生物農(nóng)藥對設(shè)施和露地黃瓜白粉病的防效及其品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

劉新社,陳 妍

(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476100)

黃瓜白粉病是我國黃瓜生產(chǎn)中的主要病害之一，特別是在設(shè)施和露地春黃瓜栽培中更易發(fā)生。其由單絲殼白粉菌侵染引起，主要侵害黃瓜葉片和幼莖。該病害在黃瓜的整個生育期都能侵染植株，在豫東地區(qū)有強流行性、高發(fā)病率的特點，造成黃瓜產(chǎn)量降低，果實品質(zhì)下降[1-3]。目前主要利用化學(xué)藥劑防治白粉病，比如唑類、嘧菌酯類及其復(fù)配制劑等，但由于施用頻繁、劑量高，導(dǎo)致單絲殼白粉菌的抗性明顯增強，化學(xué)藥劑的防治效果越來越差。另外，化學(xué)農(nóng)藥的大量施用，也會導(dǎo)致農(nóng)藥殘留增加，土壤環(huán)境、生態(tài)環(huán)境被破壞[4-5]。因此，必須加強研發(fā)無毒(低毒)高效、利于環(huán)境保護的生物制劑，用以替代或減少化學(xué)農(nóng)藥的使用[6-7]。

為了更加安全有效地防治黃瓜白粉病，本試驗選取4種生物農(nóng)藥，2018年春季進行設(shè)施和露地黃瓜田間防效試驗，同時研究生物農(nóng)藥對設(shè)施和露地黃瓜品質(zhì)、產(chǎn)量的影響，以期篩選出最佳的防治藥劑及其使用劑量，為黃瓜白粉病的生物防治和黃瓜高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 供試藥劑及處理

試驗選擇了4種生物農(nóng)藥、1種化學(xué)農(nóng)藥，全部為市售。設(shè)施和露地試驗各設(shè)6個處理：(1)1%蛇床子素EW(江蘇省蘇科農(nóng)化有限責(zé)任公司)500倍稀釋(有效成分用量22.2 g/hm2)；(2)1 000億個/g枯草芽孢桿菌WP(湖北武漢天惠生物工程有限公司)400 倍稀釋(有效成分用量2 777.8 g/hm2)；(3)1×106個/g寡雄腐霉菌WP(捷克生物制劑有限公司)2 000倍稀釋(有效成分用量555.6 g/hm2)；(4)3×108cfu/g哈茨木霉菌WP(美國拜沃股份有限公司)500倍稀釋(有效成分用量222.2 g/hm2)；(5)化學(xué)藥劑對照(CK1)：10%苯醚甲環(huán)唑WG(世高，瑞士先正達有限公司)1 000倍稀釋(有效成分用量111.1 g/hm2)；(6)清水對照(CK0)。

1.2 試驗方法

試驗于2018年在商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院試驗基地進行。設(shè)施試驗在基地1號日光溫室內(nèi)進行。試驗溫室長 80 m，跨度 7 m，在溫室地表下設(shè)有全自動滴灌系統(tǒng)，溫室內(nèi)安裝有自動溫、濕度監(jiān)測儀。溫室建于2014年，園土屬潮土類砂壤土，有機質(zhì)含量37.35 g/kg，pH值6.7，栽培管理為中上等水平。露地試驗地距溫室100 m左右，土質(zhì)為潮土類砂壤土，有機質(zhì)含量16.52 g/kg，pH值7.0，栽培管理為中等水平。黃瓜品種同為津優(yōu)2號，株行距同為30 cm×60 cm。兩處試驗均設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積10.8 m2，隨機排列。在發(fā)病初期進行噴藥，溫室黃瓜白粉病發(fā)生于3月15日結(jié)瓜初期，露地黃瓜在6月1日有少量病斑。溫室黃瓜分別于3月25日、4月2日、4月9日各噴藥一次；露地黃瓜分別于6月8日、6月15日、6月22日各噴藥一次。采用3WBD-20型背負式電動噴霧器噴施藥劑，使藥劑充分濕潤葉片的正反面，霧滴均勻分布，每個小區(qū)噴藥量同為1.2 kg，為減少人為誤差，施藥時盡量小心噴施，避免相鄰處理間藥液飛散[8-9]。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 防治效果 每個小區(qū)隨機選擇6株黃瓜，調(diào)查全株葉片，在第1次施藥前調(diào)查藥前病情指數(shù)，每次施藥后7 d各調(diào)查一次病情指數(shù)。按6級標準調(diào)查病葉數(shù)，計算病情指數(shù)、病指增長值和實際防效，并對試驗結(jié)果進行顯著性檢驗(DMRT法)。病情指數(shù)、病指增長值和實際防效按下列公式[10]計算：

