向日葵盘腐型菌核病诱抗剂筛选及超敏蛋白应用技术研究
Screening of Inducers for Sunflower Sclerotinia sclerotiorum and Application of Hypersensitive Protein
收稿日期: 2022-04-15 修回日期: 2022-08-26 网络出版日期: 2023-03-01
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Received: 2022-04-15 Revised: 2022-08-26 Online: 2023-03-01
作者简介 About authors
李鹤鹏,主要从事农药使用技术研究,E-mail:
为探明不同植物诱抗剂对向日葵菌核病的诱抗防病效果,先后对10种诱抗剂开展田间药效试验,筛选出超敏蛋白和几丁聚糖2种对向日葵盘腐型菌核病具有良好防效的诱抗剂,并进一步对超敏蛋白的应用技术开展研究。结果显示,分别在向日葵现蕾期和始花期对花盘施用3%超敏蛋白微粒剂317g/hm2可有效诱导向日葵对菌核病产生抗性,防效52.7%~68.3%,与化学防治(菌核净)无显著差异,是较为理想的向日葵菌核病诱抗药剂。同时,2000g/hm2剂量0.5%几丁聚糖水剂的诱抗效果与超敏蛋白无显著差异,亦可用于向日葵菌核病的防治。
关键词:
In order to explore the effects of different plant inducers on sunflower sclerotiniose, field efficacy tests were carried out on ten inducers successively, two inducers with good control effect on sunflower sclerotiniose were selected, and the application technology of hypersensitive protein was further studied. The results showed that, 317g/ha of 3% hypersensitive protein MG applied to the flower plate twice at the budding stage and the initial flowering stage of sunflower could effectively induce sunflower resistance to Sclerotinia sclerotiorum, with a control effects of 52.7%-68.3%, which was not significantly different from chemical control (dimethachlon), so it was an ideal inducer of resistance to S.sclerotiorum. At the same time, the inducing effects of 2000g/ha dose of 0.5% chitosan and hypersensitive protein did not differ significantly. Sunflower sclerotinia can also be treated and prevented with it.
Keywords:
本文引用格式
李鹤鹏, 张匀华, 孟庆林, 马立功, 于洪涛, 李海燕, 李易初, 刘佳, 石凤梅, 杨帆, 刘亮.
Li Hepeng, Zhang Yunhua, Meng Qinglin, Ma Ligong, Yu Hongtao, Li Haiyan, Li Yichu, Liu Jia, Shi Fengmei, Yang Fan, Liu Liang.
向日葵是重要的油料作物之一,在我国种植面积仅次于大豆、油菜和花生[1]。向日葵菌核病则是向日葵生产中危害最严重的病害之一,常造成严重减产,引起严重经济损失,甚至无法继续种植。
