戊唑醇、吡唑醚菌酯对小麦籽粒中DON毒素产生影响分析

陈晓平,王 龙,程晓丽

(1.安徽省桐城市种植业管理中心,安徽 桐城 231400;
2.安徽省桐城市金神镇农业站,安徽 桐城 231440)

小麦赤霉病在淮南麦区频繁发生,主要受小麦抗赤霉病品种少、赤霉病菌源充足、秸秆还田、气候变暖、病原菌抗药性产生等因素影响。赤霉病不仅严重威胁该区域小麦的产量和品质,而且由于赤霉病菌产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON,又称呕吐毒素),会导致麦粒中真菌毒素超标,给人畜健康造成了巨大的隐患[1]。

由于在田间对多菌灵具有抗药性的赤霉病菌种群比例上升,导致该类药剂对赤霉病防效下降,而且抗性菌株的DON合成能力较常规菌株有不同程度的提升[2]。近几年来,戊唑醇、氰烯菌酯、丙硫菌唑、氟唑菌酰羟胺等药剂逐步替代多菌灵成为淮南小麦赤霉病防治的主要药剂。而甲氧基丙烯酸酯类药剂如嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯等由于对小麦白粉病、锈病具有优良的防效,农药生产企业通常将该类药剂和戊唑醇、咪鲜胺、氟环唑等进行复配,以达到防治赤霉病时兼治小麦白粉病和锈病的效果。关于不同杀菌剂的使用对小麦籽粒中DON毒素含量的影响已有许多文献报道,如吴佳文等[3]2018年报道了使用200 g/L氟唑菌酰羟胺悬浮剂180 g/hm2、48%丙硫菌唑悬浮剂 288 g/hm2和40%丙硫·戊唑醇悬浮剂 240 g/hm2对小麦赤霉病DON毒素的防控效果;
张艳军[2]研究了单一剂量下嘧菌酯、戊唑醇和多菌灵等药剂对小麦DON毒素的影响,认为戊唑醇125 g. a. i. /hm2花期喷雾防治小麦赤霉病,可明显减少样品籽粒中毒素的含量,而嘧菌酯或多菌灵对小麦籽粒中毒素的含量没有显著的防控效果,相反还轻微地增加了小麦中DON毒素的含量;
陈宏州等[4]报道了使用43%戊唑醇SC 375 mL/hm2、25%吡唑醚菌酯EC 600 mL/hm2等12个药剂在单一剂量条件下离体及花期喷雾防治小麦赤霉病对培养液和小麦籽粒中DON毒素含量的影响,研究认为在离体条件下,戊唑醇和吡唑醚菌酯对产生DON毒素具有良好的抑制作用;
在田间试验中,花期使用戊唑醇对DON毒素的防控效果明显优于使用吡唑醚菌酯。徐飞等[5]2018年报道了使用25%戊唑醇WP 450 g/hm2在不同防治时间对小麦赤霉病发生和籽粒中DON毒素积累的影响,认为在小麦盛花末期施药是赤霉病防治和籽粒DON毒素控制的最佳时期。

上述研究基于仅对杀菌剂单剂或混配剂的单一剂量进行毒素防控效果进行的研究,而对戊唑醇和吡唑醚菌酯这2个有代表性的杀菌剂在高、低剂量条件下对DON毒素防控效果的研究较少,因而开展本研究,以期明确不同浓度戊唑醇和吡唑醚菌酯对小麦赤霉病和DON毒素的防控效果。

1.1 供试品种

郑麦9023。

1.2 供试菌株

禾谷镰刀菌野生型菌株(PH-1)。

1.3 试验药剂及试验剂量

田间试验设6个处理,所用药剂与剂量分别为25%吡唑醚菌酯SC 300、600 g/hm2,430 g/L戊唑醇SC 45、90、180 g/hm2,以清水喷雾作为对照(CK)。

1.4 试验概况

试验地点设在安徽省桐城市金神镇天林村。前茬荒地,土壤肥力中等,试验期间小麦长势良好。

1.5 试验设计

1.5.1 室内离体培养试验 将PH-1菌株转接至PDA平皿中,28 ℃活化72 h,接种于含绿豆培养基的250 mL三角瓶(100 mL/瓶)后置于摇床,28 ℃、180 r/min暗培养7 d后,收集分生孢子悬浮液备用。配制蔗糖硫酸铵培养基并分装至250 mL三角瓶(100 mL/瓶),121 ℃下湿热灭菌20 min,冷却至室温后接种分生孢子悬浮液(接种浓度为1.0×105个/mL),28 ℃、140 r/min暗培养7 d。在培养12 h时,每瓶分别加入戊唑醇、吡唑醚菌酯2种原药母液:T1:吡唑醚菌酯0.1 mg/kg;
T2:吡唑醚菌酯1.0 mg/kg;
T3:戊 唑 醇0.02 mg/kg;
T4:戊 唑 醇0.2 mg/kg。并使培养基中的药剂最终浓度分别为试验设计浓度,以添加1 mL无菌水为空白对照,各处理重复3次。培养7 d后,用滤纸过滤,滤液于-20 ℃冷冻保存以备DON毒素检测,菌丝体用无菌水冲洗2次。菌丝体置于干燥箱中60 ℃烘干至恒重,用电子天平称其重量。

1.5.2 田间试验 田间试验于小麦扬花期分别喷施2种药剂的不同剂量,清水喷雾作为对照处理,每个处理重复3次,小区面积20 m2,各小区随机区组排列,测取样检测麦粒中DON含量。。