病情指數(shù)=∑(各級病葉數(shù)×該病級值)/(檢查總?cè)~數(shù)×最高病級值)×100；

病指增長值=施藥后病情指數(shù)-施藥前病情指數(shù)；

防效=(對照區(qū)病指增長值-處理區(qū)病指增長值)/對照區(qū)病指增長值×100%。

調(diào)查時所用分級標準為：0級—葉片無病斑；1級—病斑占葉片面積5%以下；3級—病斑占葉片面積6%～10%；5級—病斑占葉片面積11%～20%；7級—病斑占葉片面積21%～40%；9級—病斑占葉片面積41%以上或葉片枯死。

1.3.2 黃瓜果實品質(zhì)及產(chǎn)量 在黃瓜成熟以后取樣，進行果實營養(yǎng)成分測定。取樣方法是所有植株摘取底部向上第3條成熟度一致的果實，營養(yǎng)成分測定項目包括可溶性固形物、可溶性總糖、維生素C、可溶性蛋白和硝酸鹽含量。對各測定項目，根據(jù)每小區(qū)6株，計算出平均值。

可溶性固形物含量采用手持糖量計直接測定；可溶性總糖含量采用蒽酮比色法測定[11]；維生素C含量采用鉬藍比色法測定[12]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍 G-250 法測定[13]；亞硝酸鹽含量采用鹽酸萘乙二胺法測定[14]。

黃瓜果實按成熟先后分次采收，采收時將果實直接稱質(zhì)量。以小區(qū)為單位，測量所有植株，統(tǒng)計果實數(shù)量和質(zhì)量，累計計產(chǎn)，計算出每公頃產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物農(nóng)藥對設(shè)施和露地黃瓜白粉病的防效

從表1可以看出，設(shè)施試驗在進行藥劑處理前白粉病已有少量發(fā)生，無藥劑防治時，病情會快速發(fā)展。施用藥劑后，病情控制效果比較理想。5個藥劑處理中，生物農(nóng)藥處理(1)、(2)和化學(xué)藥劑處理(5)防效一直很好，而且穩(wěn)定性較好，平均防效分別為86.17%、88.26%和89.22%，2種生物農(nóng)藥與化學(xué)藥劑對照的平均防效差異不顯著，但極顯著優(yōu)于其他處理；處理(3)和處理(4)藥效中等，平均防效分別為66.71%和75.98%，與化學(xué)藥劑處理有顯著性差異。生物農(nóng)藥1%蛇床子素和1 000億個/g枯草芽孢桿菌的藥效穩(wěn)定，持效期長，在黃瓜設(shè)施栽培中完全可以代替化學(xué)藥劑防治黃瓜白粉病。

表1 生物農(nóng)藥防治設(shè)施黃瓜白粉病效果Tab.1 Control effect of biological fungicides on cucumber powdery mildew in greenhouse

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異達到顯著水平(P<0.05)，不同大寫字母表示差異達到極顯著水平(P<0.01)，下同。

Note: After the same column data,different lowercase letters indicate that the data difference reaches a significant level(P<0.05)，and different capital letters indicate an extremely significant level(P<0.01).The same below.

從表2可以看出，露地試驗在開始階段白粉病病情較輕，藥劑處理后病情能夠得到有效控制。5個藥劑處理中，生物農(nóng)藥處理(2)與化學(xué)藥劑處理(5)的防效一直比較好，分別為78.89%～87.31%和86.13%～90.50%，平均防效分別為83.16%和87.94%。兩處理無顯著性差異，且極顯著優(yōu)于其他處理?；瘜W(xué)藥劑處理(5)效果很穩(wěn)定，生物農(nóng)藥處理(2)的持效性稍低，在黃瓜露地栽培中枯草芽孢桿菌也可以代替化學(xué)藥劑用于防治黃瓜白粉病。生物農(nóng)藥處理(1)、(4)的防效相當(dāng)，但都顯著低于處理(2)和處理(5)，這2種生物農(nóng)藥在露地黃瓜栽培中防治白粉病的效果一般。生物農(nóng)藥處理(3)的防效較差，不能在生產(chǎn)中應(yīng)用。5種生物和化學(xué)藥劑的平均防效，露地試驗都略低于設(shè)施試驗，說明這幾種生物和化學(xué)藥劑在設(shè)施栽培和露地栽培中防治黃瓜白粉病的效果有一定的差異,與筆者2009年研究結(jié)果相似[9]。

表2 生物農(nóng)藥防治露地黃瓜白粉病效果 Tab.2 Control effect of biological fungicides on cucumber powdery mildew in open field