植物免疫诱抗剂(简称植物诱抗剂)通过调节植物代谢,激活植物免疫系统和生长系统增强植物抗病性和抗逆性,达到强壮植株、诱导抗病的目的。其具有不污染环境、符合农业发展及绿色植保需要的优点,是当前国际生物农药开发研究的热门领域之一[2]。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试向日葵品种为三瑞农科SH363。供试药剂为6%低聚糖素水剂、95%超敏蛋白原粉、3%超敏蛋白微粒剂、0.5%几丁聚糖水剂、8%宁南霉素水剂、120g/L海藻甲壳素水溶肥料、120g/L VBa植物疫苗水剂、28.4%甲噻∙链蛋白水剂、40%菌核净可湿性粉剂、98%磷酸二氢钾(分析纯)、25%硅酸钾可溶性肥料、20%井冈霉素可溶粉剂、1%蛇床素水乳剂和1.5%维大力(VDAL)植物免疫激活蛋白干粉。
1.2 试验方法
试验在黑龙江省农业科学研究院绥化分院朗家寨试验田(127°01′ E,46°35′ N)进行。采用随机区组设计,每小区面积46.8m2。试验地块采取垄作,垄距65cm,垄上埯播,株距70cm,田间管理与大田生产一致。试验均采用SX-MD15DA背负式电动喷雾器(单喷头,圆口,工作压力0.4MPa)进行施药,施药液量600L/hm2。
1.2.1 向日葵菌核病诱抗剂的筛选
2018年试验设9个处理:6%低聚糖素1200g/hm2、95%超敏蛋白原粉10g/hm2、0.5%几丁聚糖2000g/hm2、8%宁南霉素450g/hm2、海藻甲克素1000倍液、VBa植物疫苗1000倍液、28.4%甲噻∙链蛋白1000倍液、40%菌核净1200g/hm2(化学药剂对照)和等量清水作对照(CK)。分别于向日葵现蕾期和始花期对花盘喷雾,施药液量均为600L/hm2。
由于超敏蛋白原粉不易称量且溶解效果不够理想,故将其替换为超敏蛋白微粒剂。317g超敏蛋白微粒剂相当于10g超敏蛋白原粉。2019年试验设7个处理:3%超敏蛋白317g/hm2、0.5%几丁聚糖2000g/hm2、维大利4500倍液、20%井冈霉素600g/hm2、蛇床素2250g/hm2、40%菌核净1200g/hm2(化学药剂对照)和等量清水作对照(CK),各处理均为现蕾期和始花期对花盘喷雾。
1.2.2 超敏蛋白最佳施药剂量的试验
设5个处理:3%超敏蛋白365g/hm2、3%超敏蛋白317g/hm2,3%超敏蛋白267g/hm2、40%菌核净1200g/hm2(化学药剂对照)和等量清水(CK),各处理均为现蕾期和始花期施药处理。
1.2.3 超敏蛋白最佳施药时期的试验
设6个处理:3%超敏蛋白317g/hm2种子包衣处理、3%超敏蛋白317g/hm2苗期、中耕期2次全株喷雾处理,以及3%超敏蛋白317g/hm2、3%超敏蛋白317g/hm2+ 98%磷酸二氢钾1200g/hm2+20%硅酸钾400g/hm2、40%菌核净1200g/hm2(化学药剂对照)等3组,于现蕾期和始花期施药处理,并设等量清水处理为对照(CK)。
向日葵菌核病发病率及病级调查:于收获前每区随机取50株,记录花盘发病级别,计算病情指数和防治效果。收获时,每小区随机取3点,每点取5个花盘脱粒测产。病情指数=∑(各级别花盘数×相对级数值)/(调查总花盘数×病级)×100;发病率(%)=发病花盘数/处理总花盘数×100;防治效果(%)=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数×100[1]。
1.3 数据处理
利用Excel 2007整理数据,并利用DPS v 14.10数据处理系统,采用邓肯氏新复极差法(DMRT)法进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 向日葵菌核病诱抗剂的筛选结果
由表1可知,各供试诱抗药剂均能不同程度降低向日葵菌核病发病率和病级,其中超敏蛋白原粉防效最高,为46.1%,且其病情指数与菌核净(化学药剂对照)无显著差异;其次是几丁聚糖处理(40.2%)和甲噻∙链蛋白处理(41.6%),上述处理的病情指数均显著低于空白对照。各诱抗剂处理中,低聚糖素、超敏蛋白原粉、几丁聚糖和宁南霉素处理增产幅度最大,较空白对照增产114.81%~ 132.62%,明显高于其他3组诱抗剂处理,但明显低于化学药剂对照。故此认为超敏蛋白和几丁聚糖是2018年供试7种诱抗剂中最具潜力的诱抗剂。
表1 诱抗剂对菌核病的防效及增产性(2018)
Table 1
