丁 濤,張 坤,楊 進,陸佩玲,陳 宸,賀 振,陳夕軍*
(1.揚州市植保植檢站,江蘇揚州 225101;2.揚州大學(xué)園藝與植物保護學(xué)院,江蘇揚州 225009)
丙硫菌唑是一種新型的三唑硫酮類殺菌劑,主要用于防治麥類白粉病、赤霉病、銹病和豆類的枯萎病、葉斑病、菌核病、網(wǎng)斑病等。與傳統(tǒng)三唑類殺菌劑相比,丙硫菌唑具有更廣泛的防治譜,且增產(chǎn)作用明顯[1-4]。但與其他殺菌劑一樣,長期單一、過量、過頻地施用丙硫菌唑,也有使各種病原菌對其產(chǎn)生抗性的風(fēng)險[5],而將不同化學(xué)藥劑進行復(fù)配使用,是延緩病原菌對單劑產(chǎn)生抗藥性的方法之一。目前,不同研究者將丙硫菌唑與多種殺菌劑進行了復(fù)配或混合使用,如將丙硫菌唑與戊唑醇、烯肟菌酯、腈苯唑或苯銹啶復(fù)配來防治花生葉班病、小麥赤霉病、小麥銹病和玉米葉枯病等[6-9]。在國外,自2004年以來,丙硫菌唑已在德國、美國、加拿大等多個國家登記和使用,但在我國,目前登記的丙硫菌唑原藥或制劑(單劑或復(fù)配劑)只有5種,防治對象也僅限于小麥赤霉病、白粉病和銹?。ㄖ袊r(nóng)藥信息網(wǎng),www.icama.org.cn/hysj/index.jhtml)。關(guān)于丙硫菌唑與其他殺菌劑復(fù)配或混合施用來防治紋枯病,特別是水稻紋枯病的研究尚且不多。
紋枯病是水稻、小麥生產(chǎn)中的重要病害之一。目前生產(chǎn)上防治水稻、小麥紋枯病的常用藥劑為噻呋酰胺、戊唑醇和氟環(huán)唑等,近幾年吡唑醚菌酯和咯菌腈在部分地區(qū)亦有應(yīng)用。其中,以噻呋酰胺、戊唑醇、氟環(huán)唑為單劑或復(fù)配劑用于防治水稻、小麥紋枯病的藥劑分別有189種、117種和68種各類劑型的登記產(chǎn)品,以吡唑醚菌酯和咯菌腈為單劑或復(fù)配劑的則分別有5種和10種。為延長這些化學(xué)藥劑的使用壽命,同時擴大丙硫菌唑的防治譜,筆者將這些藥劑與丙硫菌唑進行復(fù)配,測定各種藥劑不同配比對水稻、小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力,篩選最佳配方,研發(fā)新的復(fù)配藥劑。該研究對于延展丙硫菌唑的應(yīng)用范圍和持續(xù)高效控制水稻、小麥紋枯病具有重要參考意義。
供試藥劑:所有原藥均購自各農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)或由企業(yè)惠贈,詳細信息見表1。
表1 供試藥劑信息
供試菌株:水稻紋枯病菌YN-7(Rhizoctonia solani)和小麥紋枯病菌CAG-1(Rhizoctonia cerealis)由揚州大學(xué)植物病理學(xué)實驗室分離自江蘇水稻和小麥紋枯病病株,并經(jīng)形態(tài)與分子生物學(xué)鑒定后,備用。
按預(yù)實驗結(jié)果,將丙硫菌唑、戊唑醇、噻呋酰胺、氟環(huán)唑、吡唑醚菌酯、咯菌腈分別加入到馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基中,制成梯度濃度的含藥培養(yǎng)基。各含藥培養(yǎng)基中藥劑的終濃度為:戊唑醇0.25、0.5、1、2.5、5μg/mL;丙硫菌唑0.5、1、2.5、5、10 μg/mL;吡唑醚菌酯0.125、0.25、1、2、4μg/mL;氟環(huán)唑0.5、1、2.5、5、10μg/mL;噻呋酰胺0.025、0.05、0.1、0.5、1μg/mL;咯菌腈0.025、0.05、0.1、0.2、0.4μg/mL。
根據(jù)藥劑對病菌菌絲生長速率的抑制率測定其室內(nèi)毒力。將冰箱保存的病原菌移至PDA平板,28℃培養(yǎng)2 d后,在菌落邊緣打孔(Φ6 mm),隨后分別移1塊菌餅至各含藥培養(yǎng)基平板中央。接菌后的培養(yǎng)皿于28℃條件下恒溫培養(yǎng),當(dāng)對照菌落直徑近滿平板時,十字交叉測量菌落直徑,根據(jù)式(1)計算各藥劑對菌絲生長的抑制率。每處理3次重復(fù),以不加藥劑的PDA平板作對照。數(shù)據(jù)結(jié)果使用DPS軟件進行分析,計算各藥劑的毒力回歸方程和EC50值。