2.2 生物農(nóng)藥對設(shè)施和露地黃瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

由表3可知，在黃瓜設(shè)施栽培中，生物農(nóng)藥處理、化學(xué)農(nóng)藥處理和空白對照之間的黃瓜可溶性固形物和可溶性總糖的含量均有顯著差異。生物農(nóng)藥處理的黃瓜可溶性固形物、可溶性總糖含量都顯著高于化學(xué)農(nóng)藥處理和空白對照，空白對照的黃瓜可溶性固形物含量顯著高于化學(xué)農(nóng)藥處理，但二者的可溶性總糖含量無顯著性差異。生物農(nóng)藥處理的黃瓜維生素C的含量顯著高于其他處理，可溶性蛋白的含量與空白對照差異不顯著。亞硝酸鹽含量是化學(xué)農(nóng)藥處理最高，其次是空白對照。由此可知，化學(xué)農(nóng)藥處理后的黃瓜品質(zhì)最差，其次是空白對照，生物農(nóng)藥處理能夠提高黃瓜的品質(zhì)。經(jīng)生物農(nóng)藥和化學(xué)農(nóng)藥處理的黃瓜產(chǎn)量沒有明顯差異，都顯著高于空白對照。生物農(nóng)藥1%蛇床子素處理產(chǎn)量最高，為63 939.65 kg/hm2，與空白對照比較增產(chǎn)20.82%；其次為1 000億個/g枯草芽孢桿菌處理，增產(chǎn)19.29%。

表3 生物農(nóng)藥對設(shè)施黃瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響Tab.3 Effect of biological fungicides on quality and yield of cucumber in greenhouse

由表4可知，在黃瓜露地栽培中，仍然是生物農(nóng)藥處理的黃瓜品質(zhì)最好。經(jīng)生物農(nóng)藥處理的黃瓜可溶性固形物、可溶性總糖、可溶性蛋白、維生素C的含量均顯著高于化學(xué)農(nóng)藥處理，亞硝酸鹽含量顯著低于化學(xué)農(nóng)藥處理。在露地栽培中仍是化學(xué)農(nóng)藥處理的黃瓜品質(zhì)最差，其次是空白對照。但露地栽培的黃瓜品質(zhì)指標都優(yōu)于設(shè)施栽培的黃瓜。露地栽培中，生物農(nóng)藥和化學(xué)農(nóng)藥處理的黃瓜產(chǎn)量沒有明顯差異，都顯著高于空白對照。10%苯醚甲環(huán)唑處理產(chǎn)量最高，達47 052.35 kg/hm2，與空白對照比較增產(chǎn)27.43%；其次為1%蛇床子素處理，增產(chǎn)24.13%。

表4 生物農(nóng)藥對露地黃瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響Tab.4 Effect of biological fungicides on quality and yield of cucumber in open field

3 結(jié)論與討論

3.1 生物農(nóng)藥對黃瓜白粉病的防效

白粉病是黃瓜生產(chǎn)過程中的主要流行性病害之一，發(fā)病初期一般在葉片正面或背面形成零星不規(guī)則圓形病斑，條件適宜時病斑面積逐漸擴大連接成片。嚴重時白色粉末布滿整個葉片表面，晚期白色粉狀逐漸變成黃褐色甚至最后形成黑褐色，致使葉片喪失光合作用，不能進行新陳代謝，最終干枯死亡，進而影響整株。氣象條件是該病流行的最重要影響因素，適宜時蔓延迅速，造成嚴重的經(jīng)濟損失，加強對黃瓜白粉病的化學(xué)與生物防治越來越重要。目前化學(xué)藥劑中較多使用苯醚甲環(huán)唑、硝苯菌酯等，苯醚甲環(huán)唑是三唑類殺菌劑中安全性比較高的內(nèi)吸性殺菌劑，具有保護和治療作用。本試驗也充分證明，苯醚甲環(huán)唑作為對照化學(xué)藥劑，對黃瓜白粉病的防治效果很好，設(shè)施和露地栽培的平均防效分別為89.22%和87.94%。硝苯菌酯是接觸性殺菌劑，具有預(yù)防、治療及鏟除功能并兼具滲透特性，表現(xiàn)出低毒的特點。但以上都是化學(xué)藥劑，殘留性、危害性均比生物藥劑大。