| 药剂 Fungicide | 发病率 Incidence (%) | 病情指数 Disease index | 平均防效 Average control effect (%) | 小区产量 Plot yield (kg) | 较对照增产 Yield increase compared with CK (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 低聚糖素Oligosaccharide | 52.7±7.1 | 39.2abAB | 18.8±35.4 | 3.04±0.69 | 132.62 |
| 95%超敏蛋白原粉95% harpin protein | 39.3±4.9 | 26.8bAB | 46.1±18.1 | 2.87±0.69 | 121.36 |
| 几丁聚糖Chitosan | 45.3±0.9 | 30.5bAB | 40.2±12.4 | 2.98±0.29 | 114.81 |
| 宁南霉素Ningnanmycin | 53.3±11.1 | 37.7abAB | 26.9±14.6 | 3.18±1.31 | 124.17 |
| 海藻甲克素Seaweed | 46.0±5.3 | 32.8bAB | 32.4±30.1 | 2.11±0.74 | 57.67 |
| VBa植物疫苗VBa plant vaccine | 60.7±12.9 | 44.3abAB | 13.2±23.3 | 1.77±0.69 | 24.13 |
| 甲噻·链蛋白Methiadinil+plant activator protein | 46.7±11.6 | 30.8bAB | 41.6±16.9 | 1.94±0.71 | 52.38 |
| 菌核净Dimetachlone | 40.7±4.4 | 25.0bB | 50.0±13.0 | 3.91±0.33 | 230.39 |
| 清水CK | 76.7±4.4 | 53.2aA | 0.0 | 2.71±1.14 | - |
不同小写字母表示在0.05水平差异显著,不同大写字母表示在0.01水平差异极显著,下同
Different lowercase letters indicate significant difference at the 0.05 level, different capital letters indicate extremely significant difference at the 0.01 level, the same below
对超敏蛋白和几丁聚糖的诱抗效果进行验证,并对另外3种新诱抗剂的诱抗效果进行评价,结果(表2)显示,各供试药剂均可不同程度降低向日葵菌核病病情指数。其中,超敏蛋白发病率50.6%、病情指数32.1、防效52.7%;几丁聚糖发病率42.3%、病情指数32.1、防效51.9%,相对于清水对照防效均达到极显著水平,且与菌核净(化学药剂对照)无显著差异,优于3种新测试诱抗剂的防病效果。超敏蛋白和几丁聚糖相对于清水对照分别增产86.86%和77.88%,接近菌核净,且明显高于3种新测试的诱抗剂。
表2 诱抗剂对菌核病的防效及增产性(2019)
Table 2
| 药剂 Fungicide | 发病率 Incidence (%) | 病情指数 Disease index | 平均防效 Average control effect (%) | 小区产量 Plot yield (kg) | 较对照增产 Yield increase compared with CK (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 3%超敏蛋白3% harpin protein | 50.6±6.2 | 32.1bB | 52.7±4.5aA | 1.42±0.14 | 86.86 |
| 几丁聚糖Chitosan | 42.3±11.8 | 32.1bB | 51.9±11.8aA | 1.36±0.23 | 77.88 |
| 维大利VdAL | 78.5±2.7 | 44.8bAB | 33.7±3.6abA | 0.99±0.23 | 30.18 |
| 井冈霉素Jingangmycin A | 57.4±13.6 | 45.0bAB | 34.1±10.4abA | 0.68±0.13 | -11.10 |