1.6 施药及调查方法

本试验于小麦扬花初期施药1次,兑水量600 kg/hm2。于2020年4月6日叶面喷雾,5月15日调查小麦赤霉病。待小麦成熟后,各小区以5点取样法进行小麦籽粒取样,收获晒干后磨成细粉,各处理样品取5 g小麦粉,加入25 mL 84%的乙腈提取30 min后,离心,取5 mL经固相萃取柱后,氮气吹干,加入1 mL 10%乙腈,过微孔滤膜,通过液相色谱—质谱仪(LC-MS)检测籽粒中DON毒素含量。

2.1 田间试验中戊唑醇、吡唑醚菌酯不同浓度对小麦赤霉病的防效

田间试验结果表明,43%戊唑醇SC 45 g/hm2于小麦扬花初期喷雾对小麦赤霉病没有防效,43%戊唑醇SC 90 g/hm2对赤霉病的病指防效仅为57.42%,43%戊唑醇SC 180 g/hm2对赤霉病的病指防效为79.11%。25%吡唑醚菌酯SC在300、600 g/hm2这2个浓度条件下对小麦赤霉病防效不佳,病指防效分别为27.03%和45.81%(表1)。

表1 不同杀菌剂喷雾对小麦赤霉病的病指防效

2.2 离体培养条件下戊唑醇、吡唑醚菌酯不同浓度对赤霉病菌产毒能力的影响

离体培养检测结果表明:吡唑醚菌酯在0.1、1.0 mg/kg培养浓度下均会刺激赤霉病菌DON毒素的产生,培养液中DON毒素含量分别为2.54、3.70μg/g菌丝,高于对照处理的0.99 μg/g菌丝,具有明显的刺激DON毒素产生的作用。戊唑醇不同浓度对赤霉病菌DON毒素的产生有不同的效应,戊唑醇0.02 mg/kg培养浓度对毒素产生无防控效果,0.2 mg/kg的培养浓度对DON毒素的产生具有明显的效果,防效达60.61%(图1)。

图1 离体培养时戊唑醇、吡唑醚菌酯不同浓度对赤霉病菌DON毒素产生的防控效果

2.3 戊唑醇、吡唑醚菌酯不同浓度田间喷雾对小麦籽粒中DON毒素的防效

不同处理小麦籽粒样品DON毒素检测结果(表2)表明,25%吡唑醚菌酯低剂量(300 g/hm2)花期喷雾对小麦籽粒中毒素量有一定的控制作用,控制效果为35.89%,对小麦籽粒中毒素的产生无刺激作用,但该药剂的高浓度(600 g/hm2)使用可刺激毒素的产生,其平均DON毒素含量达0.909 μg/kg,高于对照处理。

在3个戊唑醇剂量处理中,低浓度(43%戊唑醇SC 45 g/hm2)处理籽粒中平均毒素含量为0.896 μg/kg,高于对照处理籽粒中DON毒素含量0.828 μg/kg。但戊唑醇中、高剂量处理对小麦籽粒中毒素的累积具有良好的控制效果,使用该药剂90、180 g/hm2于初花期喷雾对小麦籽粒中DON的防控分别为35.05%和61.94%(表2)。

表2 不同杀菌剂处理对小麦籽粒中DON毒素的控制效果

吡唑醚菌酯在小麦扬花期喷雾防治小麦赤霉病对小麦籽粒中DON毒素的防效随着使用剂量的增加而下降, 而戊唑醇对小麦籽粒中DON毒素积累的防效随着使用剂量的增加而上升。

田间试验及室内离体培养试验结果表明:戊唑醇花期喷雾对小麦籽粒中DON毒素积累的防效随着使用剂量的增加而上升,而吡唑醚菌酯对小麦籽粒中DON毒素的防效随着使用剂量的增加而下降。

三唑类杀菌剂对小麦赤霉病及其镰刀菌毒素有良好的防控效果。例如,戊唑醇、丙硫菌唑和叶菌唑均具有显著降低小麦籽粒中病原菌侵染及合成DON和NIV的能力[6]。目前,丙硫菌唑、叶菌唑和戊唑醇等三唑类杀菌剂已经广泛应用于美国小麦DON毒素的控制,但氟环唑对DON毒素控制效果不明显[7]。2021年,学者们检测了小麦花期使用丙环唑后对小麦籽中DON毒素形成的影响,试验结果表明,采用25%丙环唑EC 75、225 g/hm2花期喷雾,小麦籽粒中DON含量分别达到5.19、6.50 mg/kg,毒素高于对照处理。在低剂量条件下,戊唑醇杀菌剂对毒素的控制在本试验出现相反的结果,这与Audenaert等[7]的研究结果相似。这可能由于在离体条件下,亚致死剂量的杀菌剂刺激菌体H2O2的产生,从而导致病原菌DON积累量的增加。

小麦穗期使用甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂一般会刺激DON毒素的产生,但在本试验田间喷雾处理条件下,25%的吡唑醚菌酯在低剂量使用条件下,却能在5%的水平下显著减低小麦籽粒中毒素的含量,这为我们对该药剂的使用及混配提供了新的思路。

在离体培养环境中,只存在病原菌和药剂之间的相互作用,吡唑醚菌酯在2个浓度处理下对小麦赤霉病菌均表现为刺激毒素的产生。但田间试验中,DON毒素的产生与作物、药剂及病原菌这三者有关,吡唑醚菌酯低剂量处理并没有明显的刺激毒素产生的效果,仅高剂量处理的籽粒中DON毒素含量高于对照,这或许是由于赤霉病菌与小麦之间存在互作效应,小麦品种的抗性抑制了病原菌-禾谷镰刀菌产毒基因的表达,阻止了毒素在小麦籽粒中的运输和积累[8]。

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