在測定單劑毒力的基礎(chǔ)上,根據(jù)1.2確定的各單劑的抑菌濃度區(qū)間和其EC50值將丙硫菌唑與各藥劑配成5個配比,丙硫菌唑與其他藥劑的配比分別為3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3,并設(shè)定5個濃度梯度。其中,丙硫菌唑+戊唑醇和丙硫菌唑+氟環(huán)唑的5個濃度分別為0.1、0.5、1.0、2.0、4.0μg/mL,丙硫菌唑+吡唑醚菌酯為0.05、0.1、0.5、1.0、2.0μg/mL,丙硫菌唑+噻呋酰胺和丙硫菌唑+咯菌腈為0.025、0.05、0.1、0.5、1.0μg/mL,以不含藥培養(yǎng)基作對照,測定各配比對水稻和小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力,根據(jù)式(2)、(3)計算增效比(SR值)。
式中:A和B分別表示丙硫菌唑和其他某一藥劑;a和b分別表示二者的混配比例;EC(th)50和EC(ob)50分別表示理論EC50值和實測EC50值;SR為增效比。
根據(jù)增效比(SR)做出聯(lián)合作用綜合評價。SR>1.5為增效作用;0.5≤SR≤1.5為相加作用;SR<0.5為拮抗作用。
毒力回歸方程與相關(guān)系數(shù)的計算均采用DPS 7.05軟件處理。
根據(jù)病菌在不同濃度含藥培養(yǎng)基上生長結(jié)果表明,幾種常用殺菌劑對水稻和小麥紋枯病菌均有很強的抑制作用。EC50值在0.034 7μg/mL~2.202 5 μg/mL和0.067 0μg/mL~3.416 2μg/mL。新型三唑硫酮類藥劑丙硫菌唑相比其他藥劑毒力較弱,其對水稻、小麥紋枯病菌的EC50值分別為2.202 5μg/mL和3.416 2μg/mL,說明若將丙硫菌唑用于在生產(chǎn)上對水稻和小麥紋枯病的防治,必須與其他殺菌劑進行復(fù)配,以便減少化學(xué)農(nóng)藥使用量,延緩抗藥性產(chǎn)生,提高藥效(表2)。
表2 幾種殺菌劑單劑對水稻、小麥紋枯病菌的毒力
當(dāng)丙硫菌唑和戊唑醇按3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3配比時,2∶1和1∶1的配比對水稻紋枯病菌的聯(lián)合毒力較高,增效比(SR)值分別為1.91和1.73,3∶1和2∶1的配比則對小麥紋枯病菌毒力較大,SR值分別為1.88和1.92。這幾種配比對水稻紋枯病菌和小麥紋枯病菌的SR值都大于1.5,說明將丙硫菌唑和戊唑醇按這些配比復(fù)配后可增加其對水稻和小麥紋枯病菌的的聯(lián)合毒力,有增效作用。其他幾種配比的SR值在0.5~1.5,說明其為相加作用(表3)。
表3 丙硫菌唑與戊唑醇不同配比對水稻、小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力
將丙硫菌唑與氟環(huán)唑分別按3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3配比進行復(fù)配,僅當(dāng)配比為1∶3時對水稻紋枯病菌聯(lián)合毒力的SR值大于1.5,表現(xiàn)為增效作用,其他幾種配比的SR值均處于0.5~1.5,表現(xiàn)為相加作用;所有配比對小麥紋枯病菌聯(lián)合毒力的SR值均大于1.5,均表現(xiàn)為增效作用,其中配比為2∶1時的SR值最高達6.69(表4)。
表4 丙硫菌唑與氟環(huán)唑不同配比對水稻、小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力