| 蛇床素Cnidiadin | 64.0±11.2 | 47.6bAB | 30.1±18.3abAB | 1.14±0.57 | 49.02 |
| 菌核净Dimetachlone | 58.5±5.0 | 30.4bB | 54.3±7.1aA | 1.45±0.21 | 90.04 |
| 清水CK | 68.6±9.6 | 67.4aA | 0.0cB | 0.76±0.19 | - |
综合2年筛选试验结果认为,超敏蛋白和几丁聚糖是最具潜力的向日葵菌核病诱抗药剂。
2.2 超敏蛋白最佳使用量的确定
从2种筛选出的诱抗剂中选取超敏蛋白进行深入评价,由表3可知,不同剂量超敏蛋白均可极显著降低向日葵菌核病发病率和病情指数,其中365g/hm2处理防效略高于317g/hm2处理,病情指数差异不显著;365和317g/hm2处理病情指数均与菌核净(药剂对照)处理之间无显著差异,且极显著或显著优于267g/hm2处理。3组不同剂量超敏蛋白处理之中,317g/hm2处理增产幅度最高(48.11%),略高于365g/hm2处理(46.75%),明显高于267g/hm2处理(25.40%)。可见,现蕾和始花期喷施超敏蛋白条件下,在发病率、防治效果及增产性等方面317与365g/hm2剂量之间无显著差异,且317g/hm2剂量成本更低,因此是理想的超敏蛋白使用剂量。
表3 不同施药剂量超敏蛋白的诱抗效果
Table 3
| 药剂 Fungicide | 发病率 Incidence (%) | 病情指数 Disease index | 平均防效 Average control effect (%) | 小区产量 Plot yield (kg) | 较对照增产 Yield increase compared with CK (%) | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 超敏蛋白 Harpin protein | 365g/hm2 | 39.9±7.1bB | 12.7cC | 70.8±6.2 | 5.57±0.47 | 46.75 |
| 317g/hm2 | 34.0±1.3bB | 13.5cBC | 68.3±2.2 | 5.62±1.01 | 48.11 | |
| 267g/hm2 | 45.0±7.3bB | 27.8bB | 35.5±15.1 | 4.76±0.02 | 25.40 | |
| 菌核净Dimetachlone | 37.0±7.3bB | 16.0cBC | 62.2±7.3 | 4.95±0.96 | 30.46 | |
| 清水CK | 81.0±0.7aA | 42.8aA | 0.0 | 3.79±0.71 | - | |
2.3 超敏蛋白防治向日葵菌核病的最佳施药时期分析
由表4可知,不同时期施用超敏蛋白对植株发病率的影响虽存在差异,但不显著。现蕾期和始花期单独施用超敏蛋白防效最佳(52.7%),其病情指数略差于菌核净(化学药剂对照),二者间差异不显著;其相对于对照的增产幅度略低于菌核净;其防效明显高于同时期施用超敏蛋白+磷酸二氢钾+硅酸钾处理,但二者间病情指数差异未达到显著水平;其病情指数显著优于超敏蛋白种子包衣处理和苗期、中耕期施用超敏蛋白处理。现蕾、始花期施用超敏蛋白+磷酸二氢钾+硅酸钾处理的病情指数略低于超敏蛋白种子包衣处理和苗期、中耕期施用超敏蛋白处理,但三者间差异未达到显著水平。
表4 不同施药时期对诱抗效果的影响
Table 4
| 药剂 Fungicide | 施药时期 Application period | 发病率 Incidence (%) | 病情指数 Disease index | 平均防效 Average control effect (%) | 小区产量 Plot yield (kg) | 较对照增产 Yield increase compared with CK (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 超敏蛋白Harpin protein | 种子包衣处理 | 71.8±7.4 | 56.8abAB | 15.6±13.2 | 0.68±0.11 | -10.37 |
| 苗期、中耕期 | 74.5±17.7 | 54.6abAB | 20.8±24.6 | 1.17±0.30 | 52.98 | |
