0 × 108、1.0 × 109CFU · mL-1的發(fā)酵液。采用1.2.1 的方法測(cè)定不同濃度熒光假單胞菌YG-1 培養(yǎng)基上番茄灰霉病菌的菌落直徑,計(jì)算抑制率,每組處理3 皿,3 次重復(fù)。
1.2.3 熒光假單胞菌YG-1 與殺菌劑的生物相容性
根據(jù)室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果將具有較強(qiáng)毒力的2 種殺菌劑配制成質(zhì)量濃度分別為50、100、150、200 mg ·L-1的LB 含藥培養(yǎng)基,然后用移液槍吸取10 μL 熒光假單胞菌YG-1。將發(fā)酵液覆蓋在含藥平板表面,空白對(duì)照組加入等量的無菌水,并置于28 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,每組處理3 皿,3 次重復(fù)。通過平板菌落計(jì)數(shù)法檢測(cè)熒光假單胞菌的生長(zhǎng)情況,并記錄菌落數(shù)量。
1.2.4 復(fù)配劑對(duì)番茄灰霉病菌的毒力測(cè)定 根據(jù)8種殺菌劑毒力測(cè)定結(jié)果及熒光假單胞菌與殺菌劑的生物相容性,選取啶酰菌胺與熒光假單胞菌YG-1進(jìn)行復(fù)配。以啶酰菌胺和熒光假單胞菌的到有效中質(zhì)量濃度為基礎(chǔ),分別將藥劑及發(fā)酵液配制到有效中質(zhì)量濃度0.081 mg · L-1與1.97 × 108CFU ·mL-1,再按V(啶酰菌胺)∶V(熒光假單胞菌)=10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9、0∶10 進(jìn)行復(fù)配,并且根據(jù)復(fù)配劑對(duì)番茄灰霉病菌的實(shí)際抑制生長(zhǎng)率及預(yù)期抑制生長(zhǎng)率,計(jì)算毒性比率。毒性比率>1 為增效作用,毒性比率<1 為拮抗作用,毒性比率=1 為相加作用。
預(yù)期抑制生長(zhǎng)率(%)=單劑A 的EC50劑量實(shí)際抑制生長(zhǎng)率×配比中的百分率+單劑B 的EC50劑量實(shí)際抑制生長(zhǎng)率×配比中的百分率
毒性比率=實(shí)際抑制生長(zhǎng)率/預(yù)期抑制生長(zhǎng)率
1.2.5 復(fù)配劑協(xié)同防治番茄灰霉病菌的盆栽效果測(cè)定 為進(jìn)一步驗(yàn)證復(fù)配劑對(duì)番茄灰霉病菌的協(xié)同防治效果,2019 年5 月于吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室大棚進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。試驗(yàn)共設(shè)置4 個(gè)處理:a,5 mL 50%啶酰菌胺WG 0.081 mg · L-1和5 mL YG-1 1.97 × 108CFU · mL-1的混合液;b,10 mL 50%啶酰菌胺WG 0.081 mg · L-1;c,10 mL YG-1 1.97 × 108CFU · mL-1發(fā)酵液;d,10 mL 清水作為對(duì)照。每個(gè)處理選取12 盆番茄植株,3 次重復(fù)。選取生長(zhǎng)一致的具有3 出復(fù)葉的番茄苗,將4 個(gè)處理分別噴灑在番茄葉片上,24 h 后,葉面噴霧接種孢子濃度為1 × 106CFU ·mL-1的番茄灰霉病菌孢子懸浮液。接種后5~7 d調(diào)查發(fā)病水平。番茄灰霉病嚴(yán)重度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):0 級(jí),葉片上無病斑;1 級(jí),葉片上病斑1~3 個(gè);3 級(jí),葉片上病斑4~6 個(gè);5 級(jí),葉片上病斑7~10 個(gè);7 級(jí),葉片上病斑11~20 個(gè),部分密集成片。9 級(jí),葉片上病斑密集,占葉片總面積的1/4 以上(王新茹 等,2008;魏繼剛 等,2014;胡文淵,2017)。計(jì)算病情指數(shù),采用SPSS 軟件統(tǒng)計(jì)分析防治效果。