當(dāng)丙硫菌唑與噻呋酰胺按3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3配比時,除1∶2配比對小麥紋枯病菌聯(lián)合毒力表現(xiàn)為增效作用(SR值為1.63)外,其他所有配比對水稻、小麥紋枯病菌聯(lián)合毒力的SR值都在0.5~1.5,說明其為相加作用(表5)。
表5 丙硫菌唑與噻呋酰胺不同配比對水稻、小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力
當(dāng)丙硫菌唑與吡唑醚菌酯按3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3進行配比時,3∶1、2∶1、1∶3配比對水稻紋枯病菌的聯(lián)合毒力較高,SR值大于1.5;當(dāng)配比為3∶1、2∶1、1∶1、1∶2時,對小麥紋枯病菌聯(lián)合毒力的SR值大于1.5,說明這些配比分別對水稻、小麥紋枯病菌表現(xiàn)增效作用;其他幾種配比對水稻、小麥紋枯病菌的SR值均處于0.5~1.5,說明其為相加作用(表6)。
表6 丙硫菌唑與吡唑醚菌酯不同配比對水稻、小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力
當(dāng)丙硫菌唑與咯菌腈按3∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶3進行配比時,除1∶3配比對水稻紋枯病菌的聯(lián)合毒力較低,SR值小于0.5,表現(xiàn)拮抗作用外,其他配比對水稻、小麥紋枯病菌均表現(xiàn)相加作用(表7)。
表7 丙硫菌唑與咯菌腈不同配比對水稻、小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力
一般情況下,殺菌劑的復(fù)配主要是將不同類型、不同作用方式、不同作用機理、不同作用時效、作用于病菌不同生化位點或生長階段的殺菌劑進行復(fù)配,同類型的殺菌劑一般不用來進行復(fù)配[10-11]。丙硫菌唑和戊唑醇、氟環(huán)唑均屬于三唑類殺菌劑,但與傳統(tǒng)的三唑類殺菌劑相比,丙硫菌唑為一種新型的三唑硫酮類殺菌劑,其有更長的持效期、更廣的殺菌譜,且具有良好的保綠防衰效果[1,12]。
三唑類殺菌劑主要通過抑制真菌細胞色素P450甾醇14α-甲基化酶(CYP51)活性,從而抑制甾醇的生物合成[13],但丙硫菌唑與真菌CYP51的作用與其他三唑類殺菌劑不同。氟環(huán)唑、戊唑醇和三唑醇與禾生球腔菌的MgCYP51結(jié)合均有經(jīng)典的特征峰,即形成低自旋的6配基復(fù)合物,而丙硫菌唑與MgCYP51結(jié)合則有不同的吸收峰,且丙硫菌唑與MgCYP51的結(jié)合能力比氟環(huán)唑與MgCYP51的結(jié)合能力低800倍,屬于與底物結(jié)合的競爭性抑制劑[14-15]。分子中電子的量子理論分析結(jié)果亦顯示,丙硫菌唑的三唑類代謝物硫酮菌唑與CYP51的結(jié)合力要顯著強于丙硫菌唑[16]。因此,將丙硫菌唑與其他三唑類殺菌劑復(fù)配,在一定程度上可以擴大藥劑的殺菌譜和提高藥劑的殺菌效果。將之與三唑類殺菌劑戊唑醇、氟環(huán)唑復(fù)配后,在適當(dāng)配比下也確有增效作用,特別是當(dāng)丙硫菌唑與氟環(huán)唑按1∶2復(fù)配后,復(fù)配劑對小麥紋枯病菌的聯(lián)合毒力的SR值達6.69,遠高于其他配比。
噻呋酰胺、吡唑醚菌酯和咯菌腈分別屬于噻唑酰胺類、甲氧基丙烯酸酯類和苯基吡咯類殺菌劑,其作用機理分別為抑制三羧酸循環(huán)中的琥珀酸脫氫酶、抑制細胞色素b和c1之間的電子傳遞,以及抑制與葡萄糖磷酰化有關(guān)的電子轉(zhuǎn)移[17-18]。因作用機理不同,丙硫菌唑與這些藥劑復(fù)配后,可提高其抑菌效果、擴大抑菌譜、延緩病菌抗藥性的產(chǎn)生,且丙硫菌唑與這些殺菌劑復(fù)配后,除丙硫菌唑∶咯菌腈(1∶3)有輕微拮抗作用外,其他配比均為相加或增效作用,說明將丙硫菌唑與上述幾種藥劑進行復(fù)配,有進一步研發(fā)成新配方復(fù)配劑的潛力,可為田間水稻、小麥紋枯病的防治提供更多的藥劑選擇。