利用生物農(nóng)藥防治黃瓜白粉病取得了良好的效果。4種生物農(nóng)藥中，枯草芽孢桿菌是植物病原菌的競爭性抑制劑，它通過競爭性生長繁殖占據(jù)植物病原菌的生存空間，阻止其生長，與病原菌之間存 在競爭、拮抗作用并可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性[15]。ONGENA等[16]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌以空間位點競爭為主，能在植物根際、體表或體內(nèi)迅速繁殖，降低病原菌的數(shù)量。同時枯草芽孢桿菌還能產(chǎn)生抗生素、細菌素、細胞壁降解酶類等拮抗物質(zhì)，抑制病原菌的生長，使農(nóng)作物免受病原菌危害。本試驗中枯草芽孢桿菌防效最好，設(shè)施和露地栽培的平均防效分別達88.26%和83.16%。蛇床子素是從植物蛇床果實中提取的一種香豆素類化合物[17]，有重要的農(nóng)藥活性基團——異戊烯結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出獨特的活性，是一種既有殺蟲活性又有抑菌活性的生物農(nóng)藥，對黃瓜植株安全，對環(huán)境無污染。本試驗中，設(shè)施和露地栽培的平均防效分別達86.17%和76.66%。以上2種生物農(nóng)藥可以替代化學(xué)藥劑用于防治黃瓜白粉病，尤其是枯草芽孢桿菌可濕性粉劑。

寡雄腐霉菌能將其菌絲寄生于病原真菌體內(nèi)，干擾其新陳代謝，并爭奪養(yǎng)分與生存空間，造成病菌死亡，其分泌的纖維素酶、蛋白酶、脂肪酶等多種胞外酶可以水解病原真菌的細胞壁，其也可以產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，抑制病菌孢子萌發(fā)和菌絲生長[18]。但該藥劑在本試驗中的防治效果一般，對設(shè)施和露地黃瓜白粉病的平均防效分別為66.71%和63.82%，顯著低于枯草芽孢桿菌，不建議在當(dāng)?shù)攸S瓜病害防治中推廣應(yīng)用。哈茨木霉菌的繁殖能力比病原菌強，能在營養(yǎng)源和生長空間上與植物病原菌競爭，并占有比較明顯的優(yōu)勢。哈茨木霉菌絲能寄生在植物病原菌的表面或體內(nèi)，造成寄主菌絲死亡[19]。ZIMAND等[20]研究發(fā)現(xiàn)，以色列Makhteshim Axan公司研發(fā)生產(chǎn)的哈茨木霉T39生防制劑，可以用來防治白粉病、苗枯病、霜霉病、灰霉病等葉部病害及貯藏期間果實的腐敗變質(zhì)，在本試驗中對設(shè)施和露地黃瓜白粉病的平均防效分別為75.98%和73.81%，設(shè)施栽培中的防效顯著低于蛇床子素，但在露地栽培中與蛇床子素的防效無顯著差異，其在黃瓜的露地栽培中也可以推廣應(yīng)用。

白粉病嚴重影響黃瓜的生產(chǎn)，最好在發(fā)病前或發(fā)病初期進行藥劑防治。建議在病害發(fā)生早期，噴施枯草芽孢桿菌可濕性粉劑400倍稀釋液1～2次，中期可以與1%蛇床子素水乳劑500倍稀釋液交替施用，能很好地防治黃瓜白粉病。在設(shè)施栽培中，溫、濕度對黃瓜白粉病的發(fā)生程度和防治效果影響很大，防病的同時對設(shè)施內(nèi)的溫度和濕度進行有效調(diào)控，能減少黃瓜白粉病的侵害[21]。

3.2 生物農(nóng)藥對黃瓜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

施用農(nóng)藥后，在作物的生長代謝過程中，農(nóng)藥與作物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)、糖原等發(fā)生反應(yīng)，破壞植物正常的生理活動，從而影響作物的品質(zhì)[22]。CHELLIAH等[23]指出，農(nóng)藥能夠改變植物營養(yǎng)和化學(xué)組成。 MCKINLEY等[24]指出，農(nóng)藥會影響植物體內(nèi)酶的活性。李欽等[25]研究發(fā)現(xiàn)，有機磷農(nóng)藥對壇紫菜酶活性具有抑制作用。在黃瓜生產(chǎn)中，由于化學(xué)農(nóng)藥的大量使用，防治了主要的病蟲害，但會導(dǎo)致品質(zhì)下降，利用生物農(nóng)藥則可以提高黃瓜品質(zhì)。本研究中，噴施生物農(nóng)藥和化學(xué)農(nóng)藥對黃瓜的品質(zhì)產(chǎn)生了不同的影響。生物農(nóng)藥能夠提高設(shè)施和露地黃瓜的可溶性固形物、可溶性總糖、維生素C、可溶性蛋白含量，降低亞硝酸鹽含量，化學(xué)農(nóng)藥反之，說明生物農(nóng)藥有利于黃瓜正常的生理活動，促進體內(nèi)糖原、蛋白質(zhì)的合成。生物、化學(xué)農(nóng)藥都能提高黃瓜的產(chǎn)量，這是由于農(nóng)藥的施用減少了病害的發(fā)生，保全葉片進行正常的光合作用，促進有機物質(zhì)的合成。綜合來看，噴施生物農(nóng)藥更有利于黃瓜的高效栽培。