由表1 可以看出:8 種化學(xué)殺菌劑對(duì)番茄灰霉病菌的生長(zhǎng)均有較強(qiáng)的抑制作用,但不同殺菌劑對(duì)番茄灰霉病菌的生長(zhǎng)抑制作用不同,其毒力大小依次為咯菌腈、啶酰菌胺、吡唑醚菌酯、腐霉利、嘧霉胺、異菌脲、氟啶胺、嘧菌酯。其中咯菌腈、啶酰菌胺對(duì)供試菌株菌絲生長(zhǎng)的抑制活性較高,其EC50值分別為0.075、0.081 mg · L-1,而嘧菌酯的抑制活性最低,其EC50值為4.357 mg · L-1??┚?、啶酰菌胺在較低濃度下均能有效抑制番茄灰霉病菌的生長(zhǎng),所以選擇咯菌腈和啶酰菌胺進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn),測(cè)定2 種殺菌劑與熒光假單胞菌YG-1 的生物相容性。
表1 8 種殺菌劑對(duì)番茄灰霉病菌的毒力測(cè)定
YG-1 熒光假單胞菌菌懸液對(duì)番茄灰霉病菌的毒力測(cè)定結(jié)果見表2。當(dāng)熒光假單胞菌濃度在1.0 ×105~1.0 × 109CFU · mL-1時(shí),對(duì)番茄灰霉病菌的生長(zhǎng)均有抑制效果,其抑制率為16.28%~64.56%,抑制中濃度EC50值為1.97 × 108CFU · mL-1。
表2 熒光假單胞菌對(duì)番茄灰霉病菌的毒力測(cè)定
由表3 可以看出,啶酰菌胺與熒光假單胞菌YG-1 具有較好的生物相容性,當(dāng)啶酰菌胺濃度為50 mg · L-1時(shí),熒光假單胞菌YG-1 能夠正常生長(zhǎng),菌落數(shù)為3.43 × 1010CFU · mL-1,與對(duì)照差異不顯著;當(dāng)啶酰菌胺濃度為100 mg · L-1時(shí),YG-1 的菌落數(shù)為2.91 × 1010CFU · mL-1,極顯著低于對(duì)照;當(dāng)啶酰菌胺濃度為150 mg · L-1時(shí),YG-1 的菌落數(shù)相比對(duì)照也極顯著減少,但仍能達(dá)到2.56 × 1010CFU · mL-1。而當(dāng)咯菌腈的濃度為50~200 mg · L-1時(shí),YG-1 的菌落數(shù)均極顯著低于對(duì)照。綜合考慮,由于啶酰菌胺對(duì)番茄灰霉病菌的毒力較強(qiáng),抑制率較高,其EC50值為0.081 mg · L-1,并且與熒光假單胞菌菌株有較好的生物相容性,故選擇啶酰菌胺和生防菌株YG-1 進(jìn)行復(fù)配。
表3 啶酰菌胺和咯菌腈對(duì)熒光假單胞菌菌體生長(zhǎng)的影響
啶酰菌胺和熒光假單胞菌復(fù)配對(duì)番茄灰霉病菌的聯(lián)合毒力測(cè)定結(jié)果見表4,可以看出啶酰菌胺和熒光假單胞菌復(fù)配比例分別為7∶3、6∶4、5∶5、4∶6 和3∶7(體積比)時(shí),毒性比率分別為1.201 5、1.322 0、1.411 2、1.340 2 和1.284 0,均起到增效作用。其中當(dāng)啶酰菌胺和熒光假單胞菌復(fù)配比為5∶5 時(shí)毒性比率最大,具有較好的增效作用。
表4 啶酰菌胺和熒光假單胞菌復(fù)配對(duì)番茄灰霉病菌的影響