| 现蕾期、始花期 | 50.6±6.2 | 32.1cB | 52.7±4.5 | 1.42±0.14 | 86.92 | |
| 超敏蛋白+磷酸二氢钾+硅酸钾 Harpin protein+KDP+potassium silicate | 65.2±7.5 | 47.2bcAB | 30.4±5.8 | 0.90±0.17 | 18.05 | |
| 菌核净Dimetachlone | 58.5±5.0 | 30.4cB | 54.3±7.1 | 1.45±0.21 | 90.12 | |
| 清水CK | 68.6±9.6 | 67.3aA | 0.0 | 0.76±0.19 | - | |
综上,超敏蛋白在现蕾期和始花期施用的诱抗和增产效果优于同时期超敏蛋白与磷酸二氢钾和硅酸钾一同施用的效果,进一步优于种子包衣处理及在苗期和中耕期施用,是用其防治向日葵菌核病的最佳施药时期。
3 讨论
向日葵菌核病的防治对向日葵生产尤为重要,但有报道[12]显示,目前很多常用杀菌剂均出现抗性问题。植物诱抗剂能够有效改善作物抗病性,是化学防病技术的有力补充。本研究表明,超敏蛋白可有效诱导向日葵对菌核病产生抗性,防效与菌核净差异不显著。同时,研究虽未对几丁聚糖的诱抗效果展开深入研究,但从药剂筛选结果来看,其对向日葵菌核病具有良好的诱抗潜力,可进一步探讨最佳用量及使用技术。
从试验结果来看,超敏蛋白表现出与菌核净无显著差异的防治效果,但单独使用时对向日葵菌核病防治潜力有限,且供试超敏蛋白微粒剂成本较高,也不适宜进一步大幅提高用药量来探讨防效是否存在显著提升的可能。一些研究[4-5]认为诱抗剂与杀菌剂、叶面肥和植物激素等药剂搭配使用时可能获得更好的防治效果,本研究在上述方面进行了初步尝试(未在前文展示),试验结果初步表明,超敏蛋白与几丁聚糖混用可能存在反效果,与硅肥和钙肥混用茎叶处理可能存在反效果,与菌核净混用未表现出明确的增效作用,与井冈霉素、拿敌稳混用可能存在一定的增效作用,与拿敌稳混用还可增加持绿性;几丁聚糖与拿敌稳混用可能具有增效作用。上述结果表明诱抗剂与杀菌剂、叶面肥混用时同样具有增效或拮抗效果,但具体情况需做进一步研究方可确定。
4 结论
通过对10种供试诱抗剂的田间小区药效试验,筛选出超敏蛋白和几丁聚糖2种可用于防控向日葵菌核病的潜在诱抗剂。其防效分别可达到52.7%~ 68.3%和40.2%~51.9%,防病效果均与对照药剂菌核净无显著差异。经对超敏蛋白进一步试验结果表明,在向日葵现蕾期和始花期对花盘喷施317g/hm2剂量3%超敏蛋白微粒剂可有效诱导向日葵对菌核病产生抗性,防效52.7%以上,较空白对照增产48.11%以上,与化学防治(菌核净)无显著差异,是较为理想的向日葵菌核病诱抗剂。同时,2000g/hm2剂量0.5%几丁聚糖水剂对目标病害的诱抗效果与超敏蛋白无显著差异,是潜在的向日葵菌核病诱抗药剂。
参考文献
啶酰菌胺对向日葵核盘菌生物活性的影响
DOI:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas20191000226
[本文引用: 1]
旨在明确新型杀菌剂啶酰菌胺对向日葵核盘菌生物活性的影响,为其推广应用提供科学依据。以向日葵核盘菌菌丝、孢子和菌核为试材,采用生物测定方法测定啶酰菌胺对向日葵核盘菌菌丝生长、孢子萌发及菌核形成的影响。研究结果表明,啶酰菌胺处理后的核盘菌菌丝生长速率受到抑制,其抑制菌丝生长的EC<sub>50</sub>为0.2152 μg/mL。随杀菌剂浓度的升高,核盘菌菌丝生长量明显下降,浓度为16.667 μg/mL时,对核盘菌形成菌核数量的抑制率达到84.62%,对核盘菌形成菌核总干重的抑制率达到61.07%。孢子萌发试验结果表明,啶酰菌胺处理后子囊孢子萌发受到抑制,其抑制子囊孢子萌发的EC<sub>50</sub>为0.056 μg/mL。在浓度为0.267 μg/mL时,孢子芽管伸长抑制率达到78.15%。啶酰菌胺不仅对核盘菌菌丝生长有抑制作用,还可以降低子囊孢子的侵入、阻止子囊孢子萌发形成的芽管在植物组织的继续侵染,有效降低田间土壤中菌核残留量。对向日葵菌核病的防治前景十分广阔,可以作为田间防治向日葵菌核病的轮换药剂。
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