將0.081 mg · L-1啶酰菌胺與1.97 × 108CFU ·mL-1的熒光假單胞菌YG-1 菌懸液按5∶5 體積比復(fù)配,進(jìn)行盆栽防效試驗(yàn)。如表5 所示,啶酰菌胺與熒光假單胞菌復(fù)配對(duì)番茄灰霉病的防效較好,且復(fù)配劑中殺菌劑施用量為單劑施用量的一半,其防效為71.31%,極顯著高于單劑啶酰菌胺和熒光假單胞菌YG-1 菌株發(fā)酵液的處理。盆栽試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)聯(lián)合毒力測(cè)定結(jié)果基本一致,當(dāng)0.081 mg · L-1啶酰菌胺與1.97 × 108CFU · mL-1的熒光假單胞菌YG-1 菌懸液按5∶5 體積比復(fù)配時(shí),對(duì)番茄灰霉病菌的抑制率及對(duì)番茄植株灰霉病的防治效果均好于單獨(dú)使用啶酰菌胺或熒光假單胞菌。
表5 番茄灰霉病菌盆栽防治效果分析
番茄灰霉病是影響番茄產(chǎn)量的重要因素(張亞 等,2015),目前番茄灰霉病的防治主要以化學(xué)防治為主(王凌云 等,2012;Shen et al.,2016),但由于灰霉病菌生活周期短、產(chǎn)孢量大、病害傳播快,并且生產(chǎn)中長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)使用單一類型的殺菌藥劑,導(dǎo)致灰霉病菌對(duì)多菌靈、異菌脲、乙霉威、嘧菌胺和氟啶胺等常規(guī)殺菌劑產(chǎn)生了不同程度的抗性(黃海,2014)。通過生防菌株與化學(xué)藥劑的復(fù)配防治植物病害已有一些相關(guān)報(bào)道,研究表明生防細(xì)菌甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌NJ13 分別與嘧菌環(huán)胺和苯醚甲環(huán)唑復(fù)配對(duì)人參黑斑病菌的防治達(dá)到增效作用(陳長(zhǎng)卿 等,2019);地衣芽孢桿菌W10 與咪鮮胺復(fù)配可以對(duì)桃枝枯病的防治起到增效作用(紀(jì)兆林 等,2019)。而關(guān)于利用生物—化學(xué)策略防治番茄灰霉病的報(bào)道卻很少。因此,探索有效利用生防菌與化學(xué)藥劑協(xié)同防治番茄灰霉病的新方法尤為重要。
本試驗(yàn)突破單獨(dú)利用化學(xué)藥劑防治病害的局限性,嘗試采用生防菌與低毒化學(xué)藥劑復(fù)配協(xié)同防治番茄灰霉病,室內(nèi)毒力測(cè)定結(jié)果明確了0.081 mg · L-1啶酰菌胺與1.97 × 108CFU · mL-1的熒光假單胞菌菌懸液按5∶5 體積比復(fù)配時(shí),對(duì)番茄灰霉病菌的抑制有明顯的增效作用,其盆栽試驗(yàn)防效為71.31%。盡管盆栽試驗(yàn)將啶酰菌胺的施用量減少了一半,但是啶酰菌胺與熒光假單胞菌復(fù)配結(jié)果仍優(yōu)于單獨(dú)使用啶酰菌胺,進(jìn)一步說明生防菌與化學(xué)藥劑的聯(lián)合作用能夠有效地增強(qiáng)防治效果,相對(duì)于化學(xué)防治而言,減少了農(nóng)藥的用量及抗藥性的產(chǎn)生,并且使生防菌的防治能力提高、穩(wěn)定性增強(qiáng),可以達(dá)到減量增效的目的,對(duì)番茄灰霉病的防治具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。從化學(xué)藥劑減量的角度,開展生防菌劑與化學(xué)殺菌劑協(xié)同應(yīng)用,一方面為番茄灰霉病化學(xué)藥劑減量防控提供了有效的替代方案,也為后續(xù)相關(guān)復(fù)配劑型的開發(fā)提供了依據(jù),找到對(duì)環(huán)境更為友好的治理方案,通過高效低毒殺菌劑和生防菌的協(xié)同防治達(dá)到理想的防治效果。